Einführung in die Datenbanksysteme, Datenbanken für die Bioinformatik Sommersemester Musterlösung (3. Übungszettel)

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1 Musterlösung (3. Übungszettel) Einführung in die Datenbanksysteme Datenbanken für die Bioinformatik Heinz Schweppe, Manuel Scholz Projekt Aufgabe Testen Sie Datenbankaccount und erstellen Sie einen Entwurf für ihr Projekt, den Sie dann mit ihrem Tutor kurz besprechen (Termin klären). Beim Schulprojekt arbeiten Sie sich bitte in das Datenbankschema (zu finden auf der Projektseite) des Schulprojekts ein. Übungsaufgaben 1. Aufgabe Betrachten Sie die folgende Beschreibung: Eine Datenbank soll die Informationen über Sportgruppen (Teams), Spieler und deren Fans erfassen: Für jedes Team den (eindeutigen) Namen, die Spieler, den Kapitän (als einen der Spieler), und die Farben der Trikots des Teams. Für jeden Spieler soll der der Name und die Nummer erfasst werden. Kein Team zwei Spieler mit derselben Nummer. Es kann aber Spieler mit gleicher Nummer in unterschiedlichen Teams geben. Für jeden Fan speichern Sie den Namen, das Lieblingsteam, den Lieblingsspieler und die Lieblingsfarbe. a) Entwerfen Sie zu dieser Beschreibung das ER-Modell mit (min,max) Kardinalitäten. b) Erweitern Sie das Modell wie folgt: Es soll zusätzlich die Liga, in der die Teams spielen, erfasst werden. Liga-Namen sind eindeutig. Team-Namen sind nur eindeutig innerhalb der Liga. Es kann Teams mit dem gleichen Namen in unterschiedlichen Ligen geben. Liga führt Team -Name (weak key) ist Fan -Kapitän Spieler -Nummer (weak key) -Name -Spieler Lieblingsspieler Trikot -Farbe (key) -Form Fan -Lieblingsfarbe

2 Einführung in die Datenbanksysteme, Datenbanken für die Bioinformatik Sommersemester Aufgabe Eine 1:1-Beziehung der Art E1 r E2 kann man sowohl durch Übernahme des Primärschlüssels von E2 (als Fremdschlüssel) in E1 als auch umgekehrt modellieren. Wenn die Beziehung aber nur für wenige Elemente von E1 definiert ist, enthält die Relation viele Tupel mit Null-Werten für diesen Fremdschlüssel. a) Geben Sie Beispiele aus der realen Welt, wo dies der Fall ist und man die Beziehungen deshalb besser in E2 repräsentiert. E1: Führerschein, E2: Person b) Geben Sie Beispiele, wo es sowohl für E1 als auch für E2 viele Elemente gibt, die die Beziehung R nicht eingehen. Diskutieren Sie für diesen Fall die Vor- und Nachteile einer separaten Repräsentation der Beziehung als eigenständige Relation. E1: Männer, E2: Frauen, R: heirat Separat: Spart Speicherplatz Nicht separat: einfacher Zugriff 3. Aufgabe Gegeben sei die folgende ER-Modellierung von Zugverbindungen: Bahnhof -#Gleise liegt_in Städte -Bundesland (key) Start Ziel verbindet -Abfahrt -Ankunft Züge -ZugNr (key) -Länge a) Fügen Sie bei den Beziehungen Kardinalitäten in der (min; max)-notation hinzu. b) Übertragen Sie das ER-Modell in ein relationales Schema. Bahnhof(Name, #Gleise) Stadt(Name, Bundesland) Züge(ZugNr, Länge) liegt_in(bhf_name, Std_Name, Std_Bundesland) verbindet(bhf_von_name, Bhf_nach_Name, ZugNr, Abfahrt, Ankunft)

3 Start(Name, ZugNr) Ziel(Name, ZugNr) c) Verfeinern Sie das relationale Schema soweit möglich durch Eliminierung von Relationen. Bahnhof(Name, #Gleise, Std_Name, Std_Bundesland) Stadt(Name, Bundesland) Zug(ZugNr, Länge, Bhf_Ziel, Bhf_Start) verbindet(bhf_von_name, Bhf_nach_Name, ZugNr, Abfahrt, Ankunft) d) Erstellen Sie die "CREATE TABLE" Anweisungen für das Schema in Oracle oder Postgres Create table Stadt( Name varchar2(100), Bundesland varchar2(100), CONSTRAINT Stadt_pk PRIMARY KEY (Name, Bundesland) Create table Bahnhof( Name varchar2(100), Anz_Gleise number(3), Std_Name varchar2(100), Std_Bundesland varchar2(100), CONSTRAINT Bahnhof_pk PRIMARY KEY (Name), CONSTRAINT Bahnhof_fk FOREIGN KEY (Stdt_Name, Std_Bundesland) REFERENCES Stadt (Name, Bundesland) Create table Zug( ZugNr number(20), Laenge number(4), Bhf_Ziel varchar2(100), Bhf_Start varchar2(100), CONSTRAINT Zug_pk PRIMARY KEY (ZugNr), CONSTRAINT Zug_fk1 FOREIGN KEY (Bhf_Ziel) REFERENCES Bahnhof (Name), CONSTRAINT Zug_fk2 FOREIGN KEY (Bhf_Start) REFERENCES Bahnhof (Name), Create table verbindet( Von varchar2(100), Nach varchar2(100), ZugNr varchar2(100), Abfahrt timestamp, Ankunft timesramp, CONSTRAINT verbindet_pk PRIMARY KEY (Von, Nach, ZugNr), CONSTRAINT Zug_fk1 FOREIGN KEY (Von) REFERENCES Bahnhof (Name), CONSTRAINT Zug_fk2 FOREIGN KEY (Nach) REFERENCES Bahnhof (Name), CONSTRAINT Zug_fk3 FOREIGN KEY (ZugNr) REFERENCES Zug (ZugNr)

4 4. Aufgabe Formen sie folgende E/R-Modelle in relationale Entwürfe um: a) Mensch -mid (key) Arm -aid (key) Bein -bid (key) Finger -fid (key) 0..5 Hand -hid (key) b) ist kind von Kind 2..2 Mutter Kind Vater -Elternteil Person -pid (key) -Kind heiratet c) Brettspiel -bid (key) Spielfeld -Fläche (weak-key) Spielfeld (Kästchen) -sid (key) Alle Lösungen gehen streng nach Vorschrift (wie im Kemper/Eickler angegeben) vor. An manchen Stellen kann natürlich noch weiter vereinfacht, bzw. etwas weggelassen werden.

5 a) Mensch (mid) m a (mid, aid) Arm(aid) m b(mid, bid) Bein(bid) Hand(hid) a h(aid, hid) Finger(fid) f h(fid, hid) b) Person(id) heiratet(id,partner_id) ist_kind_von(kind_id,eltern_id) _kind(mutter_id,vater_id,id) c) Brettspiel(bid) Spielfeld(bid,Fläche) bs sf(bid,fläche) Spielfeld(Kästchen)(sid) sf sf(bid,fläche,sid) 2.Schritt Mensch(mid) Arm(aid,mid,hid) Bein(bid,mid) Finger(fid,hid) 2. Schritt Person(id, partner_id, mutter_id, vater_id) ist_kind_von(kind_id, eltern_id) (Ist eigentlich schon im ER-Diagramm überflüssig und kann weggelassen werden.) 2.Schritt Brettspiel(bid) Spielfeld(bid, Fläche) Spielfeld(Kästchen)(sid,bid,Fläche) 5. Aufgabe Lösung folgt später...