Klausur - Datenbank- und Informationssysteme

unbedingt vollständig und lesbar ausfüllen!
Klausur
Name: ____________________________ Vorname:_____________________
Matrikelnummer:_____________________ [ ] Informatik DPO 4
FG Datenbank- und Informationssysteme
Prof. Dr. Gregor Engels
Grundlagen Datenbanken
06. Oktober 2008
Bearbeitungszeit: 120 Minuten
[ ] Informatik Bachelor
[ ] sonstiges:________________
Bitte beachten Sie:
o Lassen Sie die Klausur zusammengeheftet! Sollten Sie die Klausur trennen, einzelne Seiten
entnehmen bzw. zusätzliche Seiten als Lösung mit abgeben wollen, so muss jeder einzelne
Teil deutlich mit Name und Matrikelnummer gekennzeichnet sein.
o Benutzen Sie kein eigenes Papier! Bei Bedarf erhalten Sie zusätzliches Papier bei der
Klausuraufsicht.
o Mit Bleistift geschriebene Lösungen werden nicht gewertet.
o Kennzeichnen Sie Ihre Lösung eindeutig! Bei mehreren Lösungen zu einer (Teil-) Aufgabe
wird keine davon gewertet.
o Bei Multiple-Choice Fragen können falsche Antworten zu Punktabzügen führen.
o Benutzen von unerlaubten Hilfsmitteln (z.B. Mobiltelefone), Abschreiben sowie Abschreiben
lassen und andere Täuschungen führen zur Bewertung „nicht ausreichend“ (5,0).
o Zugelassene Hilfsmittel: 1 doppelseitig handbeschriebenes Blatt DIN A4, beschriftet mit
Name und Matrikelnummer.
o Diese Klausur hat 17 Seiten. Die zugehörige Referenz besteht aus zwei Blättern mit drei
bedruckten Seiten. Bitte prüfen Sie Ihre Exemplare auf Vollständigkeit.
Aufgabe 1 2 3 4 5 6 Summe
Erwartete Bearbeitungszeit (in
min) = maximale Punktzahl
Erreichte Punkte
8 16
16
20
25 35 120

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 2
Name: Matrikel-Nr.:
Aufgabe 1: Vermischte Aufgaben [2+6=8 Punkte]
a) Einsatz von Datenbanksystemen [2 Punkte]
Unter welchen Umständen kann man Datenredundanz in einem
Datenbanksystem akzeptieren? (1-2 Sätze)

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 3
Name: Matrikel-Nr.:
b) Vermischte Fragen [6 Punkte]
Bitte entscheiden Sie durch Ankreuzen, ob die folgenden Aussagen richtig oder
falsch sind. Falsche Kreuze führen zu Punktabzügen!
Diese Aussage ist …
Das parallele Arbeiten auf Daten sollte von einem
Datenbanksystem koordiniert werden.
Nutzer eines Datenbanksystems können auf Basis des
Datenbankkatalogs für sie wichtige Daten abonnieren.
Jeder dreistellige Beziehungstyp in einem ER-Diagramm
lässt sich kapazitätserhaltend in drei zweistellige
Beziehungstypen umwandeln.
Der relationale Entwurf basiert auf Ergebnissen des
konzeptionellen Entwurfs.
Ein Primärschlüssel besteht aus Attributen.
Die Reihenfolge der Tupel einer Relation ist
bedeutungslos.
SQL-DQL ist relational vollständig.
Bei der Eingabe von SQL-Statements müssen Schlüsselwörter
fettgedruckt sein.
Die SQL-Anfrage SELECT * FROM rel WHERE att LIKE α_β; kann
Tupel der Relation rel zurückliefern, deren Attributwert von att
‘αβ’ ist.
Anfragen in SQL werden im Gegensatz zu Datendefinitionen in
SQL mit einem Fragezeichen (Symbol: ‚?‘) abgeschlossen.
JDBC ist die Java Implementierung von ODBC.
Hibernate ist ein Datenbanksystem.
richtig falsch

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 4
Name: Matrikel-Nr.:
Aufgabe 2: Konzeptioneller Entwurf [8+8=16 Punkte]
a) ER-Diagramm - Semantik [8 Punkte]
Bitte entscheiden Sie durch Ankreuzen, ob die folgenden Aussagen hinsichtlich
des unteren ER-Diagramms richtig oder falsch sind. Falsche Kreuze führen zu
Punktabzügen!
Diese Aussage ist… richtig falsch
Gute Feen haben einen Namen und einen Goldschatz.
Ritter kämpfen für mehrere Könige.
Ritter kämpfen mit Drachen.
Es gibt immer mehr Gute Feen als Ritter.
Drachen haben einen eindeutigen Titel.
Wenn der Drachenreiter stirbt, dann stirbt auch der Drache.
Fabelwesen können die Herkunft „Nirgendwo“ haben.
Es gibt mindestens soviele Ritter wie Könige.

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 5
Name: Matrikel-Nr.:
b) ER-Diagramm - Entwurf - Semantik[8 Punkte]
Formalisierung ER-Diagramm:
μ(Person)={p1,…,pn} σ(Person) μ(Person)
μ(Videothek)={v1,…,vn} σ(Videothek) μ(Videothek)
μ(Film)={f1,…,fn} σ(Film) μ(Film)
μ(Genre)={g1,…,gn} σ(Genre) μ(Genre)
μ(leiht_aus)= μ(Person) μ(Videothek) μ(Film)
σ(leiht_aus) σ(Person) σ(Videothek) σ(Film)
σ(gehört_zu):σ(Film)→ σ(Genre)
σ(Name):σ(Person)→μ(String)
σ(Titel):σ(Person)→μ(String) (partielle Funktion!)
σ(Ort):σ(Videothek)→μ(String)
σ(Länge):σ(Film)→μ(Integer)
σ(Bezeichnung):σ(Genre)→μ(String)
σ(TagDerAusleihe):σ(leiht_aus)→μ(Datum)
Geben Sie für die obige Formalisierung eines ER-Diagramms (siehe auch Referenz)
ein passendes ER-Diagramm an!

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 6
Name: Matrikel-Nr.:
Aufgabe 3: Relationales Datenbankmodell [16 Punkte]
Übersetzung eines ER-Diagramms in ein relationales Datenbankschema
Das obige ER-Diagramm (siehe auch Referenz) soll in ein geeignetes relationales
Datenbankschema überführt werden. Wenden Sie dazu den Algorithmus aus der
Vorlesung schrittweise an. Dokumentieren Sie nach jedem Schritt die entstandenen
relationalen Schemata, die zugehörigen Schlüssel sowie gegebenenfalls
Fremdschlüsselbeziehungen. Verwenden Sie hierfür die Tabellenvorlagen.
Schritt 1: Transformation der IST-Beziehungstypen und zugehörigen Entity-Typen
Schritt 2: Transformation der abhängigen Entity-Typen
Schritt 3: Transformation der übrigen Entity-Typen
Schritt 4: Transformation bei Kardinalitätseinschränkung [1,1]
Schritt 5: Transformation der übrigen Beziehungstypen
Schritt 6: Berücksichtigung der Kardinalitätseinschränkung [0,1]

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 7
Name: Matrikel-Nr.:
Schritt 1: Transformation der IST-Beziehungstypen und der zugehörigen Entity-
Typen.
C
Entity-Typ/
Beziehungstyp
Relationenschema Schlüssel Fremdschlüsselbeziehungen
C = {CID
{{CID
Schritt 2: Transformation der abhängigen Entity-Typen
Entity-Typ/
Beziehungstyp
Relationenschema Schlüssel Fremdschlüsselbeziehungen

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 8
Name: Matrikel-Nr.:
Schritt 3: Transformation der übrigen Entity-Typen
Entity-Typ/
Beziehungstyp
Relationenschema Schlüssel Fremdschlüsselbeziehungen
Schritt 4: Transformation bei Kardinalitätseinschränkung [1,1]
Entity-Typ/
Beziehungstyp
Relationenschema Schlüssel Fremdschlüsselbeziehungen

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 9
Name: Matrikel-Nr.:
Schritt 5: Transformation der übrigen Beziehungstypen
Entity-Typ/
Beziehungstyp
Relationenschema Schlüssel Fremdschlüsselbeziehungen
Schritt 6: Berücksichtigung der Kardinalitätseinschränkung [0,1]
Entity-Typ/
Beziehungstyp
Relationenschema Schlüssel Fremdschlüsselbeziehungen

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 10
Name: Matrikel-Nr.:
Aufgabe 4: Relationaler Entwurf [5+15 =20 Punkte]
a) Funktionale Abhängigkeiten [5 Punkte]
Gegeben sind ein Relationenschema R={A,B,C,D} und eine Menge funktionaler
Abhängigkeiten F = {A→B, A→D, B→C, B→D, B→CD}. Geben Sie eine Menge
Freduziert an, für die gilt: Freduziert ≡ F und ¬ f Freduziert: Freduziert\{f} ≡ Freduziert.
Dokumentieren Sie ihre Zwischenschritte!

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 11
Name: Matrikel-Nr.:
b) Syntheseverfahren [15 Punkte]
Gegeben sind das Relationenschema R = {A, B, C, D, E, F, G, H}, die Menge
funktionaler Abhängigkeiten F = {ADF→BC, AF→DEH, D→E, E→G, G→H, H→E} und
die Schlüsselmenge K = {{AF}}. Überführen sie das Schema mit Hilfe des
Syntheseverfahrens in die dritte Normalform. Dokumentieren Sie Ihre
Zwischenschritte! Hinweis: Die Menge F ist minimal; sie enthält keine redundanten
funktionalen Abhängigkeiten.

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 12
Name: Matrikel-Nr.:
Aufgabe 5: Anfragesprachen [6+5+12+2=25 Punkte]
a) Relationenalgebra [6 Punkte]
Gegeben sind die Relation r sowie die Bedingungen F, F1 und F2.
1) Wann gilt: σ[F](r) = σ[F1](σ[F2](r))?
F =
2) Wann gilt: σ[F](r) = r - σ[F1](r)?
F =
3) Wann gilt: σ[F](r) = σ[F1](r) σ[F2](r)?
F =
b) Relationenalgebra und Tupelkalkül [5 Punkte]
Transformieren Sie die folgende Anfrage von der Relationenalgebra in das
Tupelkalkül (siehe zugehöriges Datenbankschema in der Referenz).
Ergebnis = π[Name](Turnier – R2) mit
R1= β[Preisgeld‘ ← Preisgeld](π[Preisgeld](Turnier))
R2 = π[T_ID, Name, Preisgeld, Land]
Tupelkalkül:
(σ[Preisgeld < Preisgeld‘](Turnier R1))

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 13
Name: Matrikel-Nr.:
c) Relationenalgebra und Bereichskalkül [7+5=12 Punkte]
Formulieren Sie die folgende Anfrage im Bereichskalkül und in der
Relationenalgebra (siehe zugehöriges Datenbankschema in der Referenz).
Welche Golfprofis haben alle Turniere gespielt, die im Land ‚Deutschland‘
ausgetragen wurden? Geben Sie ausschließlich die Namen der Golfprofis aus.
Relationenalgebra:
Bereichskalkül:
d) Sicherheit von Anfragen [2 Punkte]
Geben Sie ein Beispiel für eine unsichere Anfrage im Tupelkalkül an. Beziehen Sie
sich hierbei auf das Datenbankschema in der Referenz.

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 14
Name: Matrikel-Nr.:
Aufgabe 6: SQL [10+25=35 Punkte]
a) SQL-DML und SQL-DDL [3+4+3=10 Punkte]
1. Formulieren Sie einen SQL-Befehl, um das Preisgeld für das Turnier Paderborn
Classics zu verdreifachen (siehe zugehörige SQL-Schemadefinition in der
Referenz).
2. Für die Attribute Land und Heimatland sollen ausschließlich die folgenden fünf
Werte erlaubt sein: Australien, Deutschland, GB, Schottland, USA. Passen Sie
die Tabellendefinitionen mit Hilfe einer Domänendefinition an (siehe zugehörige
SQL-Schemadefinition in der Referenz).
create table Turnier
create table Golfprofi
(T_ID integer primary key,
(G_ID integer primary key,
Name varchar(20),
Name varchar(20),
Preisgeld integer,
Vorname varchar(20),
Land ………………………………………………………
Heimtland ……………………………………………
);
);

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 15
Name: Matrikel-Nr.:
3. Welche Auswirkungen hat die folgende SQL-Anweisung auf die gegebenen
Tabellendefinitionen? Begründen Sie Ihre Antwort kurz (siehe zugehörige SQL-
Schemadefinition in der Referenz).
drop table Turnier cascade;

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 16
Name: Matrikel-Nr.:
b) SQL-DQL [5+6+6+8=25 Punkte]
Formulieren Sie die folgenden Anfragen in SQL-DQL (siehe zugehöriges
Datenbankschema in der Referenz).
1. Welche Golfprofis haben im Jahr 2008 mindestens ein Turnier gespielt? Die
Ausgabe soll ausschließlich die Namen der Golfprofis und die Namen der
Turniere auflisten und dabei keine Duplikate enthalten.
2. Bestimmen Sie die Namen der Golfprofis, die im Jahr 2007 kein Turnier gespielt
haben.

Grundlagen von Datenbanken – 6.10.2008 Seite 17
Name: Matrikel-Nr.:
3. Welchen Platz hat ein Golfprofi bei Turnieren durchschnittlich belegt? Die
Ausgabe soll ausschließlich die Namen der Golfprofis und die durchschnittliche
Platzierung enthalten sowie absteigend nach der Anzahl der gespielten Turniere
sortiert sein.
4. Welche Golfprofis haben das Turnier mit dem höchsten Preisgeld mehrfach
gewonnen? Die Ausgabe soll ausschließlich die Namen der Golfprofis, den Namen
des Turniers und die Anzahl der Siege enthalten.