Aufgaben: ER-Modell, relationales Schema und Normalformen

Eine Stadtbücherei in Münster verwaltet Leserinnen und Leser sowie Bücher. Zu jedem Leser werden Leser-Nr., Name und Wohnort gespeichert, zu jedem Buch ISBN, Titel und Autor.

1. a) Nennen Sie zwei Entitätstypen und je drei Attribute.

1. b) Geben Sie für jeden Entitätstyp ein geeignetes Primärschlüsselattribut an und begründen Sie Ihre Wahl.

Gegeben ist die Tabelle Schueler(SNr, Name, Klasse, Klassenlehrer) einer Schule in Kassel.

1. a) Erklären Sie den Unterschied zwischen Primärschlüssel und Sekundärschlüssel.

1. b) Nennen Sie ein Attribut, das sich als Sekundärschlüssel (z. B. für einen Index) eignen könnte, und begründen Sie dies.

In einem ER-Modell stehen die Entitätstypen Lehrer und Kurs. Ein Lehrer unterrichtet mehrere Kurse, jeder Kurs wird von genau einer Lehrkraft unterrichtet.

1. a) Geben Sie die Kardinalität der Beziehung unterrichtet in der Notation 1:n bzw. n:m an.

1. b) Beschreiben Sie, wie diese Beziehung im relationalen Schema umgesetzt wird (Fremdschlüssel).

Ein Sportverein in Leipzig möchte Mitglieder, Trainingsgruppen und Trainer verwalten. Ein Mitglied kann in mehreren Gruppen trainieren, jede Gruppe hat mehrere Mitglieder. Jede Gruppe wird von genau einem Trainer geleitet, ein Trainer kann mehrere Gruppen leiten.

1. a) Entwerfen Sie ein ER-Modell mit Entitätstypen, Beziehungen und Kardinalitäten.

1. b) Überführen Sie das Modell in ein relationales Schema mit Primär- und Fremdschlüsseln. Beachten Sie dabei die n:m-Beziehung.

Gegeben ist die folgende Tabelle einer Pizzeria in Dortmund:

Bestellung(BestNr, Kunde, Kundenadresse, Pizza1, Pizza2, Pizza3)

1. a) Begründen Sie, warum die Tabelle die 1. Normalform verletzt.

1. b) Überführen Sie die Tabelle in die 1. Normalform und geben Sie das Schema an.

1. c) Nennen Sie zwei Anomalien, die in der ursprünglichen Tabelle auftreten können.

Gegeben ist Auftrag(AuftragNr, ArtikelNr, Artikelname, Menge, Kunde) mit dem zusammengesetzten Primärschlüssel (AuftragNr, ArtikelNr). Es gilt: ArtikelNr → Artikelname und AuftragNr → Kunde.

1. a) Zeigen Sie, dass die Tabelle nicht in 2. Normalform ist.

1. b) Zerlegen Sie die Tabelle so, dass die 2. Normalform erfüllt ist.

Gegeben ist Mitarbeiter(MNr, Name, AbtNr, Abteilungsname, Standort) mit Primärschlüssel MNr. Es gilt: AbtNr → Abteilungsname und Abteilungsname → Standort.

1. a) Weisen Sie nach, dass die Tabelle in 2., aber nicht in 3. Normalform ist.

1. b) Zerlegen Sie die Tabelle in die 3. Normalform und geben Sie die Fremdschlüssel an.

1. c) Erläutern Sie, welche Änderungsanomalie durch die Zerlegung vermieden wird, anhand eines konkreten Beispiels (Umzug einer Abteilung).

Ein Krankenhaus in Hamburg speichert Patienten, Ärzte, Stationen und Behandlungen. Eine Behandlung verbindet genau einen Patienten mit genau einem Arzt an einem Datum und hat eine Diagnose. Ein Patient liegt zu einem Zeitpunkt auf höchstens einer Station.

1. a) Modellieren Sie die Situation als ER-Diagramm (in Textform) mit Kardinalitäten. Begründen Sie, ob Behandlung als Entitätstyp oder als Beziehung modelliert wird.

1. b) Leiten Sie das relationale Schema in 3. Normalform her.

1. c) Begründen Sie, warum (PatientNr, ArztNr) allein kein geeigneter Primärschlüssel von Behandlung ist.

Eine Tabelle Kurswahl(SNr, Name, KursNr, Kursname, Lehrer, Raum) einer Schule enthält folgende Abhängigkeiten: SNr → Name; KursNr → Kursname, Lehrer; Lehrer → Raum.

1. a) Bestimmen Sie den Primärschlüssel und begründen Sie Ihre Wahl.

1. b) Prüfen Sie schrittweise 1., 2. und 3. Normalform.

1. c) Geben Sie ein Schema in 3. Normalform an und begründen Sie, dass sich die ursprüngliche Tabelle durch einen Verbund verlustfrei rekonstruieren lässt.