Bases de Dados. Exame de 1 a Época. Identifique todas as folhas. Responda a cada grupo nas páginas respectivas do grupo. Exame sem consulta.

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1 Bases de Dados Exame de 1 a Época 2013/2014 Identifique todas as folhas. Responda a cada grupo nas páginas respectivas do grupo. Exame sem consulta. Duração: 2h30. Grupo 1 Número: Nome: 1a) O primeiro registo que existe em Portugal quando uma pessoa nasce é o Assento de Nascimento, o qual deverá ser feito poucos dias após o nascimento de uma pessoa. Em baixo, apresenta-se os campos do registo de assento de nascimento, cujos campos a preencher estão indicados pelo par <>. Usando a notação Entidade-Associação, modele o conceito Assento de Nascimento, descrevendo a sua forma de identificação e restantes atributos. Assuma que: Cada concelho tem uma conservatória e não há concelhos com o mesmo nome. O número de assento indica o número de nascimentos em cada concelho e em cada ano. Podem existir pessoas com o mesmo nome. Podem existir várias soluções possíveis. Apresente a que lhe parecer mais simples. (1,5v) Página 1 de 10

2 1) O importante desta resposta é as chaves do Assento de Nascimento, sejam eles atributos próprios ou herdados. Assim tanto esta resposta Como esta estão certas (bem como as variantes intermédias) 1b) Indique que campos precisam de ser adicionados ao documento de assento de nascimento apresentado na alínea anterior para poder modelar as relações de parentesco entre pessoas, ou seja de forma a poder identificar os pais de cada pessoa nascida. Para estabelecer as relações entre pais e filhos teria que ser incluído, no assento de nascimento, a identificação (conservatória, ano e número-assento) de cada um dos pais. Página 2 de 10

3 1c) Converta o seguinte esquema Entidade-Associação num esquema relacional: Utilize a seguinte notação para indicar as chave primárias e chaves estrangeiras: relacao A (atributo 1, atributo 2, atributo 3,... ) atributo i : F K(relacao B ) atributo j, atributo k : F K(relacao C )... em que os atributos que compõem a chave primária são sublinhados e F K(relacao) significa que os atributos em questão são chave estrangeira para outra relação. As restrições de integridade que estão modeladas no modelo Entidade-Associação e não podem ser capturadas no modelo relacional devem ser também expressas. (1,5v) Cidadao(BI, DataNascimento, Sexo, Nome, BI mae, BI pai) Primary Key(BI) BI mae: FK(Cidadao) e NOT NULL BI pai: FK(Cidadao) Página 3 de 10

4 Grupo 2 Número: Nome: Considere uma base de dados em que se guardam dados sobre os gostos individuais dos alunos da LEIC em banda desenhada com o seguinte esquema: POSSE LIVRO(pessoa, nome livro) PERSONAGENS(nome livro, super heroi) GOSTOS(pessoa, super heroi) A relação POSSE LIVRO indica quais os livros que cada pessoa tem. A relação PERSONAGENS indica quais os super-heróis que participam em cada livro. A relação GOSTOS codifica quais os super-heróis de que cada pessoa gosta. Apresente uma resolução em álgebra relacional para cada uma das seguintes questões: 2a) Quais são as pessoas que gostam dos super-heróis chamados Super-Homen e Batman? S π pessoa (σ super heroi= Super Homen (GOST OS)) B π pessoa (σ super heroi= Batman (GOST OS)) S B 2b) Quais são as pessoas que têm pelo menos um livro com um super-herói de que gostem? R π pessoa,nome livro (GOST OS P ERSONAGENS) π pessoa (σ P OSSE LIV RO.nome livro=r.nome livro P OSSE LIV RO.pessoa=R.pessoa (P OSSE LIV RO R)) 2c) Suponha que cada pessoa gosta de pelo menos um super-herói, e tem pelo menos um livro de banda desenhada. Quais são as pessoas que apenas possuem livros com algum super-herói de que gostem? A π pessoa,nome livro (GOST OS P ERSONAGENS) B π pessoa (P OSSE LIV RO A) π pessoa (P OSSE LIV RO) B Página 4 de 10

5 Grupo 3 Número: Nome: Considerando a mesma base de dados do exercício anterior, cujo esquema se relembra em baixo, escreva uma consulta em SQL para responder a cada uma das questões que se seguem. POSSE LIVRO(pessoa, nome livro) PERSONAGENS(nome livro, super heroi) GOSTOS(pessoa, super heroi) 3a) Listar os nomes dos super-heróis que são personagens em, pelo menos, dois livros diferentes que contêm Swamp Thing no seu nome. SELECT P1.super heroi FROM PERSONAGENS P1, PERSONAGENS P2 WHERE P1.nome livro <> P2.nome livro AND P1.super heroi=p2.super heroi AND P1.nome livro LIKE %Swamp Thing% and P2.nome livro LIKE %Swamp Thing% ; 3b) Listar os nomes das pessoas que possuem o livro onde participam mais super-heróis diferentes. SELECT pessoa FROM PERSONAGENS NATURAL JOIN POSSE LIVRO GROUP BY nome livro HAVING count(distinct super heroi) >= (SELECT count(distinct super heroi) FROM PERSONAGENS GROUP BY nome livro); 3c) Listar o nome das pessoas que gostam de todos os super-heróis que a Maria gosta (OU Listar o nome das pessoas que gostam dos super-heróis que estão em todos os livros que a Maria possui). Página 5 de 10

6 SELECT pessoa FROM GOSTOS G1 WHERE NOT EXISTS ((select super heroi from GOSTOS G2 where G2.pessoa = Maria ) except (select super heroi from GOSTOS G3 where G3.pessoa = G1.pessoa)) SELECT pessoa FROM GOSTOS G1 WHERE NOT EXISTS ((select super heroi from POSSE LIVRO G2, PERSONAGENS P where G2.nome livro = P.nome livro AND G2.pessoa = Maria ) except (select super heroi from GOSTOS G3 where G3.pessoa = G1.pessoa)) Página 6 de 10

7 Grupo 4 Número: Nome: Considere o seguinte escalonamento: T1:W(B) T2:W(A) T2:W(B) T1:W(A) T3:W(B) 4a) Construa o grafo de precedências do escalonamento. O que pode concluir relativamente à serialização do escalonamento? Indique se é conflict-serializable (serializável em conflitos ou com conflito serializável). Justifique. (1,5v) T1 > T2; T2 > T1; T1 > T3; T2 > T3 É serializável, pois é equivalente ao escalonamento T2, T1, T3.. Não é conflict-serializable porque o grafo de precedências tem um ciclo ou porque nunca consigo transformar num escalonamento em série por trocas de operações que não entrem em conflito. 4b) Considere agora as seguintes transações: T1: R(X) W(X) R(Y) W(Y) T2: R(Y) W(Y) Assuma que um pedido de lock do item X é representado por L(X), um pedido de libertação do respectivo lock é representado por U(X) e a acção de commit de uma transacção é representada por C. Considere ainda que as acções de pedido de lock L são em modo exclusivo. Indique se cada um dos seguintes escalonamentos seria permitido pelo protocolo Strict 2-Phase Locking? Justifique. E1: T1:L(X) T1:L(Y) T2:L(Y) T1:R(X) T1:W(X) T1:W(Y) T1:C T1:U(Y) T2:R(Y) T2:W(Y) T2:C T2:U(Y) T1:U(X) E2: T1:L(Y) T1:L(X) T1:R(Y) T1:W(Y) T1:R(X) T1:W(X) T1:U(X) T1:U(Y) T2:L(Y) T2:R(Y) T2:W(Y) T2:U(Y) T1:C T2:C. E1 obedece ao S2PL mas o E2 não, porque existe libertação de locks antes do commit das transacções. 4c) Relativamente ao algoritmo de recuperação ARIES: Indique qual o tipo de registos que podem ser escritos no diário (log) durante o processo de recuperação e qual a sua função. Caso o sistema de bases de dados falhe repetidamente, indique qual o número máximo dos registos do tipo que identificou anteriormente, por transacção e em função do número de registos de actualização que foram escritos antes da falha, até que o processo de recuperação se tenha concluído. Página 7 de 10

8 Os registos que são escritos no log durante a recuperação são os CLR (Compensation Log Record) e têm a função de registar as operações de actualização que foram anuladas, logo existe um registo CLR por cada registo de actualização no log. O número máximo de registos de CLR é igual ao número de registos de actualização, porque não se anula mais do que uma vez uma actualização. 4d) Considere as seguintes relações: Departamento(idD, orcamento, andar) Empregado(idE, nomee, salario, idd); idd: FK(Departamento) Os valores que o atributo salário toma podem ir de 500 a 5000, as idades variam de 20 a 80, cada departamento tem 5 empregados em média, existem 10 andares no edíficio, os orçamentos variam de a 1 milhão de euros e os seus valores estão uniformemente distribuídos. Para cada uma das consultas que se seguem, assinale qual o índice (dos listados) que a tornaria mais eficiente, considerando que o seu sistema de base de dados suporta index-only plans. Justifique brevemente e indique se é utilizado um index-only plan. 1. Qual o nome, salário, e departamento de todos os empregados com salário superior a 1000? a) Índice hash-based agrupado sobre nomee, salario de Empregado. b) Índice hash-based desagrupado sobre nomee, salario de Empregado. c) Índice B+-tree agrupado sobre nomee, salario, idd de Empregado. d) Índice B+-tree desagrupado sobre salario, nomee, idd de Empregado. e) Nenhum índice. 2. Quais os ids dos departamentos que estão no 10 o andar e têm um orçamento inferior a ? a) Índice hash-based agrupado sobre andar de Departamento. b) Índice hash-based desagrupado sobre andar de Departamento. c) Índice B+-tree agrupado sobre andar e orçamento de Departamento. d) Índice B+-tree agrupado sobre orçamento de Departamento. e) Nenhum índice. 1. d), porque a condição é sobre o atributo salário, portanto o índice composto tem estar organizado por salário em primeiro lugar. Como o índice també é sobre os atributos nomee e idd conduz a um index-only plan porque não é necessário aceder ao ficheiro de dados para responder à cconsulta. É dsagrupado, porque sendo index-only plan, a propriedade de agrupado não serve para nada. 2. c) porque teríamos os registos do índice ordenados em primeiro lugar por andar portanto conseguíamos aceder aqueles que correspondem a andar igual a 10. O segundo critério de ordenação é por orçamento, logo conseguiríamos aceder em sequência a todos os que têm orçamento inferior a 15,000. Não é um index-only plan porque é preciso aceder ao idd que não pertence ao índice. (1,5v) Página 8 de 10

9 Grupo 5 Número: Nome: 5a) Considere a relação Entidades Fiscais, nas quais se regista informação sobre entidades legais (empresas e pessoas), com alguns tuplos a título de exemplo. Nome Tipo NIF Rua Código Postal Localidade FNAC Empresa Rua Prof. Carlos Alberto Mota Pinto Lisboa António Santos Particular Avenida Duque Ávila Lisboa Balbina Fonseca Particular Avenida Duque Ávila Aveiro Rest. Duas Amazónias Empresa Avenida Duque Ávila Lisboa Assuma que o atributo NIF é chave desta relação, que podem existir ruas com o mesmo nome em diferentes localidades, cada código postal corresponde a uma localidade e todos os atributos são atómicos. Tendo em conta o significado dos atributos, indique a razão pela qual esta relação não está 3FN. Não está na 3FN porque existe a dependência funcional: Código Postal Localidade. 5b) Explique porque razão no cálculo da similaridade entre documentos usada em recuperação de informação, ao ponderar o peso de cada termo em cada documento, se considera o factor IDF (Inverse Document Frequency). Na explicação, indique como se calcula. (1,5v) IDF (t) = log( N D f ), onde N é o número total de documentos da coleção e D f a frequência absoluta dos documentos da coleção que contêm o termo t. A distribuição da frequência dos termos numa colecção segue aproximadamente a lei de Zipf. Ponderaando o peso dos termos pela IDF garantimos que os termos mais discriminativos (menos frequentes) são mais valorizados no cálculo 5c) Considere a relação com esquema R(A,B,C, Quantidade) e a seguinte interrogação em SQL:1999: SELECT A, B, C SUM (Quantidade) AS TOTQTY FROM R GROUP BY CUBE ( A,B,C); Diga, justificando, quantas interrogações SQL teria de executar sobre a relação para obter o mesmo resultado caso não dispusesse do operador CUBE. Quais os GROUPING SETS gerados? (1,5v) Teria que fazer 8 interrogações diferentes correspondendo aos GROUPING SETS: (ABC), (AB), (AC), (BC), (A), (B), (C), (). 5d) Considere um documento pessoas.xml com múltiplas estruturas representando pessoas, da forma: <certidoes> Página 9 de 10

10 <pessoa> <nome>josé Fernandes</nome> <nascido> <ano>1992</ano> <mes>12</mes> <dia>25</dia> </nascido> <pai>manuel Fernandes </pai> <mae> Jocelina Fernandes </mae> </pessoa> <pessoa> <nome> Jocelina Fernandes </nome> <pai> José Ambrósio </pai> <mae> Jocelina Ambrósia </mae> </pessoa>... </certidoes> Diga qual seria o resultado da seguinte interrogação XQuery: FOR $p IN document( pessoas.xml )/certidoes/pessoa WHERE $p/mae= Jocelina Fernandes RETURN $p/pai Note que esta interrogação XQuery é equivalente à seguinte expressão XPath: doc( pessoas.xml )/certidoes/pessoa[mae= Jocelina Fernandes ]/pai A query sobre um documento com a estrutura XML indicada retornaria o conteúdo textual dos elementos XML <pai> que fossem sucessores de pessoa e em que por sua vez o elemento <pessoa> tivesse um sub-elemento <mae> cujo conteúdo fosse Jocelina Fernandes. No exemplo dado, apenas o primento elemento pessoa satisfaz a condição e a resposta seria Manuel Fernandes Antes de entregar, separe os grupos e verifique se identificou todas as folhas. Página 10 de 10