Aufgabe 3 - Datenbankmodellierung · Abitur NRW Informatik GK · Nachtermin 2022

Aufgabenstellung: Datenbank der Schach-Liga

Die Schach-AG einer Schule plant, gemeinsam mit den Schach-AGs weiterer Schulen eine Schach-Liga zu gründen, in der dauerhaft Wettkämpfe stattfinden. Dabei treten die Schulen wiederholt in einzelnen Partien oder auch in ganzen Turnieren gegeneinander an. Die Schülerinnen und Schüler eines Informatikkurses sollen hierfür eine Datenbank entwickeln, die die folgenden Daten verwalten soll:

Für die teilnehmenden Schulen sollen der Name, eine eindeutige Nummer (die sogenannte Schulnummer) und die Adresse verwaltet werden. Damit die Lehrenden der verschiedenen Schulen untereinander Kontakt aufnehmen können, sollen außerdem folgende Daten von der Lehrerin oder dem Lehrer der Schach-AG gespeichert werden: der Name, das Geburtsdatum, die Telefonnummer und die E-Mail-Adresse.

Von den Spielerinnen und Spielern werden der Name und die zugehörige Schule verwaltet. Um feststellen zu können, welche Spielerinnen und Spieler im gleichen Jahr geboren sind, wird außerdem das Geburtsdatum gespeichert. Dadurch können die Spielerinnen und Spieler in Altersgruppen eingeteilt werden.

Bei einer Partie spielen zwei Spielerinnen bzw. Spieler gegeneinander. Beide können aus der gleichen Schule oder von verschiedenen Schulen stammen. Dabei werden der Zeitpunkt des Beginns der Partie und das Ergebnis gespeichert. Außerdem wird gespeichert, wer die Farbe Weiß und wer die Farbe Schwarz hat.

Der Informatikkurs hat für die Datenbank einen Entwurf erstellt, der aus dem folgenden Entity-Relationship-Diagramm besteht:

Aus dem Entity-Relationship-Diagramm entstand das folgende Datenbankschema (siehe Abbildung 2):

Für das Ergebnis einer Partie gilt folgende Speicherung: Bei einem Sieg von Weiß steht der Wert 1, bei einem Sieg von Schwarz der Wert -1. Endet die Partie unentschieden (ein sogenanntes Patt), wird der Wert 0 abgelegt.

Anlage: Beispieldaten der Datenbank

Tabelle: Lehrer

EMailAdresse · Name · Geburtsdatum · Telefonnummer

allen@info.nrw · Frances E. Allen · 1971-08-04 · 0123-4567

blanch@info.nrw · Gertrude Blanch · 1972-02-02 · 01233-5678

lovelace@info.nrw · Ada Lovelace · 1973-12-10 · 01232-68104

chen@info.nrw · Peter Chen · 1977-01-03 · 01131-5316161

bayer@info.nrw · Rudolf Bayer · 1977-03-03 · 01121-6695314

dahl@info.nrw · Ole-Johann Dahl · 1977-10-12 · 01911-718212

Tabelle: Schule

Schulnummer · Name · Adresse · LehrerEMailAdresse

123 · Gamma-Gesamtschule · Baumallee 13, 10007 Krähwinkel · bayer@info.nrw

170 · Huffman-Hauptschule · Holzweg 5, 10006 Jammertal · blanch@info.nrw

552 · Gödel-Gymnasium · An de Dyk 13, 1005 Nergenshuizen · dahl@info.nrw

662 · Knuth-Kolleg · Hintergasse 3, 10001 Vordertupfingen · chen@info.nrw

732 · Shannon-Schule · Heimweg 3, 10004 Posemuckel · allen@info.nrw

840 · Knuth-Kolleg · Vorderer Weg 1, 10000 Hintertupfingen · lovelace@info.nrw

Tabelle: Spieler

ID · Name · Geburtsdatum · gehoertZu

1 · Armin Gips · 2010-03-14 · 123

2 · Lee Coeur · 2011-02-26 · 123

3 · Heinz Ellmann · 2009-08-05 · 552

4 · Karl Ender · 2006-06-30 · 840

5 · Kai Mauer · 2008-05-23 · 732

6 · Klaus Uhr · 2011-04-27 · 840

7 · Nico Laus · 2009-12-15 · 123

8 · Lisa Bonn · 2009-11-13 · 662

9 · Johannes Brodt · 2007-02-01 · 170

Tabelle: Partie

Startzeitpunkt · spieltWeissID · spieltSchwarzID · Ergebnis

2022-04-07 12:00 · 1 · 2 · -1

2022-04-07 12:45 · 2 · 1 · -1

2022-04-07 13:30 · 1 · 2 · -1

2022-04-07 12:00 · 3 · 5 · 0

2022-04-08 08:10 · 3 · 7 · 1

2022-04-26 09:55 · 7 · 3 · 1

2022-04-27 11:40 · 9 · 6 · 1

2022-04-28 13:50 · 7 · 6 · -1

2022-04-29 08:10 · 3 · 2 · 1

Hinweis: Ist das Ergebnis 1, so hat Weiß gewonnen. Ist das Ergebnis -1, so hat Schwarz gewonnen. Ist das Ergebnis 0, so gab es ein Patt (ein Unentschieden).

Teilaufgabe a)

a.1

Beschreiben Sie den in Abbildung 1 gezeigten Ausschnitt der Datenbankmodellierung und erläutern Sie, auf welche Weise das entwickelte Entity-Relationship-Diagramm die geschilderten Anforderungen abbildet. [10 Punkte]

a.2

Ermitteln Sie, welche anderen Attribute sich aus den vorhandenen als Primärschlüssel für die Entitätstypen Spieler, Schule und Lehrer eignen würden. [2 Punkte]

Teilaufgabe d)

Die Datenbank soll zusätzlich zu den bisherigen Partien auch Turniere samt ihrer Partien abbilden.

An einem Turnier nehmen mehrere Schulen teil, von denen eine Schule als Sieger des Turniers ermittelt wird. Ein Turnier findet an einem bestimmten Termin statt und hat einen Namen.

Für einen Termin stellen die Schulen jeweils mehrere Spielerinnen und Spieler.

Eine Partie ist entweder Teil eines Turniers oder gehört zu keinem Turnier. Für Turnierpartien gelten die gleichen Anforderungen wie im bisherigen Modell. Vereinfachend dürfen weiterhin Spielerinnen und Spieler derselben Schule gegeneinander antreten.

d.1

Modellieren Sie eine Erweiterung des Entity-Relationship-Diagramms aus Abbildung 1, sodass der neue Entwurf auch die beschriebenen Gesichtspunkte abdeckt. [5 Punkte]

d.2

Erläutern Sie, auf welche Weise Ihr Modell die Anforderungen realisiert, und begründen Sie die von Ihnen gewählten Kardinalitäten. [4 Punkte]