Esercizi su algebra e calcolo relazionale

La videoteca 1
Progettare lo schema relazionale di una videoteca,
indicando anche chiavi e vincoli di integrità
relazionale, in cui si memorizzino:
per ogni film titolo, regista, anno di produzione e costo del
noleggio;
per ogni attore o registra nome, cognome, sesso, data di
nascita, nazionalità
per gli attori si memorizzi anche l’insieme dei film a cui ha
partecipato indicando anche il personaggio interpretato
1
La videoteca 2
C o d ic e F ilm T ito lo R e g is ta
Anno
C o s to N o le g g io
FILM
CodiceFilm CodiceAttore Personaggio
INTERPRETAZIONI
CodiceArtista Cognome
Nome
Sesso DataNascita Nazionalità
ARTISTI
FILM(CodiceFilm,Titolo,Regista,Anno,CostoNoleggio)
ARTISTI(CodiceArtista,Cognome,Nome,Sesso,DataNascita,Nazionalità)
INTERPRETAZIONI(CodiceFilm,CodiceAttore,Personaggio)
2
La videoteca 3
Per FILM e ARTISTI si è introdotta una chiave primaria ad hoc
(CodiceFilm e CodiceArtista)
Per INTERPRETAZIONI la chiave è l’insieme di attributi
{CodiceFilm,CodiceAttore,Personaggio}
Si assume che un attore possa avere più parti in un film
Per garantire l’integrità dei dati occorre definire un vincolo di
integrità referenziale
INTERPRETAZIONI.CodiceFilm e FILM.CodiceFilm
INTERPRETAZIONI.CodiceAttore e ARTISTI.CodiceArtista
FILM.Regista e ARTISTI.CodiceArtista
Possono comunque esistere FILM senza attori e ARTISTI senza
FILM.....
3
La videoteca 4
Trovare i titoli e anno dei film diretti da Steven Spielberg
Algebra relazionale
πTitolo,Anno(ρ
Regista
←CodiceArtista
(σ
Cognome=‘Spielberg’
∧ Nome=‘Steven’(ARTISTI))
FILM)
Calcolo su domini
{Titolo: t, Anno | ARTISTI(CodiceArtista: a, Cognome: c, Nome: n, Sesso: s,
DataNascita: dn,
dn Nazionalità: naz)
naz
∧ (c=‘Steve’) ∧ (n=‘Spielberg’)
∧ FILM(CodiceFilm: cf,
cf Titolo: t, Regista: a, Anno: anno,
anno
CostoNoleggio: cn)}
cn
4
La videoteca 5
Trovare i titoli dei film interpretati da Henry Fonda
Algebra relazionale
πTitolo(ρ
CodiceAttore
←CodiceArtista
Calcolo su domini
(σ
Cognome=‘Fonda’
∧ Nome=‘Henry’(ARTISTI))
INTERPRETAZIONI
FILM)
{Titolo: t | ARTISTI(CodiceArtista: a, Cognome: c, Nome: n, Sesso: s,
DataNascita: dn,
dn Nazionalità: naz)
naz
∧ (c=‘Fonda’) ∧ (n=‘Henry’)
∧ INTERPRETAZIONI(CodiceFilm: cf,
cf CodiceAttore: a, Personaggio: p)
∧ FILM(CodiceFilm: cf,
cf Titolo: t, Regista: r, Anno: anno,
anno
CostoNoleggio: cn)}
cn
5
La videoteca 6
Trovare i titoli dei film interpretati da Henry Fonda
Calcolo su tuple
{f.(Titolo) | f(FILM), i (INTERPRETAZIONI), a(ARTISTI)|
f.CodiceFilm = i.CodiceFilm ∧
i.CodiceAttore = a.CodiceArtista ∧
a.Cognome = ‘Fonda’ ∧
a.Nome = ‘Henry’ }
6
La videoteca 7
Trovare i titoli dei film per i quali il regista sia stato anche interprete
Algebra relazionale
πTitolo(σ
Regista=CodiceAttore
(INTERPRETAZIONI
FILM))
Calcolo su domini
{Titolo: t | INTERPRETAZIONI(CodiceFilm: cf,
cf CodiceAttore: ca,
ca Personaggio: p)
∧ FILM(CodiceFilm: cf,
cf Titolo: t, Regista: r, Anno: a, CostoNoleggio: cn)
cn
∧ (r=ca)
r=ca }
Calcolo su tuple
{f.(Titolo) | f(FILM), i (INTERPRETAZIONI)|
f.CodiceFilm = i.CodiceFilm ∧ i.CodiceAttore = f.Regista}
7
La videoteca 8
Trovare i titoli dei film in cui gli attori noti sono tutti dello stesso sesso
Algebra relazionale
Non si possono confrontare valori fra tuple diverse in algebra
relazionale
Si devono usare gli operatori insiemistici
Sono tutti i film meno quelli che contengono sia attori maschili che
femminili
FILM con attori solo maschili
FILM con attori solo femminili
FILM con attori maschili e femminili
8
La videoteca 9
Trovare i titoli dei film in cui gli attori noti sono tutti dello stesso sesso
Algebra relazionale
Per semplificare le scrittura si utilizza la vista INTERPRETI
INTERPRETI = ρCodiceAttore←CodiceArtista(ARTISTI)
INTERPRETAZIONI FILM
La relazione INTERPRETI contiene una tupla per ogni interprete in
un film
πTitolo(FILM) - (πTitolo(σSesso=‘M’ (INTERPRETI)) ∩ πTitolo(σSesso=‘F’ (INTERPRETI)))
9
La videoteca 10
Trovare i titoli dei film in cui gli attori noti sono tutti dello stesso sesso
Calcolo su domini
{Titolo: t | FILM(CodiceFilm: cf,
cf Titolo: t, Regista: r, Anno: a, CostoNoleggio: cn)
cn ∧
¬ (INTERPRETAZIONI(CodiceFilm: cf,
cf CodiceAttore: a1,
a1 Personaggio: p1)
p1
∧ ARTISTI(CodiceArtista: a1,
a1 Cognome: c1,
c1 Nome: n1,
n1 Sesso: s1,
s1
DataNascita: dn1,
dn1 Nazionalità: nz1)
nz1
∧ INTERPRETAZIONI(CodiceFilm: cf,
cf CodiceAttore: a2,
a2 Personaggio: p2)
p2
∧ ARTISTI(CodiceArtista: a2,
a2 Cognome: c2,
c2 Nome: n2,
n2 Sesso: s2,
s2
DataNascita: dn2,
dn2 Nazionalità: nz2)
nz2 ∧ (s1<>s2))}
s1<>s2
10
La videoteca 11
Trovare i titoli dei film in cui gli attori noti sono tutti dello stesso sesso
Calcolo su tuple
{f.(Titolo) | f(FILM) |
¬ (∃ i1(INTERPRETAZIONI) ((f.CodiceFilm=i1.CodiceFilm)
∧ (∃ a1(ARTISTI) ((i1.CodiceAttore=a1.CodiceArtista) ∧
(∃ i2(INTERPRETAZIONI) ((f.CodiceFilm=i2.CodiceFilm)
∧ (∃ a2(ARTISTI) ((i2.CodiceAttore=a2.CodiceArtista) ∧
(a2.Sesso <> a1.Sesso)))))))))
}
11
La videoteca 12
Trovare il nome e il cognome dell’artista più giovane
Algebra relazionale
ARTISTI1=
ARTISTI2=
ρCodiceArtista1,DataNascita1←CodiceArtista,DataNascita (πCodiceArtista,DataNascita(ARTISTI))
ρCodiceArtista2,DataNascita2←CodiceArtista,DataNascita (πCodiceArtista,DataNascita(ARTISTI))
NON_IL_PIU_GIOVANE=
ρCodiceArtista←CodiceArtista (πCodiceArtista1,(σDataNascita1>,DataNascita2
πnome,cognome (πCodiceArtista(ARTISTI)
(ARTISTI1
- NON_IL_PIU_GIOVANE)
ARTISTI2)))
ARTISTI)
12
Commissioni parlamentari 1
DEPUTATI
Codice
COLLEGI
Nome Commissione
Provincia
Collegio
PROVINCE
Numero
Provincia
S ig la
Numero
N om e
Nome
R e g io n e
Nome Presidente
C o d ic e
COMMISSIONI
Nom e
REGIONI
13
Commissioni parlamentari 2
Un collegio elettorale è individuato dalla chiave
{Provincia,Numero}
Per garantire l’integrità dei dati occorre definire un vincolo di
integrità referenziale
DEPUTATI.Commissione e COMMISSIONE.Numero
DEPUTATI.Provincia e PROVINCE.Sigla
DEPUTATI.(Provincia,Collegio) e COLLEGI.(Provincia,Numero)
COLLEGI.Provincia e PROVINCE.Sigla
PROVINCE.Regione e REGIONI.Codice
14
Commissioni parlamentari 3
Trovare nome cognome dei presidenti di commissioni cui partecipa
almeno un deputato eletto in una provincia della Sicilia
Algebra relazionale
1. Le province della Sicilia: PROVINCESICILIA =
π
Sigla
(PROVINCE
Regione=Codice
π
Codice
(σNome=‘Sicilia’(REGIONI)))
2. I deputati della Sicilia: DEPUTATISICILIA =
DEPUTATI
Provincia=Sigla PROVINCESICILIA
3. I presidenti delle commissioni con deputati siciliani: PRESSICILIA =
π
Presidente
(COMMISSIONI
Numero=Commissione
π
Commissione
(DEPUTATISICILIA))
15
Commissioni parlamentari 4
Trovare nome cognome dei presidenti di commissioni cui partecipa
almeno un deputato eletto in una provincia della Sicilia
4. Nome e cognome dei presidenti delle commissioni
π
Nome,Cognome
(DEPUTATI
Presidente=Codice PRESSICILIA)
Complessivamente...
π
Nome,Cognome
(DEPUTATI
Numero=Commissione
π
Sigla
(PROVINCE
π
Presidente=Codice
Commissione
π
(DEPUTATI
Regione=Codice
π
Codice
Presidente
(COMMISSIONI
Provincia=Sigla
(σNome=‘Sicilia’(REGIONI)))
)))
16
Commissioni parlamentari 5
Trovare nome cognome dei presidenti di commissioni cui partecipa
almeno un deputato eletto in una provincia della Sicilia
Calcolo su domini
{Nome: np,
np Cognome: cp |
DEPUTATI(Codice: cdp,
cdp Cognome: cp,
cp Nome: np,
np Commissione: cmp,
cmp
Provincia: pp,
pp Collegio: colp)
colp
∧
COMMISSIONI(Numero: nc,
nc Nome: dc,
dc Presidente: cdp)
cdp
∧
DEPUTATI(Codice: ds,
ds Cognome: cs,
cs Nome: ns,
ns Commissione: nc,
nc
Provincia: ps,
ps Collegio: cols)
cols
∧
PROVINCE(Sigla: ps, Nome: np,
np Regione: r)
REGIONE(Codice: r, Nome: nr)
nr
∧
∧
(nr = ‘Sicilia’)}
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Commissioni parlamentari 6
Trovare nome cognome dei presidenti di commissioni cui partecipa
almeno un deputato eletto in una provincia della Sicilia
Calcolo su tuple
{p.(Nome,Cognome) | p(DEPUTATI) |
∃
c(COMMISSIONI) (p.Codice=c.Presidente
∃
∃
∧
d(DEPUTATI) (d.Commissione=c.Numero
p(PROVINCE) (d.Provincia=p.Sigla
∧
∃
∧
r(REGIONI) (p.Regione=r.Codice
∧
r.Nome=‘Sicilia’))))}
18
Commissioni parlamentari 7
Trovare nome cognome dei deputati della commissione Bilancio
Algebra relazionale
π
Nome,Cognome
(DEPUTATI
Commisione=Numero
π
Numero
(σNome=‘Bilancio’(COMMISSIONI)))
Calcolo su domini
{Nome: nb,
nb Cognome: cb |
DEPUTATI(Codice: cd,
cd Cognome: cb,
cb Nome: nb,
nb Commissione: cmb,
cmb
Provincia: pp,
pp Collegio: colp)
colp
∧
COMMISSIONI(Numero: cmb,
cmb Nome: nc,
nc Presidente: pcb)
pcb
Calcolo su tuple
∧
(nc=‘Bilancio’)}
{d.(Nome,Cognome) | d(DEPUTATI), c(COMMISSIONI) |
d.Commisione = c.Numero
∧
c.Nome = ‘Bilancio’ }
19
Commissioni parlamentari 8
Trovare le regioni in cui vi sia un solo collegio, indicando nome e
cognome del deputato ivi eletto
Algebra relazionale
Non si possono confrontare tuple diverse di una stessa relazione
Occorre utilizzare il join per creare una tabella con coppie di regioni e
trovare quelle che hanno almeno due collegi diversi
Le regioni con un solo collegio saranno quelle che non hanno almeno due
collegi
Tabella dei collegi con la regione
COLLREGIONI =
π
Provincia,Numero,Regione
(COLLEGI
ρ
Provincia,Nomeprov
←Sigla,Nome(PROVINCE))
20
Commissioni parlamentari 9
Per confrontare due righe
si fa il join della tabella con
se stessa.... le righe del
risultato sono tutti le
possibili coppie
Si verifica se in una
regione ci sono almeno
due collegi distinti
Provincia
FI
FI
SI
Numero
1
2
1
Regioni
TOS
TOS
TOS
AO
1
VAO
COLLREGIONI
Pr1
Nr1
Regioni
Pr2
Nr2
FI
FI
FI
FI
FI
FI
SI
1
1
1
2
2
2
1
TOS
TOS
TOS
TOS
TOS
TOS
TOS
FI
FI
SI
FI
FI
SI
FI
1
2
1
1
2
1
1
SI
SI
AO
1
1
1
TOS
TOS
VAO
FI
SI
AO
2
1
1
21
Commissioni parlamentari 10
Trovare le regioni in cui vi sia un solo collegio, indicando nome e
cognome del deputato ivi eletto
1. Si trovano le coppie di collegi nella stessa regione
COPPIECOLLEGI =
ρ
Pr1,Nr1
←Provincia,Numero(COLLREGIONI)
ρ
Pr2,Nr2
←Provincia,Numero(COLLREGIONI)
2. Si selezionano le regioni con coppie di collegi distinti
REGIONIMUL =
π
Regione
(σ¬((Pr1=Pr2)∧(Nr1=Nr2))(COPPIECOLLEGI))
22
Commissioni parlamentari 11
Trovare le regioni in cui vi sia un solo collegio, indicando nome e
cognome del deputato ivi eletto
3. Si trovano le regioni con un solo collegio
REGIONIUNI = REGIONI -
ρ
Codice
←Regione(REGIONIMUL)
REGIONI
4. Si trovano i deputati eletti in tali regioni
π
Nome,Cognome,NomeRegione
COLLREGIONI
(ρProvEle←Provincia(DEPUTATI)
Regione=Codice ρ
NomeRegione
ProvEle=Provincia∧Collegio=Numero
←Nome(REGIONIUNI))
23
Commissioni parlamentari 12
Trovare le regioni in cui vi sia un solo collegio, indicando nome e
cognome del deputato ivi eletto
Calcolo su domini
{Nome: nd,
nd Cognome: cd,
cd NomeRegione: nr |
DEPUTATI(Codice: cod,
cod Nome: nd,
nd Cognome: cd,
cd Commissione: c,
Provincia: pd,
pd Collegio: coll)
coll
∧
PROVINCE(Sigla: pd,
pd Nome: npd,
npd Regione: rd)
rd
∧¬
∧
REGIONI(Codice: rd,
rd Nome: nr)
nr
(COLLEGI(Provincia: pc2,
pc2 Numero: nrc2,
nrc2 Nome: nc2)
nc2
PROVINCE(Sigla: pc2,
pc2 Nome: np2,
np2 Regione: rd)
rd
∧
∧ ¬((pc2=pd)
pd ∧
(nrc2=coll)))
coll
}
non esiste un collegio
nella stessa regione
diverso da quello del deputato
24
Commissioni parlamentari 13
Trovare le regioni in cui vi sia un solo collegio, indicando nome e
cognome del deputato ivi eletto
Calcolo su tuple
{d.(Nome,Cognome), r.(Nome) | d(DEPUTATI), p(PROVINCE), r(REGIONI) |
d.Provincia = p.Sigla
¬ (∃
c2(COLLEGI)
∧
∃
r.Codice = p.Regione
∧
p2(PROVINCE)
(c2.Provincia=p2.Sigla
∧
p2.Regione= p.Regione
∧
¬((c2.Provincia=d.Provincia) ∧(c2.Numero=d.Collegio))))
non esiste un collegio
diverso da quello del deputato
}
nella stessa regione
25
Commissioni parlamentari 14
Trovare i collegi di una stessa regione in cui siano stati eletti deputati
con lo stesso nome proprio
Algebra relazionale
Non si possono confrontare tuple diverse di una stessa relazione
Occorre utilizzare il join per creare una tabella con coppie di deputati e
trovare quelle che hanno i due nomi propri uguali e la stessa regione
1. Si associa la regione al collegio di elezione di ogni deputato
DEPUTATIREGIONI =
π
Codice,Nome,Cognome,Provincia,Collegio,Regione
DEPUTATI
ρ
Provincia,NomeProv
(
←Sigla,Nome(PROVINCE))
26
Commissioni parlamentari 15
Trovare i collegi di una stessa regione in cui siano stati eletti deputati
con lo stesso nome proprio
2. Si considerano le coppie di deputati eletti in collegi della stessa regione
COPPIEDEPUTATI =
ρ
←Codice,Cognome,Nome,Provincia,Collegio(DEPUTATIREGIONI)
ρ
←Codice,Cognome,Nome,Provincia,Collegio(DEPUTATIREGIONI)
Cod1,Cog1,Nom1,Prov1,Coll1
Cod2,Cog2,Nom2,Prov2,Coll2
3. Si selezionano le coppie di deputati diversi con lo stesso nome proprio e
si estrae il collegio
ρ
Provincia,Collegio
←Prov1,Coll1 (
π
Prov1,Coll1
(σNom1=Nom2∧¬(Cod1=Cod2)(COPPIEDEPUTATI))))
27
Commissioni parlamentari 16
Trovare i collegi di una stessa regione in cui siano stati eletti deputati
con lo stesso nome proprio
Calcolo su domini
{Provincia: p, Collegio: c |
DEPUTATI(Codice: cod1,
cod1 Nome: nd,
nd Cognome: cog1,
cog1 Commissione: com1,
com1
Provincia: p, Collegio: c)
∧
PROVINCE(Sigla: p, Nome: np1,
np1 Regione: r)
∧
DEPUTATI(Codice: cod2,
cod2 Nome: nd,
nd Cognome: cog2,
cog2 Commissione: com2,
com2
Provincia: p2,
p2 Collegio: c2)
c2
∧ ¬(cod1=cod2)
cod1=cod2 ∧
PROVINCE(Sigla: p2,
p2 Nome: np2,
np2 Regione: r)
}
28
Commissioni parlamentari 17
Trovare i collegi di una stessa regione in cui siano stati eletti deputati
con lo stesso nome proprio
Calcolo su tuple
{d.(Provincia,Collegio) | d(DEPUTATI), p(PROVINCE) |
d.Provincia = p.Sigla
(∃ d2(DEPUTATI)
∃
∧
p2(PROVINCE)
(d2.Provincia=p2.Sigla
∧
p2.Regione= p.Regione
¬(d.Codice=d2.Codice) ∧
∧
(d.Nome=d2.Nome)))
}
deputato eletto nella stessa regione
diverso dal primo
con lo stesso nome
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