Informationstechnische Assistenten

Die Unterrichtsmaterialien zu diesem dreijährigen Ausbildungsgang unterteilen sich in Unter-, Mittel- und Oberstufe. Hier finden Sie die DB-Unterrichtsmaterialien zur ITA-Ausbildung in der Oberstufe. Es findet hier zunächst eine kurze Wiederholung von Unterrichtsinhalten aus der Unter- und Mittelstufe statt, die für die Vorbereitung der ersten neuen Unterrichtsinhalte unverzichtbar sind.

Wiederholung - Einfache Select-Anweisungen
Wir beginnen hier mit einer Übersicht zu den einfachen SQL-Themen aus der Unterstufe.

1. Select-Anweisungen
   Das SELECT, als der wichtigste SQL-Befehl, wird in dieser Unterrichtseinheit vorgestellt und eingeübt. Dazu finden Sie auch eine ganz kurze Einführung im Rahmen einer graphischen Darstellung. Zu den obigen Übungen finden Sie hier eine Anleitung in Form eines Lückentextes, der für den Anfang verwendet werden sollte.
2. Testvorbereitungen zu Stadt-Land-Kontinent-Fluss (SLKF)
   Testaufgaben.
3. Test zu Stadt-Land-Kontinent-Fluss (SLKF)
   Hier finden Sie einen weiteren Test für eine eigenständige Wiederholung: Test&Lösungen.

Wiederholung - Tabellenverbund (JOIN)
Es folgt hier eine Übersicht zum INNER-JOIN aus der Unter- und Mittelstufe.

1. Der Verbund von Tabellen in SQL (JOIN)
   Die wichtigste Funktion der Datenbank ist das Zusammenführen und Abgleichen von Informationen. Es wird hier eine Einführung zur Erstellung eines SQL-Joins gegeben.
   Dazu finden Sie auch eine graphische Darstellung.
2. JOIN über Beziehungstabellen
   Relationale Datenbanken stellen jegliche Information in Tabellen dar. Dazu gehören auch Informationen über Beziehungen zwischen Objekten. Wenn z.B. eine Person ein Auto kauft, so enthält der Kauf an sich Attribute, wie z.B. ein Kaufdatum. Daher werden solche Attribute in eigenständigen "Beziehungs"-Tabellen gespeichert. Wir nutzen hier diese Beziehungstabellen, um einerseits den SQL-Join weiter einzuüben, aber uns auch in die relationale Denkweise einzufinden. Dazu finden Sie hier das entsprechende Arbeitsblatt.
3. Weitere Übungen zum JOIN über Beziehungstabellen
   Das bekannte Stadt-Land-Fluss Datenmodell wird hier erweitert um Grenzländer und Städte, die an Flüssen liegen. Diese letzte Übung zum SQL-Join erfordert schon sehr viel Erfahrung im Umgang mit dem SQL-Join und dem Datenmodell. Mittlerweile gibt es hier einen Lückentext und einen frischen Datenimport.
   
4. Vorbereitung auf den Test zum JOIN über Beziehungstabellen
   Als Vorbereitung auf den kommenden Test finden Sie hier einen Probetest, eine Datenmodellbeschreibung und den Datenbestand und eine Lösung.
5. Test zum JOIN über Beziehungstabellen
   Hier finden Sie eine Serie von Tests zu Stadt-Land-Kontinent-Fluss:
   Test Gr A, Test Gr B, Test Gr C, Test Gr D, Test Gr E, Test Gr F

Wiederholung - Aggregation (GROUP BY)
Es folgt hier eine Wiederholung zum GROUP BY aus der Unterstufe, die natürlich den zuvor geübten JOIN mit einbezieht.

1. Das Zusammenfassen und Gruppieren von Daten ist eine wesentliche Aufgabe einer Datenbank. Hier finden Sie eine Einführung der GROUP BY-Anweisung. Eine ausführliche Übung wird Ihnen hier dazu angeboten. Mittlerweile finden Sie zu den Fragestellungen der all_time_chart einen Lückentext.
2. Übung und Test zur Aggregation und SQL-Join
   Wir verwenden hier ein Datenmodell einer Videothek, welches auch bei MySQL-Schulungen verwendet wird. Hier finden Sie weiter eine Darstellung des Datenmodells, die Daten und die Aufgabenstellungen.
3. Tests aus den letzten Jahren zur Aggregation und SQL-Join I
   1. Die Tests vom 2020-09-04 finden Sie hier: Test A, Test B
   2. Die Tests vom 2020-09-11 finden Sie hier: Test A, Test B,
   3. Die Tests vom 2021-09-17 finden Sie hier: Test A, Test B,
   4. SQL im Rückwärtsgang zu SLKF
      Zu gegeben SQL-Anweisungen soll eine Funktionalität im Rahmen eines Single-Choice-Test bestimmt werden: Test Jeoperdy (überarbeitete Version).
   5. SQL im Rückwärtsgang zu SLKF - Teil II
      Zu gegeben SQL-Anweisungen soll eine Funktionalität im Rahmen eines Single-Choice-Test bestimmt werden: Version A (Lösung) und Version B zwar ohne Lösung, aber die Version B enthält die selben Auswahlmöglichkeiten.
4. Es folgt hier eine Wiederholung zum OUTER-JOIN:
   1. Warenkorb als ein Beispiel für die Anwendung eines OUTER JOIN
      Warenkorb.
      Eine graphische Veranschaulichung zur Struktur von OUTER JOIN finden Sie hier.
      
   2. Übung zum OUTER JOIN II
      Übung zum OUTER JOIN mit einem Datenmodell zu einer Schule: Arbeitsblatt
   3. Übung zum OUTER JOIN III
      Übung zum OUTER JOIN mit einem Datenmodell zu Flugbuchungen: Arbeitsblatt jetzt mit einer Musterlösung.
5. Testblock zu SELECT, JOIN, GROUP BY und OUTER JOIN
   Thematisch betrachten wir die Ergebnisse und Statistiken zur Bundestagswahl 2021. Es handelt sich um eine aufwendige Datenanalyse, die wichtige Informationen aus den Daten herausarbeitet. Dabei ist es grundsätzlich egal, ob es sich um Kundendaten, Produktionsdaten oder eben wie hier um Wahlergebnisse handelt.
   Sie kennen schon dazu das folgende SQL-Arbeitsblatt mit einer Erläuterung zu den PHP-Skripten.
   Für die darin enthaltenen Datensammlungen und das Kartenmaterial beachten Sie das Copyright des statistischen Bundesamtes und des Bundeswahlleiters.
   Weitere Aufgaben und Übungen zur BTW finden Sie hier:
   Jeoperdy zur BTW2021,
   Testvorbereitung I zur BTW21, Testvorbereitung II zur BTW21
6. Testblock zu SELECT, JOIN, GROUP BY und OUTER JOIN II
   Die Flug-Hotel-Auto-Vermietung liefert ein umfangreiches DB-Modell und abwechslungsreiche Aufgaben.
   Dazu gehört ein Test nur mit den reinen Lösungsangaben aber auch eine Angabe aller ausführlichen und kommentierten SQL-Lösungen zu dem obigen Aufgabenblatt und Test.
7. Testblock zu SELECT, JOIN, GROUP BY und OUTER JOIN III
   Wir betrachten wieder das DB-Modell zur Flug-Hotel-Fahrzeug-Buchung (FHFB) mit dem Datenmodell und einem neuen Datenimport. Die Aufgabenstellungen erhalten Sie in Papierform.

Datenpflege und Unterabfragen
Hier geht es um Datenpflege mit anderen Mitteln: Die obigen Ansätze einer Datenkosmetik werden um die Möglichkeiten einer allgemeinen Unterabfrage erweitert. Das nenn ich dann wirklich Datenpflege.

1. Referentielle Integrität und Datenpflege
   Hier geht es um eine typische Datenbereinigung, wie sie bei jeder DB-Migration anfällt. Zum obigen Aufgabenstellung 5) finden Sie hier eine Musterlösung.
2. Alte Klausurvorbereitungen 2019
   Eine Vorbereitung und Selbstevaluation für die kommende Klausur steht Ihnen hier zur Verfügung: Aufgaben.
3. Unterabfragen
   Verschachtelte (korrelierte) Unterabfragen bieten eine Möglichkeit, um komplexe Fragestellungen zu betrachten.
   Noch mehr Aufgaben zu GROUP BY und Subselect und Lösungen dazu.
4. Übungen zu Unterabfragen, OUTER JOIN und GROUP BY
   Bei den Flugbuchungen betrachten wir alle bisherigen SQL-Sprachelement im Vergleich: Unterabfragen und dazu finden Sie hier die Lösungen.
5. Test zu Unterabfragen, OUTER JOIN und GROUP BY
   Test zu Flugbuchungen: Test mit Lösungen (PDF).
6. Übung zur referentiellen Integrität und Datenpflege III - Bankdaten
   Konto- und Adressdaten werden hier betrachtet Übung.
7. Klausurvorbereitungen zum 2023-10-24
   OUTER JOIN & Subselect mit Lösungen und
   Datenbereinigungen mit Lösungen.
8. Klausurvorbereitungen II zum 2023-10-24
   OUTER JOIN & Subselect & Datenbereinigungen mit Lösungen
9. Klausurvorbereitungen III zum 2023-10-24
   OUTER JOIN & Subselect & Datenbereinigungen mit Lösungen.
10. Endlich die Klausur vom 2023-10-24
    Klausur zu OUTER JOIN & Subselect & Datenbereinigungen mit Lösungen und kommentierten Lösungen.
    Die Nachklausur vom 2023-11-21 finden Sie hier: Nachklausur mit einer Musterlösung.
11. Eine alte Klausur aus dem Jahr 2018
    Aufgaben und Lösungen.

Normalisierungen und SQL-Funktionen

1. Die ersten drei Normalformen
   Hier finden Sie einen Überblick zu den ersten drei Normalformen, wobei besonderer Wert auf eine anschauliche Darstellung gelegt wird.
2. Es werden hier verschiedene Datentransformationen betrachtet, wobei das Erreichen oder der Erhalt einer normalisierten Datenbankstruktur unser Leitmotiv sein wird:
   
   1. Auf dem Weg zur ersten Normalform.
   2. Auf dem Weg zur zweiten Normalform.
      
   3. Auf dem Weg zur dritten Normalform.
      
3. Übung zum Auslagern von Katalogen und Zwischentabellen
   Auslagern in eine Katalogtabelle: Aufgabenblatt Topfilme
4. Übung zum Auslagern von Katalogen und Zwischentabellen II
   Testvorbereitungen Musikduett mit einer Lösung.
5. Übung zum Auslagern von Katalogen und Zwischentabellen III
   Testvorbereitungen Stadt-Land-Kontinent
6. Abschließender Test zu Datenmigrationen
   Test A, Test B Lösung A, Lösung B.
7. Alte Probeklausur zur Integrität und Datentransformation - BSIT5AB 17.11.2017
   Hier finden Sie eine Klausur zur Integrität und Datentransformation von den Aufgabenstellungen bis zu Musterlösungen.
   Bitte beachten Sie auch die weiteren Übungsaufgaben und vollständigen Musterlösungen!
8. Alte Probeklausur II zur Integrität und Datentransformation - BSIT5AB 24.11.2017
   Klausur&Daten und Lösungen
9. Es folgen einige Übungen zu den obigen Verfahren Übung 1) mit der vollständigen Musterlösung und eine Übung 2)
10. Übungen zur Datentransformation II
    Hier finden Sie Übungen zur Datentransformation von den Aufgabenstellungen über Anleitungen bis zu Musterlösungen.
11. Übungen zur Datenintegrität und Datenmigration
    Hier finden Sie einige Übungen und eine Musterlösung.
    Sie finden hier einen Test und die zugehörige Musterlösung dazu.
12. Übungen zur Datenintegrität und Datenmigration mit SLKF
    Zu dem allseits beliebten Datenmodell SLKF finden Sie hier einige Übungen und eine Musterlösung.
13. Klausur zur Datenmigration und ER-Modellen
    Wir betrachten hier ein Datenmodell zu Haushaltshilfen Klausur und eine Musterlösung.

Hier wollen wir die gebräuchlichsten Datenaustauschformaten: CSV, XML und HTML betrachten, um Daten in einer Datenbanktabelle zur Verfügung zu stellen.

1. Datenimport-CSV
   Zunächst wollen wir eine Tabelle erstellen, bevor wir dann hier diese auf unterschiedliche Weisen mit Daten füllen: Arbeitsblatt
2. Datenimport-XML
   Die Verwendung von XML als Datenformat für den Austausch von Daten und die Erstellung von Konfigurationsdateien hat sich durchgesetzt. Hier wollen wir die Schnittstelle zwischen Excel und XML betrachten: Arbeitsblatt

1. Struktur einer Datenbank
   Es werden hier die Funktionen und Erfordernisse einer Datenbank in einer IT-Anwendung betrachtet. Die Funktion, die Datenbanken in unserer Informationsgesellschaft übernehmen wird dazu auch beleuchtet. Das Unterrichtsmaterial finden Sie dazu hier.
2. DB-Entwicklung und Projektabläufe
   Es werden hier Methoden und Werkzeuge der DB-Entwicklung vorgestellt. Ein wesentlicher Punkt ist, dass hierbei ein use case, ein ER-Modell oder ein DB-Modell als Teil eines Entwicklungsprozesses gesehen werden sollen.
3. ER-Modell
   Die Bezeichnungen eines ER-Modells und die Symbole und Notationen in einem ER-Diagramm werden in dieser Unterrichtseinheit behandelt. Die Modellierung von is-a-Beziehungen soll hier an einem Beispiel betrachtet werden.
4. Übungen zum ER-Modell
   Hier werden Ihnen kleine Modellierungsaufgaben vorgestellt, in denen einzelne Aspekte der Modellierung betrachtet werden.
5. Weitere Übungen zum ER-Modell
   Diese Übung dient der Einführung in die Modellierung von anspruchsvolleren Datenbanken: Apotheken-App. Jetzt auch mit einer Musterlösung.
6. Ultimative Übungen zum ER-Modell
   Diese Übung ist ein Beispiel für die Modellierung einer kleineren Datenbank: Tageszeitung.
7. Test zum ER-Modell
   Aufgaben und jetzt auch mit Lösungen
8. Beziehungen in einer relationalen DB
   Hier finden Sie einige Hinweise zur Umsetzung einer Beziehung in einer relationalen Datenbank in Abhängigkeit von deren Kardinalität.
9. Beziehungen und deren Reichweite
   Ein weiterer Aspekt der Modellierung von Beziehungen in Bezug zu deren Grad wird hier betrachtet: sternartig oder linear.
10. Datenbankmodelle - Übung I
    Die bisherigen Erfahrungen reichen aus, um nun ein größeres Modell zu behandeln. Was läge da näher als ein DB-Modell zu einem Krankenhaus.
11. Datenbankmodelle - Übung II
    Wir arbeiten hier mit DB-Modellen zu einer Reederei und einem Online-Auktionshandel: Zwei Modellierungsaufgaben. Dazu finden Sie die passenden SQL-Aufgaben hier.
12. Probeklausur 1
    Aufgaben aus einem der letzten Jahre
13. Probeklausur 2
    Es müssen noch Aufgaben zur Datenbankmigrationen in die Klausur mit aufgenommen werden: Datenbankmigration&Co mit Lösungen.
    Das wird den Schwerpunkt der Klausur darstellen: (30% ER-Modell, 40% Migration, 20% SQL, 10% ungefährer Spielraum für einen der ersten drei Bereiche).
    Bitte in dieser zweiten Probeklausur die Aufgabe 1) nicht beachten, da wir das schon vor zwei Jahren gemacht haben.
    Bei Fragen, Anregungen oder Problemen - alles immer wieder gerne per Email, aber bitte nicht am letzten Tag vor der Klausur.
14. Probeklausur zur Integrität und Datentransformation - BSIT 17.11.2017
    Hier finden Sie eine Klausur zur Integrität und Datentransformation von den Aufgabenstellungen bis zu Musterlösungen.
    Bitte beachten Sie auch die weiteren Übungsaufgaben und vollständigen Musterlösungen!
15. Probeklausur II zur Integrität und Datentransformation - BSIT 24.11.2017
    Klausur&Daten
16. Klausur 2023-12-05
    Hier finden Sie eine mögliche Klausur mit Datenbestand und Datenmodell zu den SQL-Aufgaben mit einer Musterlösung
17. Übungen zu ER-Modellen (Klausuraufsicht und Projektarbeit 2024-01-25)
    Heir finden Sie die Aufgaben mit einer mit einer mit Lösung.

1. Performance - Indizes
   Datenbanken sind auf eine ausreichende Performance angewiesen, sonst findet die Anwendung nicht die Akzeptanz der Anwender. Daher ist es absolut notwendig, die Arbeitsweise von Indizes zu verstehen und sie angesmessen pflegen zu können. Indizes - eine Übersicht.
2. Einfache Anwenderberechtigungen
   Hier finden Sie eine Einführung zu Anwenderberechtigungen.
3. Datenbankprozeduren - ein erster Überblick
   Wir haben schon vordefinierte Funktionen in der Datenbank kennengelernt, als wir Zeichenketten im Rahmen von Migrationen verarbeitet haben. Darüber hinaus bietet die DB die Möglichkeit, auch user defined function (UDF) zu erstellen. Eine kurze Einführung und eine Anleitung zur Erstellung eigener DB-Funktionen finden Sie in diesem Arbeitsblatt.
4. Datensicherheit und Migrationsaspekte - Views
   Datensicherheit und Datensatzberechtigungen werden hier mit Views umgesetzt.
5. Anregungen zu Backup&Recovery
   Ein wichtiger Betriebsaspekt - die Verfügbarkeit nach Fehlersituationen: Backup&Recovery.
6. Multiuser unter ACID-Anforderungen
   Einige weitere Eigenschaften von DBMS zur Unterstüzung eines Multiuserbetriebs werden hier vorgestellt: Transaktionen. Beachten Sie dazu diese Beispielskripte.
7. Datensicherheit und Performance durch Prepared Statements
   Die Sicherheit der Nutzer- und Stammdaten einer Anwendung besitzt oberste Priorität. Ein Mittel diese Sicherheit zu erreichen wird hier vorgestellt: Prepared Statements.

Klausurvorbereitungen

In Hinblick auf die kommende Klausur finden Sie hier einige Wiederholungsaufgaben

1. Join und Aggregation - FHFB
   Beachten Sie den neuen Datenimport auch im Aufgabenblatt.
   Als Vorbereitung finden Sie hier einige Aufgaben mit einer Musterlösung.
2. Probeklausur
   Als Vorbereitung auf die Klausur stellen die folgenden Aufgaben den inhaltlichen Rahmen dar. Die tatsächliche Klausur hat einen etwas geringeren Umfang an Aufgaben. Dazu finden Sie hier eine Musterlösung.
3. OUTER Join und referentielle Integrität - FHFB
   Beachten Sie den neuen Datenimport mit Datenfehlern und das übliche Datenmodell.
4. OUTER JOIN, referentielle Integrität, DCL, VIEW - FHFB
   In diesem Aufgabenblatt finden Sie eine Vorbereitung auf die kommende Klausur.
5. Überblick zu SQL und DB-Modellierungen
   Hier finden Sie einen Überblick zu einigen wichtigen DB-Themen.
6. Übungen zu DB-Modellen
   DB-Modelle mit Lösung
7. Übungen zu Subselects
   Aufgabenblatt
8. Übungen mit Lösungen
   Das waren Ihre Klausurvorbereitungen II zum 2023-10-24: OUTER JOIN & Subselect & Datenbereinigungen mit Lösungen
9. Übungen mit Lösungen II
   Aufgaben zu einer Firma mit Lösungen
10. Übungen mit Lösungen III
    Migration zu einer Praxisapotheke mit Lösungen
11. Übungen ohne Lösungen IV
    Praktische Prüfung
12. Checkheft24
    Checkheft zur Abschlussprüfung

Besondere Aufgaben - SQL, Excel, RegExp

Hier finden datenbankinteressierte Schüler Aufgaben, welche über den ersten Einstieg hinausgehen. Diese Aufgaben sind nicht Teil des Unterrichts, aber für Anwendungsentwickler sicher eine interessante Herausforderung. Ansonsten sprechen Sie mich bitte auch auf Ihr ganz eigenes Datenbankprojekt an, das ich mit Ihnen planen könnte.

1. Excel Ausblicke
   Als Übung und Startpunkt für eigene Erkundungen finden Sie hier ein Excel-Aufgabenblatt.
2. Klimawandel - Analyse und Darstellung
   Eine aufwendige Datenanalyse kann wichtige Informationen aus den Daten lesen, egal ob es sich dabei um Kundendaten, Produktionsdaten oder eben wie hier um Wetterdaten handelt. Beachten Sie dazu das Arbeitsblatt und das das Copyright des deutschen Wetterdienstes zu den Daten.
3. Rohdaten zu Europa mit Covid-19
   Hier finden Sie einen Datenbestand mit einigen Daten und PHP-Skripten. Die Aufgabenstellungen müssen Sie allerdings durch die Daten motiviert selbst entwickeln:
   Daten, PHP-Skripte.
4. RegExp - Reguläre Ausdrücke
   Dieser kleine Einschub zu regulären Ausdrücken eröffnet oder bereitet keine Unterrichtsreihe vor, sondern soll Sie auf die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von regulären Ausdrücken aufmerksam machen: Datenbereinigung, Datenanalyse und Scripting jeder Art. Ein Tutorial zu regulären Ausdrücken finden Sie hier und eine geeignete Experimentierumgebung für RegExps ist der regex-coach.