Datenbankentwicklung

ITA - Informationstechnische Assistenten in der Oberstufe

In der Oberstufe beginnen wir mit einer Wiederholung zum Outer-Join und zur Datenqualität. Anschließend werden wir die Datenmodellierung, Datenbankmigrationen und Betriebsaspekte einer Datnebank betrachten.
Hier finden Sie die DB-Unterrichtsmaterialien zur ITA-Ausbildung in der Oberstufe.

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)
    Test&Lösungen.

Wiederholung - Tabellenverbund (JOIN)
Es folgt hier eine Übersicht zum INNER-JOIN, zur Datenintegrität und OUTER-JOIN aus der Unterstufe.

  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.
  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.
    Sie finden hier nun auch die vollständigen Lösungen, mit denen Sie ihre eigenen Ansätze vergleichen können.
  4. Vorbereitung auf Test zum JOIN über Beziehungstabellen
    Als Vorbereitung auf den kommenden Test finden Sie hier einen Probetest, eine Datenmodellbeschreibung und den Datenbestand dazu.
  5. Test zum JOIN über Beziehungstabellen
    Die beiden Tests (Gr 1, Gr 2), den Datenbestand, eine Datenmodellbeschreibung
  6. 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.
  7. Musikduett (Übung zur Aggregation und SQL-Join)
    Wir verwenden hier wieder ein Datenmodell, das sich an der Popmusik ausrichtet und schließen damit die Übungen zum GROUP BY ab.
  8. Übung 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.
  9. Test zur Aggregation und SQL-Join
    Hier finden Sie zum Test den Datenbestand und das Datenmodell (hochauflösend) zur Videothek.
    Falls Sie eine Musterlösung bei der Nachbereitung benötigen, finden Sie hier sowohl das SQL, als auch die Antworten zu den Testfragen.

Datenpflege und OUTER JOIN
Es folgt hier eine Übersicht zum INNER-JOIN, zur Datenintegrität und 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
    Die abschließende Übung zum OUTER JOIN: Arbeitsblatt
  3. Der Test zum OUTER-JOIN
    Hier finden Sie den Datenbestand und das entsprechende Datenmodell zum Test.
  4. Datenintegrität
    Jetzt kommt der theoretische Rahmen zu der Datenintegrität - hier finden Sie ein Arbeitsblatt dazu.
  5. Selbstevaluation zur Integrität einer Datenbank
    Aufgaben und Fragestellungen

Datenintegrität und Datenpflege

  1. Referentielle Integrität und Datenpflege
    Hier geht es um eine typische Datenbereinigung, wie sie bei jeder DB-Migration anfällt.
  2. Klausurvorbereitungen
    Eine Vorbereitung und Selbstevaluation für die kommende Klausur steht Ihnen hier zur Verfügung: Aufgaben.
    Mittlerweile finden Sie Lösungsvorschläge zu den obigen Aufgaben.
  3. Unterabfragen
    Verschachtelte (korrelierte) Unterabfragen bieten eine Möglichkeit, um komplexe Fragestellungen zu betrachten.
  4. Referentielle Integrität und Datenpflege II
    Hier geht es um eine lächerlich kleine Funkzellenüberwachung, die im Jahr 2011 der Aufreger war.
  5. Übung zur referentiellen Integrität und Datenpflege III - Bankdaten
    Konto- und Adressdaten werden hier betrachtet Übung.

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.
      Hier finden Sie einen Test und eine Lösung dazu: Test Migration 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
  5. Übung zum Auslagern von Katalogen und Zwischentabellen III
    Testvorbereitungen Stadt-Land-Kontinent
  6. Probeklausur zur Integrität und Datentransformation - BSIT 17.11.2017
    Hier finden Sie eine aktuelle Klausur zur Integrität und Datentransformation von den Aufgabenstellungen bis zu Musterlösungen.
    Bitte beachten Sie auch die weiteren Übungsaufgaben und vollständigen Musterlösungen!
  7. Probeklausur II zur Integrität und Datentransformation - BSIT 24.11.2017
    Klausur&Daten und Lösungen

Alle DB-Tests 2019/2020

Hier finden Sie alle bisherigen Test&Lösungen im ersten Halbjahr 2019/2020.

DB-Entwicklung
  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.
    Hier finden Sie nun auch eine Musterlösung dazu.
  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. Jetzt auch mit einer Musterlösung.
  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. Datenbankmodelle - Übung III
    Wir arbeiten hier mit verschiedenen kleineren DB-Modellen: Modellierungsaufgaben - mittlerweile finden Sie hier die Lösungen dazu.
    Ich fand es noch ganz sinnvoll zu den DB-Modell Lösungen einige SQL-Fragestellungen mitzuliefern - siehe die letzte Seite der Lösungen.

Alte Klausuren aus der Oberstufe

  1. Probeklausur 1
    Aufgaben aus einem der letzten Jahre mit Lösungen. Bitte lassen Sie das DB-Modell (Aufgabe 2) dabei heraus - das war erst in der letzten Stunde besprochen worden.
  2. 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.
  3. 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!
  4. Probeklausur II zur Integrität und Datentransformation - BSIT 24.11.2017
    Klausur&Daten

Betriebsaspekte

  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 Indices zu verstehen und sie angesmessen pflegen zu können. Indices - eine Übersicht.
  2. Einfache Anwenderberechtigungen
    Hier finden Sie eine Einführung zu Anwenderberechtigungen.
  3. Datensicherheit und Migrationsaspekte - Views
    Datensicherheit und Datensatzberechtigungen werden hier mit Views umgesetzt.
  4. 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.
  5. Vorklausur mit Musterlösung
    Zum Abschluss erhalten Sie hier noch eine Aufgabensammlung mit einer Musterlösung.
  6. Vorklausur II mit Musterlösung
    Noch mehr aktuelles Übungsmaterial Aufgabensammlung mit einer Musterlösung.

+++ Neu +++ SQL-Grundlagen am 2020-04-23 +++ Neu +++

Die Ergebnisse der Vorklausur haben gezeigt, dass Sie unbedingt GROUP BY, OUTER JOIN und Unterabfragen üben sollten.
Um möglichen Übungsdefiziten vorzubeugen, finden Sie hier weitere Übungsmaterialien:

  1. GROUP BY, JOIN und Datenmodelle
    Flug&Hotelbuchungen und dazu eine Musterlösung,
    Flugbuchungen und dazu eine Musterlösung
  2. OUTER JOIN
  3. Test A und Lösung zu Test A,
    Test B und Lösung zu Test B
  4. Subselect
    Laden Sie zunächst die Daten herunter und beachten das Datenmodell.
    Zu den Aufgaben mit Hinweisen finden Sie hier die Musterlösung.

Prüfungsvorbereitung in Zeiten der Corona-Kriese 2020

Wir sind mit dem Unterrichtsstoff an das Ziel unserer ITA-Ausbildung angekommen - es bleibt nur noch die Prüfungsvorbereitung auf unsere letzten zwei Prüfungen in DB-Theorie und DB-Praxis. Dazu wiederholen Sie bitte:

  1. Betriebsaspekte
    Alle Unterpunkte zu der obigen Themenreihe Betriebsaspekte müssen wiederholt werden. Insbesondere achten Sie auf die Aufgaben und die Musterlösungen zu Ihrer letzten Klausur.
  2. Alte Klausuren
    Alte Klausuren aus den vorherigen Oberstufen sind eine gute Gelegenheit zu üben, wobei Ihnen dort auch die Musterlösungen zur Verfügung stehen.
  3. Einfache Datenbankmodelle und SQL
    1. Stadt-Land-Kontinent-Fluss Testvorbereitungen
      Testaufgaben.
    2. Klausur zu DB-Modellen und Aggregation (Group By)
      Klausur mit Lösungen
    3. Klausuren und Musterlösungen vom 2018-01-10
      Klausur A, Klausur B
  4. OUTER JOIN, Unterabfragen und referentielle Integrität
    1. OUTER JOIN
      Die abschließende Übung zum OUTER JOIN: Arbeitsblatt.
    2. Unterabfragen
      Verschachtelte (korrelierte) Unterabfragen bieten eine Möglichkeiten, komplexe Fragestellungen zu betrachten.
    3. Datenintegrität
      Hier finden Sie ein Arbeitsblatt zur Integrität von Daten.
    4. Referentielle Integrität und Datenpflege
      Hier geht es um eine typische Datenbereinigung, wie sie bei jeder DB-Migration anfällt.
  5. SQL-Aufgaben und Lösungen
    1. Aufgaben zum SELECT und Lösungen
      Eine Vorbereitung und Selbstevaluation steht Ihnen hier zur Verfügung: Aufgaben. Mittlerweile finden Sie die Lösungen zu den obigen Aufgaben.
    2. Test zu GROUP BY, OUTER JOIN, Subselect (Firmenmodell)
      Hier finden Sie die Aufgaben und die dazugehörigen Lösungen.
  6. ER- und DB-Modelle
    Dazu gibt es so viele Aufgaben, Übungen und Musterlösungen, dass Sie sich selbst bitte bedienen
  7. PHP
    Zur Wiederholung von PHP verweise ich Sie auf die aktuelle : Einführung in PHP.
  8. NEU NEU NEU PHP-OOP 26.Mai 2020 NEU NEU NEU

    Es gibt einige OOP-Übungen, falls Sie sich nur so etwas umschauen wollen. Im Datenbankteil der Praktischen ITA-Prüfung wird nur prozeduraler PHP-Code verlangt. Falls Sie in den folgenden Materialien etwas finden, was man nicht mit der Maus oder Tatstatur bearbeiten sollte, dann ignorieren Sie das bitte - das folgende Material ist nicht speziell auf die Praktische Prüfung zugeschnitten. Aber in diesen Materialien finden Sie auch noch cooles SQL und alles was das Herz begehrt - und eben auch praktisches OOP-PHP.

    1. Flughotelbuchen All Inclusive OOP
      Fußball WM 2018 mit einer Lösung
      Ich weise hier noch einmal auf die sehr ausführliche Anleitung für die PROZEDURALE PHP-Version hin:
      Weltmeisterschaft 2018: WM 2018.
      Hier finden Sie eine Anleitung zur Lösung der Aufgaben.
    2. Arztpraxen SQL und OOP-PHP
      Arztpraxen mit einer PHP-Lösung und einer SQL-Lösung
    3. Seniorenbetreuung SQL und OOP-PHP
      Seniorenbetreuung mit einer SQL-Lösung
  9. Excel-Diagramme
    Natürlich sollten Sie auch mit den Excel-Diagrammen vertraut sein.
Restposten - nicht prüfungsrelevant
  1. 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.
  2. Anregungen zu Backup&Recovery
    Ein wichtiger Betriebsaspekt - die Verfügbarkeit nach Fehlersituationen: Backup&Recovery.
  3. Multiuser unter ACID-Anforderungen
    Einige weitere Eigenschaften von DBMS zur Unterstüzung eines Multiuserbetriebs werden hier vorgestellt: Transaktionen. Beachten Sie dazu diese Beispielskripte.