Fachinformatiker

Im Rahmen der Anwendungsentwicklung finden Sie hier einen 12 monatigen Kurs zur Tabellenkalkulation, Datenformate, Datenbankdesign, Datenbankentwicklung und SQL. Es findet hier zunächst eine Einführung in Tabellenkalkulation mit MS-Excel 2016 statt. Falls Sie sich auch für ältere Versionen (Office 2007/2003) interessieren, sind diese auf Nachfrage erhältlich.
Excel bietet einen anschaulichen Einstieg in eine strukturierte Datenhaltung und erleichtert so später auch das Verständnis einer weiter entwickelten Datenverarbeitung. MS-Excel setzt den Office-Standard für Tabellenkalkulation, aber wird hier jedoch im Wesentlichen als eine gebräuchliche Datenschnittstelle für kleinere Datenbestände betrachtet. Abschließend wollen wir noch Excel-Diagramme betrachten, mit denen Dateninhalte leicht und verständlich dargestellt werden können.

Im zweiten Halbjahr liegt das Schwergewicht auf der Einführung von SQL und einigen grundlegenden Betrachtungen zur Datenbankentwicklung.

Excel - Eine Einführung in die Tabellenkalkulation

  1. Einführung Tabellenkalkulation
    Einführung in die Tabellenkalkulation mit Excel (2016). Dabei handelt es sich um ein Excel-Tutorial, welches ursprünglich von der Universität Würzburg, Lehrstuhl für Didaktik der Mathematik erstellt wurde. Dieses Excel-Tutorial wurde auf die Excel-Version 2007/2016 angepasst, wobei Sie das ursprüngliche Excel-Tutorial für die Excel-Version 2003 unter dem obigen Link zur Universität Würzburg finden. Das Urheberrecht zu beiden Dateien hält die Universität Würzburg.
  2. Filter
    Betrachten Sie hier die Filtermechanismen in Excel.
  3. Diagramme
    Die graphische Darstellung durch Diagramme spielt eine wesentliche Rolle beim Verständnis von Daten: Aufgabenblatt.
    Als Übung zur graphischen Darstellung mit Excel betrachten Sie die Daten des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie zu erneuerbaren Energien: Excel-Datenbestand (Stand März 2018). Neuere und ebenso traurige Datenbestände finden Sie auch unter dem obigen Link.
  4. Einführungstest
    Wie heute im Unterricht angekündigt, finden Sie hier einige Probetests als Vorbereitung zur kommenden Stunde:
    1. Test 1 (Lsg.)
    2. Test 2 (Lsg.)
    3. Test 2 (Lsg.)
  5. Dies sind alte Tests zur Vorbereitung zum jetzigen Stand des Excel-Themas:
    TestA, AbgabeA, TestA Lsg,
    TestB, AbgabeB, TestB Lsg.
  6. Hier finden Sie Ihre aktuellen Excel-Tests
    welche am 4.9.2023 in der BSIT3A und am 5.9.2023 in der BSIT3B geschrieben wurden - mit Lösungsangaben:
    BSIT3A:
    TestA, Test A Excel-Lsg, Test A PDF-Korrekturvorlage,
    TestB, Test B Excel-Lsg, Test B PDF-Korrekturvorlage,
    BSIT3B:
    TestA, Test A Excel-Lsg, Test A PDF-Korrekturvorlage,
    TestB, Test B Excel-Lsg, Test B PDF-Korrekturvorlage.
  7. Verweis
    Hier wird der Verbund zweier Excel-Tabellen miteinander vorgestellt. Dazu erhalten Sie hier eine Excel-Arbeitsmappe.
  8. Pivot-Tabelle zur Aggregation
    Als Vorübung zu der entsprechenden GROUP-BY-Anweisung in SQL wird hier das Zusammenfassen von Daten mit Hilfe von Excel vorgestellt.
  9. Excel Beispielaufgaben
    Als Vorbereitung auf den kommenden Test steht Ihnen ein Test aus dem letzten Excel-Kurs zur Verfügung Excel-Aufgabenblatt. Sie haben 45Minuten Bearbeitungszeit.
    Zwei weitere Excel-Aufgabensammlungen finden Sie hier Test 1, Test 2.
  10. Alte Excel-Tests
    Diese Tests aus dem vergangenen Jahr können Sie mit meinen Korrekturvorlagen zur eigenständigen Vorbereitung auf den Excel_anteil in der kommenden Klausur verwenden: Alles als ZIP.
  11. Finanzierungen mit Excel
    Als Überblick für kommende Finanzierungen betrachten Sie das folgende Arbeitsblatt.

SELECT - Einführung in SQL

  1. Wenn es zum Thema Datenbanken kommt: Reicht Spezialisierung in einem Fach noch? chatGPT antwortet!
  2. Import und Export von Daten in phpMyAdmin
    Um auf vorbereiteten Datenbeständen arbeiten zu können, müssen Daten im Unterricht von den Schülern importiert werden können und auch aus der Datenbank exportiert werden. Das entsprechende Vorgehen wird in dieser Anleitung beschrieben.
  3. 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.
  4. Übungen zu Select-Anweisungen
    Hier wird das SELECT FROM WHERE ORDER BY LIMIT weiter eingeübt. Dazu finden Sie hier das Aufgabenblatt und wenn Sie wollen auch wieder eine Anleitung in Form eines Lückentextes.
    Hier finden Sie eine Musterlösung zur Nachbereitung der Aufgaben.
  5. Nachgereicht zum 2023-09-18: Übungen II zu Select-Anweisungen
    Wieder wird hier das SELECT FROM WHERE ORDER BY LIMIT eingeübt: Aufgabenblatt.
    Nun gibt es dazu auch eine Musterlösung.
  6. Select-Anweisungen mit Aggregationsfunktionen
    Eine wichtige Funktion der Datenbank ist es Zusammenfassungen (Aggregationen) zu berechnen: Summen, Mittelwerte, Maximale Werte oder die Anzahl von Einträgen in einer Tabellenspalte zu bestimmen. Dazu finden Sie hier das entsprechende Arbeitsblatt. Auch gibt es dazu eine Anleitung in Form eines Lückentextes.
    Da wir nach der letzten Übung die Aggregationsfunktionen in der Select-Anweisungen verwenden können, sollten wir noch einmal einen Blick auf den Datenbestand zum Musikvertrieb werfen und einige SELECT-Anweisungen besser (vollständiger) formulieren. Dazu finden Sie hier weitere Aufgaben zum Musikvertrieb. Dazu gibt es eine Anleitung in Form eines Lückentextes
  7. Freistil SQL
    Nun haben Sie schon einige Aggregationsfunktionen in SELECT-Anweisungen verwendet und dabei hoffentlich mit Lückentexten eine Lösung zu den Fragestellungen finden können. Betrachten Sie nun eine vertraute Tabelle, um SQL ganz ohne Hilfestellungen zu schreiben. Dazu erhalten Sie hier das folgende Arbeitsblatt.
    Bitte erst zur Eigenkontrolle nutzen: Mittlerweile gibt es dazu auch einen Lückentext.
  8. Testvorbereitungen zu Stadt-Land-Kontinent-Fluss (SLKF)
    Testaufgaben mit nun auch einer vollständigen Musterlösung
  9. Tests zu Stadt-Land-Kontinent-Fluss (SLKF)
    Test A mit Lösungen zu Test A, Test B mit Lösungen zu Test B
    Test C mit Lösungen zu Test C, Test D mit Lösungen zu Test D.
  10. Probeklausur zu Excel & Stadt-Land-Kontinent-Fluss (SLKF)
    Excel (mit dem Abgabeblatt) und SQL-Aufgaben.
    Hier finden Sie eine Angabe der Excel-Löungen und einige YouTube-Videos zu den Excel-Löungswegen.
  11. Klausur zu Excel & Stadt-Land-Kontinent-Fluss (SLKF)
    Klausur A, Klausur B, Klausur C, Klausur D.

Tabellenverbund (JOIN)

  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.
    Nachträglich finden Sie hier eine Musterlösung zu den im obigen PDF enthaltenen Fragestellungen und Lückentexten.
    Zur Grundidee des SQL-Joins 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 und eine weitere Übung
  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 dazu.
  5. Test zum JOIN über Beziehungstabellen
    Die beiden Tests (Gr 1, Gr 2), den Datenbestand, eine Datenmodellbeschreibung
  6. Vorbereitungen zu SLKF 2023-11-28
    Beachten Sie die Lückentext zur Vorbereitung auf den eigentlichen Test zum Datenbestand mit dieser Datenmodellbeschreibung. Mittlerweile finden Sie hier auch eine vollständige Musterlösung.
  7. Ein am Kopierer gescheiterter Test zu SLKF (2023-12-04)
    Der abschließende SLKF-Test SLKF-Test A mit Lösung A und eine alternative Gruppe mit SLKF-Test B mit Lösung B.
  8. Übungen zum JOIN über Beziehungstabellen IV - Flugbuchungen
    Eventuell ist ein anderes Datenmodell zu Flugbuchungen sinnvoll für eine abschließende Übung mit einer Lösung.
  9. Klausurvorbereitungen I (Flug-Hotel-Fahrzeug-Buchungen): Aufgaben mit Lösungen.
  10. Klausurvorbereitungen II(Flug-Hotel-Fahrzeug-Buchungen): Aufgaben mit Lösungen.
  11. Klausur III(Flug-Hotel-Fahrzeug-Buchungen): Alle Klausurversionen (A,B,E,F,G) finden Sie hier mit den Lösungen.

Gruppieren von Daten (GROUP BY)

  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 ein Aufgabenblatt mit einem Lückentext.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Stadt-Land-Kontinent-Fluss auf dem SLKF-Datenmodell
    (Übung zur Aggregation und SQL-Join)
    1. Wir müssen noch einmal das GROUP BY auf dem allseits beliebten SLKF-Datenmodell üben: Arbeitsblatt I mit einer Musterlösung.
    2. Was für ein wunderschönes SLKF-Datenmodell, mit so vielen Aufgaben: Arbeitsblatt II mit einer Musterlösung.
    3. Eines geht noch! Arbeitsblatt III mit einem Lückentext und mit einer Musterlösung.
    4. Dann geht auch noch ein weiteres Übungsblatt! - ist das überhaupt erlaubt?
      Arbeitsblatt IV mit einer Musterlösung.
  5. Flug-Hotel-Fahrzeugbuchungen FHFB (Übung zur Aggregation und SQL-Join)
    Das GROUP BY üben wir noch einmal, bevor wir es in einem Anwendungskontext verwenden können.
    1. Eine typische Fragestellung wird schrittweise beantwortet: SQL-Herleitung
    2. FHFB-Arbeitsblatt I jetzt auch mit einer Musterlösung.
    3. Wir brauchen für einen Test neue Daten, weil damit eine Qualitätssicherung (QS) leichter möglich ist: Datenimport.
      Es folgen die zugehörigen Testaufgaben und Lösungen:
      Test Version A mit Musterlösung A und Test Version B mit Musterlösung B.
    4. Probeklausur
      Beachten Sie den neuen Datenimport auch im Aufgabenblatt.
      Als Klausurvorbereitung finden Sie hier einige Aufgaben mit einer Musterlösung.
    5. Sie finden hier die Klausur der BSIT3A zu FHFB: Version A, Lösung A, Version B, Lösung B.
    6. Sie finden hier die Klausur der BSIT3B zu FHFB: Version C, Lösung C, Version D, Lösung D.
  6. Bundestagswahlen - eine Übung zur Aggregation und SQL-Join
    Betrachten Sie das Arbeitsblatt zu den Bundestagswahlen 2005 bis 2021.

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 I
    Betrachten Sie eine Flug-Hotel-Auto-Vermietung: Aufgaben.
  3. Übung zum OUTER-JOIN II
    Hier finden Sie eine Aufgabensammlung zu der Flug-Hotel-Auto-Vermietung: Aufgaben mit Lösungen.
    Dazu gibt es auch die plain-SQL-Dateien, um sich nicht mit dem PDF-Format herumschlagen zu müssen:
    Aufgaben zum OUTER JOIN und Aufgaben zum OUTER JOIN mit IF-Anweisung.
    In den obigen Aufgaben wird (ebenso wie hier) auf diesen Datenimport und dieses Datenmodell verwiesen.
  4. Überblick zum JOIN vs. OUTER-JOIN
    Da wir nun zwei JOIN-Methoden zur Verfügung haben, brauchen wir einen kurzen Überblick.
  5. Datenintegrität
    Jetzt kommt der theoretische Rahmen zu der Datenintegrität - hier finden Sie ein Arbeitsblatt dazu.
  6. Selbstevaluation zur Integrität einer Datenbank
    Aufgaben und Fragestellungen jetzt auch mit Lösungen.
  7. 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.
  8. Test zum OUTER JOIN
    Dies ist das Datenmodell und der Datenimport zum Test 2024-04-30.
    Test A, Lösung A, Test B, Lösung B, Test C, Lösung C, Test D, Lösung D.

Datenbankdesign

Im Hinblick auf bevorstehende Unterrichtsinhalte (Modellbildung und Datentransformationen) werden wir hier die Entwicklung von DB-Modellen betrachten.

  1. Einführung zum Datenbankdesign
    Hier folgen erste Übungen zur Entwicklung von Datenbankmodellen.
  2. Regeln und Übungen zum Datenbankdesign
    Hier finden Sie erste formale Regeln zum Datenmodellentwurf.
  3. Normalformen eines Datenbankmodells
    Die klassischen drei Normalformen werden hier dargestellt.
  4. Mikrodesign - die etwas kleinere Übung
    Hier finden Sie sinnvolle Bausteine zur Modellierung von Datenbanken.
  5. Mikrodesign II - wegen des großen Erfolgs verlängert
    Diese kleinen Problemstellungen sollen den Einstieg erleichtern und genügend Beispiele für den Entwurf eigener Datenbankmodelle liefern: Modellierung von Datenbanken II.
  6. Mikrodesign III - Alles hat einmal klein angefangen
    Mikromodellierungen können die nötige Sicherheit geben, um umfangreichere Aufgaben zu lösen. Modellierung von Datenbanken III.
  7. Übungen zum DB-Modell
    Hier werden Ihnen kleine Modellierungsaufgaben vorgestellt, in denen einzelne Aspekte der Modellierung betrachtet werden.
  8. Übungen zum DB-Modell II
    Wir betrachten hier klausurtypische Modellierungsaufgaben.
  9. Übungen zum DB-Modell III
    Eine weitere Vorbereitung auf das kommende Projekt oder die Klausur: Modellierungsaufgaben.
    Um nicht ganz aus der Übung zu kommen, finden Sie hier noch zum Auktionsdatenmodell einige SQL-Anweisungen: Modellierungsaufgaben.
  10. Übungen zum DB-Modell IV
    Die Kombination von Datenbankerstellung und SQL führt zu einer besonders detaillierten Auseinandersetzung mit einem Datenmodell.
    Wir betrachten dazu:
  11. Magische Übungen zum DB-Modell V
    Der ultimative Beweis soll erbracht werden, dass selbst magische Wesen in einer Datenbank gespeichert und recherchiert werden können: Harry Potter Memorial Database
  12. Klausurvorbereitungen SQL & DB-Modelle
    Aufgaben A und Lösungen A ,
    Aufgaben B und Lösungen B.
  13. Zweiter Teil der Klausurvorbereitungen SQL & DB-Modelle
    Klausur A mit Lösung
    Klausur B mit Lösung
  14. Dritter Teil der Klausurvorbereitungen SQL & DB-Modelle
    Klausur D zu neusser ApoApp 2023 mit leider nur einer Musterlösung für Aufgabe 2).
  15. Wer zählt denn noch die Probeklausuren
    Das könnte Ihre Klausur gewesen sein: Klausur
  16. Noch eine Probeklausur? Ist das überhaupt erlaubt - so viele Übungen anzubieten? Probeklausur MXVII aber auch mit SQL-Lösungen!

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. Wahlanalysen und Darstellung von Ergebnissen
    Eine aufwendige Datenanalyse kann wichtige Informationen aus den Daten lesen, egal ob es sich dabei um Kundendaten, Produktionsdaten oder eben wie hier um Wahlergebnisse handelt. Beachten Sie dazu das Arbeitsblatt und das Copyright des statistischen Bundesamtes und des Bundeswahlleiters zu den Daten.
  3. Excel und Europa
    Einige Tabellenblätter zu Asyl, Arbeitslosigkeit, Migration und Bevölkerungsentwicklung finden Sie in dieser Excel-Datei.
  4. 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 Copyright des deutschen Wetterdienstes zu den Daten.
  5. Bundestagswahlen&SQL - eine Übung zur Aggregation und SQL-Join
    Betrachten Sie das Arbeitsblatt zu den Bundestagswahlen 2005 bis 2021.
  6. RegExp - Reguläre Ausdrücke
    Dieser kleine Einschub zu reguläre 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.