Fachinformatiker

Im Rahmen der Anwendungsentwicklung finden Sie hier einen 5 monatigen Kurs zur Tabellenkalkulation, Datenbankdesign, Datenbankentwicklung und SQL. Es findet hier zunächst eine Einführung in Tabellenkalkulation mit MS-Excel statt. Excel bietet einen anschaulichen Einstieg in eine strukturierte Datenhaltung und erleichtert so später auch das Verständnis einer weiter entwickelten Datenverarbeitung.

Das Schwergewicht liegt 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 (2007). 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 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 Filtermechnismen in Excel.
  3. Verweis
    Hier wird der Verbund zweier Excel-Tabellen miteinander vorgestellt. Dazu erhalten Sie hier eine Excel-Arbeitsmappe.
  4. 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.
  5. 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.
    Eine weitere Excel-Aufgabensammlung finden Sie hier
  6. Excel Test
    Hier finden Sie alle Aufgaben und Lösungen zum Excel-Test.

SELECT - Einführung in SQL

  1. Installation von phpMyAdmin und erste SQL-Anweisungen
    Wir beginnen mit der Installation von MySQL und XAMPP in einem Microsoft-Betriebssystem. Falls Sie für ihre Arbeit zuhause lieber genau die in der Schule verwendete xampp-Installation verwenden wollen, so installieren Sie nach obiger Anleitung diese im Unterricht verwendete Version von xampp (apache, mysql, phpMyAdmin).
  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.
    Auch hier finden Sie eine Musterlösung zur Nachbereitung der Aufgaben.
  5. 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. Nun steht Ihnen eine vollständige Lösung zur Verfügung.
    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 auch Anleitung in Form eines Lückentextes und eine Musterlösung zur eigenständigen Nachbereitung.
  6. 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. und als letzte Möglichkeit der Eigenkontrolle eine vollständige Musterlösung

Der SQL-Verbund von Tabellen

  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. Übungen zum JOIN über Beziehungstabellen
    Es folgen hier Übungen zu einem Stadt-Land-Fluss Datenbestand. Datenmodellbeschreibungen, Daten, Fragestellungen und eine Hilfestellung als Lückentext finden Sie hier.
  4. 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. oder die vollständige Lösungen, mit denen Sie ihre eigenen Ansätze vergleichen können.
  5. Test zum JOIN über Beziehungstabellen
    Als Vorbereitung auf den kommenden Test finden Sie hier einen Probetest. und eine Lösung.
  6. Test II zum JOIN über Beziehungstabellen (Nachbereitung)
    Hier finden Sie zum Nachbereitung der Aufgaben die beiden geschriebenen Tests Test C, Test D und jeweils eine Musterlösung C, Musterlösung D.

Einführung zur Aggregation

  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. Preisentwicklung (Übung zur Aggregation)
    Das statistische Bundesamt stellt die Daten zur Preisentwicklung in Deutschland der letzten 20 Jahre zur Verfügung. Damit kann einerseits das Aggregieren weiter eingeübt werden und andererseits sehen Sie an diesem Beispiel, wie Daten unser tägliches (Konsum-)Leben beschreiben. So werden in dieser Übung wirklich lebensnahe Fragestellungen betrachtet.
  3. Sakila (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. 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.

DB-Modelle und DB-Constraints

Das Anlegen einer Datenbank und das Design einer Datenbank, geht einher mit noch mehr SQL (z.B. DDL und DCL). Wir betrachten als Einstieg in die DB-Entwicklung hier die Datenqualität, genauer gesagt die referentielle Integrität einer Datenbank und damit verbunden den OUTER JOIN.
  1. OUTER JOIN und mehr SQL
    Einführung zum OUTER JOIN als Vorbereitungen zu referentieller Integrität und DB-Constraints.
  2. Übung zum OUTER JOIN
    Der OUTER JOIN wird mit diesem Arbeitsblatt weiter eingeübt. Sie finden in diesem Arbeitsblatt als eine erste Hilfestellung den richtig verlinkten Lückentext.
  3. Datenbereinigung mit DELETE und UPDATE
    Anwendungsentwickler finden hier (als Zusatzmaterial) einen interessanten Ansatz, die Datenqualität in einem Datenbestand zu verbessern. Schlechte Daten sind keine Daten und daher muss ein Datenbestand kontinuierlich gepfüft und sorgsam gepflegt werden. Dabei werden wir auch ein gut dosiertes DELETE als ein geeignetes Mittel der Datenpflege verwenden - dazu finden Sie hier eine kurze Übung. Nachfragen zu weiteren Materialien würde ich gerne nachkommen.
  4. DB-Constraints
    Tabellen werden erstellt und mit besonderen Eigenschaften ausgestattet, um eine optimale Datenqualität zu gewährleisten. Hier finden Sie eine Einführung zu DB-Constraints.
  5. Test zu DB-Constraints
    Aufgabenblatt mit Lösungen.
  6. Übung zum OUTER JOIN und Fremdschlüssel(-bedingungen)
    Arbeitsblatt.

Datenbankdesign

  1. Regeln und Übungen zum Datenbankdesign
    Hier finden Sie erste formale Regeln zum Datenmodellentwurf.
  2. Übungen zum Datenbankdesign nach Designregeln
    Es werden in einer letzten Übung einfache Datenbestände vorgegeben, welche in ein zu entwickelndes Datenmodell einzufügen sind.
  3. Übungen zu Beziehungen höheren Grades
    Für diese Einführung in das Datenbankdesign betrachten wir nun Beziehungen, die mehr als nur zwei Objekte miteinander verbinden. Dazu steht Ihnen diese Übung zur Verfügung.
  4. Übungen zu Beziehungen höheren Grades - Episode 2
    Es werden hier weitere Anwendungsbeispiele einer Modellierung mit Zwischentabellen vom Grad 3 betrachtet.
  5. Klausurvorbereitung
    Hier finden Sie eine Klausurvorbereitung und dazu eine Musterlösung.
  6. 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.
  7. 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.

Betriebsaspekte

  1. Performance-Indizes
    Datenbanken sind auf eine ausreichende Performance angewiesen, sonst findet die Anwendung nicht die Akzeptanz des Kunden und seiner 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.

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 das Copyright des statistischen Bundesamtes zu den Daten.
  3. 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.
  4. 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.