Fachinformatiker - Oberstufe BSIT9ABC

Im Rahmen der Anwendungsentwicklung finden Sie hier einen 5 monatigen Kurs zu Datenstrukturen, Datenbankentwicklung, SQL, Migrationen und den Betriebsaspekten einer Datenbank. Es findet hier zunächst eine kurze Wiederholung von Unterrichtsinhalten aus der Unterstufe 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 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.
    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
    Die beiden Tests aus dem letzten Jahrgang können Sie als weitere Vorbereitung verwenden:
    (Gr 1, Gr 2), den Datenbestand, eine Datenmodellbeschreibung und den Lösungen (Gr 1, Gr 2).
  6. Test zum JOIN über Beziehungstabellen - aktueller Jahrgang 2021
    Hier finden Sie die aktuellen Tests aus den Parallelklassen BSIT9ABC:
    Test Gr A, Lösung Gr A, Test Gr B, Lösung Gr B, Test Gr C, Lösung Gr C,
    Test Gr D, Lösung Gr D, Test Gr E, Lösung Gr E, Test Gr F, Lösung 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. Musikduett (Übung zur Aggregation und SQL-Join)
    Wir betrachten hier ein Datenmodell und Aufgabenstellungen, die sich auf Musikduette in der Popmusik beziehen und schließen damit die Übungen zum GROUP BY ab.
  3. 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.
  4. Tests aus dem letzten Jahr zur Aggregation und SQL-Join
    Die Tests vom 2020-09-04 finden Sie hier: Test A, Lösung A, Test B, Lösung B.
  5. Tests aus dem letzten Jahr zur Aggregation und SQL-Join II
    Die Tests vom 2020-09-11 finden Sie hier:
    Test A, Test B,
  6. Aktuelle Tests zur Aggregation und SQL-Join II
    Die aktuellen Tests vom 2021-09-17 finden Sie hier:
    Test A, Test B,

Klausurblock I 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 das folgende SQL-Arbeitsblatt, wenn auch in einer Vorgängerversion. Für die darin enthaltenen Datensammlungen und das Kartenmaterial beachten Sie das Copyright des statistischen Bundesamtes und des Bundeswahlleiters.

Probeklausuren zu SELECT, JOIN, GROUP BY und OUTER JOIN
Die Klassen BSIT9A und BSIT9B&C laufen auf Grund unterschiedlicher Voraussetzungen aus der Unterstufe nicht mit dem gleichen Lernstand in diese Klausur. Daher werden zwei unterschiedliche Probeklausuren bereitgestellt, die sich nur um einen Anteil zum OUTER JOIN (siehe dazu die folgende Unterrichtseinheit) unterscheiden.
BSIT9A, (mit Lösung), BSIT9B&C, (mit Lösung).

Klausuren zu SELECT, JOIN, GROUP BY und OUTER JOIN
Die Klassen BSIT9A und BSIT9B&C haben unterschiedliche Klausuren geschrieben:
BSIT9A, Lösung 9A, BSIT9C, Lösung 9C
BSIT9B Version A, Lösung BSIT9B Version A BSIT9B Version B, Lösung BSIT9B Version B

Nachklausuren zu SELECT, JOIN, GROUP BY und OUTER JOIN
Als Vorbereitung und für zusätzliche Übungen finden Sie hier weitere Aufgaben zur Bundestagswahl 2021:
BTW2021
Nachklausuren für alle Klassen BSIT9A&B&C
BSIT9A&B, Lösung BSIT9A&B.

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
    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
  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 jetzt auch mit Lösungen.
  6. Für den aktuellen Testzyklus zum OUTER JOIN und Fremdschlüsseln finden Sie hier eine Testvorbereitung Version A.

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.
  2. Alte Klausurvorbereitungen 2019
    Eine Vorbereitung und Selbstevaluation für die kommende Klausur steht Ihnen hier zur Verfügung: Aufgaben.
    Zu den obigen Aufgabenstellungen finden Sie Lösungsvorschläge zu den obigen Aufgaben.
  3. Unterabfragen
    Verschachtelte (korrelierte) Unterabfragen bieten eine Möglichkeit, um komplexe Fragestellungen zu betrachten.
    Noch mehr Aufgaben zu GROUP BY und Subselect.
    Es gibt dazu keine für alle Klassen BSIT9ABC einheitliche Unterrichtsmitschrift, sondern nur eine Musterlösung, die mit einigen Kommentaren und Entwicklungsansätzen (wie im Unterricht) versehen wurde - ich hoffe, dass dies auch als Unterrichtsmitschrift angesehen werden kann.

Klausurblock II - Januar 2022
OUTER JOIN, Integriät der Daten und Referenzen, Fremdschlüsselbedingungen und Unterabfragen sind die Themen dieser Klausurenreihe
Es werden verschiedene einfache Datenmodelle ohne eine besondere Fachlichkeit betrachtet - also z.B. keine BTW2021, wie in der letzten Klausurenreihe.

Klausurvorbereitungen aus den Jahren 2019, 2020 und 2021
Klausurvorbereitungen enthalten viel mehr Aufgabenstellungen und lang erklärende Musterlösungen. Probeklausuren entsprechen mehr einem 90min-Format, dazu sehen Sie bitte weiter unten - hier folgen zunächst die Klausurvorbereitungen von 2019 mit Musterlösungen.
Eine weitere etwas aktuellere Klausurvorbereitung aus dem Jahr 2020 finden Sie hier: Klausurvorbereitungen von 2020 mit einer Musterlösung.
Das Subselect haben wir aktuell ganz ordentlich mit einem der obigen Aufgabenblätter eingeübt.
Hierzu gibt es zwar keine für alle Klassen BSIT9ABC einheitliche Unterrichtsmitschrift, aber eine (quälend) lang erklärende Musterlösung. Beachten Sie insbesondere dort die Aufgabenlösungen ab Aufgabe 18) - diese müssten Ihnen bekannt vorkommen.

Probeklausuren zu OUTER JOIN, Referentieller Integrität und Unterabfragen
Die Klassen BSIT9A, BSIT9B und BSIT9C befinden sich auf Grund von Unterrichtsausfall bzw. Vertretungen heute noch nicht auf dem gleichen Übungsstand, aber dieser sollte bis zu dem jeweiligen Klausurtermin ausgeglichen sein. Dennoch sollten (mehr oder weniger) alle Aufgaben der hier im Folgenden angebotenen Probeklausuren für alle drei Klassen BSIT9ABC heute schon lösbar sein (- da sind ja auch noch die Musterlösungen;)
Ihre jetzigen Probeklausuren sind die Klausuren vom letzten Jahrgang BSIT8ABC:
Probeklausur A, Lösung A, Probeklausur B, Lösung B.

Hinweis
Da alle Unterrichtsmaterialien und auch beliebige andere Dokumente bei der DB-Klausur als Hilfsmittel erlaubt sind, wird die Kenntnis und der sichere Umgang mit den obigen Musterlösungen als Baustein und Vorlage für die Klausuraufgaben vorausgesetzt. Die Zeit wird nicht reichen, sich während der Klausur in alle Dokumente einzulesen. Bereiten Sie eine entsprechende Datei- und Dokumentensammlung (z.B. auf einem USB-Stick/-Festplatte) eigenverantwortlich vor, die auch im Offline-Modus Ihnen zur Verfügung steht sollte.

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
  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

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.