Daten und Informationen - Mit Datenbanken arbeiten und einfache Abfragen erstellen - M - Kompetenzraster Informatik 5

Einleitung

In diesem aiMOOC tauchst Du in die Welt der Datenbanken ein und lernst, wie man mit ihnen arbeitet und einfache Abfragen erstellt. Datenbanken sind ein unverzichtbares Werkzeug in der Informatik, das zur Speicherung und Organisation von Daten dient. Sie ermöglichen es, große Mengen von Informationen effizient zu verwalten, zu aktualisieren und abzufragen. Durch den Kurs wirst Du die Grundlagen von Datenbankmanagementsystemen (DBMS), die Struktur von Datenbanken und die Kunst des Erstellens von Abfragen mit SQL (Structured Query Language) kennenlernen.

Grundlagen der Datenbanken

Was ist eine Datenbank?

Eine Datenbank ist eine strukturierte Sammlung von Daten, die so gespeichert wird, dass sie leicht zugänglich, verwaltet und aktualisiert werden kann. Datenbanken können so einfach sein wie eine Kontaktliste auf deinem Mobiltelefon oder so komplex wie die Datenbank eines großen E-Commerce-Unternehmens.

Datenbankmanagementsysteme (DBMS)

Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist die Software, die verwendet wird, um mit der Datenbank zu interagieren. Sie hilft bei der Erstellung, Verwaltung und Manipulation der Daten. Beispiele für beliebte DBMS sind MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server und MongoDB.

Grundlegende Datenbankkonzepte

Relationales Datenbankmodell: Eine Methode zur Strukturierung von Daten in Tabellen.
Primärschlüssel: Ein einzigartiges Attribut, das jeden Datensatz in einer Tabelle identifiziert.
Fremdschlüssel: Ein Attribut in einer Tabelle, das auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle verweist, um Beziehungen zwischen den Tabellen herzustellen.
SQL (Structured Query Language): Eine Sprache zur Verwaltung und Abfrage von Daten in einer relationalen Datenbank.

Arbeiten mit Datenbanken

Erstellen einer Datenbank

Bevor Du Daten abfragen kannst, musst Du eine Datenbank haben. Die Erstellung einer Datenbank erfolgt über das DBMS mit SQL-Befehlen wie CREATE DATABASE.

Erstellen von Tabellen

Tabellen sind die grundlegenden Strukturelemente in Datenbanken, die Daten in Zeilen und Spalten organisieren. Um eine Tabelle zu erstellen, verwendest Du den Befehl CREATE TABLE zusammen mit den Definitionen für die verschiedenen Spalten der Tabelle.

Einfügen von Daten

Nachdem die Tabellen erstellt wurden, kannst Du Daten mit dem Befehl INSERT INTO hinzufügen. Jeder INSERT INTO-Befehl fügt einen neuen Datensatz (Zeile) in die Tabelle ein.

Abfragen von Daten

Das Abfragen von Daten ist eine der grundlegenden Funktionen eines DBMS. Du kannst den Befehl SELECT verwenden, um Daten aus einer oder mehreren Tabellen abzufragen. Mit WHERE, ORDER BY und anderen Klauseln kannst Du die Abfragen verfeinern, um genau die Daten zu erhalten, die Du benötigst.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was ist das Hauptziel einer Datenbank? (Speicherung und Organisation von Daten, damit sie leicht zugänglich sind) (!Daten ausschließlich zu verschlüsseln) (!Die Daten vor dem Zugriff durch autorisierte Benutzer zu schützen) (!Eine physische Speicherung für den Computer bereitzustellen)

Welche SQL-Anweisung wird verwendet, um eine neue Datenbank zu erstellen? (CREATE DATABASE) (!CREATE TABLE) (!INSERT INTO) (!UPDATE)

Was identifiziert eindeutig jeden Datensatz in einer Tabelle? (Primärschlüssel) (!Fremdschlüssel) (!SQL) (!DBMS)

Mit welchem Befehl fügst Du Daten in eine Tabelle ein? (INSERT INTO) (!SELECT) (!CREATE TABLE) (!DROP TABLE)

Welche Klausel wird verwendet, um die Ergebnisse einer SQL-Abfrage zu sortieren? (ORDER BY) (!GROUP BY) (!SORT) (!ARRANGE)

Memory

Datenbank	Strukturierte Sammlung von Daten
DBMS	Software zur Datenbankinteraktion
SQL	Sprache für Datenmanagement und -abfrage
Primärschlüssel	Eindeutiger Identifikator eines Datensatzes
Fremdschlüssel	Verweist auf Primärschlüssel einer anderen Tabelle

Kreuzworträtsel

datenbank	Was ist eine strukturierte Sammlung von Daten?
sql	Welche Sprache wird für Datenmanagement und -abfrage verwendet?
dbms	Abkürzung für Software zur Datenbankinteraktion
primärschlüssel	Eindeutiger Identifikator eines Datensatzes in der Tabelle
fremdschlüssel	Begriff für ein Attribut, das auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle verweist

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Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Erstelle eine einfache Datenbank für deine persönliche Kontaktliste. Notiere, welche Tabellen und Spalten du benötigen würdest.
Zeichne ein einfaches ER-Diagramm (Entity-Relationship-Diagramm) für eine Datenbank, die eine kleine Bibliothek verwaltet.
Untersuche und vergleiche die Hauptunterschiede zwischen relationalen und nicht-relationalen Datenbanken.

Standard

Entwirf eine Datenbankstruktur für eine kleine Schule, inklusive Tabellen für Schüler, Lehrer und Klassen.
Implementiere eine kleine Datenbank basierend auf deinem Entwurf mit einem DBMS deiner Wahl.
Schreibe SQL-Abfragen, um Daten aus deiner erstellten Datenbank abzufragen.

Schwer

Analysiere den Nutzen von Datenbank-Indizes und implementiere sie in deiner Datenbank.
Entwickle eine Webanwendung, die eine Datenbank nutzt, um dynamische Inhalte zu generieren.
Führe eine Performance-Analyse für deine Datenbank durch und optimiere sie basierend auf den Ergebnissen.

Lernkontrolle

Erkläre, wie Datenbanktransaktionen funktionieren und warum sie wichtig sind.
Beschreibe den Unterschied zwischen einem INNER JOIN und einem LEFT JOIN in SQL.
Entwickle ein Konzept für die Sicherung einer Datenbank und das Wiederherstellen von Daten.
Analysiere, wie sich die Normalisierung von Datenbanken auf die Leistung und Wartbarkeit auswirkt.
Bewerte die Vor- und Nachteile von Stored Procedures in Datenbanken.

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