Datenbanken Umfrage - Schule

THEMA: DATENBANKEN 00 EINSTIEG DATENERFASSUNG UND DSGVO Kursphase TF12: IT-Sicherheit und Datenschutz Datum: KANN-Liste Kann-Liste Einstieg Datenerfassung Ich kann... Niveau Quelle Erl.?... die 7 Phasen der Erstellung einer Umfrage benennen. M Hilfekarte 1: „Vorgehen beim Erstellen einer Umfrage“ ¨....

THEMA: DATENBANKEN 00 EINSTIEG DATENERFASSUNG UND DSGVO Kursphase TF12: IT-Sicherheit und Datenschutz Datum: KANN-Liste Kann-Liste Einstieg Datenerfassung Ich kann... Niveau Quelle Erl.?... die 7 Phasen der Erstellung einer Umfrage benennen. M Hilfekarte 1: „Vorgehen beim Erstellen einer Umfrage“ ¨... den 7 Phasen der Erstellung einer Umfrage konkrete Tätigkeiten zuordnen. R Hilfekarte 1: „Vorgehen beim Erstellen einer Umfrage“ ¨... min. 5 verschiedene Fragetypen angeben. M Hilfekarte 3: „Fragetypen“ ¨... zu min. 5 verschiedenen Fragetypen die entsprechenden Antwortmöglichkeiten angeben sowie Vor- und Nachteile des Einsatzes des Fragetyps in einer Umfrage angeben.... min. 3 Prinzipien zur Erstellung eines Fragebogens nennen.... zu min. 5 verschiedenen Fragetypen beschreiben, wie die Tabelle zur Erfassung der Daten aufgebaut werden muss.... zu min. 5 verschiedenen Fragetypen beschreiben, wie die Daten ausgewertet werden können.... die Filter- und Sortierfunktionen sowie die Funktionen mit Bedingungen wie z. B. SUMMEWENN zur Bildung von Querabfragen zielgerichtet anwenden. Hilfekarte 3: „Fragetypen“ ¨ R M Hilfekarte 4: „Aufbau und Gestaltung eines Fragebogens“ ¨ R Hilfekarte 5: „Auswertung von Umfragen mit Hilfe von Excel“ ¨ R Hilfekarte 5: „Auswertung von Umfragen mit Hilfe von Excel“ ¨ E Hilfekarte 6: „Querverweise mit Excel“ ¨ Kursphase TF12: IT-Sicherheit und Datenschutz Datum: Lernplan Vor Bundes- und Landtagswahlen stellen die Parteien ihre Wahlprogramme auf und es läuft ein erbitterter Wahlkampf um die Gunst der Wähler und damit um Wählerstimmen. Viele Wähler wollen aber nicht alle Wahlprogramme studieren. Sie nutzen deshalb recht häufig den Wahl-O-Maten, ein Computerprogramm bzw. eine Website, welches nach der Beantwortung einiger Fragen eine Wahlempfehlung abgibt. Es gibt aber auch Wahlumfragen, um die Stimmung einzufangen oder um Hochrechnungen pünktlich nach dem Schließen der Wahllokale abgeben zu können. Stellen Sie sich vor, dass Sie in einer Arbeitsgruppe in einem sogenannten Marktforschungsinstitut arbeiten. Das wesentliche Ziel des Instituts ist das Sammeln, Aufbereiten und Verkaufen von Daten, kurz der Datenhandel. Aus aktuellem Anlass sollen Sie eine Umfrage zum Wahlverhalten durchführen. Die angestrebte Zielgruppe sind Jugendliche und Erstwähler. Ihre Kunden sind die Parteien, die kurzfristig zielgruppenorientiertes Marketing bei unentschlossenen Wählern durchführen wollen. Zur Bearbeitung des folgenden Lernplans bilden Sie bitte Gruppen zu maximal 4 Personen. Sie haben für die Bearbeitung dieses Lernplans insgesamt 6 Unterrichtsstunden (2 Wochen) bzw. 10 Unterrichtsstunden (2 Wochen) Zeit. Lernplan Nr. Inhalt 1. GK+LK: Planen Sie innerhalb der Gruppe eine eigene Wahlumfrage. Gehen Sie dabei wie folgt vor: Lesen Sie das Info-Blatt zum Vorgehen bei der Erstellung einer Umfrage. Formulieren Sie Fragen, die sich direkt auf die Wahl beziehen. Formulieren Sie nun Fragen zu personenbezogenen Dingen. Gehen Sie dabei geschickt vor, denn man soll ja nicht gleich Ihre Absichten erkennen. LK: Damit Sie nächste Woche mit der Auswertung starten können, sollten Sie sich bereits jetzt überlegen, wie Sie die Daten mit Excel aufbereiten wollen. Dafür können Sie sich einige Testdaten ausdenken. Mit Gewinnspielen o. ä. lassen sich ziemlich gut persönliche Daten erfragen, wie z. B. E-Mail-Adresse, Name,... (zwecks Gewinnbenachrichtigung zum Beispiel). 2. GK+LK: Als Hausaufgabe führen Sie die Umfrage durch. Nutzen Sie dafür z. B. Ihren Freundes- und Bekanntenkreis. Jedes Gruppenmitglied muss mindestens 7 Personen befragen, damit später auch treffende Aussagen möglich sind. Fassen Sie Ihre Ergebnisse bereits zusammen. Achten Sie darauf, dass keine Zusammenhänge verloren gehen, wenn Sie Aussagen einfach Zeit erl.? 3 Stunden = 135 min bzw. £ 5 Stunden = 225 min HA £ Kursphase TF12: IT-Sicherheit und Datenschutz Datum: Lernplan aufsummieren. 3. 4. 6. 7. GK+LK: Werten Sie die Ergebnisse Ihrer Umfrage aus. Nutzen Sie dafür Excel. Mit Excel können Sie z. B. Daten filtern oder sie als Grundlage für die Erstellung von Diagrammen nutzen. Es gibt keine allgemeinen Regeln, wie solche Tabellen auszusehen haben. Es stehen aber Hilfekarten zur Verfügung und Ihr Lehrer berät Sie gerne. LK: Die gesammelten Daten sollen einer langfristigen Verwendung zur Verfügung stehen bzw. teuer verkauft werden. Dafür ist es notwendig, sich sogenannte „Querabfragen“ zu überlegen. Welche Beziehungen könnten Ihre Daten denn noch offenlegen? Je mehr Beziehungen Sie finden, desto wertvoller sind Ihre Daten. Gemeint sind hier „Querabfragen“, die nichts mit der Wahl zu tun haben, z. B. Geschlecht – Beruf oder Einkommen – Wohnort. GK+LK: Natürlich sollen Sie Ihre Ergebnisse präsentieren (bevor sie verkauft werden). Bereiten Sie sich gemeinsam auf eine Präsentation von maximal 10 Minuten Länge vor. GK+LK: Zu guter Letzt reflektieren Sie bitte Ihre Arbeit mit Hilfe des Reflexionsbogens. Dabei ist es wichtig, dass Sie Ihre Erfolge notieren, aber auch die aufgetretenen Schwierigkeiten und Probleme. Eine ausführliche Reflexion bildet die Basis für die weitere Arbeit in diesem Semester. £ 3 Stunden = 135 min £ bzw. 5 Stunden = £ 225 min. £ Kursphase GK Wirtschaftsinformatik TF 12: IT-Sicherheit und Datenschutz Datum: Punktekonto Name: ______________________ Klasse: _________ Punktekonto – Einstieg Datenerfassung und Auswertung Ich möchte... Punkte erreichen. Nr. 1 Inhalt Punkte Ich habe mind. zwei Fragen zur Umfrage beigesteuert. Nachweis: Protokoll der Gruppenarbeit 2 Ich habe die Umfrage als Hausaufgaben durchgeführt und die Ergebnisse bereits zusammengefasst. 3 Ich habe die Ergebnisse der Umfrage mit der Gruppe ausgewertet. 4 Ich habe mit der Gruppe im Plenum die Ergebnisse aktiv präsentiert. Nachweis: 7 ausgefüllte Fragebögen und kurze Zusammenfassung Nachweis: Excel-Tabelle mit Kennzeichnung des eigenen Beitrags, Protokoll der Gruppenarbeit Datum/ Unterschrift Summe 5 10 10 10 Nachweis: eigenständiger Beitrag in der Präsentation 5 6 7 Ich habe meine Arbeit reflektiert. 5 Nachweis: Reflexionsbogen Ich habe mir selbstständig Notizen zum Thema gemacht. Nachweis: Ausarbeitung im Hefter o. ä. Ich habe zusammen mit meiner Gruppe die Möglichkeiten von Office 3651 genutzt, gemeinsam an einer Tabelle bzw. eine Präsentation arbeiten zu können. 10 5 Nachweis: Verwendung von Office 365 8 Ich habe die Unterrichtszeit effektiv genutzt. Nicht erledigte Aufgaben wurden als HA beendet und zu Beginn des darauffolgenden Unterrichts vorgelegt. ODER: Ich habe bei entschuldigtem Fehlen die Aufgaben nachgearbeitet und im darauffolgendem Unterricht unaufgefordert nachgereicht. Nachweis: schriftliche Ausarbeitungen 4 2 Pkt. pro Woche = max. 4 P 9 Das möchte ich auch bewertet haben:.................... Maximal erreichbare Punktzahl: (bis zu 5) 59 (+5) Erreichte Punkte: Hinweis: Sollten Sie einen Eintrag im Punktekonto bearbeitet haben, melden Sie sich beim Lehrer, um die entsprechende Bestätigung zu erhalten. 1 Sie können gerne auch Google Docs, Apple Numbers oder Zoho-Office verwenden. Seite 1 von 2 Kursphase GK Wirtschaftsinformatik TF 12: IT-Sicherheit und Datenschutz Datum: Punktekonto Zielkreislauf: Ich habe mein Ziel erreicht. Ich habe mein Ziel nicht erreicht. Warum nicht? Lernberatung: Feedback: Insgesamt war ich mit meiner Leistung zufrieden unzufrieden Das hat mir Spaß gemacht: Das war schwierig: Das würde ich das nächste Mal anders machen: Seite 2 von 2 Wirtschaftsinformatik Infoblatt: Planung und Durchführung statistische Erhebung Vorgehen bei der Erstellung einer Umfrage Um Meinungen, Konsum- oder Wahlgewohnheiten von Bevölkerungsgruppen zu erfahren, werden statistische Erhebungen/Umfragen durchgeführt. Sie müssen so vorbereitet werden, dass sie gut auswertbar sind und klare Ergebnisse hervorbringen. Die Erstellung einer qualitativ guten Umfrage ist sehr komplex, wie die folgende Übersicht zeigt: Vorgehensweise: Phase 1 Planung der Umfrage allgemein Phase 2 Fragen entwickeln Hinweis: Hilfekarten „Fragearten“ und „Fragetypen“ Zielsetzung: Welche Erkenntnisse möchte ich durch meine Umfrage gewinnen? † Tipp: Brainstorming Sind bereits Daten vorhanden? Welche weiteren Daten werden benötigt? Hier: Es sind keine Daten vorhanden. Wer (welche Personengruppe) muss befragt werden? Welche Befragungsmethode will ich verwenden? (schriftliche Befragung, persönliches Interview, Telefonbefragung, Internetbefragung) Hier: Die Befragungsmethode ist eine schriftliche Befragung, die ausgewählte Person füllt einen Fragebogen per Hand aus. Fragen sammeln, z. B. in einer MindMap Den Fragen werden Fragetypen zugeordnet. Die Fragen müssen gut durchdacht werden. Man muss sich schon bei der Formulierung der Frage überlegen, welche Antwort man erwartet. Versetzen Sie sich bei der Formulierung der Fragen in den Antwortenden. Stellen Sie die Fragen zur Kontrolle vor der eigentlichen Befragung unbeteiligten Personen. Stellen Sie nicht zu viele Fragen, damit der Befragte nicht abgeschreckt und die Auswertung nicht zu umfangreich wird. Die Fragen sollten möglichst kurz und verständlich Seite 1 von 2 Wirtschaftsinformatik Infoblatt: Phase 3 Phase 4 Phase 5 Fragebogen ausarbeiten Hinweis: Hilfekarte „Fragebogenaufbau“ Test Durchführung der Befragung Phase 6 Auswertung Phase 7 Präsentation Planung und Durchführung statistische Erhebung formuliert werden. Die Fragen sollten so formuliert werden, dass (bei freien Fragen) auch die Antworten relativ kurz ausfallen. Suchen Sie klare und treffende Begriffe und verwenden Sie eine einfache, für alle verständliche Sprache. Ähnliche Fragen sollten – wenn möglich – zu einer zusammengefasst werden. Doppelte Fragen müssen vermieden werden. Allerdings können so genannte „Kontrollfragen“ formuliert werden. Hiermit kann man feststellen, ob sich der Befragte evtl. bei seinen Antworten widerspricht. Dann ist es vielleicht sinnvoll, diese Antworten zu eliminieren. Fragen sollen neutral formuliert werden, d. h. es sollen keine belasteten Wörter wie z. B. „Wohnsilo“ oder „Bürokrat“ verwendet werden. Fragen ordnen Fragebogen anwenderfreundlich, adressatengerecht und der Befragungsart entsprechend gestalten Fragebogen mit einem Textprogramm erstellen Mit Testpersonen, die mit der Erstellung nichts zu tun haben, wird die Befragung durchgeführt. Ihre Kritik (z. B. zur Verständlichkeit) führt zur Überarbeitung der Fragen. Evtl. Rollenspiel zur Interviewtechnik Evtl. benötigt man ein Informationsblatt, das dem Befragten Auskunft über Sinn und Zweck der Befragung gibt. Evtl. Befragungstermine mit den Befragten absprechen Bei der Durchführung eines Interviews (Face-to-FaceBefragung) müssen Manipulationen vermieden werden. Entfällt hier Die Regeln der Höflichkeit werden beachtet („Vielen Dank“). Genau festlegen, bis wann alle Befragungen abgeschlossen sein müssen (Meilenstein). Arbeiten Sie zu dritt (eine Person diktiert, eine Person kontrolliert, die dritte gibt die Daten ein) Wechseln Sie sich bei den einzelnen Tätigkeiten ab. So wird die Arbeit nicht langweilig und es entstehen weniger Fehler. Kontrollieren Sie in einem zweiten Durchgang noch einmal alle eingegebenen Daten. Strichlisten sind eine einfache und effiziente Methode zur Datenerfassung. Einsatz von Excel Vielfältige Visualisierungsmöglichkeiten mit Excel Erklärende und evtl. beurteilende Texte verfassen Seite 2 von 2 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte: Fragearten Fragearten Fragearten, die bei Umfragen eine Rolle spielen: Informationsfragen geschlossene Fragen offene Fragen Taktische Fragen Suggestivfragen Alternativfragen Kontrollfragen Informationsfragen Informationsfragen ermöglichen es – wie schon der Name sagt – Auskünfte (Informationen) vom Befragten zu bekommen. Dies ist schließlich der Sinn einer Befragung (Umfrage). Taktische Fragen Taktische Fragen dienen eher einer Gesprächslenkung und der positiven Prägung und Beeinflussung der Gesprächsatmosphäre. Hier steht nicht die Bedarfsklärung und Informationsbeschaffung im Vordergrund. Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Fragetypen Fragetypen Seite 1 von 7 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Fragetypen Seite 2 von 7 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Fragetypen Seite 3 von 7 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Fragetypen Seite 4 von 7 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Fragetypen Seite 5 von 7 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Fragetypen Seite 6 von 7 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Fragetypen Seite 7 von 7 Wirtschaftsinformatik Hilfekarte Erstellung eines Fragebogens Aufbau und Gestaltung eines Fragebogens Kursphase TF 12: Datenschutz Datum: HK5 – Auswertung von Umfragen mithilfe einer Tabellenkalkulation Auswertung einer Umfrage mithilfe einer Tabellenkalkulation Nach der Durchführung der Umfrage stellt sich nun die Frage, wie man die erhobenen Daten am einfachsten auswertet. Hier bietet sich für kleinere Umfragen eine Tabellenkalkulation wie Excel an. 1. Daten eingeben 1. Nummerieren Sie alle Umfragen. 2. Damit Ihre Tabelle übersichtlich bleibt, verwenden Sie die Fragen als Überschriften. Verbinden Sie dafür die Zellen in der Zeile über den Antwortmöglichkeiten. Die erste Spalte (Vorspalte) sollte die Nummer des Fragebogens enthalten (siehe Abbildung unten). 3. Formatieren Sie die Tabellen mithilfe von Rahmen und Hintergrundfarben. Das hilft, den Überblick zu bewahren. Excel bietet eine einfache Möglichkeit, ganze Tabellen in einem Rutsch zu formatieren. Verwenden Sie im Menüband „Start“ die Schaltfläche „Als Tabelle formatieren“. 1.1 Auswahlfragen, Skalen, Polaritätsprofile: Jede Antwortmöglichkeit sollte in einer eigenen Spalte erscheinen (siehe Abbildung). Tragen Sie pro Zeile die jeweiligen Antworten des/der Befragten ein. Markieren Sie die gewählte Option mithilfe einer 1. Hinweis: Bei Einfachwahlfragen darf nur eine 1 pro Zeile erscheinen, bei Mehrfachwahlfragen dürfen dagegen mehrere Einsen erscheinen. 1.2 Ranglisten Bei den Ranglisten geben Sie die jeweilig gewählte Rangfolge als Zahl ein. 1.3 Summenfragen, Maßzahlfragen Auch bei diesen Fragen können Sie die Werte direkt als Zahlen eingeben. Seite 1 von 3 Kursphase TF 12: Datenschutz Datum: HK5 – Auswertung von Umfragen mithilfe einer Tabellenkalkulation 1.4 Lückentexte, freie Fragen Bei diesen Fragetypen müssen Sie die Texte eingeben. Eine Auswertung ist nur sehr umständlich möglich. Beispielsweise können Sie die Texte nach dem Vorkommen bestimmter Wörter untersuchen. Dies ist dann aber schon eine fortgeschrittene Auswertung von Umfragen. 2. Daten auswerten 2.1 Auswahlfragen, Skalen, Polaritätsprofile Die Fragetypen lassen sich einfach mithilfe der Summenfunktion von Excel auswerten. Um die Tabelle grafisch darzustellen, wählen Sie mitgedrückter CMD-Taste (Windows: STRG) die Spaltenüberschriften und die Summenzeile. Fügen Sie dann das gewünschte Diagramm hinzu. 2.2 Ranglisten, Summenfragen Bei Ranglisten bietet sich zur Auswertung zum Beispiel die Mittelwertsfunktion an. Sind die Mittelwerte nicht aussagekräftig, können Sie beispielsweise ermitteln, wie oft eine bestimmte Ausprägung absolut gewählt wurde. Hierfür bietet sich die ZÄHLENWENN-Funktion an. Mithilfe dieser Funktion zählen Sie die Vorkommen eines bestimmten Inhalts. Zum Beispiel können Sie alle Einsen in der Spalte zählen. Seite 2 von 3 Kursphase TF 12: Datenschutz Datum: HK5 – Auswertung von Umfragen mithilfe einer Tabellenkalkulation 2.3 Maßzahlfragen Bei Maßzahlfragen kommt es darauf an, was man auswerten will. Im Allgemeinen hilft auch hier der Mittelwert weiter. Hilfereich kann auch hier die ZÄHLENWENN-Funktion sein. Beispielsweise können Sie zählen, wie viele Personen Ihrer Befragung aus Berlin kommen und wie viele nicht. Nutzen Sie ggf. die Online-Hilfe des Programms. 3. Daten filtern Wenn Sie die Tabellen mithilfe der Excel-Funktion „Als Tabelle formatieren“ können Sie die Daten einfach mit einem Klick auf das Dreieck filtern und sortieren. Andere Tabellenkalkulationen bieten ähnliche Möglichkeiten. Sie können so beispielsweise nach Geschlecht oder Alter(sbereich) filtern, wenn Sie die entsprechenden Daten erhoben haben. Sie können auch mehrere Filter gleichzeitig anwenden. Im Beispiel wird der Filter auf weibliche Probanden gesetzt. Informationen, die Sie gerade nicht benötigen können Sie ausblenden, wenn Sie die entsprechenden Spalten ausblenden (Rechtsklick auf den Spaltenkopf). 4. Weitere hilfreiche Funktionen Folgende Funktionen können auch sehr nützlich sein. ANZAHL2: Zählt die Anzahl von Zellen, die Werte enthält. Damit kann man beispielsweise die Anzahl der Zeilen, also die Anzahl der Umfragen, ermitteln. MIN, MAX: Ermittlung des kleinesten oder größten Werts eines Zellbereichs. Seite 3 von 3 Kursphase TF12: Datenschutz Datum: Querverweise mit Excel Querverweise mit Excel Daten aus gefilterten Tabellen lassen sich nicht ganz so leicht auswerten. Denn, obwohl Zeilen oder Spalten ausgeblendet wurden, werden diese bei Eingabe eines Zellbereichs zur Berechnung herangezogen. Damit nicht immer alle Daten in den Funktionen (Summe, Mittelwert etc.) berücksichtigt werden, müssen Bedingungen gesetzt werden. Die Funktion SUMMEWENN bietet sich an, um die Summe nur dann zu bilden, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist (beispielsweise Anzahl der männlichen Wähler, die die CDU gewählt haben). Als ersten Parameter geben Sie den Zellbereich an, in dem ein bestimmtes Kriterium erwartet wird (z. B. eine 1 bei weiblich). Der zweite Parameter ist die Bedingung (z. B. "=1", mit Anführungszeichen). Der dritte Parameter ist der Bereich, der summiert werden soll. Folgende Formel wurde verwendet für B9: =SUMMEWENN($M$2:$M$8;"=1";B2:B8)In diesem Beispiel werden nur die weiblichen Probanden berücksichtigt. Denken Sie an den Unterschied zwischen absolutem und relativem Zellbezug. Das hilft Ihnen nun, nicht alle Formel immer wieder eingeben zu müssen. Die Funktion MITTELWERTWENN funktioniert analog. Möchten Sie mehrere Bedingungen überprüfen, bevor Sie eine Summe oder einen Mittelwert bilden, verwenden Sie die Funktionen SUMMEWENNS und MITTELWERTWENNS. Beispiel: Wie oft wurde die CDU von allen volljährigen Probandinnen gewählt: =SUMMEWENNS(B2:B8;M2:M8;"=1";O2:O8;">=18") Seite 1 von 1 Advance Organizer zum Thema Datenbanken Datenbanksprache SQL Datenmaterial Nutzung modellieren Auswertung Suchen Ändern Löschen Verknüpfen ER-Modell Objekt Attribute 1 n Daten bank Objekt Physikal. Speichern Attribute system Erweitern Sortieren Anforderungen tabellarisch strukturieren implementieren Relationale DB Tabelle optimieren und normalisieren Tabelle Zeilen Spalten Zeilen Spalten (Objekte) (Attribute) Vermeidung von Redundanzen und Anomalien http://www.bics.be.schule.de/inf2/didaktik/sol/beispiele_alex/advance_org.html Alexander Dietz 01 GRUNDLAGEN Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Grundlagen Datenbanken Grundlagen Datenbanken Stellen Sie sich vor, Sie würden für ein Marktforschungsinstitut arbeiten, dass duzende Umfragen zu verschiedenen Themen täglich durchführt. Mehrere hundert Personen würden am Tag zu unterschiedlichen Umfragen angerufen und interviewt werden. Diese Daten müssten systematisch gespeichert werden. Primär führen Marktforschungsinstitute Umfragen durch, aber der Markt ist hart umkämpft, sodass die Daten (natürlich anonymisiert, oder?) für weitere Zwecke verwendet werden. Möglicherweise werden die Daten an Unternehmen oder Behörden weiterverkauft. Mit Tabellenkalkulationen stoßen Sie hier schnell an die Grenzen des Machbaren. Die Daten in den Tabellenblättern sind jeweils Umfragen zugeordnet. Daten werden redundant1 gespeichert. Der bearbeitende Zugriff auf Dateien ist jeweils nur von einer Mitarbeiterin gleichzeitig möglich. Das bedeutet, dass immer nur ein Mitarbeiter die neu ermittelten Daten eintragen kann. Eine Verknüpfung der verschiedenen Umfragedaten ist nicht oder nur sehr umständlich möglich. Zwar kann man auch in Tabellenkalkulationen große Mengen an Daten speichern. Diese Mengen sind jedoch nichts im Vergleich zu den Datenmengen, die in Datenbanken gespeichert werden können. Hier spricht man schnell von Gigabytes, Terabytes2, Petabytes3 und mehr. Zudem wird die Verwaltung in den Tabellen schnell umständlich. Datenbanken bringen eine eigene Abfragesprache (SQL) mit, die deutlich flexiblere Auswertungen und Änderungen erlaubt. An dieser Stelle kommen relationale Datenbanken zum Einsatz. Aufgaben Hinweis: In den folgenden Aufgaben wird meistens Bezug auf das Schulbuch4 genommen. Sollten Ihnen diese Informationen und Erklärungen nicht ausreichen, finden Sie im Lernraum-Berlin weitere Materialien und ggf. vertiefende Aufgaben, die Sie selbstständig bearbeiten und einreichen können. Im Internet finden Sie natürlich noch mehr Informationen, diese gehen aber meistens weiter als es für den Unterricht notwendig ist. 1. Finden Sie Situationen, in denen von Ihren im alltäglichen Leben Daten gesammelt werden? Sind Sie sich immer sicher, dass die Daten nur für den angegebenen Zweck verwendet werden? Kommen dort Datenbanken zum Einsatz? 2. Erstellen Sie in der Gruppe ein Plakat zu den Grundlagen von Datenbanksystemen. Die folgenden Fragestellungen sollen im Plakat verarbeitet werden. Jeder soll die Aufgaben erst einmal alleine bearbeiten. Machen Sie sich dabei Notizen. Tragen Sie Ihre Ergebnisse dann in der Gruppe zusammen. In der nächsten Woche sollen die Plakate in einem Museumsrundgang vorgestellt und besprochen werden. Beenden Sie Ihr Plakat ggf. zu Hause. Inhalt des Plakats a) Was versteht man unter einer Datenbank, einem Datenbanksystem und einem Datenbankmanagementsystem? Lesen Sie im Schulbuch die Einführung in das Thema Datenbanken ab Seite 297 ff. Welche Aufgaben haben diese Komponenten? 1 Redundante Daten sind mehrfach vorhandene Daten, die in der Regel ohne Informationsverslust weggelassen werden können. In Datenbanken können redundante Daten zu Inkonsistenzen (z. B. widersprüchliche Daten) führen. 2 1 TB = 1000 GB = 1 000 000 000 000 Byte = 1012 Byte 3 T PB = 1000 TB = 1 000 000 000 000 000 Byte = 1015 Byte 4 Wirtschaftsinformatik für berufliche Gymnasien. Merkur-Verlag Seite 1 von 2 Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Grundlagen Datenbanken b) Welche Anforderungen an Datenbanken leiten Sie aus dem Einstiegstext ab? Lesen Sie im Anschluss das Infoblatt „Anforderungen an Datenbanksysteme“, um weitere Anforderungen zu finden. c) Welche Probleme bringt der Einsatz einer Tabellenkalkulation wie Excel mit sich? Wo sehen Sie die Vorteile einer Tabellenkalkulation? Nehmen Sie Bezug auf das Einstiegsbeispiel. Lesen Sie das Infoblatt „Unterschiede Tabellenkalkulation und Datenbank“. Finden Sie jeweils zwei Beispiele, wann man sinnvollerweise eine Tabellenkalkulation einsetzt und wann eher eine Datenbank. d) Ein Datenbanksystem wird in drei Ebenen unterteilt. Recherchieren Sie mithilfe des Schulbuchs diese drei Ebenen. Welche Vorteile bringt die Unterteilung in Ebenen mit sich? e) Wie sind die Tabellen einer Datenbank aufgebaut? Verwenden Sie die Begriffe Attribut, Datensatz, Attributwert, Tupel. 3. Nach dem Bearbeiten der Fragen, können Sie Ihr erworbenes Wissen anhand der Begriffskarten (siehe AB Begriffskarten Grundlagen Datenbanken) überprüfen. 4. Die Verwaltung der Mitglieder eines Sportvereins soll mithilfe einer Datenbank gemanagt werden (siehe nachfolgende Tabelle). Welche Probleme können bei der Verwaltung der Vereinsmitglieder in dieser Tabelle auftreten? Seite 2 von 2 Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Anforderungen an Datenbanksysteme Anforderungen an Datenbanksysteme Datenunabhängigkeit 5 10 Unabhängigkeit vom Anwendungsprogramm: Die Daten sind anwendungsneutral gespeichert, d. h. unabhängig vom erzeugenden oder benutzenden Anwendungsprogramm (im Gegensatz zur integrierten Verarbeitung mit Dateiorganisation). Unabhängigkeit der logischen von der physischen Datenorganisation: Der Benutzer muss nur die Datenstrukturen kennen. Methoden zum Suchen, Ändern, Einfügen und Löschen von Datensätzen werden vom Datenbankverwaltungssystem zur Verfügung gestellt. Physische Datenunabhängigkeit: Das Datenbankverwaltungssystem steuert und überwacht (im Zusammenspiel mit dem Betriebssystem) die peripheren Geräte, blockt bzw. entblockt Datensätze, belegt Speicherräume oder gibt sie frei usw. Benutzerfreundlichkeit 15 Leicht zu erlernende Benutzersprachen ermöglichen sowohl dem professionellen Benutzer (Systementwickler, Programmierer) als auch dem Endbenutzer eine einfache Handhabung der Daten. Die Benutzersprachen sollten durch grafische Bedienoberflächen unterstützt werden. Mehrfachzugriff 20 Jeder, der autorisiert ist, darf im Mehrbenutzerbetrieb auf die gespeicherten Daten zugreifen. Flexibilität Die Daten müssen in beliebiger Form verknüpfbar sein (mehrdimensionaler Zugriff, Vielfachzugriff). Sie müssen sowohl den fortlaufenden als auch den wahlfreien Zugriff ermöglichen. 25 Effizienz (Laufzeitverhalten) Die Zeiten für die Abfrage und für die Verarbeitung müssen kurz sein, ebenso für Änderungen und Ergänzungen des Datenbestandes. Datenschutz Die Daten sind vor unbefugtem Zugriff (Missbrauch) zu schützen. Typische Fragen sind: 30 Ist der Teilnehmer überhaupt zugriffsberechtigt? Ist der Teilnehmer nur zu bestimmten Daten zugriffsberechtigt? Ist der Teilnehmer nur zu Abfragen oder auch zu Änderungen berechtigt? Datensicherheit 35 Die Daten müssen gegen Programmfehler und Hardwareausfälle gesichert sein. Das Datenbanksystem soll nach Störungsfällen den korrekten Zustand wiederherstellen (recovery). Die Speicherung langlebiger Daten wird auch als Datenpersistenz bezeichnet. Datenintegrität 40 Die Daten müssen vollständig, korrekt und widerspruchsfrei sein. Beispielsweise muss jeder Wert eines Fremdschlüssels in einem verknüpften Primärschlüssel auch als Wert im entsprechenden Primärschlüssel vorkommen (referenzielle Integrität). Daten, die redundant gespeichert sind, müssen dasselbe aussagen (Datenkonsistenz). Die Forderung nach Datensicherheit wird gelegentlich in die Datenintegrität einbezogen. Redundanzfreiheit Seite 1 von 4 Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Anforderungen an Datenbanksysteme Jedes Datenelement sollte möglichst nur einmal gespeichert werden, z. B. die Kundenanschrift nicht wie in der Dateiorganisation gleichzeitig bei der Auftragsbearbeitung, der Fakturierung und der Debitorenbuchhaltung. Wo Redundanz nützlich ist, wird sie vom Datenbankmanagementsystem (DBMS) kontrolliert. Seite 2 von 4 Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Anforderungen an Datenbanksysteme Seite 3 von 4 Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Anforderungen an Datenbanksysteme Seite 4 von 4 Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Begriffe Datenbanken Begriffskarten Datenbanken Aufgabe: Welche der folgenden Begriffe sind Ihnen bereits geläufig, welche noch nicht. Klären Sie die offenen Begriffe in der Gruppe. Sind Begriffe weiterhin unklar, besprechen wir diese im Plenum. Ordnen Sie im Anschluss die Karten so, dass eine sinnvolle Struktur entsteht. Sie können ggf. weitere Begriffe verwenden. Schlüssel Oracle Konzeptionelle Sicht Redundanzfreiheit Externe Sicht Datenbankmanagementsystem Beziehung Datenintegrität Relation Tabelle Datenbanksystem Interne Sicht Attribut Datenbank Mehrfachzugriff Datensatz 3-Ebenen-Modell Relationales Schema MySQL Datensicherheit Seite 1 von 1 Kursphase TF 10: Datenbanken Datum: Unterschied Tabellenkalkulation und Datenbank Arbeitshinweis: Lesen Sie den untenstehenden Informationstext aufmerksam und machen Sie sich ggf. Notizen. Überlegen Sie sich im Anschluss jeweils mind. 2 Beispiele, wann man sinnvollerweise eine Tabellenkalkulation einsetzt und wann eher eine Datenbank. Unterschied Tabellenkalkulation und Datenbank1 Auch wenn in der Tabellenkalkulation Rechenblätter oft als „Tabellen“ bezeichnet werden, unterscheiden sich diese doch erheblich von Tabellen in Datenbanken. Wie das Wort „Rechenblatt“ schon nahelegt, ist es in erster Linie ein Hilfsmittel zur Durchführung komplexerer Rechnungen. Wie aus Kapitel I bekannt ist, enthalten Zellen Daten oder Formeln. Dabei spielt deren Anordnung innerhalb des Rechenblattes keine Rolle, sofern die Bezüge korrekt sind (Fig. 1 und Fig. 2). Die gängigen Tabellenkalkulationen verfügen nur über eine beschränkte, fest vorgegebene Anzahl von Zellen, die sich während der Arbeit mit dem Rechenblatt nicht mehr ändert. Man sagt, ein Rechenblatt ist statisch. So sind sämtliche Zellen bereits bei der Erzeugung des Rechenblattes vorhanden, haben jedoch zunächst noch keinen Inhalt. Demgegenüber ist eine Datenbanktabelle eine Liste von Datensätzen, deren Anzahl prinzipiell offen ist. Im Laufe der Arbeit mit der Datenbank können Datensätze und Attribute angefügt oder entfernt werden. Man sagt, eine Datenbanktabelle ist dynamisch, da sich die Anzahl der Zeilen oder Spalten ändern kann. Einzelne Daten lassen sich auch nur über Abfragen filtern und nicht direkt, etwa durch Verweise, ansprechen. Insbesondere ergeben Bezüge zwischen verschiedenen Attributwerten keinen Sinn. 1 Quelle: Informatik 2 – Tabellenkalkulationssysteme, Datenbanken. 2008. Klett Verlag. S. 72 Seite 1 von 1 2 Aufbau und Aufgaben eines Datenbanksystems (DBS) Marino Caponi hat in den letzten Jahren durch seinen zuvorkommenden Service und seinen kreativen Chefkoch viele neue Stammgäste gewinnen können. Bisher hat er ihre Adressen auf Karteikarten notiert und diese in einem Karteikasten aufbewahrt. Nun überlegt er, wie er die Daten mit Hilfe seines neuen Computers verwalten kann. Besonders wichtig ist ihm dabei , dass auch die auf den Karteikarten notierten Informationen zu den Lieblingsgerichten und Lebensmittelallergien seiner Stammgäste nicht verloren gehen. Durch das Verwalten der Daten mittels Computer möchte er gewährleisten, dass zukünftig alle Mitarbeiter des Restaurants schnell und einfach auf die wesentlichen Informationen zugreifen können. Marino Caponi weiß allerdings nicht, welche Möglichkeiten sich ihm bieten. Deshalb wendet er sich an seinen Neffen Enzo, der Informatik studiert. Als Enzo von dem Problem seines Onkels hört, hat er auch gleich eine Idee. Hier kann nur eine Datenbank helfen. Daten wurden schon immer auf sehr unterschiedliche Art und Weise erfasst und aufbewahrt. Das Nutzen von Karteikarten und Karteikästen stellt dabei nur eine Möglichkeit dar. Eine weitere Möglichkeit ist beispielsweise das Sammeln von Schriftstücken in Aktenordnern und deren Archivierung in Aktenschränken. PDA = Personal DigitaJAssistant Durch den Einsatz elektronischer Medien können Daten heutzutage in Form von Datenbanken sehr viel effektiver auf dem Computer, dem PDA oder dem Handy gespeichert werden. Dabei gibt es viele Gründe, die für eine elektronische Datenspeicherung in einer Datenbank sprechen: Es wird weniger Platz benötigt, da alle Daten direkt auf einem Speichermedium (z. B. einer Festplatte) gespeichert werden. Der Nutzer hat vielfältige Möglichkeiten, die Daten auszuwerten (z. B. die Ausgabe einer Geburtstagsliste seiner Freunde oder die Anzeige aller Kunden , die ihre Rechnungen noch nicht gezahlt haben). Die Daten können von einem Medium auf ein anderes übertragen werden (z. B. vom Handy auf den PC). Es ist möglich, dass mehrere Personen gleichzeitig auf die Daten zugreifen. (Webserver = im Internet zur Verfügung stehender Datenspeicher) Liegen die Daten auf einem Webserver, so kann auf sie von einem beliebigen Ort aus zugegriffen werden. Datenbankprogramme erleichtern den Umgang mit sehr großen Datenbeständen. Zudem bieten sie die Möglichkeit, die Daten sinnvoll zu strukturieren und zu bearbeiten. Um ein besseres Verständnis für das Arbeiten mit Datenbanken zu erhalten, ist es notwendig , einige Begriffe voneinander zu unterscheiden. Datenbank (engI.: database) Datenbankmanagementsystem (engI.: dafiJoose management system) Eine Datenbank (OB) ist eine systematische Sammlung von Informationen zu einem bestimmten Thema oder Zweck, z. B. werden in einem Unternehmen Artikel - , Kunden-, Lieferanten- und Personaldateien in einer Datenbank gespeichert. Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist die eingesetzte Software, mit der die Daten in eine Datenbank eingegeben, verwaltet und ausgewertet werden. Access ist beispie lsweise ein häufig benutztes Datenbankmanagementsystem. Ein Datenbankmanagementsystem zusammen mit ei ner Datenbank nennt man Datenbanksystem (DBS). 46 Datenbankmanagementsysteme sind in der Regel sehr komplex und müssen verschiedene Anfo rderungen erfüllen. So muss das DBMS eine Datenbanksprache zur Verfügung stellen, - mit der die Datenstrukturen definiert (DDL) und geändert (DML) werden können, - mit der die Daten abgefragt werden kö nnen (Data Query Language (DQL)) und - mit der die Zugriffsberechtigung auf die Daten geregelt werden kann (Data Control Language (DCL)). darauf achten, dass die eingegebenen Daten stimmig sind. Das betrifft die Daten untereinander (referentielle Integrität) als auch das Einhalten der verschiedenen Wertebereiche (z. B. dass bei einem Datum kein Text eingegeben wird). den Zugriff auf die Daten durch mehrere Benutzer mit unterschiedlichen Zugriffsrechten verwalten. Ohne die notwendigen Rechte kann z. B. ein Benutzer keine Daten lösc hen. Außerdem muss bei einem gleichzeitigen Zugriff durc h zwei Benutzer a uf dieselben Daten diese Ko nkurrenzsituati on geregelt werden. Welches Datenbankmanagementsystem zum Einsatz kommt , sollte individuell geprüft werden. Erhältli c h sind bei spielsweise Informix von IBM sowie SOL Server von Microsoft und Oracle. Darüber hinaus gibt es aber auch Open-Source-DBMS wie z. B. MySQL und PostgreSOL. In diesem Buch wird nac hfolgend das Datenbankmanagementsystem Access von Mic rosoft verwendet. Das Prog ramm ist Bestandteil des Microsoft-Offi cePakets ist und gleicht somit der Menüstruktur und -führung vo n Word und Excel. Das erleichtert den Einstieg in die Arbeit mit Datenbanken. Das Arbeiten mit Access bereitet auc h auf die Arbeiten mit anderen Datenbankmanagementsystemen vor. aaL = [)ata Definition Language OML = Gata Manipulation Language aaL = Data Ouery Language OCL = Data ControI Language referentielle Integrität = die Duerverweise von Daten in einer Datenbank sind stimmig. Open-Source (engi.) = offene Quelle; Bedeutet, dass diese Programme kostenlos angeboten werden und der Duellcode der Programme (theoretisch) noch nachträglich nach eigenen Wünschen verändert werden kann. Marino Caponi überlegt, wo ihm scho n einmal Datenbanken begegnet sind. Ihm fällt ein, dass auf seinem Handy ja alle Telefonnummern und Geburtstage seiner Freunde gespeichert sind. Zudem hat er in der letzten Woche für seine Nic hte Cara im Internet ein paar Bücher von Tim Laut bestellt. Auch dort hatte er es mit einer Datenbank zu tun. _. :J CD '" i Tim laut Gebundene Ausgabe GeschenkpapIer I GruBbotsch