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Grundwissen 9. Klasse
In der Jahrgangsstufe 9 sind die großen Themenbereiche das Arbeiten mit Funktionen und Datenflüssen (anhand von Excel) sowie das Arbeiten mit Datenbanksystemen mit SQL.
1. Funktionen und Datenflüsse; Tabellenkalkulationssysteme
Zellbezug z. B. A4: A ist der Spaltenbezeichner, 4 ist die Zeilennummer |
relativer Zellbezug Beim Kopieren von Zellen, die Formeln enthalten, werden die Zellbezüge in der Zielzelle entsprechend angepasst. z. B. A4 |
absoluter Zellbezug Soll beim Kopieren einer Zelle mit Formel ein Zellbezug gleich bleiben, verwendet man absolute Zellbezüge. Dazu muss man der Zeilennummer und/oder dem Spaltenbezeichner ein $-Zeichen voran stellen. z. B. $A$4, $A4, A$4 |
iterative Berechnungen Verwendet man das Ergebnis einer Formel in der jeweils nachfolgenden Formel, spricht man von iterativen Berechnungen. |
Datentypyen Tabellenkalkulationen arbeiten intern nur mit Zahlen und Texten, können aber über die Zellformatierung vieleweitere Datentypen darstellen: Zahl, Prozent, Währung, Datum, Zeit, Wissenschaft, Bruch, Wahrheitswert, Text. |
Funktionen Eindeutige Zuordnungen heißen Funktionen. Sie ordnen jedem Argument höchstens einen Funktionswert zu. |
Datenflussdiagramme |
Schreibweisen von zweistelligen Funktionen Präfixschreibweise: Der Funktionsbezeichner wird vor den beiden Parametern geschrieben. z. B. SUMME(3;4) Infixschreibweise: Der Funktionsbezeichner wird zwischen den beiden Parametern geschrieben. z. B. 3+4 |
Verkettung von Funktionen Funktionen werden verkettet, indem man den Wert einer Funktion einer weiteren Funktion als Argument übergibt. z. B.: Umwandlung des Datenflussdiagramms in einen Term: Höhe = POTENZ(Geschwindigkeit, 2) / PRODUKT(2, Ortsfaktor) |
Bedingte Terme Eine Funktion kann, abhängig von Bedingungen, unterschiedliche Ergebnisse liefern: WENN(Bedingung, Term1, Term2)
Term1 wird ausgeführt, wenn die Bedingung den Wahrheitswert WAHR liefert, sonst wird Term2 ausgeführt. |
Logische Funktionen Man verwendet die UND-Funktion zur Verknüpfung mehrerer Aussagen. Sie liefert den Wert WAHR, wenn alle Argumente WAHR sind. Man verwendet die ODER-Funktion zur Verknüpfung mehrerer Aussagen. Sie liefert den Wert WAHR, wenn mindestens eines der Argumente den Wert WAHR hat. Die Funktion NICHT kehrt den Wert einer logischen Aussage um. |
2. Datenmodellierung und Datenbanksysteme
Datenbanksystem Ein Datenbanksystem (DBS) ist eine systematische und strukturierte Zusammenfassung von Daten eines Problembereichs (Datenbasis) einschließlich der zur Eingabe, Verwaltung, Auswertung und Ausgabe erforderlichen Software (Datenbankmanagementsystem, DBMS): DBS = Datenbasis + DBMS
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Schema Jede Tabelle wird durch ein Schema charakterisiert:
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Datentypen Datentypen in einer MySQL-Datenbank: z.B. für Buchstaben char (=Character = Buchstabe) sowie für Texte das Format varchar (= Character-Attribut mit vaiabler Länge). Für Zahlen finden wir integer (=Ganzzahl), float (=Gleitkommazahlen), für Zeitangaben z.B. date und time... |
SQL-Abfrage Das Ergebnis jeder Abfrage ist immer eine Tabelle, auch wenn das Ergebnis nur aus einem Datensatz mit einem Attribut besteht. Mit folgender Abfrage können wir uns den kompletten Inhalt einer Tabelle ausgeben lassen: SELECT *FROM Tabellenname;
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Selektion Bei der Selektion werden die Datensätze einer Tabelle, die die angegebene Bedingung erfüllen, in einer neuen Tabelle ausgegeben: SELECT*FROM Tabellenname WHERE Bedingung;
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Projektion Bei der Projektion werden von allen Datensätzen die angegebenen Spalten ausgegeben. SELECT Spalte_1 [, Spalte_2, ..., Spalte_n] FROM Tabelle;
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Aggregatsfunktionen
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Komplexere SQL-Abfrage |
Schlüssel Der (Primär-) Schlüssel setzt sich aus einer (minimalen) Menge von Attributen zusammen, deren Wert jeweils einen Datensatz in der Tabelle eindeutig identifiziert. Muss eine neue Spalte zur eindeutigen Identifikation der Datensätze eingeführt werden, nennt man sie künstlichen Schlüssel (z. B. fortlaufende Nummerierung). Im Tabellenschema wird der Schlüssel unterstrichen. |
Redundanz und Konsistenz Unter Redundanz versteht man die (überflüssige) Mehrfachspeicherung von Daten. Beim Einfügen oder Ändern von Datensätzen können hierbei Probleme und Fehler, sogenannte Anomalien, auftreten: UPDATE-/DELETE-/INSERT-Anomalie. Ist die Datenbank ohne Widersprüche, so ist sie konsistent, enthält sie Unstimmigkeiten, so ist sie inkonsistent. |
Datenmodellierung Objekte mit gleichen Attributen legen eine Klasse fest. Die Attribute werden in einer Klassenkarte aufgelistet. Klassendiagramme zeigen, welche Beziehungen die Objekte der betrachteten Klassen eingehen können. Die Beziehungen zwischen Klassen werden durch Verbindungslinien dargestellt. Man unterscheidet dabei drei Beziehungsarten: 1:1/1:n/n:m-Beziehung Klassendiagramme umfassen somit:
Bsp.: Quelle Bild: http://www.peter-junglas.de/fh/vorlesungen/praktinfWI1/html/kap5-5.html |
n:m-Beziehungen und 1:n-Beziehungen: Für jede n:m-Beziehung wird eine Beziehungstabelle festgelegt. Diese enthält die Primärschlüssel der beiden Tabellen. Diese werden als Fremdschlüssel bezeichnet. Der Primärschlüssel dieser Beziehungstabelle sind alle Fremdschlüssel. 1:n-Beziehungen: Bei einer 1:n-Beziehung ist eine Beziehungstabelle nicht notwendig. Es wird die Tabelle der Klasse mit der Kardinalität n um den Primärschlüssel der Klasse mit der Kardinalität 1 erweitert. Dieser wird als Fremdschlüssel eingefügt. 1:1-Beziehungen: Bei einer 1:1-Beziehung ist auch keine Beziehungstabelle notwendig. Es wird die Tabelle einer beliebigen Klasse um den Primärschlüssel der anderen Klasse erweitert. Dieser wird als Fremdschlüsseleingefügt. Fremdschlüssel werden gestrichelt unterstrichen. |
Kreuzprodukt Das Kreuzprodukt (kartesisches Produkt) TABELLE1 x TABELLE2 bildet aus zwei Tabellen eine neue Tabelle, die jeden Datensatz der ersten Tabelle mit jedem Datensatz der zweiten Tabelle verknüpft: SELECT * FROM Tabelle_1, Tabelle_2;
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Join Eine Hintereinanderausführung von Kreuzprodukt und Selektion nennt sich Join. Nur die Zeilen des Kreuzproduktes, bei denen der Wert der Fremdschlüsselattribute mit den zugehörigen Werten der Primärschlüsselattribute übereinstimmen, enthalten die Daten der korrekten Beziehungspartner. Diese werden mit der anschließenden Selektion gefiltert. SELECT * FROM Tabelle_1 t1, Tabelle_2 t2 WHERE t1.Attribut = t2.Attribut;
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