Informatik 5: Datenbanken und Datenmodelle
Datenbanken speichern strukturierte Daten so, dass sie zuverlässig gesucht, gefiltert und miteinander in Beziehung gesetzt werden können. In der 5. Klasse steht das grundlegende Benutzen und Modellieren im Mittelpunkt – nicht komplexe Datenbanksprache.
Lernziele
Nach dieser Einheit kannst du:
- Datenbank, Tabelle, Datensatz und Feld unterscheiden.
- Daten suchen, sortieren und filtern.
- Entitäten und Attribute in einer einfachen Problemstellung erkennen.
- die Aufgabe eines Primärschlüssels erklären.
- einfache Beziehungen zwischen Tabellen modellieren.
- ein einfaches Datenmodell skizzieren und auf Redundanz oder fehlende Eindeutigkeit prüfen.
Vorwissen aus der Digitalen Grundbildung
Tabellen kennst du aus der Tabellenkalkulation. Jetzt lernst du, warum eine Datenbank andere Anforderungen hat: eindeutige Datensätze, klar definierte Felder und Beziehungen zwischen unterschiedlichen Arten von Objekten.
Lerninhalte
Datenbank oder Tabellenkalkulation?
Eine Tabellenkalkulation eignet sich gut für Berechnungen und überschaubare Datensätze. Datenbanksysteme sind darauf ausgelegt, strukturierte Daten dauerhaft, konsistent und gezielt abfragbar zu verwalten. Die Grenzen können sich in kleinen Beispielen überschneiden; entscheidend ist der Zweck.
Tabelle, Datensatz, Feld
Eine Tabelle beschreibt eine Art von Objekten oder Sachverhalten. Eine Zeile entspricht typischerweise einem Datensatz, eine Spalte einem Attribut bzw. Feld. Einheitliche Datentypen und klare Feldbedeutungen erleichtern spätere Auswertungen.
Entitäten und Attribute
Bei einer Bibliothek können Bücher und Personen als unterschiedliche Entitäten betrachtet werden. Ein Buch besitzt Attribute wie Titel oder Erscheinungsjahr, eine Person etwa Name oder Kennnummer. Die Modellierung beginnt also vor der eigentlichen Dateneingabe.
Schlüssel
Ein Primärschlüssel identifiziert einen Datensatz eindeutig. Namen allein sind oft ungeeignet, weil sie mehrfach vorkommen können. Beziehungen zwischen Tabellen können über passende Schlüssel hergestellt werden.
Beziehungen
Zwischen Entitäten bestehen Beziehungen: Eine Person kann mehrere Bücher ausleihen; ein Buch kann im Lauf der Zeit von unterschiedlichen Personen ausgeliehen werden. In einfachen Modellen werden solche Zusammenhänge zunächst fachlich dargestellt, bevor sie in einem Datenbanksystem umgesetzt werden.
Redundanz und Datenqualität
Wer dieselbe Information unnötig an vielen Stellen speichert, riskiert widersprüchliche Daten. Gute Modelle vermeiden unnötige Wiederholungen, verwenden klare Felder und prüfen Eingaben auf Plausibilität. Datenschutz bleibt auch bei technisch korrekten Datenbanken wichtig.
Üben und Anwenden
Aufgabe 1: Alltagsdatenbank
Wähle einen Dienst wie Bibliothek, Onlineshop oder Stundenplan. Nenne mindestens zwei Entitäten und je drei mögliche Attribute.
Aufgabe 2: Primärschlüssel
Bewerte verschiedene Kandidaten für einen Primärschlüssel einer Schülerliste. Begründe, warum Name oder Geburtsdatum allein problematisch sein können.
Aufgabe 3: Einfaches ER-Modell
Entwirf ein kleines Datenmodell für Bücher und Ausleihen oder für Kurse und Teilnehmende. Markiere Entitäten, Attribute und Beziehungen.
Aufgabe 4: Redundanz finden
Untersuche eine absichtlich ungünstige Tabelle, in der dieselben Informationen mehrfach vorkommen. Schlage eine bessere Struktur vor.
Kompetenzcheck
Prüfe dich selbst. Du solltest die folgenden Punkte ohne Hilfe erklären oder anwenden können:
- Ich kann Datenbank, Tabelle, Datensatz und Feld unterscheiden.
- Ich kann Entitäten und Attribute in einer Problemstellung erkennen.
- Ich kann erklären, warum ein Primärschlüssel eindeutig sein muss.
- Ich kann eine einfache Beziehung zwischen Tabellen modellieren.
- Ich kann unnötige Redundanz erkennen.