aiMOOC

Fachübungen 5 – Software zur Verwaltung von Daten anpassen - IT-System-Elektroniker

QR-Code

Einleitung

Du passt in diesem aiMOOC eine kleine Anwendung an, die Geräte- und Wartungsdaten eines erfundenen IT-Servicebetriebs verwaltet. Du arbeitest ausschließlich mit synthetischen Übungsdaten, nicht mit produktiven Kundendaten. Der Kurs richtet sich an Auszubildende im 1. Ausbildungsjahr des Berufs IT-System-Elektronikerin und IT-System-Elektroniker. Er orientiert sich an Lernfeld 5: Software zur Verwaltung von Daten anpassen des KMK-Rahmenlehrplans (Zeitrichtwert: 80 Unterrichtsstunden). Ziel ist der gesamte Arbeitsprozess: Datenbedarf analysieren, Lösung planen, Software im Testsystem anpassen, systematisch prüfen, dokumentieren und bewerten. Du findest Aufgaben auf drei Niveaus und Musterlösungen.

Die Ausbildungsordnung für den modernisierten Beruf trat am 1. August 2020 in Kraft. Der eigenständige Beruf IT-System-Elektroniker/-in ist hier nicht mit den vier Fachrichtungen des anderen Berufs Fachinformatiker/-in zu verwechseln. Die Abschlussprüfung ist gestreckt; dieser Lernkurs enthält jedoch keine Originalprüfungsaufgaben und macht keine Angaben zu Prüfungsdauer oder Gewichtung.

Lernziele: Du kannst Datenquellen und Anforderungen erfassen, ein einfaches relationales Datenmodell darstellen, Speicherbedarf überschlagen, grundlegende SQL-Abfragen nachvollziehen, Testfälle mit Soll-Ergebnissen entwickeln und eine Änderung fachgerecht übergeben. Die Medien dienen der Veranschaulichung; alle Aufgaben sind auch ohne Video lösbar.

Datenbedarf und Auftrag analysieren

Vom Arbeitsauftrag zur Anforderung

Ein fiktiver IT-Servicebetrieb erfasst Geräte bislang in einer Tabelle mit den Spalten geraet_id, bezeichnung und status. Die Software soll künftig zusätzlich einen raum speichern und Wartungsvorgänge auswerten. Ein Auftrag ist erst präzise, wenn Eingaben, Verarbeitung, Ausgaben und Qualitätsanforderungen beschrieben sind. Die funktionale Anforderung lautet beispielsweise: „Die Anwendung zeigt alle Geräte eines gewählten Raums an.“ Nichtfunktionale Anforderungen betreffen etwa verständliche Fehlermeldungen, kurze Antwortzeiten, Berechtigungen und Wiederherstellbarkeit.

Prüfpunkt	Leitfrage	Konkretes Ergebnis im Übungsauftrag
Datenherkunft	Woher kommen die Werte?	Nur eigens erstellte CSV-Testdatei
Datentypen	Welche Formate sind passend?	ID als Ganzzahl, Raum als Text, Wartungsdauer in Minuten
Datenqualität	Welche Eingaben sind unzulässig?	Doppelte Geräte-ID, negative Wartungsdauer, unbekannte Referenz
Ausgabe	Was soll die Anwendung anzeigen?	Geräteliste pro Raum und Summen je Gerät
Sicherheit	Wer darf Daten ändern?	Schreibrecht nur für Rolle „Bearbeitung“, Leserecht für Rolle „Auswertung“

Arbeitsprodukt: Ein Anforderungskatalog mit Muss- und Kann-Kriterien sowie überprüfbaren Akzeptanzbedingungen. Ein Muss-Kriterium ist zum Beispiel: „Nach dem Ändern des Raums zeigt der Filter das Gerät genau einmal im neuen Raum.“ Ein Kann-Kriterium ist eine grafische Übersicht. Unklare Begriffe wie „schnell“ werden durch einen messbaren Zielwert für die lokale Testumgebung ersetzt.

Dateiformate, Herkunft und Datenschutz

CSV ist ein einfacher Austausch von Tabellenwerten. Trennzeichen, Zeichencodierung (vorzugsweise UTF-8), Kopfzeile und Dezimaltrennzeichen müssen ausdrücklich vereinbart werden. JSON bildet Schlüssel-Wert-Strukturen und auch verschachtelte Daten ab. Eine relationale Datenbank verwaltet strukturierte Tabellen, Schlüssel und Abfragen. Eine Tabellenkalkulation ist ein möglicher Ausgangspunkt, aber kein Ersatz für geprüfte Referenzen oder Mehrbenutzerrechte.

Personenbeziehbare Kundendaten wären nur mit legitimer Zweckbindung, minimierter Speicherung, geregelten Zugriffsrechten und angemessener Löschung zu verarbeiten. Für diesen Kurs sind deshalb allein erfundene Gerätenamen, Räume und Kennnummern erlaubt. Datenschutz betrifft den rechtmäßigen Umgang mit personenbezogenen Informationen; Datensicherheit schützt Daten unter anderem vor Verlust, Manipulation und unberechtigtem Zugriff. Ein Backup ersetzt weder Berechtigungen noch eine sichere Anwendung.

Datenmodell, Schlüssel und Speicherbedarf

Relationale Tabellen verständlich modellieren

Ein Datensatz entspricht einer Tabellenzeile, ein Attribut einer Spalte. Der Primärschlüssel identifiziert jeden Datensatz eindeutig. Der Fremdschlüssel einer Wartungszeile verweist auf ein vorhandenes Gerät. Die Beziehung ist 1:n: Ein Gerät kann mehrere Wartungen besitzen, eine Wartung gehört zu genau einem Gerät. Ein ER-Modell (Entity-Relationship-Modell) veranschaulicht Entitäten, Attribute und Beziehungen.

Im Übungsfall verwenden wir zwei Tabellen: geraet(geraet_id, bezeichnung, status, raum) und wartung(wartung_id, geraet_id, dauer_min). Die Felder geraet.geraet_id und wartung.wartung_id sind die jeweiligen Primärschlüssel. wartung.geraet_id ist der Fremdschlüssel. Gerätebezeichnungen sind keine zuverlässigen Schlüssel, weil Namen mehrfach vorkommen oder geändert werden können. Ein fehlender Fremdschlüssel würde verwaiste Wartungseinträge begünstigen.

Redundanz, Normalisierung und Plausibilität

Wenn Raum und Gerätename in jeder Wartungszeile wiederholt würden, könnte ein Raumwechsel widersprüchliche Werte hinterlassen. Die Aufteilung in Geräte- und Wartungstabelle reduziert diese Redundanz. Die erste Normalform verlangt hier, dass jedes Tabellenfeld einen einzelnen fachlich sinnvollen Wert enthält; beispielsweise wird „Raum A, Raum B“ nicht in einem einzigen Raumfeld gespeichert. Fachliche Regeln werden ausdrücklich dokumentiert: dauer_min ist nicht negativ und jede Wartung referenziert ein bekanntes Gerät. Normalisierung ist ein Entwurfsprinzip, kein Freibrief, Sicherheitsprüfungen zu überspringen.

Fachrechnen: Datenvolumen abschätzen

Für eine überschlägige Kalkulation seien 2.000 Datensätze mit durchschnittlich 128 Byte Nutzdaten je Datensatz angenommen. Daraus folgen 2.000 × 128 Byte = 256.000 Byte, also 250 KiB (Division durch 1.024). Bei einem angenommenen pauschalen Aufschlag von 25 Prozent für zusätzliche Strukturen sind es 320.000 Byte = 312,5 KiB. Das ist eine Modellrechnung, keine exakte Größe einer bestimmten Datenbank: Indexe, Seiten, freie Bereiche, Zeichencodierung, Protokolldateien und Backups können deutlich abweichen. Für 10.000 gleich große Datensätze ergibt das Modell 1.600.000 Byte = 1.562,5 KiB, ungefähr 1,53 MiB. Begründe bei einer Kapazitätsplanung immer deine Annahmen und prüfe nach Möglichkeit das tatsächlich gemessene Ergebnis.

Softwareanpassung planen und umsetzen

Änderungsplan und sichere Testumgebung

Erstelle zunächst einen Arbeitsstand aus synthetischen Daten und eine Sicherungskopie. Vereinbare Anforderungen und Testfälle vor der Implementierung. Die Änderung besteht aus fünf Schritten: Datenbestand inventarisieren, neues Feld raum ergänzen, vorhandene Testgeräte zuordnen, Filterfunktion entwickeln, Ergebnisse und Fehlerfälle prüfen. Arbeite auf einer isolierten Lern-Datenbank, niemals auf einem Live-System oder einem echten Kundenbestand. Änderungen an produktiven Systemen gehören ausschließlich in freigegebene und fachlich angeleitete Abläufe.

Ein einfacher Änderungsplan enthält Verantwortlichkeiten, Version des Ausgangsstands, Rückkehrmöglichkeit, Testdaten und Abnahmekriterium. Beispiel für eine vereinbarte Abnahme: „Der Raumfilter liefert genau die Geräte des ausgewählten Raums; vorhandene Wartungen bleiben mit ihren Geräten verknüpft.“ Bei Teamarbeit kontrolliert eine zweite Person die Testfälle.

Beispielabfragen und Fehlerschutz

Zur Demonstration kann eine frische lokale Übungsdatenbank die Grundstruktur wie folgt anlegen (nicht in einer bestehenden Tabelle erneut ausführen):

PRAGMA foreign_keys = ON;

CREATE TABLE geraet (geraet_id INTEGER PRIMARY KEY, bezeichnung TEXT NOT NULL, status TEXT NOT NULL);

CREATE TABLE wartung (wartung_id INTEGER PRIMARY KEY, geraet_id INTEGER NOT NULL REFERENCES geraet(geraet_id), dauer_min INTEGER NOT NULL CHECK (dauer_min >= 0));

Die folgenden SQL-Zeilen veranschaulichen eine lokale SQLite-Übungsdatenbank und sind nicht ungeprüft auf andere Datenbankprodukte zu übertragen. Für vorhandene Gerätedaten kann im Testsystem ergänzt werden:

ALTER TABLE geraet ADD COLUMN raum TEXT NOT NULL DEFAULT 'ungeklaert';

UPDATE geraet SET raum = 'A' WHERE geraet_id IN (101, 103);

SELECT geraet_id, bezeichnung FROM geraet WHERE raum = 'A' ORDER BY geraet_id;

Die Abfrage soll im Modellfall die Geräte 101 und 103 liefern. Ein Wartungsbericht aggregiert Dauern:

SELECT geraet_id, SUM(dauer_min) AS summe_min FROM wartung GROUP BY geraet_id ORDER BY geraet_id;

Beim Ausführen innerhalb eines Programms werden Benutzereingaben parametrisiert übergeben, statt Zeichenketten zu einer SQL-Anweisung zusammenzubauen. Beispielhaft wird bei einer Abfrage der Platzhalter ? für den gewünschten Raum verwendet; der Wert wird getrennt gebunden. Ergänzend werden Datentypen und Wertebereiche vor dem Speichern validiert. Ein typischer Fehler ist eine unvollständige WHERE-Bedingung in einer Änderungsabfrage: Dann können unbeabsichtigt alle Datensätze geändert werden. Vor einer Datenmigration sind Testkopie, gezielte Bedingung, Transaktion und nachvollziehbare Rückkehrstrategie erforderlich.

Dokumentation der Änderung

Eine kurze technische Dokumentation nennt Zweck, alte und neue Felder, Datentypen, Prüfregeln, betroffene Ansichten und Abfragen, Testfälle, bekannte Grenzen sowie Version und Datum. Die Nutzeranleitung erklärt in Alltagssprache, wie ein Raum eingegeben und eine Liste gefiltert wird. Halte Soll und Ist der Tests fest. In der Teamprüfung sind nachvollziehbare Änderungsprotokolle wichtiger als bloße Aussagen wie „funktioniert“.

Testen, Datensicherheit und Fehlerdiagnose

Systematische Testfälle statt Zufallsklicks

Ein Testfall enthält Kennung, Vorbedingung, Eingabe, erwartetes Ergebnis, tatsächliches Ergebnis und Bewertung. Positivtests prüfen gültige Eingaben, Negativtests fehlerhafte Eingaben und Regressionstests stellen sicher, dass bereits vorhandene Funktionen nach einer Änderung weiterhin arbeiten. Ein erfolgreiches SQL-Statement allein beweist nicht, dass die Kundenanforderung erfüllt wurde.

Test	Eingabe und Prüfschritt	Erwartetes Ergebnis
T01 Raumfilter	Raum A auswählen	Genau die Geräte 101 und 103
T02 Ungültige Dauer	Neue Wartung mit -5 Minuten erfassen	Eingabe abgewiesen, Bestand unverändert
T03 Fremdschlüssel	Wartung für unbekanntes Gerät 999	Speichern abgewiesen, sofern Fremdschlüsselprüfung aktiv ist
T04 Änderungsprüfung	Gerät 104 von C nach B verschieben	104 erscheint nur noch in B
T05 Regression	Wartungssummen erneut ermitteln	101: 75, 103: 60, 104: 20 Minuten

Fehlerdiagnose: Tritt 104 zugleich in B und C auf, prüfe die Filterlogik und den tatsächlichen Datenbestand. Wenn eine verwaiste Wartung gespeichert wird, kontrolliere die Fremdschlüsseldefinition und bei SQLite die Aktivierung mit PRAGMA foreign_keys = ON pro Verbindung. Wenn eine Summe doppelt erscheint, untersuche Join-Bedingung, Mehrfachzeilen und Gruppierung. Dokumentiere zuerst einen reproduzierbaren Fehlerfall, behebe die Ursache und führe anschließend Regressionstests durch.

Schutzmaßnahmen und Sicherungen

Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit sind die grundlegenden Schutzziele. Vergib nur erforderliche Rechte, verwende für Lernprojekte keine echten Zugangsdaten, schütze Sicherungen gegen unberechtigten Zugriff und prüfe die Wiederherstellung mit einer getrennten Testkopie. Die Faustregel 3-2-1 (drei Kopien, zwei Medientypen, eine Kopie getrennt aufbewahrt) ist eine verbreitete Planungshilfe, ersetzt aber kein angepasstes Sicherungs- und Löschkonzept. Die Übung ist rein digital; Arbeiten an elektrischen Geräten, Maschinen oder anderen Gefahrenquellen erfolgen nicht ohne geeignete Qualifikation und Anleitung.

Berufstypischer Modellfall: Geräte- und Wartungsverwaltung

Auftrag, Ausgangsdaten und Plan

Situation: Die erfundene „Netzwerkwerkstatt Nord“ möchte ihre einfache Inventarverwaltung um den Raumfilter erweitern und Wartungszeiten pro Gerät ermitteln. Der Ausgangsstand enthält geraet(geraet_id, bezeichnung, status); ergänzt werden raum und eine verknüpfte Tabelle wartung. Es gibt keinerlei echte Personen- oder Kundendaten. Akzeptanz: keine doppelte ID, keine negative Wartungsdauer, keine Wartung ohne Gerät, korrekter Raumfilter, richtige Summen und nachvollziehbare Dokumentation.

geraet_id	bezeichnung	status	raum nach Anpassung
101	AccessPoint Alpha	aktiv	A
102	Switch Beta	aktiv	B
103	AccessPoint Gamma	wartung	A
104	Router Delta	aktiv	C

wartung_id	geraet_id	dauer_min
501	101	30
502	101	45
503	103	60
504	104	20

Reproduzierbare Beispieldaten: Nach dem Ergänzen von raum kannst du in der frischen Übungsdatenbank die vier Geräte und vier Wartungen mit den angegebenen Kennungen eintragen. Vor dem Import prüfst du, dass die Tabellen leer sind. Beispiel für eine einzelne Gerätezeile nach der Anpassung:

INSERT INTO geraet (geraet_id, bezeichnung, status, raum) VALUES (101, 'AccessPoint Alpha', 'aktiv', 'A');

INSERT INTO wartung (wartung_id, geraet_id, dauer_min) VALUES (501, 101, 30);

Die weiteren drei Geräte und drei Wartungszeilen werden entsprechend der beiden Tabellen ergänzt; so ist der gesamte Datensatz ohne Kundendaten nachvollziehbar.

Vorgehen: (1) Anforderungen und Testfälle schriftlich festlegen, (2) lokalen Ausgangsstand sichern, (3) raum mit neutralem Standardwert ergänzen, (4) Räume A/B/C anhand der obigen Testtabelle pflegen, (5) Wartungstabelle mit Primär- und Fremdschlüssel und Regel dauer_min >= 0 anlegen, (6) nur obige synthetische Datensätze importieren, (7) Raumfilter und Auswertungsabfrage testen, (8) Ergebnis dokumentieren. Bei SQLite muss die Fremdschlüsselprüfung pro Verbindung aktiviert werden; für echte Anwendungsänderungen sind Migrationskonzept und Zugriffsschutz zusätzlich erforderlich.

Musterlösung mit nachvollziehbarer Datenauswertung

Filter: raum = A liefert 101 und 103; es sind 2 von 4 Geräten, somit 2 / 4 × 100 = 50 %'. Statusauswertung: 3 Geräte sind aktiv, eines wartung: 75 % beziehungsweise 25 %. Wartungsdauer insgesamt: 30 + 45 + 60 + 20 = 155 Minuten. Je Gerät: 101 = 30 + 45 = 75 Minuten; 103 = 60 Minuten; 104 = 20 Minuten; Gerät 102 hat keine Wartungszeile. Der Mittelwert pro Wartungseintrag beträgt 155 / 4 = 38,75 Minuten. Wer stattdessen durch drei gewartete Geräte dividiert, beantwortet eine andere Frage, nämlich den Durchschnitt pro gewartetem Gerät (155 / 3 ≈ 51,67 Minuten). Entscheidend ist die klar benannte Bezugsgröße.

Eine geeignete Auswertung nutzt GROUP BY geraet_id. Soll auch Gerät 102 mit Nullminuten erscheinen, wird eine LEFT JOIN-Abfrage aus der Gerätetabelle mit COALESCE(SUM(w.dauer_min),0) benötigt. Nach T04 wird Gerät 104 in Raum B angezeigt und nicht länger in C. Ein Negativtest mit -5 Minuten oder einer nicht existierenden Geräte-ID muss scheitern; sonst sind die Datenregeln nicht korrekt umgesetzt. Ein Musterprotokoll lautet: „T01 bestanden: A enthält [101,103]; T02 bestanden: -5 abgewiesen; T03 bestanden bei aktiver FK-Prüfung; T04 bestanden nach Anpassung; T05 bestanden: Summen 75/60/20.“

Bewertungsraster für die praktische Fachübung

Kriterium	Vollständiger fachlicher Nachweis	Punkte
Analyse	Datenquellen, Muss-Anforderungen, Schutzbedarf und Akzeptanzkriterien präzise	0–4
Datenmodell	Primär- und Fremdschlüssel sowie 1:n-Beziehung korrekt	0–4
Planung und Anpassung	Sichere Testkopie, Raumfeld, Filter und Auswertung nachvollziehbar	0–4
Fachrechnen	50 %, 75 %, 155 min und 38,75 min mit Bezugsgrößen korrekt	0–4
Tests und Fehlerbehandlung	Mindestens fünf Soll-Ist-Tests einschließlich Negativ- und Regressionstest	0–4
Dokumentation und Reflexion	Änderung, Rückkehrstrategie, Grenzen und Verbesserung verständlich	0–4

Maximal 24 Punkte. Je Kriterium gelten 4 Punkte für richtig, vollständig und begründet, 3 für geringe Lücken, 2 für teilweise richtig, 1 für einen erkennbaren Ansatz und 0 bei fehlendem oder fachlich unbrauchbarem Nachweis. Eine mögliche Orientierung: 22–24 sehr sicher, 18–21 sicher, 13–17 überwiegend erreicht, 8–12 in Teilen erreicht, 0–7 weiterer Lernbedarf. Das Raster ist eine didaktische Übungsbewertung, keine amtliche Prüfungsbewertung.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice: Prüfe dein Fachwissen

Welches Merkmal macht einen Primärschlüssel für eine Gerätetabelle geeignet? (Er identifiziert jeden Datensatz eindeutig) (!Er enthält möglichst viele Leerzeichen) (!Er wiederholt sich in jeder Zeile) (!Er wird nach jeder Abfrage neu vergeben)

Rückmeldung: Eindeutigkeit schützt vor Verwechslungen; ein Gerätename kann dagegen mehrfach vorkommen.

Wofür wird ein Fremdschlüssel in der Wartungstabelle genutzt? (Zum Verweis auf einen vorhandenen Datensatz der Gerätetabelle) (!Zum automatischen Ersetzen eines Backups) (!Zum Verschlüsseln aller Wartungsdauern) (!Zum Festlegen der Schriftgröße im Formular)

Rückmeldung: Der Fremdschlüssel sichert die fachliche Beziehung zwischen Wartung und Gerät.

Welche Maßnahme ist vor einer Änderung an einer Datenbank im Lernprojekt sinnvoll? (Eine getrennte Testkopie mit Rückkehrmöglichkeit anlegen) (!Die einzige Sicherungskopie löschen) (!Direkt alle echten Kundendaten ändern) (!Jede Form von Testfall weglassen)

Rückmeldung: Eine Testkopie begrenzt die Folgen von Fehlern und ermöglicht reproduzierbare Prüfungen.

Was ist ein geeignetes Akzeptanzkriterium für einen Raumfilter? (Der Filter zeigt genau die Geräte mit dem ausgewählten Raum) (!Die Bildschirmfarbe ändert sich bei jedem Klick) (!Die Datenbankdatei wird mit jeder Abfrage größer) (!Alle Räume werden unabhängig von der Auswahl angezeigt)

Rückmeldung: Akzeptanzkriterien müssen die geforderte Funktion überprüfbar beschreiben.

Welche Ergebnismenge liefert der Modellfall bei Raum A? (Die Geräte 101 und 103) (!Nur das Gerät 102) (!Alle vier Geräte) (!Nur die Geräte 103 und 104)

Rückmeldung: Im Modelldatensatz stehen genau zwei Geräte mit der Raumangabe A.

Wie viele Minuten betragen die gesamten Wartungszeiten im Modellfall? (155 Minuten) (!75 Minuten) (!135 Minuten) (!200 Minuten)

Rückmeldung: Die Summe ergibt sich aus 30 plus 45 plus 60 plus 20 Minuten.

Wie viele KiB ergeben 256000 Byte bei Division durch 1024? (250 KiB) (!256 KiB) (!200 KiB) (!1024 KiB)

Rückmeldung: Für KiB gilt die Zweierpotenz-Basis mit 1024 Byte je KiB.

Wie sollte eine Anwendung variable Raumangaben an SQL übergeben? (Als getrennt gebundene Parameter einer vorbereiteten Abfrage) (!Durch unkontrolliertes Aneinanderhängen von Texteingaben) (!Durch Entfernen sämtlicher Zugriffsrechte) (!Durch Abschalten aller Eingabeprüfungen)

Rückmeldung: Parametrisierung trennt Eingabewerte vom SQL-Befehl und reduziert Injektionsrisiken.

Was prüft ein Regressionstest nach einer Softwareänderung? (Ob zuvor funktionierende Funktionen weiterhin korrekt arbeiten) (!Ob alle Fehlermeldungen optisch gleich aussehen) (!Ob Dokumentation grundsätzlich überflüssig ist) (!Ob jede Eingabe ohne Prüfung gespeichert wird)

Rückmeldung: Ein Regressionstest entdeckt unbeabsichtigte Nebenwirkungen einer Änderung.

Welche Aussage zum Mittelwert von 38,75 Minuten ist im Modellfall korrekt? (Er bezieht sich auf die vier Wartungseinträge) (!Er bezieht sich auf alle vier Geräte einschließlich Gerät ohne Wartung) (!Er ist die Summe der Minuten für Gerät 101) (!Er beschreibt die längste einzelne Wartung)

Rückmeldung: Die Bezugsgröße entscheidet über die Aussage: 155 Minuten geteilt durch vier Wartungseinträge.

Memory: Begriffe zuordnen

Primärschlüssel	Eindeutige Kennung eines Datensatzes
Fremdschlüssel	Verweis auf den Schlüssel einer anderen Tabelle
Datenvalidierung	Prüfung von Eingaben anhand festgelegter Regeln
Regressionstest	Wiederholung von Prüfungen bereits bestehender Funktionen
Transaktion	Zusammengehöriger Satz von Änderungen mit gemeinsamer Bestätigung
Backup	Gesicherte Kopie zur möglichen Wiederherstellung

Drag-and-drop: Arbeitsschritte zuordnen

Ordne den Fachbegriff der passenden Tätigkeit zu.	Tätigkeit
Anforderungsanalyse	Benötigte Eingaben und erwartete Ausgaben klären
Datenmodellierung	Tabellen und ihre Beziehungen festlegen
Implementierung	Geplante Programmänderung im Testsystem umsetzen
Funktionstest	Ist-Ergebnis mit vorher festgelegtem Soll vergleichen
Dokumentation	Änderungen und Testergebnisse nachvollziehbar festhalten

Kreuzworträtsel: Datenverwaltung

Primärschlüssel	Wie heißt das eindeutig identifizierende Feld einer Tabelle?
Fremdschlüssel	Wie heißt ein Feld, das auf einen Schlüssel einer anderen Tabelle verweist?
Datensatz	Wie nennt man eine einzelne Tabellenzeile mit zusammengehörigen Angaben?
Normalform	Wie nennt man eine Regelstufe zur sinnvollen Strukturierung relationaler Tabellen?
Sicherung	Wie heißt eine Kopie, die zur Wiederherstellung von Daten vorgesehen ist?
Validierung	Wie nennt man die Prüfung von Eingaben gegen festgelegte Regeln?

LearningApps

Nutze die thematische LearningApps-Suche für ergänzende Übungen. Prüfe bei externen Lernangeboten jeweils Inhalt und Datenschutz, bevor du Angaben eingibst.

Lückentext: Anwenden und verstehen

Ein eindeutiger Identifikator pro Tabellenzeile heißt

.

Eine Referenz von einer Wartung auf ein Gerät heißt

.

Die Beziehung zwischen einem Gerät und mehreren Wartungen hat die Kardinalität

.

Die Sicherungskopie vor der Anpassung unterstützt eine mögliche

.

In einer sicheren Abfrage werden variable Eingaben als

gebunden.

Die Testart für bereits bestehende Funktionen heißt

.

Im Modellfall beträgt die Summe der Wartungszeiten

Minuten.

Im Modellfall befinden sich

Geräte im Raum A.

Der Mittelwert pro Wartungseintrag beträgt

Minuten.

Offene Aufgaben

Leicht

Felder bestimmen: Ordne den vier Geräteattributen geeignete Datentypen zu und begründe jede Wahl in einem Satz. Lösungskriterium: Kennung numerisch oder stabiler Textschlüssel, Beschreibung und Status Text, Raum Text.
Testdaten prüfen: Entwirf eine CSV-Datei mit Kopfzeile für drei frei erfundene Geräte. Lösungskriterium: gleiche Spaltenzahl, eindeutige Kennungen und ausdrücklich festgelegtes Trennzeichen.
Schlüssel markieren: Skizziere die beiden Tabellen des Modellfalls und kennzeichne Primär- und Fremdschlüssel. Lösungskriterium: korrekte Referenz Wartung zu Gerät.
Daten minimieren: Notiere vier Gründe, warum für die Übung synthetische statt echte Kundendaten eingesetzt werden. Lösungskriterium: Zweckbindung, geringeres Risiko, einfache Freigabe und Reproduzierbarkeit.

Standard

Testfälle schreiben: Formuliere für den Raumfilter einen Positiv-, Negativ- und Regressionstest mit Eingabe und Soll-Ergebnis. Lösungskriterium: mindestens drei reproduzierbare Soll-Ist-Prüfungen.
Datenvolumen berechnen: Berechne 3.000 Datensätze zu 96 Byte zuzüglich 20 Prozent Modellaufschlag. Muster: 288.000 Byte × 1,20 = 345.600 Byte = 337,5 KiB.
Abfrage entwerfen: Formuliere eine SELECT-Abfrage, die aktive Geräte alphabetisch nach Bezeichnung sortiert. Muster: SELECT bezeichnung FROM geraet WHERE status = 'aktiv' ORDER BY bezeichnung;.
Fehlerbericht erstellen: Untersuche eine fingierte CSV mit doppelter Geräte-ID und ungültiger Wartungsdauer. Liefere Fehlerursache, Auswirkung, Abhilfe und Wiederholungstest.

Schwer

Schema weiterentwickeln: Ergänze eine Tabelle standort und begründe eine mögliche 1:n-Beziehung zu Geräten. Musterprodukt: ER-Skizze mit eindeutigen Schlüsseln und Fremdschlüssel im Gerät.
Migration planen: Entwirf für das neue Raumfeld einen risikoarmen Migrations- und Rückkehrplan einschließlich Versionierung, Kontrollabfrage, Backup und Freigabeschritt.
Kennzahlen vergleichen: Erstelle zwei fachlich unterschiedliche Durchschnittsberechnungen für den Modellfall und erkläre die Abweichung zwischen 38,75 und etwa 51,67 Minuten.
Sicherheitsreview durchführen: Beurteile eine fiktive Anwendung mit SQL-Zeichenkettenverkettung, fehlenden Schreibrechten und ungeprüfter Sicherung. Priorisiere Maßnahmen und begründe das verbleibende Risiko.

Lernkontrolle

Anforderung versus Lösung: Erläutere, warum „Raumfilter muss korrekt arbeiten“ eine Anforderung ist und „SQL WHERE“ eine mögliche Umsetzung; nenne ein messbares Abnahmekriterium.
Fehlerfall analysieren: Erkläre, was bei einer Wartung mit unbekannter Geräte-ID passieren sollte und welche Prüfungen das belegen.
Speicherannahmen überprüfen: Ein Betrieb nimmt 4.000 Datensätze zu 160 Byte und 30 Prozent Zuschlag an. Berechne den Modellwert 832.000 Byte = 812,5 KiB und erläutere mindestens zwei Unsicherheiten der Schätzung.
Gruppierungsfehler entdecken: Eine Abfrage zählt aufgrund eines fehlerhaften Joins eine Wartung zweimal. Beschreibe, wie ein kleiner Referenzdatensatz und eine saubere Verknüpfungsbedingung die Ursache aufdecken.
Rechtekonzept bewerten: Begründe, warum Lese- und Schreibrollen getrennt werden und warum eine verschlüsselte Sicherung trotz Zugangskontrolle sinnvoll bleibt.
Übergabe prüfen: Bewerte eine Dokumentation ohne Versionsnummer und ohne Soll-Ist-Protokoll; ergänze konkrete Mindestbestandteile.
Transferaufgabe: Entwirf einen Abnahmeplan für ein neues Pflichtfeld gerätetyp und erkläre seine Auswirkungen auf bestehende CSV-Dateien und Testfälle.

Lösungshinweise zur Selbstkontrolle: Eine gute Antwort benennt jeweils Sachverhalt, Vorgehen, erwartetes Ergebnis und fachliche Begründung. Bei Rechenaufgaben müssen Einheiten, Nenner und Annahmen stimmen; bei Tests sind die Ergebnisse reproduzierbar. Bei einer Eingaberegel zählt nicht allein die Fehlermeldung, sondern auch, dass der Datenbestand unverändert bleibt.

Lernnachweis

Dein Lernportfolio enthält (1) einen Anforderungskatalog mit mindestens drei Muss-Kriterien, (2) eine beschriftete Datenmodellskizze, (3) eine nachvollziehbare Speicherbedarfsrechnung, (4) einen Änderungsplan für die synthetische Testdatenbank, (5) mindestens fünf ausgefüllte Testprotokolle mit Soll/Ist und (6) eine kurze Software- und Nutzerdokumentation. Zusätzlich verfasst du eine Reflexion mit einer entdeckten Fehlerursache, einer Korrektur und einem erneuten Testergebnis. Für den Modellfall müssen Raum A = 101/103, Wartungssumme = 155 Minuten und Mittelwert pro Wartungseintrag = 38,75 Minuten überprüfbar sein. Die Fachlehrkraft kann das 24-Punkte-Raster verwenden; alle Ergebnisse bleiben im geschützten Lernraum und enthalten keine realen personenbezogenen Daten.

OER und Wikipedia

Offizielle fachliche Grundlagen: KMK-Rahmenlehrplan, Lernfeld 5, Seite 16 (Beschluss vom 13.12.2019); BIBB-Berufsprofil und Neuordnung 2020; BIBB-Umsetzungshilfe IT-System-Elektroniker/-in. Diese amtlichen bzw. fachlichen Quellen sind Informationsquellen, nicht automatisch freie Bearbeitungslizenzen.

Wikimedia-Commons-Bildnachweise und Rechte:

Eingebundene Datei	Exakte Dateiseite	Urheberangabe	Lizenz laut Commons
File:Relational Model.svg	Commons-Quelle	U.S. Department of Transportation; Vektorfassung laut Dateiseite	Public Domain / US-Regierungswerk
File:Entity Relation Modell Beispiel Tabellen.png	Commons-Quelle	TrutzX	CC BY-SA 4.0
File:Relational key.svg	Commons-Quelle	LionKimbro	Public Domain laut Urheberfreigabe
File:Backup diagram.svg	Commons-Quelle	Inowen	CC BY-SA 4.0

Videonachweise (Streaming-Einbettungen, keine Übernahme der Videos unter offener Lizenz): Was sind Datenbanken? – Timo Bäuerle, YouTube; Was sind Datenbankmodelle? – Timo Bäuerle, YouTube; SQL Tutorial Deutsch – Komplettkurs für Anfänger – Fabian Rappert / Data Science Institute, YouTube. Die Rechte verbleiben bei den jeweiligen Urhebern. Das eigene Erklärungsmaterial und die synthetischen Beispiele in diesem Kurs sind für die offene Nachnutzung gedacht; beachte bei jeder Weitergabe die Lizenz der einzelnen Fremdmedien.

Weiterlesen: Relationale Datenbank, Datenbanknormalisierung, SQL, Datenschutz-Grundverordnung, Softwaretest, Datensicherung, Glossar Informatik und Medienbildung.

Verknüpfte Lernbereiche

Berufsportal: Ausbildung – IT-System-Elektroniker

Weiterführende Lernfelder im ersten Ausbildungsjahr: Lernfeld 1: Unternehmen und Rolle, Lernfeld 2: Arbeitsplätze, Lernfeld 3: Clients und Lernfeld 4: Schutzbedarf. Die Verknüpfung dient dem fachlichen Anschluss; die Existenz jeder verlinkten Kursseite ist vor der Nutzung gegebenenfalls zu überprüfen.