Qualifikationsphase Q2 · Überblick

Q2 · Datenbanken

Daten modellieren, Abfragen entwickeln und Datenbanksysteme beurteilen

Datenbanksysteme ermöglichen es, große und miteinander verknüpfte Datenbestände strukturiert zu speichern, gezielt zu verarbeiten und für unterschiedliche Anwendungen bereitzustellen. Im Kurshalbjahr Q2 untersuchen die Lernenden deshalb sowohl die Modellierung und technische Verarbeitung von Daten als auch die Bedingungen eines verantwortungsvollen Umgangs mit ihnen. Sie analysieren Anwendungsbereiche, abstrahieren relevante Datenstrukturen, entwickeln Datenbankmodelle, formulieren Abfragen und beurteilen die entstandenen Systeme aus fachlicher, technischer und gesellschaftlicher Perspektive.

vgl. Hessisches Ministerium für Kultus, Bildung und Chancen: Kerncurriculum gymnasiale Oberstufe Informatik, Ausgabe 2024, S. 36–38

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Die Themenfelder Q2.1 und Q2.2 bilden den verbindlichen Kern des Kurshalbjahres. Ausgehend von einer Problembeschreibung werden Entitäten, Eigenschaften und Beziehungen bestimmt und in einem ER- oder UML-Modell dargestellt. Aus dem fachlichen Modell wird ein Relationenmodell mit Tabellen, Primärschlüsseln und Fremdschlüsseln abgeleitet. Mit SQL werden Datenbankstrukturen umgesetzt und Daten aus einzelnen oder miteinander verbundenen Tabellen gezielt abgefragt. Modelle, Tabellenschemata, Anweisungen und Abfrageergebnisse werden dabei aufeinander bezogen und überprüft. Im erhöhten Niveau werden zusätzlich Anomalien untersucht und Datenbankschemata normalisiert, um Redundanzen und daraus entstehende Änderungsprobleme zu verringern.

In zwei der drei Kurshalbjahre Q1 bis Q3 wird durch Erlass zusätzlich ein Themenfeld festgelegt. Gehört Q2 zu diesen Kurshalbjahren, wird eines der Themenfelder Q2.3 bis Q2.5 zusätzlich verbindlich. In Q2.3 werden die erarbeiteten Modelle und Verfahren in einem Webdatenbankprojekt zusammengeführt. Die Lernenden untersuchen dabei das Zusammenwirken von Datenbank, serverseitiger Verarbeitung und Weboberfläche in einem Client-Server-System. Q2.4 behandelt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung, Risiken der Verarbeitung personenbezogener Daten sowie rechtliche, technische und organisatorische Maßnahmen für Datenschutz und Datensicherheit. Q2.5 führt mit Relation, Selektion, Projektion und Join in die formalen Grundlagen relationaler Abfragesprachen ein. Innerhalb der verbindlichen Themenfelder kann der jeweilige Erlass weitere Schwerpunkte und Konkretisierungen ausweisen.

Das D-Book stellt die Inhalte aller fünf Themenfelder bereit. Inhaltsseiten, Aufgabenmodule und Werkzeuge verbinden die Tätigkeiten Analysieren, Abstrahieren, Modellieren, Ableiten, Implementieren, Abfragen, Prüfen und Beurteilen. Im ER-Werkzeug entwickelte Modelle werden mit relationalen Schemata verbunden, SQL-Anweisungen können ausgeführt und anhand ihrer Ergebnisse untersucht werden, und die Relationenalgebra stellt ausgewählte Abfragen in formaler Form dar. Projektaufgaben sowie Fallanalysen zu Datenschutz und Datensicherheit ergänzen die technischen Perspektiven. Welche Themenfelder und Schwerpunkte im jeweiligen Kurs verbindlich sind, richtet sich nach dem geltenden Erlass.

Maßgeblich sind im Kurshalbjahr insbesondere die Kompetenzbereiche Information und Daten, Informatiksysteme sowie Informatik, Mensch und Gesellschaft.

Themenbereiche in Q2

Q2.1 · ER- und Relationenmodell Vom fachlichen Kontext zum strukturierten Datenbankentwurf. Q2.2 · SQL Daten definieren, abfragen und verändern mit der Datenbanksprache SQL. Q2.3 · Webdatenbankprojekt Client-Server-Anwendung mit Datenbankanbindung planen und umsetzen. Q2.4 · Datenschutz und Datensicherheit Rechtliche, ethische und technische Aspekte beim Umgang mit Daten. Q2.5 · Relationenalgebra Grundlagen der relationalen Abfrageoperationen Projektion, Selektion und Join.

Begriffsnetz · Q2

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