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# LF 5: Software zur Verwaltung von Daten anpassen

> **1. Ausbildungsjahr** | Zeitrichtwert: **80 Stunden**

## Kernkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler verfügen über die Kompetenz, Informationen mittels Daten abzubilden, diese Daten zu verwalten und dazu Software anzupassen.

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## Lernziele

Nach diesem Lernfeld kannst du:
- [ ] Informationen als Daten abbilden und strukturieren
- [ ] Datenbankmodelle unterscheiden und anwenden
- [ ] ER-Diagramme erstellen
- [ ] SQL-Abfragen erstellen und ausführen
- [ ] Datenformate unterscheiden
- [ ] Software zur Datenverwaltung anpassen
- [ ] Testfälle entwickeln und Tests durchführen

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## Datenbank-Grundlagen

### Datenbankmodelle

```
Datenbankmodelle
├── Hierarchisch
├── Netzwerkartig
├── Relational (am häufigsten)
├── Objektorientiert
└── NoSQL
```

### Relationales Datenbankmodell

**Grundbegriffe:**

| Begriff | Erklärung |
|---------|-----------|
| **Tabelle (Relation)** | Sammlung von Datensätzen |
| **Spalte (Attribut)** | Eigenschaft eines Datensatzes |
| **Zeile (Tupel)** | Ein Datensatz |
| **Primärschlüssel** | Eindeutige Identifikation |
| **Fremdschlüssel** | Verweis auf andere Tabelle |

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## ER-Diagramm (Entity-Relationship)

### Elemente

```
┌─────────────┐       ┌─────────────┐
│   Entity    │       │    Entity   │
│   (Typ)     │       │   (Typ)     │
├─────────────┤       ├─────────────┤
│ Attribute   │       │ Attribute   │
│ PK: id     │       │ PK: id     │
└─────┬───────┘       └──────┬──────┘
      │ N                    │ M
      │                      │
      └──────────┬───────────┘
                 │
          ┌──────┴──────┐
          │ Relationship │
          │  (Beziehung) │
          └──────────────┘
```

### Beziehungsgrade

- **1:1** (One-to-One)
- **1:N** (One-to-Many) - am häufigsten
- **M:N** (Many-to-Many)

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## Normalisierung

### Normalformen

| NF | Regel | Ziel |
|----|-------|------|
| 1NF | Atomare Werte | Keine wiederholenden Gruppen |
| 2NF | Keine partielle Abhängigkeit | Vollständige funktionale Abhängigkeit vom PK |
| 3NF | Keine transitiven Abhängigkeiten | Keine Abhängigkeiten zwischen Nicht-Schlüsselattributen |

### Beispiel: 1NF → 2NF

**Nicht normalisiert:**
```
Bestellung(BestellID, Kunde, {Artikel, Menge})
```

**Normalisiert (1NF/2NF):**
```
Bestellung(BestellID, Kunde)
Bestellposition(BestellID, Artikel, Menge)
```

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## SQL (Structured Query Language)

### DDL (Data Definition Language)

```sql
-- Tabelle erstellen
CREATE TABLE Kunde (
    KundenID INT PRIMARY KEY,
    Name VARCHAR(100) NOT NULL,
    Email VARCHAR(255) UNIQUE,
    ErstelltAm DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- Tabelle ändern
ALTER TABLE Kunde ADD Telefon VARCHAR(20);

-- Tabelle löschen
DROP TABLE Kunde;
```

### DML (Data Manipulation Language)

```sql
-- Daten einfügen
INSERT INTO Kunde (Name, Email)
VALUES ('Max Mustermann', 'max@example.com');

-- Daten aktualisieren
UPDATE Kunde
SET Email = 'neue@email.de'
WHERE KundenID = 1;

-- Daten löschen
DELETE FROM Kunde WHERE KundenID = 1;

-- Daten abfragen
SELECT * FROM Kunde;
```

### DQL (Data Query Language)

```sql
-- Einfache Abfrage
SELECT Name, Email FROM Kunde;

-- Mit Bedingung
SELECT * FROM Kunde
WHERE Name LIKE 'M%'
ORDER BY Name ASC;

-- Mit JOIN
SELECT b.BestellID, k.Name, a.Artikelname
FROM Bestellung b
JOIN Kunde k ON b.KundenID = k.KundenID
JOIN Bestellposition bp ON b.BestellID = bp.BestellID
JOIN Artikel a ON bp.ArtikelID = a.ArtikelID;

-- Aggregatfunktionen
SELECT COUNT(*) AS Anzahl,
       SUM(Betrag) AS Gesamt
FROM Bestellung
WHERE YEAR(Datum) = 2024;
```

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## Datenformate

### Strukturierte Daten

| Format | Beschreibung |
|--------|--------------|
| CSV | Komma-separierte Werte |
| JSON | JavaScript Object Notation |
| XML | eXtensible Markup Language |
| YAML | YAML Ain't Markup Language |

### Beispiel: CSV

```csv
ID;Name;Email
1;Max Mustermann;max@example.com
2;Anna Schmidt;anna@example.com
```

### Beispiel: JSON

```json
{
  "kunden": [
    {
      "id": 1,
      "name": "Max Mustermann",
      "email": "max@example.com"
    }
  ]
}
```

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## Software-Anpassung

### Vorgehen

1. **Anforderungen analysieren**
2. **Datenmodell erweitern**
3. **SQL-Skripte erstellen**
4. **Anwendung anpassen**
5. **Testfälle definieren**
6. **Testen und dokumentieren**

### Testmethoden

- **Unit-Tests**: Einzelne Komponenten testen
- **Integrationstests**: Zusammenspiel testen
- **Systemtests**: Gesamtsystem testen
- **Abnahmetests**: Mit Kunden testen

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## Handlungsphasen

1. **Informieren**: Daten analysieren, Anforderungen erheben
2. **Planen**: Datenmodell entwerfen, Testfälle definieren
3. **Durchführen**: Software anpassen, Tests durchführen
4. **Überprüfen**: Funktion prüfen, Qualität sichern
5. **Reflektieren**: Prozess evaluieren

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## Prüfungsrelevanz

- Fundament für LF 8 (Daten bereitstellen)
- Wichtig für Teil 1 der Abschlussprüfung
- SQL-Kenntnisse werden vorausgesetzt

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## Querverweise

- [[LF4-Schutzbedarfsanalyse|Vorher: LF 4]]
- [[LF8-Daten-bereitstellen|Nachher: LF 8]]
- [[Datenbanken|Datenbanken-Vertiefung]]

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*Stand: 2024 | Quelle: KMK Rahmenlehrplan 13.12.2019*