Beschreibung
Aus dem datenbankneutralen Entity-Relationship- oder dem UML-Schema (s. Lernmodul 2) wird das vom gewählten Datenbankmanagementsystem abhängige und logische relationale Schema abgeleitet. Das relationale Datenmodell wird mittels relationaler Algebra definiert. In relationalen Datenbanken können durch Änderungen sogenannte Anomalien hervorgerufen werden. Sind dieselben "Zusammenhänge" zwischen Daten eines Tupels mehrfach vorhanden, so muss eine Änderung bei allen diesen Zusammenhängen erfolgen. Ursache und Vermeidung dieses Problems beschreibt die Normalisierung.
Dieser Kurs gehört zum Lernmodul 3: das relationale Datenmodell. Es handelt sich um einen Moodle-Kurs, der einführende Beschreibungen, Lesehinweise, praktische Aufgaben (Praktika) inklusive Moodle-Tests (Quizze) enthält und die externen Tools wie
RelaX und den Normalformentrainer einbindet.
Praktika
Es werden die Operationen des relationalen Datenmodells in zwei Praktika trainiert, aufgeteilt nach unären und binären Operationen. In einem dritten Praktikum werden die Schritte zur Normalisierung eines Schemas geübt.
Die Aufgaben können in Moodle oder als SCORM-Module in andere LMS integriert werden. Musterlösungen stehen als .pdf oder .doc bereit. Die in den Quizzen verwendeten Fragen können auch davon unabhängig als Moodle-Fragesammlung oder im GIFT-Format heruntergeladen werden.
Unäre Operationen
Ziele:
1. Relationenmodell mit seinen Begriffen kennen.
2. Bedeutung eines Relationendiagramms verstehen anhand eines Datenbank-Schemas erstellen können.
3. Unäre Operationen der relationalen Algebra anwenden, um Anfragen für eine Datenbank zu beantworten.
Um die Ziele zu erreichen, enthält dieses Praktikum drei Aufgaben, die mit Hilfe des Tools RelaX bearbeitet werden können: Aufgabe 1 besteht aus einem Quiz zur Relationenalgebra zum Kennenlernen der Strukturen und Begrifflichkeiten und dient der Vorbereitung auf die Erstellung relationaler Ausdrücke mit unären Operatoren. In Aufgabe 2 soll ein Relationendiagramm zum vorgegebenen Schema gezeichnet werden. In Aufgabe 3 sollen Anfragen mit Ausdrücken der Relationenalgebra unter Verwendung von unären Operatoren erstellt werden.
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Binäre Operationen
Ziele:
1. Mehrstellige Operationen der relationalen Algebra anwenden können, um Anfragen für eine Datenbank zu beantworten.
2. Anfragen aus den Basisoperationen der relationalen Algebra erstellen können.
Zur Erreichung der Ziele enthält dieses Praktikum drei Aufgaben, die mit Hilfe des Tools RelaX bearbeitet werden können: Aufgabe 1 besteht aus einem Quiz zur Relationenalgebra zum Kennenlernen der Strukturen und Begrifflichkeiten und dient der Vorbereitung auf die Erstellung relationaler Ausdrücke mit mehrstelligen Operatoren. In Aufgabe 2 und 3 sollen Anfragen mit Ausdrücken der Relationenalgebra erstellt werden.
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Normalisierung
Das Ziel dieses Praktikums ist es, die Normalisierung zu verstehen und anzuwenden.
Dazu enthält dieses Praktikum ein Quiz als Einführung und drei Aufgaben. Aufgabe 1 besteht aus einem Quiz zur Normalisierung mit Überführung in die erste Normalform und angeleiteter Analyse der Daten als der Vorbereitung für die Aufgabe 2 und 3, in denen die 2. und 3. Normalform erstellt werden soll.
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Evaluation
Die Inhalte dieses Kurses wurden im Verlauf des Sommersemesters 2021 an der HSD im Studiengang Medieninformatik im Kurs Datenbanken 1 eingesetzt. Umittelbar im Anschluss an ausgewählte Praktika wurde sowohl quantitativ als auch qualitativ evaluiert, um Feedback der Studierenden zur Zufriedenheit mit dem Praktikum, zur Bearbeitungszeit, dem Schwierigkeitsgrad der Aufgaben und dem interaktiven Einsatz des Tools RelaX zu erhalten. Insbesondere die Kombination aus dem Einsatz von Quizzen (Moodle-Tests) in Interaktion mit dem
Tool RelaX wurden positiv bewertet, in denen unmittelbares Feedback und Hinweise zur Lösung integriert sind, und Studierende nutzten das Feedback, um aktiv Vorschläge zur Verbesserung der Aufgaben des Tools, und der Einbindung des Tools in die Lehre zu machen. Der Einsatz interaktiver Tools ist empfehlenswert, durch Studierende benannte Schwächen können ggf. im Tool selbst oder durch verbesserte Einbindung in die Lehre (z.B. durch umfangreichere Erklärungen/Anleitung) behoben werden.
Die Ergebnisse der Evaluationen wurden und werden weiterhin zur Verbesserung der Lehr- und Lerninhalte genutzt.
Lizenz
Dieser Moodle-Kurs Das relationale Datenmodell wurde im Rahmen des Projektes EILD.nrw durch die am Projekt als Konsortialführerin beteiligte Hochschule Düsseldorf entwickelt. Die Lizensierung wird erfolgen als CC BY-SA 4.0 – Teilen und Bearbeiten unter Namensnennung und Weitergabe unter gleichen Bedingungen, einer Creative Commons International License. Die darin enthaltene Software "RelaX" ist lizenziert unter der Mozilla Public License Version 2.0 (MPL 2.0), gemäß den Angaben im Quellcode.
Interner Link: Eine Einschreibung ist für Dozentinnen oder Dozenten auf Anfrage bei der Projektleitung möglich.
