LB 5: Astronomische Beobachtungen

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1 LB 5: Astronomische Beobachtungen Konkrete Stoffverteilung Stoffverteilung für dieses Schulhr

2 Datenbanken im Profilunterricht Lehrplanbezug im naturwissenschaftlichen Profil Übertragen des Modellbegriffs auf die Abbildung von Daten und Datenstrukturen unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen Beherrschen der Abbildung des Modells als Repräsentation in Daten unter Verwendung eines Datenbank-Management-Systems Kennen von Möglichkeiten der Auswertung einer Datenbasis mittels einfacher und zusammengesetzter Abfragen

3 Gestaltung eines informatischen Problemlöseprozesses: Analyse Modellbildung Implementation Reflexion Start Problemanalyse Als Datenbank abbildbar? Modellbildung Modellierung erfolgreich? Implementierung Modell vollständig umsetzbar? Reflexion Datenbank korrekt? Ende

4 Möglicher Ausgangspunkt: Unser Sonnensystem Quelle: Robby Buttke, Lehrbuch Profilinformatik, 2006 DUDEN PAETEC GmbH, 1. Auflage; S. 61: Bildet Gruppen von 3 bis 5 Schülern! Diskutiert, welche Daten eurer Meinung nach zu unserem Sonnensystem verfasst und verwaltet werden müssen. Fasst das Ergebnis eurer Diskussion zusammen und veranschaulicht es z. B. unter Nutzung eines Flipcharts übersichtlich! Stellt das Ergebnis eurer Arbeit in der Klasse vor. Welche Gemeinsamkeiten und welche Unterschiede haben die Entwürfe der verschiedenen Gruppen?

5 Start Analyse Problemanalyse Analysiere das reale System Welche Daten sind für die Problemlösung von Bedeutung? Als Datenbank abbildbar? Modellbildung Finde die Zusammenhänge? Modellierung erfolgreich? Implementierung Modell vollständig umsetzbar? Reflexion Datenbank korrekt? Ende

6 Analyse Objektmenge Eigenschaften Planet Mond Atmosphäre Programm Name des Planeten, Entfernung zur Sonne, Äquatorradius, Umlaufzeit, Anzahl der Monde, Existenz einer Atmosphäre Name des Mondes, Entfernung zum Planet, Umlaufzeit vorherrschende Stoffe in der Atmosphäre, Bemerkungen zur Atmosphäre Name des Weltraumprogramms, der Organisation/des Staates, Beginn und Ende

7 Start Modellbildung Problemanalyse Bilde Entitymengen und lege die notwendigen Attribute fest. Formuliere die Beziehungen (Relationships) und charakterisiere sie durch die Angabe der Kardinalitäten. Im Ergebnis erhältst du ein Entity- Relationship-Diagramm. Unter Nutzung der Transformationsregeln entsteht daraus das relationale Modell bzw. das Datenbankschema. Dieses bildet die Grundlage für die Realisierung mit einem Informatiksystem. Als Datenbank abbildbar? Modellbildung Modellierung erfolgreich? Implementierung Modell vollständig umsetzbar? Reflexion Datenbank korrekt? Ende

8 Modellbildung Entity-Relationship Relationship-Modell Name Stoff 1 Stoff 2 Atmosphäre Stoff 3 Stoff 4 Name PNr Ende

9 Modellbildung Entity-Relationship Relationship-Modell fertig:

10 Modellbildung Relationales Modell/ Datenbankschema Die Darstellung des ER-Modells als Menge von Tabellen/Relationen, die jeweils eine Menge von Datensätzen mit gemeinsamen Eigenschaften enthalten, wird als relationales Model oder auch als Datenbankschema bezeichnet. Diese Tabellen stehen über Schlüsselattribute in Beziehung. Planet(PNr,Name, EntfSonne, AnzahlMonde; Radius, Umlzeit, Atm, ANr) Mond(M_Name, Entfernung, Umlzeit, PNR) Atmosphäre(ANr, Stoff1,Stoff2,Stoff3,Stoff4,Bemerkung) Programm(PrNr, Name, Org, Beginn, Ende) MissionPlanet(MPNr, PNr, PrNr) MissionMond(MMNr, M_Name, PrNr)

11 Start Implementation Problemanalyse In diesem Schritt wird das Modell auf das System übertragen. Wähle dazu ein DBMS und bilde das Modell ab. Als Datenbank abbildbar? Modellbildung Modellierung erfolgreich? Implementierung Modell vollständig umsetzbar? Reflexion Datenbank korrekt? Ende

12 Implementation Bsp.: Access

13 Implementation Arbeit mit dem DBMS: Ein DMBS stellt mindestens 4 Klassen als Hilfsmittel zur Arbeit mit Datenbanken zur Verfügung: Tabelle zum Entwurf der Struktur der Datensätze Formular zur Eingabe der Attributwerte der Datensätze Abfrage zum Suchen und Filtern von Daten aus einer oder mehreren Tabellen sowie für Berechnungen Bericht zur nutzerfreundlichen Ausgabe der Daten auf der Basis einer Abfrage

14 Start Reflexion Problemanalyse Prüfe kritisch dein Ergebnis: Ist das reale System korrekt abgebildet? Sind alle Anforderungen an eine Datenbank erfüllt? Behebe notfalls Fehler aus den Phasen der Analyse, der Modellbildung und der Implementation. Als Datenbank abbildbar? Modellbildung Modellierung erfolgreich? Implementierung Findet eine Gruppe, mit der ihr eure Datenbank tauscht. Betrachtet euch nun die vorliegende Datenbank unter dem Blickwinkel des Ausgangs angegebenen Aufgabenstellung. Formuliert, welche Aspekte eurer Meinung nach gut umgesetzt wurden, und solche, wo es nicht gut gelungen ist. Notiert wichtige Hinweise! Tauscht anschließend die Hinweise aus! Modell vollständig umsetzbar? Reflexion Datenbank korrekt? Ende

15 Quellen: Robby Buttke (Landkreis Gymnasium Annaberg-Buchholz) Lehrplan Gymnasium, Fach Informatik und Naturwissenschaftliches Profil Lehrbuch Profilinformatik (DUDEN-PAETEC Schulbuchverlag Berlin 2006)

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