Uni Göttingen
Institute for Informatics
Databases and Information Systems

dbis

Einführung in Datenbanken
WS 2024/25


[30.10.2024] Die Klausur findet (wie besprochen) am Freitag 7.3.2025, 13:45-ca. 16:30 Online mit Ilias+Ident statt. Mehr dazu hier. Wird irgendwann nach dem 11.11. (Urlaub dort) auch in FlexNow freigeschaltet ...

Wenn Ihr Browser diese Webseite seltsam darstellt (d.h. anders als in den Vorlesungsvideos), verwenden Sie bitte einen geeigneten Browser (Firefox, Chrome, Internet Explorer, ...)

Die Anmeldung im StudIP zur Vorlesung des WS20/21 ist weiterhin möglich. Dort finden Sie die Videos vom WS 2020/21 weiterhin unter "Meetings". Aus technischen Gründen (erst musste ein Programm zum Editieren von BBB-Sourcen programmiert werden, und jetzt ist BBB so eingeschränkt, dass man nur noch 300 Annotationen (ca. 80-100 Zeichen pro Folie) machen kann, so dass man es live eigentlich nicht mehr nutzen kann) konnten die Videos bisher nicht nachhaltig überarbeitet werden.

Prof. Dr. Wolfgang May

Organisatorisches:

  • Modul CS.B.Inf.1206
  • 4 SWS
  • 5 ECTS
  • Nach Modulkatalog vom 29.8.2022 ist "Datenbanken" nicht mehr Pflichtfach im BSc Angewandte Informatik, sondern Teil des 4-aus-8-Wahlpflichtbereiches. Laut Auskunft des Studiendekans vom 22.9.2022 gilt dies entsprechend Par. 15 der Prüfungs- und Studienordnung (BSc AngInf, 12.4.2022) automatisch auch für alle Studierenden der früheren Jahrgänge. 😄 (es ist keine Änderung der PO; sondern nur des Modulkatalogs, und da gilt der aktuelle für alle.)
  • Termin+Ort: Mi 14-16, Do 14-16, MN 30 (Chemie, Westseite) online
    Geplant ist -wieder- eine Hybrid-Veranstaltung:
    • Recordings von Vorlesung und Übungen: In diesem Jahr werden im wesentlichen die Recordings vom WS 2020/21 verwendet (und überarbeitet).
    • Mi 14-16 optionale Live-Online-Meetings (Aufgaben vorrechnen, Fragen und Antworten, Hands-on-Übungen), BBB-Meetings via StudIP, prinzipiell wird alles als Videoaufzeichnung verfügbar sein (wenn wir es nicht mal vergessen, oder die Technik streikt).
    • Do 14-16 findet normalerweise nicht statt -> Selbststudium mit Recording
  • Materialien zum Selbststudium (Recordings auf Deutsch, Foliensatz auf Englisch, Übungsblätter und Musterlösungen) sind passend zu den Einzelterminen gelistet:
    • Da die überarbeiteten Videos noch nicht verfügbar sind, werden die Original-Recordings vom WS2020/21 über StudIP verwendet: Melden Sie sich für "Datenbanken" in Wintersemester 2020/21 an, dort unter "Meetings".
      (Die Recordings vom WS2020/21 können evtl. nicht mit Safari angeschaut werden; für neuere Recordings scheint Safari zu funktionieren)
    • PDF-Folien. Der gesamte Foliensatz (und noch viel mehr) ist auch hier zu finden.
  • Weitere allgemeine und technische Informationen zur DBIS-Online-Lehre (auf Englisch).
  • Alle Materialien und Ankündigungen findet man HIER auf den "blauen DBIS-Seiten".
  • Hinweis: aufgrund der hohen (Klausur)teilnehmerzahl kann die Bewertung der Klausur lange dauern (Ilias ist sehr umständlich, und man kann nicht brauchbar mit mehrere Personen gleichzeitig bewerten, ohne dass man Datenverluste riskiert - inzwischen ist DBIS aber auch garnicht mehr mehrere Personen). Die Klausurkorrektur in den letzten Jahren war wegen der hohen Teilnehmerzahl immer erst irgendwann im Sommersemester beendet. Falls die Veranstaltung für Sie nicht Pflicht ist bitten wir Sie, zu überlegen, ob Sie ggf. nicht lieber eine andere Veranstaltung besuchen.
  • Anmeldung: in StudIP, um von dort aus die BBB-Meetings zu betreten. Es gibt keine Anwesenheitspflicht. Ansonsten wird StudIP zur Kommunikation eher wenig benutzt.
  • Übungen: es werden einige Übungsblätter zur Bearbeitung ausgegeben. Die Lösungen werden nicht eingesammelt/bewertet. Jeder soll selbstverantwortlich anhand der Aufgaben (ggf. auch gemeinsam) mit den Konzepten umgehen lernen. Die Musterlösungen werden regelmäßig im Kurs vorgestellt.
  • Prüfung (Klausur): Online-Klausur mit ILIAS und IDENT am Freitag 7. März 2025, 13:45-ca. 16:30 Uhr. Genauere Informationen finden Sie hier.--> Beispielklausuren zum Üben werden verlinkt, wenn sie zeitlich an der Reihe sind (Dezember).

Info zur Veranstaltung

In dem Kurs wird eine Einführung in relationale Datenbanken gegeben.

Inhalt: konzeptuelle Modellierung (ER-Modell), relationales Datenmodell, relationale Algebra (theoretische Grundlagen für Anfragekonzepte), SQL-Anfragen, -Updates und Schemaerzeugung.

In dem Kurs wird die Geographie-Datenbank "Mondial" eingesetzt.

  • SQL-Anfragen an Mondial können Sie über ein Web-Formular stellen.
  • Eine einfache Beschreibung, wie man eine Postgres-Datenbank (Postgres ist ein relationales Datenbanksystem) mit Mondial auf dem eigenen Rechner unter Unix installiert, finden Sie hier (ist für diese Veranstaltung aber nicht notwendig).

Terminplan

  • Mittwoch 23.10.: Erste Veranstaltung. 14:15-15:45 Uhr, BBB-Meeting via StudIP
    • Bitte nebenher den GWDG-RocketChat-Channel https://chat.gwdg.de/channel/dbis offen haben. Dort gibt es ggf. Informationen, falls es technische Probleme/Überlastung bei BBB gibt. Er dient auch in den weiteren Sessions z.B. für Zwischenfragen während der Vorlesung (wird im Gegensatz zum BBB-Chat nicht mit recorded).
    Organisatorisches, Umfragen bzgl.\ bevorzugtem Lehrformat, Einführung, Überblick , ...
    Hinweis: die Aufzeichnungen der Meetings werden im Lauf des Spätnachmittags/Abends automatisch in StudIP verfügbar gemacht. Sie sehen diese leider nicht mehr direkt am Kamerasymbol des einzelnen Meetings, sondern müssen über das drei-Punkte-Symbol im Menu auf "Verfügbare Aufzeichnungen" gehen.
  • Ergebnisse der Vorlesungsumfragen (Aufzeichnungen vs live-Teaching, online vs Präsenz, mit Auswertung und Kommentaren)
    Wesentliches Ergebnis und Plan für dieses WS:
    • Lehrmaterialien/Videos verwenden
    • Mittwochs 14-... Live-Meeting (online mit Recording) einzelne Aufgaben vorrechnen, Fragen und Antworten, Hands-on-Übung
    • Donnerstags kein regelmäßer Termin
  • Optional: Überblick über die weiterführenden DBIS-Vorlesungen und die ihnen zugrundeliegenden Datenmodelle (XML, RDF) und Mechanismen für "intelligente" Datenbanken (auf Englisch):
    Database concepts and buzzwords graphics
    Database concepts and buzzwords recording

Intro und Konzeptuelle Modellierung (ER-Modell)

Die folgenden Termine sind "virtuelle" Termine zur Strukturierung des Selbststudiums, die Mittwochs-Online-Meetings passen zeitlich zu diesem Ablauf:

Dabei werden die Original-Recordings vom WS2020/21 über StudIP verwendet: Melden Sie sich für "Datenbanken" in Wintersemester 2020/21 an, dort unter "Meetings".
(Die Recordings vom WS2020/21 können nicht mit Safari angeschaut werden; für neuere Recordings scheint Safari zu funktionieren)

  • Do 24.10. (Recording von Do 5.11.2020)
    Einführung: Intro, Grundbegriffe, 3-Ebenen-Architektur
    Folien: Folien "ER-Modell"
  • Mittwoch 30.10. 14:15:
    völlig optional: BBB-Meeting via StudIP ... Fragen/Antworten ... Aufgaben gibt es an sich noch keine zu besprechen.
    Klausurtermin: Freitag, 7.3.2025 als Online-Klausur mit ILIAS und IDENT von 13:30-17:00 (IDENT voraussichtlich ab 13:45, Klausurbeginn vorauss. 14:00, mehr siehe unten)
    Inhalt des Meetings/Recordings (ca. 40 min): Klausur, und etwas mit SQL gespielt.
  • Mi 30.10. (Recording von Mi 11.11.2020)
    Vorlesung: ER-Modell
  • Do 31.10. (ist Reformationstag, aber deswegen den ganzen virtuellen Plan umzuschreiben lohnt sich nicht), also (Recording von Do 12.11.2020)
    Vorlesung: ER-Modell.
    1. Übungsblatt (ER-Modell und Umsetzung ER nach relational)
    Aufgabe 1: ER-Modell. Aufgabe 2: einfach schon mal machen: Wie würden Sie das mit den "nicht-formalen" Kenntnissen aus dem bisherigen Folien/Beispielen machen? Look &Feel, und ein bisschen darüber nachdenken, passt dann gut zur Hands-on-Übung am 8.11. Die Formalisierung des "gesunden Menschenverstandes" kommt dann später.
  • Mittwoch 6.11. 14:15:
    Optional: BBB-Meeting via StudIP ... Fragen/Antworten, Hands-on-Übung Blatt 1, Aufgaben 1+2 (und ggf. andere).

    Recording: leider enthält die neue BBB-Version einige Rückschritte, die es etwas unbrauchbar machen: der Stift ist zu dick, und man darf nur maximal 300 Annotationen auf einer Folie haben (jedes Aufsetzen/Absetzen des Stiftes produziert eine Annotation, man kann also nicht mehr viel freihändig schreiben.)
  • Mi 6.11. (Recording vom Do 19.11.2020)
    Vorlesung: Relationales Modell, Umsetzung vom ER-Modell in das relationale Modell.
    Danach (ab 1h:19) noch etwas anhand der Frage zum ER-Modell "Wenn es in einem Land keine Städte gibt, muss die Hauptstadt in einem anderen Land liegen" zu Ontology Design/Validation, die zum Inhalt der Semantic Web-Vorlesung überleitet.
  • Do 7.11. (Recording von Mi 18.11.2020)
    Besprechung von Aufgabe 1+2 des ersten Übungsblattes.
    (Da der Live-Ablauf der beiden Recordings im WS2021 in umgekehrter Reihenfolge war, könnte die Überleitung etwas unpassend sein)
    Musterlösung Aufgaben 1+2
    Notizen dazu.
    Folien "Relationales Modell"

Formalismen des relationalen Modells: Das RM an sich und die Überleitung zur relationalen Algebra

  • Mi 13.11. (Optionales) Online-Live-Meeting.
    Stand: Sie kennen das ER-Modell, haben erste praktische Erfahrungen mit Modellierung, wissen, wie man ein ER-Modell nach Kochrezept in das relationale Modell umsetzt, und warum das Kochrezept "vernünftig" (=richtig) ist.
    Inhalt des Meetings: Hands-on-Übung zu allen Aufgaben von Blatt 1, Fragen und Antworten.
  • ... und damit also die Grundlagen für die restlichen Aufgaben des ersten Übungsblattes. Parallel die tiefergehenden Aufgaben des ersten Übungsblattes bearbeiten (=Wissen vertiefen und Erfahrungen sammeln) und die nächsten Schritte in der Vorlesung. Diese sind damit nicht nur "Formalkram", sondern zeigen auch, wie man mit dem bisher Gelernten umgeht.
    Vorteil: Sie können es sich so aufteilen, wie es am besten zu Ihrem Lernstil passt.
  • 3 Sessions Material für den 13./14.11./20./21.11:
  • (Recording vom Mi 25.11.2020)
    Besprechung von Aufgabe des 3 ersten Übungsblattes.
    Musterlösung Aufgabe 3
    Musterlösung Aufgabe 3 mit den Notizen aus der Vorlesung
    ... dann weiter in der Vorlesung: Formalisierung des relationalen Modells
    (ein grafisch und inhaltlich schönere Vorführung von Aufgabe 3 des ersten Übungsblattes ist im StudIP->WS2223->16.11.2022 zu finden (der Versuch, ein besseres Recording mit dem Touchscreen zu produzieren, der Ton scheppert aber ...).
  • Mi 20.11. (Optionales) Online-Live-Meeting.
  • (Recording vom Do 26.11.2020)
    Vorlesung: Formalisierung des relationalen Modells, Relationale Algebra, bzw allgemeiner: Struktur und Vorteile algebraischer (Anfrage)sprachen.
    Folien "Relationale Algebra"
  • (Recording vom Mi 2.12.2020)
    Besprechung der restlichen Aufgaben des ersten Übungsblattes (Hinweis: bei Aufgabe 4 ist es nicht nochmal dasselbe wie bei den Aufgaben 1 und 3).
    Musterlösung Blatt 1
  • Mi 27.11. (Optionales) Online-Live-Meeting.

Die relationale Algebra

  • 4 Sessions Material:
  • (Recording vom 3.12.2020) Vorlesung: Relationale Algebra (mit Kommentaren zum 2. Übungsblatt)
    2. Übungsblatt
  • (Recording vom 9.12.2020) Besprechung von Aufgabe 1+2 des zweiten Übungsblattes. Musterlösung
  • Mi 4.12. (Optionales) Online-Live-Meeting.
  • (Recording vom 10.12.2020) Vorlesung: Relationale Algebra (Cont'd)
  • (Recording vom 16.12.2020) Besprechung von Aufgaben 3, 8 und 9 des zweiten Übungsblattes, Musterlösung
    Weiter in der Vorlesung (ab Relationale Divison).

SQL

  • Mi 11.12. (Optionales) Online-Live-Meeting.
  • (Recording vom 17.12.2020) Vorlesung: Relationale Algebra, SQL
    Folien "SQL"
  • Mi 18.12.2024 (Optionales) Online-Live-Meeting.
  • (Recording vom 13.1.2021) zum (damals) "wieder reinkommen" erstmal weiter in SQL.
  • (Recording vom 14.1.2021) Vorlesung: SQL
    3. Übungsblatt (SQL).
  • (Recording vom 20.1.2021) Besprechung der restlichen Aufgaben von Blatt 2; Vorlesung: SQL
    Musterlösung Blatt 2
  • (Recording vom 21.1.2021) Rest von Kap.3 (SQL); Kapitel 5 (SQL Syntax für Tabellenerzeugung und Updates)
    Folien "SQL - Diverses".
  • (Recording vom 27.1.2021) Besprechung von Blatt 3 [Musterlösung Blatt 3]
  • (Recording vom 28.1.2021) Rest von Blatt 3, dann weiter in Kapitel 5 (SQL-Diverses)
  • Mi 8.1.2025 (Optionales) Online-Live-Meeting
    Inhalt: Fragen?

    • Ein Überblick über die Folien zu Kap. 7, 4 und 6 ist im Video vom 15.12.2021 (StudIP DB WS2021/22) von 00:03:45 bis 00:12:25 enthalten.
  • Mi 15.1. (Optionales) Online-Live-Meeting: Fragen?
  • (Recording vom 3.2.2021) Rest von Kapitel 5 (Diverses zu SQL), dann noch ein kurzer Überblick über die praxisrelevanten Aspekte der Kapitel 7 und 4:
    Kapitel 4: Interne Speicherungsaspekte: Folien "Speicherung, Anfrageauswertung, Optimierung" im Überblick (Wiedersehen mit Algorithmen und Datenstrukturen aus Info I/III und mit Betriebssystem-Aspekten (Caching))
    Kapitel 7, Designtheorie: Normalisierung
    wird nur kurz überflogen und kommentiert.
    Folien "Normalisierung"
    Wenn man ein gutes ER-Modell entworfen hat, braucht man sich mit diesem Problem (fast) nicht herumzuschlagen. Man sollte aber wissen, dass es so etwas gibt, falls man es mal braucht.
    Am Schluss noch Ankündigung des noch folgenden Recordings zu Kap. 6: Transaktionen.
  • Mi 22.1. (Optionales) Online-Live-Meeting: Fragen?
  • (Recording vom 11.2.2021)
    Grundlagen des Mehrbenutzerbetriebs und Sicherheit: Transaktionen im Überblick:
    • Praktische Aspekte: (1) Warum man sich auf Korrektheit von Onlinebanking verlassen kann, und welche Probleme auftreten würden, wenn es keine Transaktionsverwaltung gäbe, (2) wie Transaktionen auch gegen die Folgen physikalischer Abstürze schützen.
    • Wenn Sie eine DB-Anwendung entwerfen: die eingebaute Transaktionsverwaltung macht das alles automatisch.
    • Algorithmik und Analyse: wie man einen exponentiellen Graphenalgorithmus durch einen einfachen linearen Algorithmus ersetzt - wenn man den Kern des Problems gefunden und verstanden hat.
    Folien "Transaktionen"
  • 29.1. (Optionales) Online-Live-Meeting
    Fragen/Antworten; können auch vorher per Mail oder RocketChat gestellt werden.
  • 5.2. (Optionales) Online-Live-Meeting
    • Fragen?
      (Recording: einiges zur Klausur, das aber auch im Prinzip alles auf der Webseite steht)
    • Ergebnisse der Vorlesungsevaluierung
  • Vorlesungsende 7.2.2025
  • Es wird im Februar weitere "Klausur-Fragestunden" geben. Die genauen Termine werden noch bekanntgegeben. Schicken Sie Fragen dazu am besten vorher per Mail. Ausserdem können Fragen im "DBIS" RocketChat Channel gestellt werden.

Draw.io als Tool für Diagramme ... nicht nur zum Online-Teaching

  • draw.io: ein Tool, mit dem man ER-Diagramme (und später auch Algebra-Bäume und allgemein noch viele andere Diagramme entwerfen (mehr konstruieren als malen) kann.
    Einfach in der Adresszeile des Browsers draw.io eingeben, und es ist da.
    Learning by doing, etwas Doku findet man auch in unserem Notizen (runterscrollen, irgendwann bereiten wir das auch mal auf ...).
  • Unser Scratchpad.xml mit dem Makros für draw.io (ER-Grafikknoten, Relationale-Algebra-Baumknoten, einige Textknoten mit PK/FK LaTeX-Tricks [diese Textknoten nicht als Textinhalt in die Tabelle einfügen, sondern separat über die Tabellenzelle ziehen, und mit group-by dort "festtackern"]). FK-PK-Referenzen kann man dann als "normale" curved-Verbindungen anlegen.
    (File runterladen, speichern, dann im draw.io->Scratchpad auf den Bleistift klicken, und dann import)
  • Mathematische Unicode-Zeichen zum rausmausen in Textknoten. Dann braucht man nicht immer embedded LaTeX.
  • Kurzes Video mit allen wesentlichen Befehlen hier

Klausurvorbereitung

Klausur

  • Klausur: Freitag 7. März 2025, ab 13:45 Uhr, als Online-Klausur mit Ilias und IDENT.
    Konkrete Informationen zum
    Klausurablauf.
    Technische Infos dazu findet man hier: Studierende, Lehrende.
  • Für Teilnehmer, die nicht von zuhause teilnehmen können (z.B. wegen schlechter Internetverbindung):
    • Während der Corona-Zeit hatte die Universität im WS20/21 diese Regelung beschlossen (die also auch für andere Lehrveranstaltungen gilt). Sinngemäß ist die jetzt ohne Hygieneregelungen anzuwenden.
      Bitte melden Sie sich ggf. rechtzeitig bei uns, falls eine solche Notwendigkeit besteht.
    • Im Lern- und Studiengebäude (LSG) können Lern- und Arbeitsräume mit Internetzugang genutzt werden.
  • Teilnahmevoraussetzungen/Prüfungsvorleistungen: keine. Die Übungsblätter werden nicht eingesammelt, korrigiert, benotet etc., sondern in der Übung besprochen.
  • Klausuranmeldung
    • FlexNow: Anmeldeschluss XX.X.2025, 23:59 Uhr (6 oder 7 Tage vor dem Klausurtermin), Abmeldeschluss YY.3.2025 [In FlexNow 24h vor ENDE des Klausurtemins eingetragen [so war es zumindest mal, genaues finden Sie in der Allgemeinen Prüfungsordnung]]
  • Erlaubte Hilfsmittel: Die online-at-home-Klausur ist eine "open-book" ("Kofferklausur"), fast auch "open-world": Es dürfen die Vorlesungsfolien, Musterlösungen der Übungsaufgaben, bisherige Klausuren, eigene Notizen, Bücher (offline und online), der DBIS-Webservice, Webseiten etc. verwendet werden. Sie dürfen auch z.B. ein Übersetzungstool in Ihre Muttersprache für den Text der Projektbeschreibung benutzen. Antworten sind auf Deutsch und Englisch erlaubt.
    NICHT ERLAUBT ist jede Form fremder Hilfe.
    Ob ChatGPT erlaubt wird, wird noch festgelegt.
  • Wie auch bei den bisherigen Klausuren wird bei Syntaxfehlern in CREATE TABLE, UPDATE-Statements etc. großzügig bewertet.

Klausurablauf

Dokumentation

Literatur (optional)

  • A. Kemper, A. Eickler: Datenbanksysteme - Eine Einführung (In Deutsch), Oldenbourg.
  • R. Elmasri, S.B. Navathe: Grundlagen von Datenbanksystemen (dt. Übers.), Pearson Studium (1100 S., sehr ausführlich).
  • R. Elmasri, S.B. Navathe: Grundlagen von Datenbanksystemen - Ausgabe Grundstudium (dt. Übers.), Pearson Studium (550 S., nach Praxisrelevanz ausgewählte Themen).
  • G. Vossen: Datenmodelle, Datenbanksprachen und Datenbankmanagement-Systeme (In Deutsch). Addison-Wesley.
  • J. Ullman and J. Widom: A First Course in Database Systems. Prentice Hall.
  • ... oder andere DB-Lehrbücher.