Aufgabenstellung
Du machst ein Betriebspraktikum bei der Fahrschule Rudi Flott.
Rudi Flott hat bisher alle wesentlichen Informationen über seine Fahrschüler und ihre Fahrstunden in Excel verwaltet. Solange Rudi noch alleine als Fahrlehrer arbeitete, kam er damit gut zurecht. Doch mittlerweile beschäftigt Rudi weitere 5 Fahrlehrer/Innen und auch eine Sekretärin Rita, die die Verwaltung macht.
Dem entsprechend sind auch die Anzahl der Fahrschüler und auch Menge sonstiger Informationen gestiegen und Rudi verliert so langsam den Überblick.
Seit dem letzten Jahr hat Rudi Flott schon einen professionellen Internetauftritt, den er mit hilfreicher Unterstützung von zwei Praktikanten vom HHBK in HTML erstellt hat. In diesem Jahr möchte Rudi seine Datenverwaltung optimieren und auch hier eine professionelle Software einsetzen.
Im Rahmen der Anforderungsanalyse (Anlage A) hat Rudi bereits erste Ideen entwickelt, welche Daten er künftig professionell verwalten möchte.
Als Benutzer dieses Datenbanksystems sieht er zunächst seine Sekretärin Rita, die die Datenpflege (Fahrschüler, Preise, Gebühren, etc. erfasst) und das Inkasso macht (d.h. Rechnungen schreibt und die Zahlungen der Schüler mit den Rechnungen abgleicht).
Fahrstunden können werden durch sie oder direkt beim Fahrlehrer vereinbart und dann direkt in die Datenbank geschrieben. Die Fahrlehrer können zudem ihre persönlichen Daten (z.B.
Steuerinformationen) einsehen.
Übersicht über die beigefügten Anlagen
Anlage A: Anforderungsanalyse
Aufgaben der schriftlichen Prüfung
Aufgabe 1 – Definition Datenbanksystem & Einsatzbereiche von Datenbanken (16 Punkte)
a) Was wird unter einem Datenbanksystem verstanden? Definiere! Grenze dabei auch die Begriffe Datenbanksystem, Daten(bank), Datenbankmanagementsystem ab. (6 Punkte)
b) Vergleiche den Einsatz einer Software (z.B. PHP) mit Datenbankanbindung und den Einsatz von Excel, indem Du jeweils 3 Vorteile eines jeden nennst. Überlege dazu, was könnte Rudi bewogen haben, zunächst seine Daten in Excel zu verwalten und warum ist nun der Einsatz von Excel nicht mehr optimal? (7 Punkte)
c) Alternativ zum Einsatz eines Datenbanksystems könnten die notwendigen Daten auch in mehreren Dateien (Fahrschüler mit Fahrstunden, Autos mit jeweiligen Benzinverbrauch, etc.) gespeichert werden. Nenne drei wesentliche Nachteile, die mit der Speicherung von Daten in Dateien verbunden sind. (3 Punkte)
Aufgabe 2 – Datenmodellierung (28 Punkte)
Rudi hat sich nun für den Einsatz eines Datenbankmanagementsystems entschieden. In Rahmen einer Anforderungsanalyse (Anlage A) hat er zunächst die Informationen festgelegt, die im ersten
Softwarerelease berücksichtigt werden sollen. Aufgabe ist es nun, diese Informationen in Form eines Entity-Relationship-Modells (ERM) zu strukturieren. Ein Teil des ERM ist bereits vom ihm erstellt worden. Deine Aufgabe ist es nun, dass vorhandene ERM gemäß den Anforderungen zu ergänzen.
Hinweise:
o Es sollen keine Informationen gespeichert werden, die aus anderen abgeleitet werden können (redundanzfrei).
o Die Datenbank soll Bestand haben, d.h. Änderungen wie z.Bsp. Preiserhöhungen die
vorhersehbar sind, sollen ohne Änderung der Datenbankstruktur berücksichtigt werden können.
o Verwende die vorgegebene Standardnotation.
o Ergänze nur Daten, die explizit gefordert sind.
o Überlege: Was sind Attribute bzw. welches sind Attributwerte und was gehört davon ins ERM.
o Es sollen keine Entitätstypen doppelt vorkommen.
Aufgabe 2: Ergänze diese ERM
Fahrschüler Zahlung Datum
Betrag Berücksichtigt
J N
leistet
erhält Name
Vorname
Rechnung Datum
Betrag Bezahlt J N
1 1 M
M
Fahrstunde
Uhrzeit Datum Beginnort In Rechnung gestellt JN benötigt
M N
Tankrechnung
Datum Km-Stand
Betrag
Fahrzeug
Kennzeichen Art verursacht 1
M
Fahrlehrer
Name Telefonnr
…
wird besteuert mit
Steuerkarte
Steuerklasse Konfession
Freibetrag 1
1
gibt 1
M
Aufgabe 3 – Organisationsformen & Relationales Schema & Normalformen (30 Punkte) Das ERM soll nun in eine Datenbank umgesetzt werden. Rudi ist sich zunächst unsicher, welches Datenbankmanagementsystem er nehmen soll. Er weiß, dass es unterschiedliche Organisationsformen von Datenbankmanagementsystem en gibt.
a) Was wird durch die Organisationsform (=Datenbankmodell) festgelegt?
Nenne drei gängige Organisationsformen (Datenbankmodelle) von Datenbanken und charakterisiere diese kurz. (7 Punkte)
b) Rudi hat sich nun für das DBMS MS Access entschieden. Um die Informationen aus dem ERM in einem relationalen Datenbanksystem zu speichern, muss das Relationale Schema abgeleitet werden. Deine Aufgabe ist es nun, dies exemplarisch für den folgenden Teil zu tun. Benenne Primärschlüssel bitte mit PK<Schlüsselname> und Fremdschlüssel mit FK<Schlüsselname>.
Benutze dazu bitte das vorgegebene Lösungsschema, d.h. ergänze die unteren Tabellen entsprechend. (9 Punkte)
Fahrstunde
Uhrzeit Datum Beginnort In Rechnung
gestellt JN benötigt
M N
Tankrechnung Datum Km-Stand
Betrag
Fahrzeug
Kennzeichen Art verursacht 1
M
Fahrlehrer
Name Telefonnr
…
wird besteuert mit
Steuerkarte
Steuerklasse Konfession
Freibetrag 1
1
gibt 1
M
Fahrstunde
Uhrzeit Datum Beginnort In Rechnung
gestellt JN benötigt
M N
Tankrechnung Datum Km-Stand
Betrag
Fahrzeug
Kennzeichen Art verursacht 1
M
Fahrlehrer
Name Telefonnr
…
wird besteuert mit
Steuerkarte
Steuerklasse Konfession
Freibetrag 1
1
gibt 1
M
c) Bei der Verwendung von Fremdschlüsseln kann es zu Verletzungen der Referentiellen Integrität kommen. Was wird darunter verstanden? Wie kann es dazu kommen, erläutere kurz
(Anomalietypen)? Verwende dazu das gegebene Beispiel. (6 Punkte)
d) Die Tabellen einer relationalen Datenbank sollten sich in der 3 Normalform (3NF) befinden. Welche Zielsetzung wird damit verfolgt?
Welche Eigenschaften hat die 3.NF, nenne diese ohne auf die anderen Normalformen Bezug zu nehmen. (8 Punkte)
Lösung Aufgabe 3b)
Fahrlehrer Steuerkarte Fahrstunde
Name Steuerklasse Datum
Telefonnr Konfession Uhrzeit
Freibetrag Abholort
in_Rechnung_gest_JN
Fahrzeug Tankrechnung
Art Betrag
Kennzeichen KM_Stand
Datum
Aufgabe 4 – Transaktionen in Datenbanken (15 Punkte)
Es soll eine Transaktion „Rechnung schreiben“ erstellt werden. Mit dem Erstellen der Rechnung, werden die Fahrstunden, die schon geleistet wurden und bis dato noch nicht in Rechnung gestellt wurden, als „in Rechnung gestellt“ gekennzeichnet. Die Preise dieser einzelnen Fahrstunden werden dann aufsummiert und als Betrag in der Rechnung gespeichert. Diese Operationen sollen als eine Datenbanktransaktion definiert werden. (Entnehme dazu die Datenbankstruktur dem ERM aus Aufgabe 1). Mit dem Eintrag in die Rechnungstabelle erfolgt dann der Ausdruck der Rechnung.
a) Was wird unter einer „Transaktion“ im Zusammen mit Datenbanken verstanden? (2 Punkte) b) Welche konkreten Operationen enthält die Transaktion „Rechnung erstellen“. Benenne dazu jede
Aktion sowie die betroffene Tabelle bzw. Feld. (3 Punkte)
c) Welche Anforderungen sollten Transaktionen erfüllen? (8 Punkte)
d) Warum ist es sinnvoll, diesen Vorgang als Transaktion zu definieren? (2 Punkte)
Aufgabe 5 – Datenschutz & Datensicherheit (25 Punkte)
Da Rudi vorhat, eine Menge Daten zu speichern, müssen auch Aspekte des Datenschutzes & der – sicherheit berücksichtigt werden. Auf die Frage wie dies jedoch ganz konkret zu tun ist, erwartet er von Dir eine Antwort.
a) Definiere Datenschutz. (1 Punkt) b) Definiere Datensicherheit. (1 Punkt)
c) Welche organisatorischen Aspekte sollte Rudi in Bezug auf die Datensicherheit berücksichtigen?
Nehme Bezug auf die konkrete Anwendung. Führe mindestens 4 Aspekte genauer aus. (8 Punkte) d) Welche Maßnahmen kennst Du um MySQL-Datenbanken zu sichern. Nenne sie kurz. (3 Punkte) e) Welche Maßnahmen sollten in Bezug auf Datenschutz hier ergriffen werden? Nehme auch hier
ganz konkret Bezug auf die beschriebene Anwendung. (4 Punkte)
f) Welche Benutzergruppen sollten für die geplante Anwendung eingerichtet werden und mit welchen Rechten sollten diese ausgestattet sein. (8 Punkte)
Anlage A: Anforderungsanalyse
Ziel ist es, alle Fahrschüler mit ihren Fahrstunden, ihren Prüfungsergebnissen, die Fahrlehrer sowie die Fahrzeuge mit ihren Kosten zu ermitteln. Zudem sollen alle Zahlungsvorgänge die mit den Fahrschülern und die mit den Fahrzeugen verbunden sind, erfasst werden.
Zunächst sollen die Informationen aus der Fahrschülerdatei aus Excel übernommen werden.
Abb: Ausschnitt aus der Exceldatei zu den Fahrschülern
Fahrschüler PLZ Ort Strasse Vorwah
l Telefon FS-
Klasse Anz.
Fstd. Sonder- fahrten
Herschbach Helene 51377 Leverkusen Karpfenweg30 0214 77777 A 7
Stein Guenther 41345 Düsseldorf Bahnhofstr3 0211 2568 B 34 12
Hecken-Probst Nicole 41345 Düsseldorf Piet-Mondrian-str.150 0211 35353 A,B 23 9
Bichl Miriana 51377 Leverkusen StAnnaweg11 0214 5757 A 7 8
Niederhof Karin 56077 Koblenz Zollstr4 464646 B 12 12
Knott Gabriele 51377 Leverkusen ZumWeinbrunnen4 0214 757575 A,B 23 10
Birkenbach Werner 41345 Düsseldorf Gartenstr44 0211 575757 B 2
Queisser Gerlinde 51377 Leverkusen Klappergasse15 0214 567575 B 16 2
Siegle Cüilie 51377 Leverkusen Marktplatz2 0214 56757 A 5
Zusätzlich soll die Handynummer von jedem Fahrschüler erfasst werden.
Fahrstunden
Es soll dokumentiert werden, wie viele Fahrstunden vom Fahrschüler genommen werden. Zudem möchte Rudi wissen, wie viele Sonderfahrten genommen worden sind, und auch welche. Folgende Arten werden hierbei unterschieden: Autobahnfahrten, Überlandfahrten, Fahrten bei Dämmerung oder Dunkelheit. Um einen genauen Einsatzplan zu haben, soll zudem erfasst werden, wann diese Fahrstunde ist, wo der Schüler abgeholt werden soll und welcher Fahrlehrer diese Fahrstunde durchführt sowie auch welches Fahrzeug dabei eingesetzt wird. Beim Hängerführerschein, als auch bei Krafträdern werden zwei Fahrzeuge benötigt (Hänger & Auto, Auto & Kraftrad).
Führerscheinklassen
Die Datenbank soll erfassen, welche Führerscheinklassen es überhaupt gibt. Dabei bietet Rudi Schnell derzeit folgende Führerscheine an: M für Roller, A1 für Leichtkrafträder, A für Motorräder, B für Autos, BE der so genannte Hängerführerschein. Alle Führerscheine erfordern ein Mindestalter, das die Anwendung durch den Vergleich des Geburtsdatums des Fahrschülers überprüfen soll.
Prüfung und Prüfungsgebühren
Es sollen alle Prüfungen der Fahrschüler erfasst werden. Dabei werden theoretische und praktische Prüfungen für den Führerschein unterschieden. Von Interesse ist insbesondere das Prüfungsdatum und ob die Prüfung bestanden worden ist. Um automatisch Rechnungen erstellen zu können, sollen auch jegliche Prüfungsgebühren in der Datenbank enthalten sein. Dabei werden diese ca. alle 3 Jahre erhöht. Zu bedenken gilt noch, dass die Gebühr bei Wiederholung der Prüfung geringer ist, als beim ersten Mal.
Fahrlehrer
Zum Fahrlehrer selber werden zunächst nur rudimentäre Daten wie Name und Telefon sowie die notwendigen Steuerinformationen (Steuerklasse, Konfession, Freibetrag) zur Gehaltabrechnung erfasst.
Da die Sekretärin auch häufig Fahrstundentermine vereinbart, soll in der Datenbank auch ersichtlich sein, wann er welche Stunde gibt.
Fahrzeuge
Zu den Fahrzeugen sollen folgende Informationen gespeichert werden: Art des Fahrzeugs (PKW, Kraftrad, Motorrad, PKW mit Anhänger), Amtliches Kennzeichen. Zu bedenken gilt dabei, dass für manche Art von Fahrstunden (z.B. Motorrad, Hänger) zwei Fahrzeuge reserviert werden müssen.
Um später auch Wirtschaftlichkeitsrechnung durchführen zu können, sollen sowohl Tankrechnungen mit Datum, Betrag und Kilometerstand als auch Reparaturrechnungen mit Datum, Betrag, Kilometerstand und Anlass der Reparatur/Wartung erfasst werden.
Rechnungen, Preise Fahrzeug
Für eine automatische Rechnungserstellung, sollen neben den Prüfungsgebühren noch die Preise der einzelnen Fahrstunden erfasst werden. Dazu werden verschiedene Arten von Fahrstunden unterschieden:
die normale Fahrstunde, die Sonderfahrt (Autobahnfahrten, Überlandfahrten, Fahrten bei Dämmerung oder Dunkelheit), Motorradfahrstunde, Hängerfahrstunde, etc..
Wurde eine Fahrstunde bereits in Rechnung gestellt, dann wird die Fahrstunde entsprechend markiert (indem das Feld „in Rechnung gestellt JN“ auf J gesetzt wird).
