Naturwissenschaften

Normalisierung einer relationalen Datenbank

Veröffentlicht am 13.04.2005
  • Sekundarstufe II
  • etwa 5 Unterrichtsstunden
  • Unterrichtsplanung
  • 1 Arbeitsmaterial

Um Datenredundanz, Einfüge, Änderungs- und Löschanomalien zu vermeiden, ist es notwendig, die Tabellen im relationalen Datenbankmodell zu normalisieren. Die Normalisierung erfolgt in drei Schritten, so dass von der ersten, zweiten und dritten Normalform gesprochen wird.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Es wird vorausgesetzt, dass die Schülerinnen und Schüler die Grundlagen der Datenmodellierung kennen und einfache Datenmodellierungsprozesse durchführen können. In dieser Unterrichtseinheit wird der relationale Datenbankentwurf durch Normalisierung optimiert. Erst nach der beispielhaft durchgeführten Normalisierung wird konkreter auf mögliche Probleme der Datenredundanzen und Manipulationsanomalien eingegangen. Die Jugendlichen setzen den ersten Datenbankentwurf und den, der der dritten Normalform genügt, praktisch um (zum Beispiel in Access 2000). Der anschließende Vergleich der SQL-Befehle, die im jeweiligen Modell notwendig sind um konsistente Änderungen des Datenbankbestandes durchzuführen, zeigt dann deutlich die Vorteile des normalisierten Datenbankentwurfs. Alternativ kann das Thema Normalisierung durch ein Schülerreferat eingeführt werden. In dem Buch "Online-Projekte mit PHP und MySQL" (Asmuth, 2004, siehe Links und Literatur zum Thema Datenbank) ist die Normalisierung von Tabellen anschaulich erklärt und eignet sich zur selbstständigen Erarbeitung.

  • Schrittweise Erarbeitung der Normalisierung
    Am konkreten Beispiel eines relationalen Datenbankschemas werden Einfüge-, Lösch-, und Änderungs-Anomalien identifiziert. Nach der Normalisierung wird überprüft, ob die Anomalien im Datenbankentwurf beseitigt werden konnten.
  • Überführung eines Datenbankentwurfs in die Normalformen
    Am Beispiel eines Online-Händlers, der die Bestellungen seiner Kunden speichert, wird die Überführung eines relationalen Datenbankentwurfs in die erste, zweite und dritte Normalform eingeübt.
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Vermittelte Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • einen relationalen Datenbankentwurf schrittweise in die dritte Normalform überführen.
  • an konkreten Beispielen erklären können, wie durch eine unvorteilhafte Modellierung der Datenstruktur Datenredundanzen entstehen und unzureichende Manipulationen des Datenbankinhaltes zu Anomalien führen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaRelationale Datenbanken III: Normalisierung einer relationalen Datenbank
AutorMichael Kowalski
FachInformatik
ZielgruppeJahrgangsstufe 12
Zeitraumetwa 5 Unterrichtsstunden
Technische VoraussetzungenWindowsrechner in ausreichender Anzahl (für Einzel- oder Partnerarbeit)
SoftwareAccess 2000

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Avatar Michael Kowalski

unterrichtet am Heinrich-Heine-Gymnasium in Köln die Fächer Mathematik und Informatik (Sekundarstufe I und II). Von 2006 bis 2012 war er Lehrer am Lise-Meitner-Gymnasium in Leverkusen und zuvor Referendar am Clara-Schumann-Gymnasium in Bonn. Vor dem Eintritt in den Schuldienst arbeitete er drei Jahre als Unternehmensberater. Dort war er an der Konzeption und Umsetzung umfangreicher IT-Projekte für deutsche Großbanken beteiligt.

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