Informationstechnik: Übungs-Testlets für den TestAS

Die meisten betrieblichen Informationssysteme speichern ihre Daten in relationalen Datenbanken. Die Daten sind in Tabellen organisiert. Jede Zeile, auch Datensatz genannt, beschreibt ein Objekt, etwa einen Kunden oder eine Bestellung, und jede Spalte, auch Attribut genannt, beschreibt eine Eigenschaft, etwa einen Namen oder einen Betrag. Jede Tabelle hat einen Primärschlüssel, ein Attribut, dessen Wert jede Zeile eindeutig identifiziert, etwa eine Kundennummer. Ein Primärschlüssel darf nie leer sein und sich nie wiederholen.

Tabellen werden über Fremdschlüssel verknüpft. Ein Fremdschlüssel ist ein Attribut in einer Tabelle, das auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle verweist. In einer Bestelltabelle ist die Kundennummer jeder Bestellung ein Fremdschlüssel, der auf die Kundentabelle verweist. So werden Name und Adresse des Kunden nur einmal gespeichert, und jede Bestellung verweist einfach darauf. Solche Wiederholungen zu vermeiden, ein Vorgang namens Normalisierung, verhindert Widersprüche: Zieht ein Kunde um, muss die Adresse nur an einer Stelle geändert werden.

Daten werden mit der Abfragesprache SQL abgerufen. Eine einfache Abfrage hat die Form SELECT Spalten FROM Tabelle WHERE Bedingung. Sie liefert alle Zeilen der Tabelle, die die Bedingung erfüllen, und zeigt nur die genannten Spalten. Funktionen wie COUNT, SUM und AVG fassen viele Zeilen zu einem Wert zusammen. Ein JOIN verbindet Zeilen zweier Tabellen, deren Schlüsselwerte übereinstimmen, zum Beispiel jede Bestellung mit dem passenden Kunden. Zeilen ohne Gegenstück fallen bei einem normalen Join weg.

Datenbanken regeln außerdem, wer welche Daten lesen oder ändern darf, und sorgen dafür, dass zusammengehörige Änderungen, etwa eine Abbuchung von einem Konto und die Gutschrift auf einem anderen, vollständig oder gar nicht erfolgen.

Relationale Datenbanken wurden 1970 von dem Informatiker Edgar F. Codd vorgeschlagen und beherrschen bis heute betriebliche Anwendungen, von Banken bis zu Onlineshops. Alternativen, oft NoSQL-Datenbanken genannt, speichern Daten als Dokumente oder Schlüssel-Wert-Paare und werden dort eingesetzt, wo sehr große Mengen locker strukturierter Daten schnell verarbeitet werden müssen. Egal welches System: Ein sorgfältiger Entwurf von Schlüsseln und Beziehungen hält die Daten über Jahre der Nutzung konsistent.

Die beiden Tabellen unten gehören zu einem kleinen Onlineshop. Die Spalte customer_id in der Tabelle Orders verweist auf die Tabelle Customers.

Tabellenkalkulationen gehören zu den meistgenutzten Werkzeugen in Unternehmen. Ein Arbeitsblatt besteht aus Zellen, die in Spalten, bezeichnet mit Buchstaben, und Zeilen, bezeichnet mit Zahlen, angeordnet sind, sodass jede Zelle eine Adresse wie B3 hat. Eine Zelle kann einen Wert oder eine Formel enthalten, die mit einem Gleichheitszeichen beginnt und aus anderen Zellen ein Ergebnis berechnet.

Entscheidend ist, wie sich Bezüge verhalten, wenn eine Formel kopiert wird. Ein relativer Bezug wie B2 wird angepasst: Kopiert man =B2*C2 von Zeile 2 in Zeile 3, wird daraus =B3*C3. Ein absoluter Bezug, gekennzeichnet durch Dollarzeichen, etwa $E$1, bleibt gleich, wohin die Formel auch kopiert wird. Absolute Bezüge werden für Werte verwendet, die für jede Zeile gelten, etwa einen Steuersatz oder einen Wechselkurs. Gemischte Bezüge wie $E1 oder E$1 fixieren nur die Spalte oder nur die Zeile.

Funktionen fassen Daten zusammen oder prüfen sie. SUM(D2:D5) addiert alle Werte im Bereich von D2 bis D5. AVERAGE berechnet das arithmetische Mittel, MIN und MAX liefern den kleinsten und größten Wert, und COUNTIF zählt die Zellen eines Bereichs, die eine Bedingung erfüllen. Die Funktion IF(Bedingung, Wert wenn wahr, Wert wenn falsch) liefert je nach Test eines von zwei Ergebnissen. In der deutschen Version der Software sind die Funktionsnamen übersetzt, zum Beispiel SUMME und WENN, und die Argumente werden durch Semikolons statt Kommas getrennt; hier werden die englischen Namen verwendet.

Fehler in Tabellenkalkulationen sind häufig und haben in Unternehmen und in der Forschung teure Irrtümer verursacht. Typische Ursachen sind falsche Bereiche, die eine Zeile auslassen, relative Bezüge, die absolut hätten sein sollen, und Zahlen, die über Formeln getippt wurden. Zu guter Praxis gehört, Eingaben von Berechnungen zu trennen, alles klar zu beschriften und Summen mit einer unabhängigen Rechnung zu prüfen.

Große Unternehmen ersetzen wichtige Tabellenkalkulationen mit wachsender Größe oft durch spezielle Software, weil Tabellen schwer zu prüfen und zu kontrollieren sind, wenn viele Menschen sie bearbeiten.

Das Arbeitsblatt unten berechnet den Umsatz eines kleinen Schreibwarenladens. Zelle D2 enthält die Formel =B2*C2, die bis D5 nach unten kopiert wurde. Zelle E1 enthält den Umsatzsteuersatz.