Modul Datenbanken und Kommunikationsnetze 1, Medieninformatik (Bachelor) (SPO 2)
Das Modul vermittelt Grundlagen und praktische Kompetenzen in Datenbanksystemen und Kommunikationsnetzen.
Kompetenzziele im Bereich Datenbanken:
- Studierende können relationale Datenbanken modellieren, normalisieren und implementieren.
- Sie beherrschen SQL (DDL, DML, DCL), Transaktionsmanagement, JDBC und OR-Mapping (Hibernate).
- Sie entwickeln eigenständig Datenbankanwendungen und integrieren diese in Programmiersprachen wie Java.
- Teamarbeit und Problemlösungsfähigkeit werden durch praxisorientierte Projekte gefördert.
Kompetenzziele im Bereich Kommunikationsnetze:
- Studierende verstehen die Architektur und Funktionsweise von Netzwerken und analysieren Protokolle wie HTTP, TCP, UDP, IPv4/IPv6.
- Sie planen, konfigurieren und evaluieren Netzwerke, einschließlich Routing und Subnetting.
- Sie implementieren Protokollfunktionen und nutzen Werkzeuge zur Netzwerkanalyse und Fehlerdiagnose.
- Sie können Leistungskennzahlen von Netzwerken analysieren und bewerten.
Das Modul fördert analytisches Denken, praktische Problemlösungsfähigkeit und Teamarbeit und bildet eine Grundlage für Themen wie Netzwerksicherheit und verteilte Systeme.
Die Vorlesung behandelt die folgenden Themen:
- Einführung Informationssysteme
- Grundlagen von Datenbanksystemen
- Datenbankorganisation
- Datenmodelle
- Datenbankschema
- Architektur: 3-Schichten-Modell, Client-Server-Architektur
- Aktueller SQL-Standard (Abfragen, DDL, DML, insbes. auch SQL:2003 mit objektorientierten Erweiterungen, NF2, Fenster-Funktionen)
- Transaktionen
- JDBC
- ER-Modellierung
- Abbilden von Entitäten und Beziehungen auf relationale Datenmodelle
- Normalisierung
- OR-Mapping
- Skript
- Beispieldatenbanken der Vorlesung für die gängigen Datenbanksysteme
- Übungsaufgaben
- Beispielprogramme
- Sammlung alter Klausuren und deren Lösungen
- Edwin Schicker, "Datenbanken und SQL", Springer Vieweg, 2017, ISBN: 978-3834817327
- Gunter Saake, Kai-Uwe Sattler, "Datenbanken - Konzepte und Sprachen", mitp, 2013, ISBN: 978-3286694530
Seminaristischer Unterricht, Übungen teils mit direkter Erfolgskontrolle.
M.Sc. Amir Bukhari
Die in "Datenbanken 1" erlernten Kenntnisse werden in Gruppenarbeit vertieft und praktisch geübt. Das Zusammenspiel einer Datenbank mit einer höheren Programmiersprache (Java) wird verstanden. Der Einsatz von SQL (DCL; DML; DDL), Transaktionen und Isolationsebenen und die Vermeidung von Deadlocks wird beherrscht.
Es wird eine Datenbankanwendung für eine Lagerverwaltung entworfen und prototypisch realisiert. Dies umfasst das Aufsetzen eines DB-Schemas, den Entwurf und das Testen von SQL-Abfragen, den Einsatz von Transaktionen und Transaktionsebenen sowie die Programmierung von Abfragen und Transaktionen mit Java unter Verwendung von JDBC auf Basis von Oracle (die Vorbereitung zum Labor soll in PostgreSQL oder MySQL erfolgen).
Schließlich werden mehrere gegebene verbale Sachverhalte analysiert, in ein Entity-Relationship-Modell übertragen, normalisiert, in ein physikalisches Schema transferiert und zuletzt in SQL angelegt. Hier wird auch eine Querbezug zur Veranstaltung Mensch-Maschine-Kommunikation hergestellt, insofern, als dass zu den eigenen MMK-Entwürfen auch SQL-Datenmodelle erstellt werden.
- Skript
- Beispieldatenbanken
- Programmierrahmen
- Ramez Elmasri, Shamkant B. Navathe, "Grundlagen von Datenbanksystemen", Ausgabe Grundstudium (Taschenbuch), Pearson, 2005, ISBN: 3827371538
- Gunter Saake, Kai-Uwe Sattler, "Datenbanken & Java. JDBC, SQLJ, ODMG und JDO", Dpunkt Verlag, 2003, ISBN: 3898642283
Betreutes Labor mit Abschlusspräsentation am Rechner, selbstständige Arbeit, Vor- Nachbereitung, Verfassen eines Laborberichtes zu den Aufgaben.
In der Vorlesung „Kommunikationsnetze 1“ erwerben die Studierenden ein grundlegendes Verständnis der Architektur und Funktionalität von Kommunikationsnetzen. Nach Abschluss der Vorlesung können sie die Protokollschichten des Internet-Protokollstapels (Anwendungsschicht, Transportschicht, Vermittlungsschicht und Sicherungsschicht) erklären und spezifische Protokolle wie HTTP, TCP, UDP und IP analysieren und bewerten. Darüber hinaus sind sie in der Lage, Herausforderungen wie Flusskontrolle, Staukontrolle und Fehlerbehandlung zu beschreiben und in praktischen Szenarien anzuwenden.
Die Vorlesung behandelt die folgenden Inhalte:
- Grundlagen des Internets und seiner Dienste sowie der Protokollarchitektur.
- Detaillierte Betrachtung von Anwendungsschichtprotokollen wie HTTP, SMTP und DNS.
- Mechanismen der Transportschicht, darunter TCP und UDP, sowie Fluss- und Staukontrolle.
- Vermittlungsschicht mit Adressierung, Routing-Algorithmen und Protokollen wie IPv4, IPv6, OSPF und BGP.
- Sicherungsschicht mit Fokus auf Fehlererkennung, Medienzugriff und MAC-Protokollen.
- Eine praxisorientierte Zusammenfassung verdeutlicht das Zusammenspiel der Schichten anhand eines realistischen Szenarios.
Die Vorlesung wird im Flipped Classroom-Format unterrichtet. Die Studierenden bereiten sich eigenständig mithilfe von Vorlesungsfolien und Erklärvideos auf die Live-Termine vor. In den Präsenzveranstaltungen werden Inhalte durch Fallstudien und Übungen vertieft. Online-Tests bieten den Studierenden die Möglichkeit zur Selbstüberprüfung und zur Sammlung von Bonuspunkten für die Klausur. Die Prüfungsleistung besteht aus einer 60-minütigen Klausur, die Teil der Modulklausur „Datenbanken und Kommunikationsnetze 1“ ist.
Der Arbeitsaufwand beträgt insgesamt 75 Stunden, aufgeteilt in 25 Stunden Präsenzzeit, 25 Stunden asynchrones Lernen und 25 Stunden für Prüfungsvorbereitung und Nachbereitung.
- Foliensammlung und Erklärvideos im ILIAS-System
- Jim Kurose, Keith Ross, "Computernetzwerke - Der Top-Down-Ansatz", Pearson, 2014
- Verschiedene Internet-Standards, siehe https://www.rfc-editor.org
- Weitere Hinweise in der Vorlesung