Wiederholung: Was war vor 14 Tagen?

• 🔌 Verbindung zum Server über ssh, Arbeiten mit ~/www
• 🧱 Erstellung einer ersten Flask-Webanwendung mit:
  • app.py, templates/index.html, static/
• 🧠 Einführung in das Konzept von Routing:
  • Verarbeitung von @app.route()
  • GET- und POST-Anfragen mit Formularen
• 📦 Nutzung von venv und Paketverwaltung mit pip
• 💬 Variablen, Bedingungen und Schleifen in HTML
• 🎮 Umsetzung eines eigenen kleinen Rätsels (z. B. Escape-Room-Element)
• ✅ Trennung von Logik (Python) und Oberfläche (HTML/CSS)
• 🔁 Ziel: Interaktive Webanwendung mit Benutzereingaben & Feedback

Herausforderung – Warum überhaupt Flask?

• ✅ HTML allein reicht nicht für dynamische Webanwendungen
• ✅ Serverseitige Verarbeitung benötigt Logik (z. B. für Eingaben, Abfragen, Daten)
• ✅ Flask ist leichtgewichtig und ideal für Einsteiger & kleine Projekte
• ✅ Python kann einfach mit Datenbanken und Formularen kombiniert werden

🔍 Moderne Einsatzbereiche:

• 📊 Dashboards für Datenvisualisierung & Analyse
• 📦 APIs und Backend-Logik für Web-Apps oder Mobile Apps

🌐 Live-Demo anzeigen
💻 Quellcode auf GitHub → run.py

Herausforderungen - Komplexe Projektstruktur

/home/isa##
├── .ssh/                      # SSH-Zugang (public key)
├── www/                      # Statische Landing Page / Ihre Homepage / hat NICHTS mit der Flask-App zu tun!
│   ├── index.html
│   ├── unterseiten.html
│   ├── css/
│   │   └── style.css
│   ├── js/
│   │   └── script.js
│   └── img/
│
├── flask_app/                # Flask-Anwendung
│   ├── app.py                # Haupt-Logik		-> erreichbar unter spez. Port (isa#.edumake.de:8022)
│   ├── venv/                 # Virtuelle Umgebung
│   ├── templates/            # HTML-Seiten mit Variablen & Logik
│   │   ├── index.html        # Startseite der Flask-App
│   │   └── raetsel.html      # Formularseite für ein Rätsel
│   └── static/               # CSS, JS, Bilder für Flask
│   		└── assets/               # CSS, JS, Bilder für Flask
│       		├── style.css
│       		├── script.js
│       		└── img/
│   						└── bild1.png 

✅ Trennung von statischer Seite (www/) und interaktiver Flask-App (flask_app/) sorgt für Übersicht.

Herausforderungen - Komplexe Serverstruktur

❓ Wo gab es weitere Schwierigkeiten?

📚 Zentrale Begriffe aus Sitzung 1–3

🧠 Begriffe im Überblick (kompakt erklärt)

🗃️ Datenbanken in Softwaresystemen

In modernen Softwaresystemen sind Datenbanken unverzichtbar für die dauerhafte, strukturierte und sichere Speicherung von Informationen. Sie bilden das Rückgrat vieler Anwendungen – von Webshops über Spiele bis hin zu Verwaltungs- und Buchungssystemen.

🧩 „Eine Datenbank ist ein Abbild der Realität“

Datenbanken bilden Strukturen und Sachverhalte aus der realen Welt in klar definierter, digitaler Form nach. Sie erfassen das, was in der Wirklichkeit vorkommt, in Form von Tabellen, Einträgen und Eigenschaften.

📌 Beispiele:

• Personen → Benutzer-Tabelle
• Bücher → Medien-Tabelle
• Räume, Geräte, Bestellungen → eigene Tabellen mit passenden Spalten

📚 Was sind Datenbanken?

• Geordnete Datensammlung
• Tabellenartige Struktur
• Spalten = Eigenschaften (Attribute)
• Zeilen = Einträge (Datensätze)
• Festgelegtes Schema (z. B. Datentypen)
• Unabhängig vom konkreten Programm
• Unterschiedliche Formen (relational, dokumentbasiert, graphbasiert, ...)

💾 Wann werden Daten in einer Datenbank gespeichert?

Sobald Daten dauerhaft gespeichert und später wieder gezielt abgerufen werden sollen, erfolgt das in modernen Softwaresystemen meist über eine Datenbank.

• ✅ strukturiert, effizient und auf Dauerbetrieb ausgelegt
• ✅ ermöglichen Suchfunktionen, Sicherheit, Mehrbenutzerzugriffe, Konsistenz
• ✅ Beispiele: Nutzerprofile, Beiträge, Spielstände, Logdaten, Mediendateien
• ⚠️ Temporäre Daten (z. B. in RAM, Session, Cookies) brauchen nicht immer eine Datenbank
• ⚠️ Kleine Apps speichern manchmal in einfachen Dateien (z. B. JSON, TXT, CSV)
• 📌 In professionellen Softwaresystemen ist die Datenbank Standard für alle strukturierten, dauerhaft gespeicherten Inhalte

💡 Wofür genau?

• 📋 Speicherung von Benutzerdaten (z. B. Konten, Logins, Rollen)
• 🛒 Verwaltung von Inhalten (z. B. Produkte, Beiträge, Dateien)
• 📨 Erfassen von Nutzereingaben (z. B. Kontaktformulare, Kommentare)
• 📅 Planung und Terminverwaltung (z. B. Kalender, Reservierungen)
• 🎮 Fortschritt und Spielstände in Spielen
• 📊 Protokollierung von Aktivitäten (z. B. Logfiles, Statistikdaten)
• 🔍 Grundlage für Such- und Filtersysteme
• 🔁 Zentrale Datenhaltung für Mehrbenutzersysteme

🛠️ Welche Datenbanktechnologien gibt es?

• 🧱 Relationale Datenbanken (SQL):
  • MySQL, MariaDB, PostgreSQL, SQLite
  • Daten in Tabellen mit festen Strukturen
  • Nutzen SQL zur Abfrage und Manipulation
• 🗂️ NoSQL-Datenbanken:
  • Dokumentbasiert: MongoDB, CouchDB
  • Key-Value: Redis, DynamoDB
  • Graphbasiert: Neo4j
  • Flexiblere Struktur, kein festes Schema
• ☁️ Cloud-Datenbanken:
  • Firebase Realtime DB, Google Cloud SQL, Amazon RDS, Supabase
  • Skalierbar, webbasiert, sofort einsatzbereit

📊 SQL vs. NoSQL – Wann was?

📌 Fazit: SQL ist ideal für stabile, verknüpfte Daten – NoSQL für dynamische, flexible Systeme.

Kurze Einführung in SQL

SQL steht für Structured Query Language und ist die Standardsprache zur Arbeit mit relationalen Datenbanken. Sie ermöglicht es, Daten abzufragen, zu speichern, zu verändern und zu löschen – in einem klaren, tabellenbasierten System.

📌 SQL ist deklarativ – man beschreibt, was man will, nicht wie es intern passiert.

Ziel dieser Veranstaltung ist nicht, dass Sie SQL vollständig beherrschen. Vielmehr sollen Sie die grundlegende Funktionsweise von Datenbanken in modernen Softwaresystemen verstehen – und exemplarisch erleben, wie sich eine einfache Datenbank mit Flask verknüpfen lässt.

📊 Von der Realität zur Datenbank

• Realität → Informationsstruktur: Was soll gespeichert werden?
• Zweckbestimmung: Kundenanforderung, Ziel des Systems
• Konzeptuelles Modell (ERM): Entitäten und Beziehungen
• Logisches Modell: Tabellen & Beziehungen im DB-Schema
• Physisches Modell: Technische Umsetzung im DBMS
• Unterscheidung: DBMS-unabhängige Planung vs. konkrete Umsetzung

📘 Vom konzeptionellen zum logischen Datenmodell

• Entity-Relationship-Modell (ERM): beschreibt Objekte (Entitäten) und deren Beziehungen
• Attribute: Eigenschaften von Entitäten (z. B. Name, Artikelnummer)
• Beziehungen: z. B. Kunde veranlasst Bestellung
• Kardinalitäten: zeigen, wie oft Entitäten miteinander verknüpft sein können (z. B. 1:1, 1:N, N:M)
• 📉 Im unteren Modell: präzisere Kardinalitäten durch Zahlenbereiche (0..1, 1..1, 0..N)

🧱 Struktur einer Tabelle im relationalen Modell

• Relation (Tabelle): entspricht einer Datenstruktur mit festen Spalten
• Attribute (Spalten): definieren die Art der gespeicherten Daten (z. B. Name, Wohnort)
• Tupel (Zeilen): jede Zeile beschreibt einen konkreten Datensatz
• Relationenschema: legt Struktur und Datentypen der Tabelle fest
• ⚙️ Grundlage für Abfragen mit SQL (z. B. SELECT, WHERE)

🔗 Fremdschlüssel & Beziehungen zwischen Tabellen

• 👤 Eine Person (z. B. Schüler/in) ist einem Kurs zugeordnet
• 📌 Die Spalte KursNr in der Personentabelle ist ein Fremdschlüssel
• 🔐 Der Fremdschlüssel verweist auf den Primärschlüssel KursNr in der Kurstabelle
• 🎓 So entsteht eine 1:n-Beziehung: Ein Kurs kann mehrere Personen haben, aber jede Person nur einen Kurs
• ✅ Typisches Beispiel relationaler Modellierung