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IHK AP2 Fachinformatiker Daten- und Prozessanalyse

LF 10: ETL/ELT-Prozesse & Moderne Datenpipelines

Extract, Transform, Load, Change Data Capture (CDC), Data Cleaning & Idempotenz

📚 Fachwissen & IHK-Prüfungsrelevanz

Datenpipelines bilden das Rückgrat der modernen Datenarchitektur. Daten müssen aus Vorsystemen extrahiert, bereinigt, standardisiert und für Analysen bereitgestellt werden.

1. ETL vs. ELT Paradigma

KriteriumETL (Extract - Transform - Load)ELT (Extract - Load - Transform)
TransformationsortSeparater Transformationsserver / EngineDirekt im Zieldaten-Warehouse / Lakehouse
PerformanceBegrenzt durch ServerkapazitätMassiv parallel (MPP-Cloud wie Snowflake/BigQuery)
RohdatenspeicherungVerliert Rohdaten oft nach TransformationRohdaten bleiben vollständig im DWH erhalten
EinsatzbereichKlassische Legacy-DWHs, DatenschutzModerne Cloud-Architekturen & Data Lakes

2. Change Data Capture (CDC)

Statt zyklischer Vollabfragen (Full Dumps) oder fehleranfälliger Polling-Queries via WHERE updated_at > ... liest CDC Transaktionen direkt aus dem Write-Ahead Log (WAL) der Datenbank aus. Vorteile: Minimaler Overhead auf dem Produktionssystem, echtzeitnah (Streaming), und Hard Deletes werden zuverlässig erkannt.

3. Idempotenz & Fehlertoleranz

Ein ETL-Job ist idempotent, wenn eine wiederholte Ausführung mit denselben Parametern denselben Endzustand herstellt, ohne dass Duplikate oder verfälschte Aggregationen entstehen (z.B. mittels UPSERT / MERGE INTO statt blindem INSERT).

📝 Original-Prüfungsaufgaben (ZPA Nord-West)

ETL vs ELT Datenpipelines & CDC 8 Punkte
Ein Unternehmen baut eine moderne Analytics-Plattform mit Cloud Data Warehouse auf.

Vergleichen Sie das klassische ETL-Verfahren (Extract, Transform, Load) mit dem modernen ELT-Verfahren (Extract, Load, Transform). Erläutern Sie Change Data Capture (CDC) zur inkrementellen Datenübernahme.

💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)
ETL: Change Data Capture (CDC) & Idempotenz 8 Punkte
Eine E-Commerce-Plattform synchronisiert Kundendaten aus einem operativen PostgreSQL-System in ein analytisches Snowflake Data Warehouse.

a) Erläutern Sie das Funktionsprinzip von Change Data Capture (CDC) über das Write-Ahead-Log (WAL) im Vergleich zu zyklischen Vollabfragen via SELECT mit Timestamp. b) Definieren Sie den Begriff 'Idempotenz' im Kontext von Datenpipelines und begründen Sie, warum Idempotenz im Fehlerfall essenziell ist.

💡 Didaktischer Erwartungshorizont & Punkteverteilung (nach KMK-Kriterien)
a) CDC liest die Änderungen (INSERT, UPDATE, DELETE) direkt asynchron und latenzarm aus den Transaktionslogs (WAL) der Datenbank aus. Dadurch entsteht nahezu keine zusätzliche Last auf der operativen Datenbank und gelöschte Datensätze (Deletes) werden lückenlos erfasst, was bei Timestamp-SELECTs oft nicht möglich ist. b) Idempotenz bedeutet, dass eine Pipeline-Operation beliebig oft mit denselben Eingangsdaten ausgeführt werden kann, ohne das Endergebnis zu verändern. Im Fehlerfall oder bei Pipeline-Wiederholungen (Retries) verhindert dies doppelte Datensätze (Duplikate) und inkonsistente Aggregationen.