计算机级C语言笔试部分分为数据结构软件工程数据库面向程序设计很详细3.doc

个人收集整理 勿做商业用途再苦再难，也要坚强，只为那些期待的眼神。二级C语言公共基础知识之 数据结构考点1 算法的复杂度1算法的基本概念算法的基本特征:可行性、确定性、有穷性、输入(可为0）、输出(不能为0）2算法复杂度 包括时间复杂度和空间复杂度名称描述时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间考点2 逻辑结构和存储结构1逻辑结构2存储结构考点3 线性结构和非线性结构根据数据结构中各数据元素之间前后件关系的复杂程度一般将数据结构分为两大类型：线性结构与非线性结构如果一个非空的数据结构满足下列两个条件：（1）有且只有一个根结点；（2)每一个结点最多有一个前件也最多有一个后件则称该数据结构为线性结构线性结构又称线性表在一个线性结构中插入或删除任何一个结点后还应是线性结构栈、队列、串等都线性结构如果一个数据结构不是线性结构则称之为非线性结构数组、广义表、树和图等数据结构都是非线性结构考点4 栈1栈的基本概念栈（stack)是一种特殊的线性表是限定只在一端进行插入与删除的线性表在栈中一端是封闭的既不允许进行插入元素也不允许删除元素;另一端是开口的允许插入和删除元素通常称插入、删除的这一端为栈顶另一端为栈底当表中没有元素时称为空栈栈顶元素总是后被插入的元素从而也是最先被删除的元素；栈底元素总是最先被插入的元素从而也是最后才能被删除的元素先进后出或后进先出2栈的顺序存储及其运算 栈的基本运算有三种：入栈、退栈与读栈顶元素（1)入栈运算:入栈运算是指在栈顶位置插入一个新元素（2）退栈运算：退栈是指取出栈顶元素并赋给一个指定的变量（3）读栈顶元素：读栈顶元素是指将栈顶元素赋给一个指定的变量考点5 队列1队列的基本概念队列是只允许在一端进行删除在另一端进行插入的顺序表通常将允许删除的这一端称为队头允许插入的这一端称为队尾 当表中没有元素时称为空队列队列的修改是依照先进先出的原则进行的因此队列也称为先进先出的线性表或者后进后出的线性表例如：火车进遂道最先进遂道的是火车头最后是火车尾而火车出遂道的时候也是火车头先出最后出的是火车尾若有队列:Q =（q1q2.。qn）那么q1为队头元素（排头元素)qn为队尾元素队列中的元素是按照q1q2。qn的顺序进入的退出队列也只能按照这个次序依次退出即只有在q1q2.。.qn-1 都退队之后qn才能退出队列因最先进入队列的元素将最先出队所以队列具有先进先出的特性体现”先来先服务的原则队头元素q1是最先被插入的元素也是最先被删除的元素队尾元素qn是最后被插入的元素也是最后被删除的元素 先进先出入队运算为往队列队尾插入一个数据元素退队运算为从队列的队头删除一个数据元素考点6 链表在链式存储方式中要求每个结点由两部分组成：一部分用于存放数据元素值称为数据域另一部分用于存放指针称为指针域其中指针用于指向该结点的前一个或后一个结点（即前件或后件）链式存储方式既可用于表示线性结构也可用于表示非线性结构（1）线性链表线性表的链式存储结构称为线性链表在某些应用中对线性链表中的每个结点设置两个指针一个称为左指针用以指向其前件结点;另一个称为右指针用以指向其后件结点这样的表称为双向链表在线性链表中各数据元素结点的存储空间可以是不连续的且各数据元素的存储顺序与逻辑顺序可以不一致在线性链表中进行插入与删除不需要移动链表中的元素（2）带链的栈栈也是线性表也可以采用链式存储结构带链的栈可以用来收集计算机存储空间中所有空闲的存储结点这种带链的栈称为可利用栈考点7 二叉树及其基本性质1、二叉树及其基本概念二叉树是一种很有用的非线性结构具有以下两个特点：非空二叉树只有一个根结点；每一个结点最多有两棵子树且分别称为该结点的左子树和右子树在二叉树中每一个结点的度最大为2即所有子树（左子树或右子树）也均为二叉树另外二叉树中的每个结点的子树被明显地分为左子树和右子树在二叉树中一个结点可以只有左子树而没有右子树也可以只有右子树而没有左子树当一个结点既没有左子树也没有右子树时该结点即为叶子结点父结点（根）在树结构中每一个结点只有一个前件称为父结点没有前件的结点只有一个称为树的根结点简称树的根例如在图11中结点A是树的根结点子结点和叶子结点在树结构中每一个结点可以有多个后件称为该结点的子结点没有后件的结点称为叶子结点例如在图11中结点DEF均为叶子结点度在树结构中一个结点所拥有的后件的个数称为该结点的度所有结点中最大的度称为树的度例如在图11中根结点A和结点B的度为2结点C的度为1叶子结点DEF的度为0所以该树的度为2深度定义一棵树的根结点所在的层次为1其他结点所在的层次等于它的父结点所在的层次加1树的最大层次称为树的深度例如在图11中根结点A在第1层结点BC在第2层结点DEF在第3层该树的深度为3子树在树中以某结点的一个子结点为根构成的树称为该结点的一棵子树2、二叉树基本性质二叉树具有以下几个性质：性质1：在二叉树的第k层上最多有2k-1（k1)个结点；性质2：深度为m的二叉树最多有2m1个结点；性质3：在任意一棵二叉树中度为0的结点（即叶子结点)总是比度为2的结点多一个性质4：具有n个结点的二叉树其深度至少为log2n+1其中log2n表示取log2n的整数部分3、满二叉树与完全二叉树满二叉树是指这样的一种二叉树：除最后一层外每一层上的所有结点都有两个子结点在满二叉树中每一层上的结点数都达到最大值即在满二叉树的第k层上有2k-1个结点且深度为m的满二叉树有2m1个结点完全二叉树是指这样的二叉树：除最后一层外每一层上的结点数均达到最大值；在最后一层上只缺少右边的若干结点对于完全二叉树来说叶子结点只可能在层次最大的两层上出现：对于任何一个结点若其右分支下的子孙结点的最大层次为p则其左分支下的子孙结点的最大层次或为p或为p+1完全二叉树具有以下两个性质：性质5:具有n个结点的完全二叉树的深度为log2n+1性质6:设完全二叉树共有n个结点如果从根结点开始按层次（每一层从左到右）用自然数12.。.n给结点进行编号则对于编号为k(k=12.。.。n）的结点有以下结论：若k=1则该结点为根结点它没有父结点；若k1则该结点的父结点编号为INT（k/2）若2kn则编号为k的结点的左子结点编号为2k；否则该结点无左子结点（显然也没有右子结点）若2k+1n则编号为k的结点的右子结点编号为2k+1；否则该结点无右子结点考点8 二叉树的遍历在遍历二叉树的过程中一般先遍历左子树再遍历右子树在先左后右的原则下根据访问根结点的次序二叉树的遍历分为三类：前序遍历、中序遍历和后序遍历（1）前序遍历：先访问根结点、然后遍历左子树最后遍历右子树；并且在遍历左、右子树时仍然先访问根结点然后遍历左子树最后遍历右子树 ABDE CF(2）中序遍历：先遍历左子树、然后访问根结点最后遍历右子树；并且在遍历左、右子树时仍然先遍历左子树然后访问根结点最后遍历右子树 DBE AC F（3）后序遍历：先遍历左子树、然后遍历右子树最后访问根结点；并且在遍历左、右子树时仍然先遍历左子树然后遍历右子树最后访问根结点D EB FCA考点9 顺序查找查找是指在一个给定的数据结构中查找某个指定的元素从线性表的第一个元素开始依次将线性表中的元素与被查找的元素相比较若相等则表示查找成功;若线性表中所有的元素都与被查找元素进行了比较但都不相等则表示查找失败例如在一维数组21462499577786中查找数据元素98首先从第1个元素21开始进行比较与要查找的数据不相等接着与第2个元素46进行比较以此类推当进行到与第4个元素比较时它们相等所以查找成功如果查找数据元素100则整个线性表扫描完毕仍未找到与100相等的元素表示线性表中没有要查找的元素在下列两种情况下也只能采用顺序查找：（1）如果线性表为无序表则不管是顺序存储结构还是链式存储结构只能用顺序查找（2）即使是有序线性表如果采用链式存储结构也只能用顺序查找考点10 二分法查找二分法查找也称拆半查找是一种高效的查找方法能使用二分法查找的线性表必须满足两个条件： 用顺序存储结构;线性表是有序表在本书中为了简化问题而更方便讨论有序”是特指元素按非递减排列即从小到大排列但允许相邻元素相等下一节排序中有序的含义也是如此顺序查找法每一次比较只将查找范围减少1而二分法查找每比较一次可将查找范围减少为原来的一半效率大大提高对于长度为n的有序线性表在最坏情况下二分法查找只需比较log2n次而顺序查找需要比较n次考点11 排序冒泡排序法和快速排序法都属于交换类排序法（1)冒泡排序法首先从表头开始往后扫描线性表逐次比较相邻两个元素的大小若前面的元素大于后面的元素则将它们互换不断地将两个相邻元素中的大者往后移动最后最大者到了线性表的最后然后从后到前扫描剩下的线性表逐次比较相邻两个元素的大小若后面的元素小于前面的元素则将它们互换不断地将两个相邻元素中的小者往前移动最后最小者到了线性表的最前面对剩下的线性表重复上述过程直到剩下的线性表变空为止此时已经排好序在最坏的情况下冒泡排序需要比较次数为n(n1)/2(2）快速排序法任取待排序序列中的某个元素作为基准(一般取第一个元素）通过一趟排序将待排元素分为左右两个子序列左子序列元素的排序码均小于或等于基准元素的排序码右子序列的排序码则大于基准元素的排序码然后分别对两个子序列继续进行排序直至整个序列有序二级C语言公共基础知识之 软件工程考点1 软件工程基本概念1软件定义与软件特点软件指的是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分包括程序、数据和相关文档的完整集合程序是软件开发人员根据用户需求开发的、用程序设计语言描述的、适合计算机执行的指令序列数据是使程序能正常操纵信息的数据结构文档是与程序的开发、维护和使用有关的图文资料可见软件由两部分组成：（1)机器可执行的程序和数据；（2）机器不可执行的与软件开发、运行、维护、使用等有关的文档根据应用目标的不同软件可分应用软件、系统软件和支撑软件（或工具软件）名称描述应用软件为解决特定领域的应用而开发的软件系统软件计算机管理自身资源提高计算机使用效率并为计算机用户提供各种服务的软件支撑软件（或工具软件）支撑软件是介于两者之间协助用户开发软件的工具性软件2软件工程为了摆脱软件危机提出了软件工程的概念软件工程学是研究软件开发和维护的普遍原理与技术的一门工程学科所谓软件工程是指采用工程的概念、原理、技术和方法指导软件的开发与维护软件工程学的主要研究对象包括软件开发与维护的技术、方法、工具和管理等方面软件工程包括3个要素：方法、工具和过程名称描述方法方法是完成软件工程项目的技术手段工具工具支持软件的开发、管理、文档生成过程过程支持软件开发的各个环节的控制、管理考点2 软件生命周期1软件生命周期概念软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役的过程称为软件生命周期一般包括可行性分析研究与需求分析、设计、实现、测试、交付使用以及维护等活动如图31所示软件生命周期分为3个时期共8个阶段（1）软件定义期：包括问题定义、可行性研究和需求分析3个阶段；（2）软件开发期：包括概要设计、详细设计、实现和测试4个阶段；(3）运行维护期:即运行维护阶段软件生命周期各个阶段的活动可以有重复执行时也可以有迭代如图3-1所示2软件生命周期各阶段的主要任务 任务描述问题定义确定要求解决的问题是什么可行性研究与计划制定决定该问题是否存在一个可行的解决办法指定完成开发任务的实施计划需求分析对待开发软件提出需求进行分析并给出详细定义编写软件规格说明书及初步的用户手册提交评审软件设计通常又分为概要设计和详细设计两个阶段给出软件的结构、模块的划分、功能的分配以及处理流程这阶段提交评审的文档有概要设计说明书、详细设计说明书和测试计划初稿软件实现在软件设计的基础上编写程序这阶段完成的文档有用户手册、操作手册等面向用户的文档以及为下一步作准备而编写的单元测试计划软件测试在设计测试用例的基础上检验软件的各个组成部分编写测试分析报告运行维护将已交付的软件投入运行同时不断的维护进行必要而且可行的扩充和删改考点3 软件设计基本概念从技术观点上看软件设计包括软件结构设计、数据设计、接口设计、过程设计（1）结构设计定义软件系统各主要部件之间的关系;（2)数据设计将分析时创建的模型转化为数据结构的定义；（3）接口设计是描述软件内部、软件和协作系统之间以及软件与人之间如何通信;（4）过程设计则是把系统结构部件转换为软件的过程性描述从工程管理角度来看软件设计分两步完成：概要设计和详细设计(1）概要设计将软件需求转化为软件体系结构、确定系统级接口、全局数据结构或数据库模式；（2)详细设计确立每个模块的实现算法和局部数据结构用适当方法表示算法和数据结构的细节考点4 软件设计的基本原理1、软件设计中应该遵循的基本原理和与软件设计有关的概念(1）抽象：软件设计中考虑模块化解决方案时可以定出多个抽象级别抽象的层次从概要设计到详细设计逐步降低（2)模块化：模块是指把一个待开发的软件分解成若干小的简单的部分模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把软件系统划分成若干模块的过程（3）信息隐蔽：信息隐蔽是指在一个模块内包含的信息（过程或数据）对于不需要这些信息的其他模块来说是不能访问的（4）模块独立性：模块独立性是指每个模块只完成系统要求的独立的子功能并且与其他模块的联系最少且接口简单模块的独立程度是评价设计好坏的重要度量标准衡量软件的模块独立性使用耦合性和内聚性两个定性的度量标准内聚性是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展一个模块的内聚性越强则该模块的模块独立性越强一个模块与其他模块的耦合性越强则该模块的模块独立性越弱2、衡量软件模块独立性使用耦合性和内聚性两个定性的度量标准内聚性是度量一个模块功能强度的一个相对指标内聚是从功能角度来衡量模块的联系它描述的是模块内的功能联系内聚有如下种类它们之间的内聚度由弱到强排列：偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚耦合性是模块之间互相连接的紧密程度的度量耦合性取决于各个模块之间接口的复杂度、调用方式以及哪些信息通过接口耦合可以分为下列几种它们之间的耦合度由高到低排列:内容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、标记耦合、数据耦合、非直接耦合在程序结构中各模块的内聚性越强则耦合性越弱一般较优秀的软件设计应尽量做到高内聚低耦合即减弱模块之间的耦合性和提高模块内的内聚性有利于提高模块的独立性考点5 结构化分析方法1、结构化分析方法的定义结构化分析方法就是使用数据流图(DFD）、数据字典（DD)、结构化英语、判定表和判定树的工具来建立一种新的、称为结构化规格说明的目标文档结构化分析方法的实质是着眼于数据流、自顶向下、对系统的功能进行逐层分解、以数据流图和数据字典为主要工具建立系统的逻辑模型2、结构化分析方法常用工具（1）数据流图(DFD）数据流图是系统逻辑模型的图形表示即使不是专业的计算机技术人员也容易理解它因此它是分析员与用户之间极好的通信工具(2)数据字典(DD）数据字典是对数据流图中所有元素的定义的集合是结构化分析的核心数据流图和数据字典共同构成系统的逻辑模型没有数据字典数据流图就不严格若没有数据流图数据字典也难于发挥作用数据字典中有4种类型的条目：数据流、数据项、数据存储和加工(3）判定表有些加工的逻辑用语言形式不容易表达清楚而用表的形式则一目了然如果一个加工逻辑有多个条件、多个操作并且在不同的条件组合下执行不同的操作那么可以使用判定表来描述(4)判定树判定树和判定表没有本质的区别可以用判定表表示的加工逻辑都能用判定树表示3、软件需求规格说明书软件需求规格说明书是需求分析阶段的最后成果是软件开发的重要文档之一它的特点是具有正确性、无歧义性、完整性、可验证性、一致性、可理解性、可修改性和可追踪性考点6 软件测试的目的和准则1软件测试的目的 （1)测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程（2)好的测试用例（test case）能发现迄今为止尚未发现的错误（3）一次成功的测试是能发现至今为止尚未发现的错误测试的目的是发现软件中的错误但是暴露错误并不是软件测试的最终目的测试的根本目的是尽可能多地发现并排除软件中隐藏的错误2软件测试的准则 根据上述软件测试的目的为了能设计出有效的测试方案以及好的测试用例软件测试人员必须深入理解并正确运用以下软件测试的基本准则(1）所有测试都应追溯到用户需求（2)在测试之前制定测试计划并严格执行（3）充分注意测试中的群集现象(4）避免由程序的编写者测试自己的程序（5）不可能进行穷举测试（6)妥善保存测试计划、测试用例、出错统计和最终分析报告为维护提供方便考点7 软件测试的方法和实施【考点精讲】1、软件测试方法软件测试具有多种方法依据软件是否需要被执行可以分为静态测试和动态测试方法如果依照功能划分可以分为白盒测试和黑盒测试方法 1静态测试和动态测试 (1）静态测试包括代码检查、静态结构分析、代码质量度量等其中代码检查分为代码审查、代码走查、桌面检查、静态分析等具体形式(2）动态测试静态测试不实际运行软件主要通过人工进行分析动态测试就是通常所说的上机测试是通过运行软件来检验软件中的动态行为和运行结果的正确性动态测试的关键是使用设计高效、合理的测试用例测试用例就是为测试设计的数据由测试输入数据和预期的输出结果两部份组成测试用例的设计方法一般分为两类：黑盒测试方法和白盒测试方法2黑盒测试和白盒测试 （1）白盒测试白盒测试是把程序看成装在一只透明的白盒子里测试者完全了解程序的结构和处理过程它根据程序的内部逻辑来设计测试用例检查程序中的逻辑通路是否都按预定的要求正确地工作（2）黑盒测试黑盒测试是把程序看成一只黑盒子测试者完全不了解或不考虑程序的结构和处理过程它根据规格说明书的功能来设计测试用例检查程序的功能是否符合规格说明的要求2、软件测试的实施软件测试过程分4个步骤即单元测试、集成测试、验收测试和系统测试单元测试是对软件设计的最小单位-模块（程序单元）进行正确性检验测试单元测试的技术可以采用静态分析和动态测试集成测试是测试和组装软件的过程主要目的是发现与接口有关的错误主要依据是概要设计说明书集成测试所设计的内容包括:软件单元的接口测试、全局数据结构测试、边界条件和非法输入的测试等集成测试时将模块组装成程序通常采用两种方式:非增量方式组装和增量方式组装确认测试的任务是验证软件的功能和性能以及其他特性是否满足了需求规格说明中确定的各种需求包括软件配置是否完全、正确确认测试的实施首先运用黑盒测试方法对软件进行有效性测试即验证被测软件是否满足需求规格说明确认的标准系统测试是通过测试确认的软件作为整个基于计算机系统的一个元素与计算机硬件、外设、支撑软件、数据和人员等其他系统元素组合在一起在实际运行（使用)环境下对计算机系统进行一系列的集成测试和确认测试系统测试的具体实施一般包括:功能测试、性能测试、操作测试、配置测试、外部接口测试、安全性测试等考点8 程序的调试在对程序进行了成功的测试之后将进入程序调试（通常称Debug即排错）程序的调试任务是诊断和改正程序中的错误调试主要在开发阶段进行程序调试活动由两部分组成一是根据错误的迹象确定程序中错误的确切性质、原因和位置;二是对程序进行修改排除这个错误程序调试的基本步骤:（1）错误定位从错误的外部表现形式入手研究有关部分的程序确定程序中出错位置找出错误的内在原因;(2）修改设计和代码以排除错误;（3)进行回归测试防止引进新的错误软件调试可分为静态调试和动态调试静态调试主要是指通过人的思维来分析源程序代码和排错是主要的设计手段而动态调试是辅助静态调试的主要的调试方法有：(1）强行排错法;（2)回溯法；(3）原因排除法二级C语言公共基础知识之 面向程序设计考点1 程序设计的方法与风格养成良好的程序设计风格主要考虑下述因素：1源程序文档化（1）符号名的命名:符号名的命名应具有一定的实际含义以便于对程序功能的理解（2）程序注释：在源程序中添加正确的注释可帮助人们理解程序程序注释可分为序言性注释和功能性注释（3)视觉组织:通过在程序中添加一些空格、空行和缩进等使人们在视觉上对程序的结构一目了然2数据说明的方法为使程序中的数据说明易于理解和维护可采用下列数据说明的风格见表21数据说明风格详细说明次序应规范化使数据说明次序固定使数据的属性容易查找也有利于测试、排错和维护变量安排有序化当多个变量出现在同一个说明语句中时变量名应按字母顺序排序以便于查找使用注释在定义一个复杂的数据结构时应通过注解来说明该数据结构的特点3语句的结构程序应该简单易懂语句构造应该简单直接4输入和输出考点2 结构化程序设计1构化程序设计的原则结构化程序设计方法引入了工程思想和结构化思想使大型软件的开发和编程得到了极大的改善结构化程序设计方法的主要原则为：自顶向下、逐步求精、模块化和限制使用goto语句自顶向上：先考虑整体再考虑细节；先考虑全局目标再考虑局部目标逐步求精：对复杂问题应设计一些子目标作为过渡逐步细化模块化：把程序要解决的总目标分解为分目标再进一步分解为具体的小目标把每个小目标称为一个模块限制使用goto语句：在程序开发过程中要限制使用goto语句2结构化程序的基本结构结构化程序的基本结构有三种类型：顺序结构、选择结构和循环结构顺序结构：是最基本、最普通的结构形式按照程序中的语句行的先后顺序逐条执行选择结构：又称为分支结构它包括简单选择和多分支选择结构循环结构：根据给定的条件判断是否要重复执行某一相同的或类似的程序段循环结构对应两类循环语句:先判断后执行的循环体称为当型循环结构；先执行循环体后判断的称为直到型循环结构考点3 面向对象方法面向对象方法涵盖对象及对象属性与方法、类、继承、多态性几个基本要素(1）对象通常把对象的操作也称为方法或服务属性即对象所包含的信息它在设计对象时确定一般只能通过执行对象的操作来改变属性值应该指的是纯粹的数据值而不能指对象操作描述了对象执行的功能若通过信息的传递还可以为其他对象使用对象具有如下特征：标识惟一性、分类性、多态性、封装性、模块独立性（2）类和实例类是具有共同属性、共同方法的对象的集合它描述了属于该对象类型的所有对象的性质而一个对象则是其对应类的一个实例类是关于对象性质的描述它同对象一样包括一组数据属性和在数据上的一组合法操作（3)消息消息是实例之间传递的信息它请求对象执行某一处理或回答某一要求的信息它统一了数据流和控制流一个消息由三部分组成：接收消息的对象的名称、消息标识符（消息名）和零个或多个参数（4)继承广义地说继承是指能够直接获得已有的性质和特征而不必重复定义它们继承分为单继承与多重继承单继承是指一个类只允许有一个父类即类等级为树形结构多重继承是指一个类允许有多个父类(5）多态性对象根据所接受的消息而做出动作同样的消息被不同的对象接受时可导致完全不同的行动该现象称为多态性二级C语言公共基础知识之 数据库考点1 数据库的基本概念数据是数据库中存储的基本对象描述事物的符号记录数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合它具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内是多种应用数据的集成并可被各个应用程序所共享所以数据库技术的根本目标是解决数据共享问题数据库管理系统（DBMSDatabase Management System）是数据库的机构它是一种系统软件负责数据库中的数据组织、数据操作、数据维护、控制及保护和数据服务等数据库管理系统是数据系统的核心为完成数据库管理系统的功能数据库管理系统提供相应的数据语言：数据定义语言、数据操纵语言、数据控制语言考点2 数据库系统的发展和基本特点1数据库系统的发展数据管理技术的发展经历了三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段关于数据管理三个阶段中的软硬件背景及处理特点简单概括见表4-1 人工管理阶段文件管理阶段数据库系统管理阶段 背 景 应用目的科学计算科学计算、管理大规模管理硬件背景无直接存取设备磁盘、磁鼓大容量磁盘软件背景无操作系统有文件系统有数据库管理系统处理方式批处理联机实时处理、批处理分布处理、联机实时处理和批处理 特 点 数据管理者人文件系统数据库管理系统数据面向的对象某个应用程序某个应用程序现实世界数据共享程度无共享冗余度大共享性差冗余度大共享性大冗余度小数据的独立性不独立完全依赖于程序独立性差具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性数据的结构化无结构记录内有结构整体无结构整体结构化用数据模型描述数据控制能力由应用程序控制应用程序控制由DBMS提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复2数据库系统的特点 数据独立性是数据与程序间的互不依赖性即数据库中的数据独立于应用程序而不依赖于应用程序数据的独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性两种(1）物理独立性:当数据的物理结构（包括存储结构、存取方式等)改变时如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式改变等应用程序都不用改变（2）逻辑独立性：数据的逻辑结构改变了如修改数据模式、增加新的数据类型、改变数据间联系等用户程序都可以不变考点3 数据库系统的内部体系结构1数据统系统的3级模式(1）概念模式也称逻辑模式是对数据库系统中全局数据逻辑结构的描述是全体用户(应用）公共数据视图一个数据库只有一个概念模式(2)外模式外模式也称子模式它是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述它是由概念模式推导而出来的是数据库用户的数据视图是与某一应用有关的数据的逻辑表示一个概念模式可以有若干个外模式(3）内模式内模式又称物理模式它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法内模式处于最底层它反映了数据在计算机物理结构中的实际存储形式概念模式处于中间层它反映了设计者的数据全局逻辑要求而外模式处于最外层它反映了用户对数据的要求2数据库系统的两级映射两级映射保证了数据库系统中数据的独立性（1）概念模式到内模式的映射该映射给出了概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系；（2）外模式到概念模式的映射概念模式是一个全局模式而外模式是用户的局部模式一个概念模式中可以定义多个外模式而每个外模式是概念模式的一个基本视图考点4 数据模型的基本概念【考点精讲】数据模型从抽象层次上描述了数据库系统的静态特征、动态行为和约束条件因此数据模型通常由数据结构、数据操作及数据约束三部分组成数据库管理系统所支持的数据模型分为3种：层次模型、网状模型和关系模型各数据模型的特点见表4 2发展阶段主要特点层次模型用树形结构表示实体及其之间联系的模型称为层次模型上级结点与下级结点之间为一对多的联系网状模型用网状结构表示实体及其之间联系的模型称为网状模型网中的每一个结点代表一个实体类型允许结点有多于一个的父结点可以有一个以上的结点没有父结点关系模型用二维表结构来表示实体以及实体之间联系的模型称为关系模型在关系模型中把数据看成是二维表中的元素一张二维表就是一个关系考点5 E-R模型1、E-R模型的基本概念(1）实体：现实世界中的事物可以抽象成为实体实体是概念世界中的基本单位它们是客观存在的且又能相互区别的事物（2)属性：现实世界中事物均有一些特性这些特性可以用属性来表示（3)码:唯一标识实体的属性集称为码（4)域:属性的取值范围称为该属性的域（5）联系:在现实世界中事物间的关联称为联系两个实体集间的联系实际上是实体集间的函数关系这种函数关系可以有下面几种:一对一的联系、一对多或多对一联系、多对多2、ER模型的的图示法 R模型用E-R图来表示（1）实体表示法：在ER图中用矩形表示实体集在矩形内写上该实体集的名字（2）属性表示法：在E-R图中用椭圆形表示属性在椭圆形内写上该属性的名称（3)联系表示法：在E-R图中用菱形表示联系菱形内写上联系名考点6 关系模型关系模式采用二维表来表示一个关系对应一张二维表可以这么说一个关系就是一个二维表但是一个二维表不一定是一个关系元组：在一个二维表(一个具体关系)中水平方向的行称为元组元组对应存储文件中的一个具体记录属性:二维表中垂直方向的列称为属性每一列有一个属性名域：属性的取值范围也就是不同元组对同一属性的取值所限定的范围在二维表中惟一标识元组的最小属性值称为该表的键或码二维表中可能有若干个健它们称为表的侯选码或侯选健从二维表的所有侯选键选取一个作为用户使用的键称为主键或主码表A中的某属性集是某表B的键则称该属性值为A的外键或外码关系模型采用二维表来表示二维表一般满足下面7个性质：（1）二维表中元组个数是有限的-元组个数有限性；（2）二维表中元组均不相同元组的唯一性；(3）二维表中元组的次序可以任意交换元组的次序无关性；（4）二维表中元组的分量是不可分割的基本数据项-元组分量的原子性；（5）二维表中属性名各不相同-属性名唯一性；（6）二维表中属性与次序无关可任意交换-属性的次序无关性；（7)二维表属性的分量具有与该属性相同的值域-分量值域的统一性关系操纵：数据查询、数据的删除、数据插入、数据修改关系模型允许定义三类数据约束它们是实体完整性约束、参照完整性约束以及用户定义的完整性约束考点7 关系代数1、传统的集合运算（1)投影运算从关系模式中指定若干个属性组成新的关系称为投影投影是从列的角度进行的运算相当于对关系进行垂直分解经过投影运算可以得到一个新的关系其关系模式所包含的属性个数往往比原关系少或者属性的排列顺序不同(2）选择运算从关系中找出满足给定条件的元组的操作称为选择选择是从行的角度进行的运算即水平方向抽取记录经过选择运算得到的结果可以形成新的关系其关系模式不变但其中的元组是原关系的一个子集（3）迪卡尔积 设有n元关系R和m元关系S它们分别有p和q个元组则R与S的笛卡儿积记为：RS它是一个m+n元关系元组个数是pq2、关系代数的扩充运算（1）交 假设有n元关系R和n元关系S它们的交仍然是一个n元关系它由属于关系R且由属于关系S的元组组成并记为RS它可由基本运算推导而得：RS R - (RS)考点8 数据库设计与原理数据库设计中有两种方法面向数据的方法和面向过程的方法：面向数据的方法是以信息需求为主兼顾处理需求;面向过程的方法是以处理需求为主兼顾信息需求由于数据在系统中稳定性高数据已成为系统的核心因此面向数据的设计方法已成为主流数据库设计目前一般采用生命周期法即将整个数据库应用系统的开发分解成目标独立的若干阶段它们是：需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段和进一步修改阶段在数据库设计中采用前4个阶段