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。 2)

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：强行排错法、回溯法和原因排除法 3 种。

7.5 数据库设计基础

7.5.1 数据库的基本概念

数据是数据库中存储的基本对象，它是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（DBMS，Database 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。

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7.5.2 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3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，简单概括可见表4-1。 表 4-1 数据管理三个阶段的比较 应用目的 硬件背景 背景 软件背景 处理方式 人工管理阶段 科学计算 无直接存取 设备 无操作系统 批处理 有文件系统 有数据库管理系统 文件管理阶段 科学计算、管理 磁盘、磁鼓 数据库系统管理阶段 大规模管理 大容量磁盘 联机实时处理、 批分布处理、联机实时处理和 处理 批处理 文件系统 某个应用程序 数据库管理系统 现实世界 数据管理者 人 数据面向的对某个应用程序 象 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 特点 数据的独立性 不独立，完全依赖独立性差 于程序 数据的结构化 无结构 具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性 记录内有结构，整体整体结构化，用数据模型描述 无结构 由 DBMS 提供数据安全性、 完整性、并发控制和恢复 数据控制能力 由应用程序控 制 应用程序控制 第30页共35页

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。

7.5.3 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

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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。

7.5.4 数据模型的基本概念

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。数据模型特点见表 4-2。

表 4-2 各种数据模型的特点 发展阶段 层次模型 网状模型 主要特点 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 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 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 关系模型 7.5.5 E-R模型

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