计算机基础 - 理论必考知识点汇编(2010年12月修订版)

? 决策支持系统DSS是最常见的信息分析系统

? 专家系统=知识库(知识集合)+推理机(程序模块);主要包括:医疗诊断、化学工程语音

识别、图像处理、金融决策、地质勘探等特殊领域

(五) 发展趋势:

1. 信息多媒体化

2. 系统集成化:基础通信集成、数据集成、应用集成、业务流程集成、企业与企业或部门与部

门之间的集成 3. 功能智能化 4. 结构分布化:

计算机辅助协同工作(CSCW):在分布式信息系统中,用户共享数据等各种计算机资源,并在系统的支持下,合作完成某一任务(如共同决策、共同拟订计划、共同设计产品等)。

二. 信息和数据

(一) 数据表达了一定的内容,即“客观事实、概念或指令”,数据具有一定的格式,可以是数值型数

据和非数值型数据,包括数字、文字、图画、声音、图像

(二) 在信息处理领域中,信息指的是人们要解释的那些数据的含义。 (三) 信息处理的实质是数据处理,数据处理的目的是获取有用的信息。 (四) 信息不是把数据简单的符号化 三. 数据库系统(DataBase System,DBS):

(一) 定义:具有管理和控制数据库功能的计算机系统

(二) 特征:统一管理和共享数据(比文件系统管理更多的数据) (三) 组成:

1. 应用程序:利用DBS资源开发的、解决管理和决策的各种应用软件 2. 计算机支持系统

1) 硬件:

2) 软件:DBMS、操作系统、应用系统开发工具 3. 数据库(DB)

1) 定义:按一定的数据模型组织,长期存放在外存上的可共享的相关数据集合 2) 要求:反映应用单位数据本身的内容、数据之间的联系 3) 存储内容:

A. 用户直接使用的数据 B. “元数据”:关于数据之间联系的描述,即数据的数据。

4. 数据库管理系统(DBMS):

1) 数据库系统的核心软件

2) 基本功能有数据定义、数据操作和数据库管理等 3) 数据库的一切操作都是通过DBMS来进行的 5. 人员

1) 数据库管理员(DBA):解决系统设计、运行中出现的问题,并对数据库进行有效管理

和控制的专门机构(或人员) 2) 系统分析设计员 3) 用户

(四) 特点:

1. 数据结构化(描述数据及数据之间的联系) 2. 数据共享性高,冗余度低(零冗余做不到) 3. 数据独立于程序

1) 逻辑独立性:用户的应用程序与数据库的逻辑结构相互独立。系统中数据逻辑结构改变,

应用程序不需要改变。

2) 物理独立性:用户的应用程序与存储在数据库中的数据相互独立,数据的物理存储改变

不影响用户的应用程序。

4. 统一管理和控制数据 5. 系统灵活利于扩充 6. 具有良好的用户接口

四. 数据库控制

(一) 数据库系统的安全性:

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1. 定义:指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、修改或破坏。 2. 安全措施:

1) 用户标识与鉴别(用户名和口令) 2) 访问控制(授权)

3) 审计功能(追踪和监视) 4) 数据加密 (加密算法)

5) 视图的保护(数据对无权限的人隐藏)

(二) 数据库的备份和恢复

1. 数据库系统使用冗余技术进行故障的恢复

2. 金融系统将本地数据传输到异地的数据中心进行备份,将有利于信息安全和灾难恢复。 (三) 数据库的完整性

1. 定义:指数据库中数据应始终保持正确的状态,防止不符合语义的错误数据输入,以及无效

操作所造成的错误结果。 2. 措施:完整性约束

(四) 数据库的并发控制(一致性)

1. 产生原因:在多用户共享数据库系统中,多个事务可能同时对同一数据进行操作,这就不可

避免地发生冲突。

2. 措施:封锁、串行化技术

3. 在数据库系统中,应用程序执行操作的基本单元为事务。

五. 数据模型:

(一) 定义:DBS中用于数据表示和操作的一组概念和定义 (二) 组成:数据结构、数据操作、数据约束 (三) 分类(按实体集之间的不同结构):

1. 层次模型 2. 网状模型

3. 关系数据模型:

1) 用二维表结构表示实体集以及实体集之间联系的数据模型

2) 信息世界中的一个实体集反映在关系数据库中可以是一个关系(二维表) 3) 地位:使用最为广泛 4. 面向对象模型

六. 现实世界对象转换到关系数据模型:

现实世界(客观对象)①认识对象概念系统②转换计算机系统(数据模型)(概念模型)DB(E-R图)(二维表)(一) 关系概念模型(结构)

1. 概述:按用户观点准确地模拟抽象应用单位对数据的描述及业务需求(即对应用数据和信息

建模)

2. 建模工具:实体—联系方法(Entity–Relationship, E – R)

1) 相关术语:

A. 实体:客观对象

B. 属性——每个属性的取值范围为值域

C. 实体主键:能够唯一标识实体且最常用的属性或属性组(如学号) D. 联系:

a) 实体集内部联系

b) 实体集之间联系(二元

联系):1:1、1:n、m:n

2) E-R图:

A. 矩形框——实体集

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B. 菱形框——联系

C. 椭圆(圆形)——属性 D. 加斜杠线属性——主键

3. 建模最终目的:按计算机系统所支持的数据模型来组织数据 (二) 关系数据模型:

1. 逻辑结构:二维表

? 二维表=表名+元组(行)+属性(列) 2. 关系数据模式(二维表结构)

1) 定义:用关系数据模型对一个具体单位中客观对象的实体集、属性和联系的结构描述 2) 一般描述形式:R(A1,A2,…Ai,…,An)

A. R为关系模式名(二维表名) B. Ai(1≦i≦n)是属性名

C. 例:C(CNO,CNAME,LHOUR,SEMESTER)

3. 特点:

1) 对二维表的操作的结果也是二维表

2) 关系数据模型的存取路径对用户透明,简化了程序员的编程工作,数据独立性和安全性

好。

4. 关系数据模型中对每个关系的限制

1) 不同的属性可有相同的值域,但必须给出不同的属性名 2) 关系中每一个属性是不可再分的原子数据

3) 关系中不允许出现相同的元组(即不允许出现重复的行记录) 4) 元组的个数可以为0

5) 关系中元组的次序可以任意交换(不生成新的关系) 6) 关系中属性的顺序可以任意交换(不生成新的关系) 5. 基本术语对照表 关系模型 关系模式 关系(二维表) 元 组 属 性 程序员(文件系统) 文件结构 文 件 记 录 数据项(字段) 用户 二维表结构 表 行 列 6. 特别说明: 1) (关系)数据模型VS(关系数据)模式

A. 数据模型是用一组概念和定义描述数据的手段 ..

B. 数据模式是用某种数据模型对具体情况下相关数据结构的描述 ....C. (关系数据)模式以(关系数据)模型为基础 2) 关系(数据)模式VS关系(二维表)

A. 关系模式反映了二维表的静态结构,相对稳定

B. 关系是关系模式在某一时刻的状态,反映二维表内容(动态变化)

7. 完整性规则——关系数据库规范化手段之一

1) 实体完整性:若属性A为关系R的主键,则A不能为空值(Null)或重值。 2) 引用完整性:在关系中不允许引用不存在的实体(即元组)。 3) 用户定义完整性约束

七. 关系操作

(一) 关系数据模型提供了关系操作的能力 (二) 传统的集合操作

1. 并

1) 二元操作(即两个关系)

2) 并相容:关系R和关系S有相同的关系模式且其对应属性取值同一个域。 3) R∪S:生成的新关系的元组由属于R的元组和属于S的元组共同组成 2. 差

1) 二元操作 2) 并相容

3) R-S:生成的新关系,其元组由属于R,但不属于S的元组组成

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3. 交

1) 二元操作 2) 并相容

3) R∩S:生成的新关系,其元组由既属于R又属于S的元组组成 4) 关系的交可以用差来表示 4. 广义笛卡尔积

1) 二元操作

2) R X S:设关系R和S分别具有p和q个属性,定义R和S的广义笛卡尔积是一个具有

(p+q)个属性的集合,每一个元组的前p个属性来自R的一个元组,后q个属性来自S的一个元组。

(三) 关系专用的操作

1. 插入、删除、更改(一元操作) 2. 选择

1) 一元操作

2)

σ

F

(R) = t t?R?F(t)?'真':从关系中选择满足条件的元组组成一个新关系

??3) 从行的角度进行的操作 3. 投影

1) 一元操作

2)

?A(R)?? t?A? t?R?:从关系的属性中选择属性列,由这些属性列组成一个新关系。

3) 从列的角度进行的操作

4. 连接

1) 二元操作(不需要\并相容\)

2)

3) 5. 自然连接

1) 二元操作

2) 特殊的等值连接

3) 要求两个关系中进行比较的属性必须是相同的属性列,并且在结果中把重名的属性列去

(四) 关系代数的完备操作集:并、差、广义笛卡尔积、投影、选择 八. 关系数据库语言

(一) 性质:关系数据库语言是一种非过程语言。

(二) SQL语句是用户与数据库的接口,既可在联机交互方式下使用,又可嵌入到宿主语言中使用。 (三) 代表:SQL(Structured Query Language,结构化查询语言)

1. 支持SQL的DBMS产品:Oracle、Sybase、DB2、SQL Server、Access、VFP 2. SQL功能:

1) 数据查询:

2) 数据操作(操纵):对数据库中的数据进行查询、插入、修改和删除等操作 3) 数据定义(DDL):

4) 数据控制:参见数据库控制 5) 数据管理:

(四) SQL 数据库的三级体系结构

:从关系R和S的广义笛卡尔积中选取属性值之间满足某一θ 运算的元

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