2018-09-25  Tuesday：

 Chapter 7  資料庫技術基礎

7.1 基本概念

1、資料庫系統（DBS）：資料庫（DB）、硬體、軟體、人員（DBA）

2、資料庫管理系統（DBMS）的功能：

• 資料定義（DDL）：對資料庫的結構進行定義，包括外模式、模式、內模式
• 資料庫操作（DML）：檢索、插入、修改、刪除
• 資料庫執行管理：日誌的組織管理、事務管理、自動恢復
• 資料的組織、儲存、管理：
• 資料庫的建立和維護

3、DBMS分為：關係型資料庫系統、面向物件的資料庫系統、物件關係資料庫系統

4、資料庫系統的體系結構：

• 集中式資料庫系統
• 客戶端/伺服器體系結構
• 並行資料庫系統
• 分散式資料庫系統

6、三級模式結構（三級模式和兩級映像）

7、大資料

• 大量化（Volume）
• 多樣化（Variety）
• 價值密度低（Value）
• 快速化（Velocity）

7.2 資料模型

1、概念資料模型：現實世界到資訊世界的第一抽象E-R模型

2、基本資料模型：現實世界的資料特徵的抽象，層次模型、網狀模型、關係模型、面向物件模型

3、資料模型的三要素：資料結構（靜態描述）、資料操作、資料的約束條件

4、E-R模型：實體、聯絡、屬性、E-R方法

5、層次模型:  採用樹型結構表示資料和資料間的聯絡

6、網狀模型：採用網路結構表示資料與資料間的聯絡的資料模型

7、關係模型：實際上就是表格的形式

7.3 關係代數

7.3.1 關係資料庫的基本概念

1、屬性、域、笛卡兒積

2、關係：目與度、候選碼、主碼

3、主屬性：包含再任何候選碼中的稱為主屬性

4、外碼：是另外的關係的碼 稱為外碼

5、全碼：關係模型的所有的屬性組是這個關係模型的候選碼----全碼

6、關係的三種類型：基本關係、查詢表、視圖表

7、關係資料庫模式

8、完整性約束：實體完整性、參照完整性、使用者定義完整性

7.3.2 五種基本關係代數運算

1、並、差、廣義笛卡兒積、投影、選擇

下面的運算結果，可以很清楚的得到結果

7.3.3 擴充套件的關係代數運算

1、交

2、連線（連線、等值連線、自然連線）

下面展示的是自然連線

3、除法的解釋

4、廣義投影：在投影的過程中可以進行一系列的算術的運算

5、外連線  （如果存在沒有的資訊的話，就直接寫入空值，這樣的防止能夠比較少的丟失資訊）

（1）左外連線

（2）右外連線

（3）全外連線

7.4 關係資料庫SQL語音簡介

• 資料查詢：SELECT
• 資料定義：CREATE、DROP、ALTER
• 資料操縱：INSERT、UPDATE、DELETE
• 資料控制：GRANT、REVORK

7.5 關係資料庫的規範化

1、函式依賴

2、規範化

3、模式分解及分解應具有的特性

7.6 資料庫的控制功能

7.6.1 事務管理

1、BEGIN TRANSACTION：事務開始

2、COMMIT：事務提交

3、ROLLBACK：事務回滾

4、ACID：atomicity 原子性  consistency一致性   isolation隔離性   durability 永續性

7.6.2 資料庫的備份與回覆

1、故障型別：內部故障、系統故障、介質故障、計算機病毒

2、備份方法：靜態儲存和動態儲存、海量儲存和增量儲存、日誌檔案

3、恢復的3步驟：反向掃描日誌、對事物的更新執行逆操作、繼續反向掃描日誌檔案

4、資料庫映象：複製資料會降低系統的執行效率

7.6.3 併發控制

1、下面就是併發操作帶來資料的不一致性問題：丟失更新、不可重複讀、讀髒資料

2、併發控制技術：

（1）封鎖：排它鎖（只允許加在書物件上的失誤進行讀取和修改，其他的事物都不能加X鎖）、共享鎖 （共享鎖還加在上面的時候，不能對這個資料物件進行修改）

（2）三級封鎖協議：一級封鎖協議、二級封鎖協議、三級封鎖協議

（3）活鎖與死鎖：活鎖：一個事務的封鎖請求一直都沒有得到響應，所謂死鎖就是指事務分別清酒對方封鎖對方已經封鎖的資料，導致了長期等待而無法進行

（4）併發排程的可序列性

（5）兩段封鎖協議：

（6）封鎖粒度：封鎖物件的大小稱為封鎖的粒度 

Chapter 8 資料結構

8.1 線性結構

8.1.1 線性表 

1、兩種儲存結構：順序儲存、鏈式儲存

2、順序儲存：邏輯上相鄰物理的儲存位置上也是相鄰的 

3、鏈式儲存：地址上並不要求是連續的

8.1.2 棧和佇列

1、棧：LIFO、順序儲存（容量有限）、鏈式儲存

2、佇列：FIFO、迴圈佇列

8.1.3 串

是一種特殊的線性表，其資料元素是字元

1、空串、空格串（空格也要計算在內）、子串、串相等（長度相等，並且對應的字元也相等）、串比較（相當於字串比較）

2、串的基本操作：順序儲存、鏈式儲存

3、串的模式匹配

• 樸素的模式匹配演算法：福斯演算法
• 改進的模式匹配演算法：KMP

8.2 資料、矩陣、廣義表

1、陣列：陣列的順序儲存（一般定義了資料元素的個數，和元素之間的關係，也就不再發生改變）

2、矩陣：特殊矩陣、稀疏矩陣

8.2.3 廣義表

8.3 樹

1、雙親、節點的度、葉子節點、內部節點、節點的層次、樹的高度

2、二叉樹：

3、二叉樹的遍歷：

• 先序遍歷：根節點-左子樹-右子樹
• 中序遍歷：根節點的左子樹-根節點-右子樹
• 後序遍歷：左子樹-右子樹-根節點

4、線索二叉樹、哈夫曼編碼、樹和森林

8.4 圖

1、圖的遍歷：深度優先搜尋、廣度優先搜尋

8.5 查詢

1、查詢的方法：順序查詢、折半查詢、分塊查詢（索引順序查詢）、

2、動態查詢表：二叉排序樹、平衡二叉樹、B_樹

3、雜湊表

8.6 排序

1、插入排序、氣泡排序、簡單排序、希爾排序、快速排序、堆排序、歸併排序、基數排序

Chapter 9 演算法設計與分析

9.1 演算法設計與分析的基本概念

1、五個重要的特性：有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出

2、演算法分析：正確性、可靠性、簡單性、易理解性-----------時間複雜度、空間複雜度

3、演算法的表示方法：自然語言、流程圖、程式設計語言、虛擬碼

9.2 演算法分析基礎

1、時間複雜度

2、漸進符號

3、遞迴式

9.3 分治法

1、分治法的思想就是：將大問題進行分解、求解、合併

9.4 動態規劃法

9.5 貪心法

9.6回溯法

9.7 其他演算法

1、分支限界法

2、概率演算法

3、近似演算法

Chapter 10 面向物件技術

1、面向物件=物件+分類+整合+訊息通訊

• 物件：屬性、行為
• 訊息：訊息傳遞機制
• 類：物件是類的例項
• 繼承：父類子類之間共享資料和方法的機制
• 多型：不同的物件收到同樣的訊息，可以產生不同的動作，這就是多型
• 動態繫結：就是一個把過程呼叫和響應呼叫所執行的程式碼加以結合的過程

2、面向物件的分析

• 認定物件
• 組織物件
• 物件間的相互作用

3、面向物件的程式設計

• 類：我們首先是應該對物件進行抽象得到類，但是當設計的時候，首先面對的就是類
• 繼承和類層次結構：考慮的是實體特徵之間的關聯的相似性部分
• 物件、訊息傳遞和方法：
• 物件自身的引用：
• 重置
• 類屬類：可以看作是類的模板
• 無例項的類：由於存在繼承的關係，所以在較高層次下，是存在抽象的類，也就是沒有例項

4、面向物件的測試

一般來說分以下四個層次進行測試：

• 演算法層
• 類層
• 模板層
• 系統層

10.2 UML

1、結構事物、行為實物、分組事物、註釋事物

2、關係：依賴、關聯、繁華、實現

3、圖：

• 類圖：物件、介面‘協作和他們之間的關係
• 物件圖：
• 用例圖：
• 互動圖
• 狀態圖：
• 活動圖
• 構件圖
• 組合結構圖
• 部署圖
• 包圖

4、設計模式

• 要素：模式名稱、問題、解決方案、效果

Chapter 11  標準化和軟體智慧財產權基礎

Chapter 12 軟體系統分析與設計

幾項最主要的點：

• 結構化分析與設計
• 資料庫分析與設計
• 面向物件分析與設計
• 演算法設計與C程式實現
• 面向物件的程式設計與實現

12.1 結構化分析與設計

12.2資料庫分許與設計

1、資料庫設計的步驟：使用者需求分析、概念設計、邏輯設計、需求設計

第一遍 終於亂七八糟的過完了，，，下一階段就是開始做題，然後進行 題目向書本的過濾了~~