2011年软件设计师(中级职称)考试重点难点
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2025-03-27
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软件设计师重点难点——数据库
数据库管理系统（DBMS）
数据库管理系统（DBMS）是指 DBS 中对数据进行管理的软件系统，它是 DBS 的核心成
分。DBS 中所有与数据库打交道的操作，包括建库、查询、更新及数据控制，都是通过
DBMS 进行的。数据库管理系统总是基于某种数据库模型，可分为网状型、层次型、关系型
和面向对象型 DBMS。
数据库管理系统的主要目标：把数据作为可管理的资源处理。
数据库管理系统的 5个重要功能：
◆数据库的定义功能：DBMS 提供数据定义语言（DDL）定义数据库的 3级结构，包括
外模式、概念模式、内模式及其相互之间的映象，定义数据的完整性约束、保密限制等条件。
因此在 DBMS 中包括 DDL 的编译程序。
◆数据库的操纵功能：提供数据操纵语言（DML）实现对数据的操作。有 4种基本操作：
检索（查询）、插入、删除、修改。在 DBMS 中包括 DML 的编译程序或解释程序。
◆数据库的保护功能：DBMS 对数据库的保护主要通过 4个子系统：
A.数据库恢复（在数据库被破坏或数据不正确时，系统有能力把数据库恢复到最近某个
正确的状态
B.数据完整性控制（保证数据库中数据及语义的正确性和有效性，防止任何对数据错误
的操作）
C.多用户环境下的并发控制。
D.数据安全性控制（防止未被授权的用户蓄谋或无意地存取数据库中的数据，以免数据
的泄露或破坏）。
◆数据库的维护功能：这部分包括数据库的初始数据载入、转换功能、存储功能、数据库
的改组、性能监视功能。
◆数据字典（DD）：DD 管理数据库 3级结构的定义。对于数据库的操作都要通过查阅 DD
才能进行。现在有的大型系统中，把 DD 单独抽出来自成一个系统，成为一个系统工具，使
得DD 成为一个比 DBMS 更高级的用户与数据库之间的接口。
要注意的是：应用程序并不属于 DBMS 的范围。应用程序是用主语言和 DML 编写的，程
序中的 DML 语句由 DBMS 执行，而其余部分仍由主语言编译程序完成。
数据库系统（DBS）
数据库系统是一个复杂的系统，它是采用了数据库技术的计算机系统。因此，它不仅仅
是一组对数据进行管理的软件（即 DBMS），也不仅仅是一个数据库。它是一个实际可运
行的、按照数据库方法存储、维护和向应用系统提供数据支持的系统。它是存储介质、处理对
象和管理系统的集合体，由数据库 DB、硬件支持系统、软件支持系统和数据库管理员 DBA
这四部分组成。
SQL 语句
◆基本表的定义可用“CREATETABLE”语句实现，增加属性可以用 ALTER...ADD...”语
句，删除属性可以用“ALTER...DROP...”语句;删除已存在的表可用“DROPTABLE...”语句。
◆视图的定义和撤消
◆索引的定义和撤销
◆SELECT查询语句
◆DELETE 删除语句
◆INSERT 插入语句
◆uPDATE 语句
关系运算
专门的关系运算包括选择、投影、连接、除等。
选择（Selection）
选择又称为限制（Restriction）。它是在关系 R中选择满足给定条件的诸元组，记作：
σF(R)={t|t∈R∧F(t)='真'}
其中 F表示选择条件，它是一个逻辑表达式，取逻辑值‘真’或‘假’。
逻辑表达式F的基本形式为：
X1θY1[φX2θY2]
θ 表示比较运算符，它可以是＞、≥、＜、≤、＝或≠。X1、Y1 等是属性名或常量或简单函
数。属性名也可以用它的序号来代替。φ表示逻辑运算符，它可以是僼、∧或∨。[]表示任选
项，即[]中的部分可以要也可以不要，...表示上述格式可以重复下去。
因此选择运算实际上是从关系 R中选取使逻辑表达式F为真的元组。这是从行的角度进
行的运算。
举例
设有一个学生-课程关系数据库，包括学生关系 Student、课程关系 Course 和选修关系 SC。
下面的许多例子将对这三个关系进行运算。
例1查询信息系（IS 系）全体学生
σSdept='IS'(Student)或σ5='IS'(Student)
例2查询年龄小于20 岁的元组
σSage<20(Student)
或σ4<20(Student)。
投影（Projection）
关系 R上的投影是从R中选择出若干属性列组成新的关系。记作：
ΠA(R)={t[A]|t∈R}
其中 A为R中的属性列。
举例
例3查询学生关系 Student 在学生姓名和所在系两个属性上的投影：
ΠSname,Sdept(Student)
或
Π2,5(Student)
结果如图 2-7(a)。
投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而且还可能取消某些元组，因为取消了某些属
性列后，就可能出现重复行，应取消这些完全相同的行。
例4查询学生关系 Student 中都有哪些系，即查询学生关系 Student 在所在系属性上的投
影
ΠSdept(Student)
投影之后不仅取消了原关系中的某些列，而且还可能取消某些元组，因为取消了某些属
性列后，就可能出现重复行，应取消这些完全相同的行。
连接（Join）
连接也称为θ连接。它是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。记作：
其中 A和B分别为R和S上度数相等且可比的属性组。θ是比较运算符。连接运算从R和
S的笛卡尔积 R×S 中选取（R关系）在 A属性组上的值与（S关系）在 B属性组上值满足
比较关系 θ的元组。
连接运算中有两种最为重要也最为常用的连接，一种是等值连接（equi-join），另一种
是自然连接（Naturaljoin）。
θ 为“＝”的连接运算称为等值连接。它是从关系 R与S的笛卡尔积中选取A、B属性值
相等的那些元组。即等值连接为：
自然连接（Naturaljoin）是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必
须是相同的属性组，并且要在结果中把重复的属性去掉。即若R和S具有相同的属性组 B，
则自然连接可记作：
一般的连接操作是从行的角度进行运算。但自然连接还需要取消了重复列，所以是同时
从行和列的角度进行运算。
除（Division）
给定关系 R(X,Y)和S(Y,Z)，其中 X、Y、Z为属性组。R中的 Y与S中的 Y&127;可以有不
同的属性名，但必须出自相同的域集。R与S的除运算得到一个新的关系 P(X)，P是R中满
足下列条件的元组在 X属性列上的投影：元组在 X上分量值 x的象集 Yx 包含S在Y上投
影的集合。记作：
其中 Yx 为x在R中的象集，x=t ｒ[X]。
举例
例6设关系 R、S分别为图2-9 中的(a)和(b)，R÷S 的结果为图2-9(c)。
在关系 R中，A可以取四个值{a1,a2,a3,a4}。其中：
a1 的象集为{(b1,c2),(b2,c3),(b2,c1)}
a2 的象集为{(b3,c7),(b2,c3)}
a3 的象集为{(b4,c6)}
a4 的象集为{(b6,c6)}
S 在(B,C)上的投影为{(b1,c2),(b2,c3),(b2,c1)}
显然只有a1 的象集(B,C)a1 包含S在(B,C)属性组上的投影，所以 R÷S={a1}。
R
S
R÷S
A B C B C D A
a1 b1 c2 b1 c2 d1 a1
a2 b3 c7 b2 c1 d1
a3 b4 c6 b2 c1 d1
a1 b2 c3 b2 c3 d2
a4 b6 c6
a2 b2 c3
a1 b2 c1
(a) (b) (c)
软件设计师重点难点——操作系统
一、进程相关的概念：
进程、线程和管程
这是三个看起来似乎比较容易混淆的概念，所以在复习的时候一定要牢记其定义和相
互之间的区别。
*进程
进程是一个可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。也就是说，它是运行中
的程序，是程序的一次运行活动。在操作系统中，进程是进行系统资源分配、调度和管理的
最小单位。
*线程
对于一些多线程程序来讲，其包含两条或两条以上并发运行的部分，每个部分就称作
一个线程，每个线程都有独立的执行路径。线程是处理器分配资源的最小单位。
*管程
管程是一种并发性的构造，它包括用于分配一个共享资源或一组共享资源的数据和过
程。为了完成分配资源的功能，进程必须调用特定的管程入口。
操作系统中，多任务处理一般有两种方式：基于进程和基于线程。基于进程的多任务
处理的特点是允许计算机同时运行两个或更多的程序。而基于线程的多任务处理是指一个
程序可以同时执行两个或者多个任务的功能。
多线程程序比多进程程序需要更少的管理费用。进程是重量级的任务，需要分配它们
自己独立的地址空间。进程间的通信和相互转换需要很多的开销。而线程是轻量级的任务，
它们共享相同的地址空间并且分享同一个进程。线程间的通信和转换开销要小很多
二、信号量处理：
信号量和P-V 操作
为了解决进程同步的问题，提出了信号量机制。这一机制取得了很大的发展，从整型
信号量到记录型信号量，再进而发展为“信号量集”机制。不过，在原理上和考试中，一
般我们都只涉及整型信号量机制。
对于互斥临界区的管理要求：
n有空则进
n无空等待
n两者择一
n有先等待
在整型信号量机制中，信号量被定义为一个整型变量，除初始化外，仅能通过两个标
准的原子操作 wait（s）和 signal（s）来访问。其通常被分别称作P、V操作。描述如下：
摘要：
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软件设计师重点难点——数据库数据库管理系统（DBMS） 数据库管理系统（DBMS）是指DBS中对数据进行管理的软件系统，它是DBS的核心成分。DBS中所有与数据库打交道的操作，包括建库、查询、更新及数据控制，都是通过DBMS进行的。数据库管理系统总是基于某种数据库模型，可分为网状型、层次型、关系型和面向对象型DBMS。 数据库管理系统的主要目标：把数据作为可管理的资源处理。 数据库管理系统的5个重要功能： ◆数据库的定义功能：DBMS提供数据定义语言（DDL）定义数据库的3级结构，包括外模式、概念模式、内模式及其相互之间的映象，定义数据的完整性约束、保密限制等条件。因此...
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