软件开发技术基础课程数据库软件工程南京邮电大学期末复习答案提纲.pdf

1 第一章第一章 软件工程概述软件工程概述 1. 软件的定义：文档软件的定义：文档+程序程序+数据数据 2. 理解瀑布模型的特点理解瀑布模型的特点 p5 特点: 阶段的顺序性和依赖性 推迟实现的观点 工欲善其事，必先利其器” 质量保证: 存在问题: 不适合需求模糊的系统 3. 软件工程原理的理解软件工程原理的理解 p5 软件工程定义: 是指用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件，把经过时间考验证明正确的 管理技术和当前能够得到的最好的技术方法结合起来， 指导计算机软件的开发和维护的工程 学科 指导计算机软件开发和维护的工程学科 工程方法+管理技术+技术方法 B.W.Boehm 七条基本原理: 确保软件质量和提高开发效率 内容： 严格按照计划进行管理； 坚持进行阶段评审； 实行严格的产品控制； 采用现代化的程序设计技术； 结果应能清楚地审计； 开发小组的人员应该少而精； 承认不断进行软件工程实践的必要性。 二八定律 第二章第二章 结构化分析和设计方法结构化分析和设计方法 1.各阶段的各阶段的任务任务、内容、文档、内容、文档 (P1012) 结构化方法学的主要步骤： 问题的定义 问题定义问题定义 可行性研究可行性研究 需求分析需求分析 总体设计总体设计 编码与单元测试编码与单元测试 综合测试综合测试 维维护护 详细设计详细设计 软件定义软件定义 软件设计软件设计 软件维护软件维护 2 可行性研究 结构化分析 结构化设计 结构化程序设计 测试与维护 问题的定义： 任务：确定“软件要解决的问题是什么？” 系统分析员应该提出关于 问题性质、工程目标和工程规模的书面报告，并且需要得到客户对这份报 告的确认。 结果: 问题目标和规模报告书 可行性研究： 任务：确定“问题定义阶段定义的问题是否可行？” 内容：可行性分析：技术可行性、经济可行性、操作可行性、法律可行性 结果： 可行性研究报告 注意：不是要解决问题，而是确定问题是否能做，是否值得去做。 结构化分析： 任务：准确的确定为了解决这个问题，目标系统必须做什么 结构化设计： 任务：明确的描述了用户要求软件系统“怎么做”的问题，即定义了系统 的主要逻辑功能 步骤：一、总体的结构设计或一般设计，任务是确定软件结构，包含数据 库的逻辑设计； 二、系统的详细设计，即进行各模块内部的具体设计 目标：确定软件结构 基本思想：自顶向下的模块化设计方法 表达工具：软件结构图 软件结构图概念：软件结构图是精确表达系统内模块组织结构的图形工 具，它清楚的反应出系统中各模块之间相互的联系以及模块间的层次关 系和调用关系。 需求分析：任务（做什么需求分析：任务（做什么 P11） 准确的确定为了解决这个问题，目标系统必须做什么 2. SA 方法方法 思想：思想：以算法和数据结构为核心以算法和数据结构为核心 分解、抽象分解、抽象 分解：将复杂的问题拆成若干小问题再分别解决的过程 抽象：先考虑问题最本质的属性，暂时略去细节，再逐层添加细节，直至达到必要的详细程 度 工具：数据流图（工具：数据流图（DFD）-p12 作用：作用：数据流图是描述系统逻辑功能的图形工具，它仅用来表达系统的逻辑功能，即数据在 系统内的逻辑流向和数据的逻辑处理。 四个基本成分四个基本成分：1、外部项（方形或立方体，表示数据的源点或终点） ； 2、处理（圆形或圆角矩形，代表变换数据的处理） ； 3、数据流（箭头，表示数据流，即特定数据的流动方向。 ） ； 4、数据存储(开口矩形或两条平行横线，代表数据存储)； 画法：画法： （1） 、提取数据流图的四个基本成分； （2） 、画出最高层数据流图； （3） 、逐层分解较高数据流图中的处理，得到一套分层数据流图。 圆形(或圆角矩形)：代表变换数据的处理； 3 数据字典的定义数据字典的定义p14 是关于数据的信息集合，也就是对数据流图中四个基本成分详细定义或说明的集合。 结构化设计结构化设计 （P17） 任务： “怎么做”任务： “怎么做” 构建系统的体系结构(模块组织、接口、数据库等) 步骤：总体设计（步骤：总体设计（任务，包含数据库的逻辑设计任务，包含数据库的逻辑设计） 、详细设计（） 、详细设计（任务，确定算法和数据结任务，确定算法和数据结 构构） 概要设计：也称为总体设计，确定软件体系结构 过程： 设想供选择的方案； 选取合理的方案； 推荐最佳方案； 功能分解； 设计软件结构； 数据库设计；制定测试计划；书写文档；审查和复审 详细设计：模块内部的具体设计,确定完成每个模块功能所需要的算法和数据结构。 表达工具：表达工具：软件结构图概念软件结构图概念 P18 精确表达系统内模块组织结构的图形工具 反映模块间的相互联系(层次关系、调用关系) 软件设计原理软件设计原理 （P1920） 模块独立性（模块独立性（P20） ：） ： 内聚性：内聚性：一个模块内各组成元素间彼此联系的紧密程度 耦合性：耦合性：不同模块之间相互联系的紧密程度 结构化设计的目标是模块的高内聚和模块间的低耦合结构化设计的目标是模块的高内聚和模块间的低耦合 7. 软件设计原则软件设计原则 （P2122） 四个原则四个原则：提高模块的独立性、模块规模适中、模块的扇入扇出适当、作用域保持 在控制域中 模块的作用域、控制域（模块的作用域、控制域（22） 作用域：受模块内一个判定影响的模块的集合 控制域：模块本身及其直接或间接下属模块的集合 第三章第三章 面向对象分析和设计方法面向对象分析和设计方法 1. 面向对象的基本概念面向对象的基本概念 对象和类、属性对象和类、属性？和服务和服务 对象：是反映客观世界中的实体，构成系统的基本单元。 类： 是对具有相同数据和相同操作的一组相似对象的定义。 属性：？ 服务：在 OO 方法中将对象的处理成为服务 消息传递消息传递？ ？ 结构与连接结构与连接 一般 特殊关系：对象的分类关系 整体 部分结构：对象之间的组成关系 实例连接：对象属性之间的静态关系 消息连接：对象行为之间的动态关系 封装、多态、主题（封装、多态、主题（P31-32） 封装：就是信息隐藏，通过封装对象的状态和行为，来隐藏对象的实现细节，使得对对象的 访问只能按它提供的协议接口来进行。 多态性：在面向对象语义中， 它的意思是同一个消息可以根据发送消息的对象不， 采用不同的行为方式。 主题：把一些具有较强联系的类组织在一起得到的类的集合。 4 2. 面向对象分析面向对象分析 对象模型对象模型五个层次（五个层次（P33） （最基本、核心） （最基本、核心） 确定对象确定对象 建立结构建立结构 建立主题建立主题 确定属性（实例连接）确定属性（实例连接） 确定消息和服务（消息连接）确定消息和服务（消息连接） 动态模型：动态模型： 状态迁移图：状态迁移图：状态、事件、状态迁移状态、事件、状态迁移 顺序图（顺序图（EROI）图）图 功能模型：功能模型：数据流图数据流图 3. 面向对象设计面向对象设计 目标（目标（P51） 生成对问题域的表示并将这种表示映射到计算机的求解域中。 OOD 的基本准则（的基本准则（P61） 模块化、抽象、信息隐藏、弱耦合、强内聚、可重生 理解理解交互耦合交互耦合 是指通过消息连接现实的耦合 会准确画出对象模型和状态迁移图会准确画出对象模型和状态迁移图 对象模型对象模型 对象类、属性和服务、结构的表示对象类、属性和服务、结构的表示 （一般（一般-特殊结构、整体特殊结构、整体-部分结构）部分结构） 实例连接、消息连接的表示实例连接、消息连接的表示 看例题 第四章第四章 软件测试软件测试 1. 软件测试的概念、目的软件测试的概念、目的 软件测试的概念：在为了发现错误而执行程序的过程。 目的： 测试是程序的执行过程，目的是尽可能地发现程序中的错误； 一个好的测试用例在于能够发现迄今为止尚未发现的错误； 一次成功的测试在于发现了迄今为止尚未发现错误的测试。 2. 单元测试、集成测试、确认测试的概念及相关文档单元测试、集成测试、确认测试的概念及相关文档 单元测试：又称模块测试 测试对象是软件设计中最小的单元模块 目的：发现模块内部存在的错误 源程序代码和详细设计说明书 集成测试（组装测试、联合测试） 方法：边组装边测试 自顶向下、自底向上 发现软件设计阶段的错误 详细设计说明书和概要设计说明书 确认测试（有效性测试、验收测试） 检查系统的功能和性能、检查文档 发现软件分析阶段的错误 概要设计说明书和需求分析说明书 5 3. 两种测试方法（黑盒、白盒）以及包含哪些产生测试用例的方法两种测试方法（黑盒、白盒）以及包含哪些产生测试用例的方法 黑盒测试：根据程序的功能和性能进行测试的方法。把被测程序看成一个黑盒子，不考虑程 序内部的数据结构和逻辑通路。 在程序接口进行的测试。 只检查程序功能和性能是否满足预 期要求，程序是否能适当地接收输入数据产生正确的输出数据，保持外部信息的完整性。等 价类划分法，边界值分析法，错误推测法，因果图法；等价类划分法和边界值分析法只是单 独测试各个输入条件；因果图法对各种输入条件进行组合检查。 白盒测试：完全了解程序内部的结构和处理过程，是根据程序的逻辑结构进行测试的方法。 逻辑覆盖法逻辑覆盖法:语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖。 测试：测试：是用户在受控的环境中进行的，开发者记录错误和问题是用户在受控的环境中进行的，开发者记录错误和问题 指整个大系统在软件组织内部验收前， 由测试部门对它进行的集成测试， 实际上是软件系统 的最后一次集成测试。只有通过 Alpha 测试，才能通过内部验收评审，产生软件的 Beta 版 本 测试：测试：是用户在不受控的环境中进行的，用户记录错误和问题是用户在不受控的环境中进行的，用户记录错误和问题 指整个大系统在软件组织内部验收前， 由测试部门对它进行的集成测试， 实际上是软件系统 的最后一次集成测试。只有通过 Alpha 测试，才能通过内部验收评审，产生软件的 Beta 版 本 第五章第五章 软件维护软件维护 1. 软件维护的概念和四种类型（软件维护的概念和四种类型（P83） 概念：指软件交付使用之后，为了改正错误或满足用户新的需求而修改软件的过程。 四种类型：改正性维护，适应性维护，完善性维护，预防性维护 2. 理解维护的副作用理解维护的副作用 定义：因修改软件而造成的错误或其他不希望发生的情况。 类型类型：修改代码的副作用，修改数据的副作用，文档的副作用。 第六章第六章 数据库概述数据库概述 1. 数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构 对数据抽象的三个级别对数据抽象的三个级别(P9596)能够结合关系数据库理解能够结合关系数据库理解 数据库系统的三级模式结构 ：外模式，模式，内模式。 数据模型的三个级别：概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型。 2. 数据模型的三个级别及三种主要的逻辑数据模型（数据模型的三个级别及三种主要的逻辑数据模型（P9294） 6 第七章第七章 关系数据库基本原理关系数据库基本原理 1. 关系数据模型关系数据模型 数据结构：关系（数据结构：关系（二维表二维表） 关系的性质（关系的性质（P105） ：） ：属性值是原子的不允许出现重复元组没有行序、属性无序属性值是原子的不允许出现重复元组没有行序、属性无序 关系模式的表示：关系模式的表示：R(U1,U2,Un) 候选键：候选键：能唯一标识元组的最小属性集能唯一标识元组的最小属性集 主键主键(唯一非空唯一非空)：能唯一标识元组的最小属性集之一能唯一标识元组的最小属性集之一 外键：外键：不是本关系主键， 引用本、其他关系主键关系模型通过外键实现实体之间的联系不是本关系主键， 引用本、其他关系主键关系模型通过外键实现实体之间的联系 数据操作：数据操作：理解构成了关系代数的完备集的五个基本运算（理解构成了关系代数的完备集的五个基本运算（ 选择、投影、笛卡尔积、并、选择、投影、笛卡尔积、并、 差）差）p106 完整性约束：完整性约束： 实体完整性（主键实现） （实体完整性（主键实现） （P103104） 参照完整性（外键实现）参照完整性（外键实现） 用户定义的完整性用户定义的完整性 实体完整性约束： 每个关系都应有一个主键 每个元组的主键的值应当唯一 主键值不能为空值（NULL） 参照完整性约束： 外键要么引用实际存在的主键值，要么是 NULL 用户定义的完整性约束： 各种 DBMS 产品对完整性约束的支持程度不同 数据库中完整性约束检查，由 DBMS 实现 7 2. 视图的概念（视图的概念（P110） 视图是从基本表或其它视图导出的表， 它本身不独立存储在数据库中， 即数据库中只存放视 图的定义而不存放视图对应的数据，这些数据仍存放在基本表中，因此视图是一个虚表。 3. SQL SQL 语言的组成语言的组成 DDL、QL、DML、DCL SQL 的的 DDL 语法：语法： 建立基本表的建立基本表的 CREATE TABLE 语句语句 建立索引使用建立索引使用 CREATE INDEX 语句语句 索引属于物理存储的概念索引属于物理存储的概念 SQL 的的 QL： SELECT 语句的完整语法（语句的完整语法（P113） ： SELECT FROM WHERE 行条件子句 GROUP BY 分组子句 HAVING 组条件子句 ORDER BY (列名表) VALUES ； DELETE FROM 表创建者. WHERE ； UPDATE 表创建者. SET ， WHERE ; 一次只能对一个表进行操作一次只能对一个表进行操作 4. 关系数据库的关系数据库的规范化理论规范化理论 关系模式设计中的语义问题关系模式设计中的语义问题(冗余、操作异常冗余、操作异常) P126 冗余度大、插入异常、删除异常、修改复杂 函数依赖（函数依赖（P127） ：完全、部分、传递依赖） ：完全、部分、传递依赖 定义：一个或一组属性的值可以决定其它属性的值 若 Y 函数依赖于 X，但不函数依赖于 X 的任何子集 X/,则称 Y 完全函数依赖于 X，记为 Xf Y。否则称 Y 部分函数依赖于 X，记为 XpY。 若关系的三个属性子集 X、Y、Z 之间有：XY，YZ, 且 Y 不属于 X，YX，则称 Z 传递函 数依赖于 X 范式范式(1NF,2NF,3NF,BCNF)的概念的概念 第一范式（1NF） ：属性都是原子数据的关系模式，满足第一范式 第二范式（2NF） ：如果关系模式 R1NF，且它的任一非主属性都完全函数依赖于任一候选 8 键，则称 R 满足第二范式，记为 R2NF。 第三范式（3NF） ：如果关系模式 R2NF，且每一个非主属性不传递依赖于任一键，则 R 3NF。 4)BCNF(Boyce-Codd 范式)改进的 3NF：如果关系模式的所有非平凡函数依赖的决定因子 都含有键，则 RBCNF 能根据需求写出正确的能根据需求写出正确的 SQL 语句（典型习题：作业题及实验一）语句（典型习题：作业题及实验一） 第八章第八章 数据库设计数据库设计 1. 各设计阶段的各设计阶段的任务、内容任务、内容 重点：概念设计、逻辑设计、物理设计重点：概念设计、逻辑设计、物理设计 （1） 、 需求分析： 任务： 了解原系统的工作概况明确用户的各种需求： 信息需求、 处理需求、 安全需求、完整性需求、性能需求、未来需求确定新系统的功能（系统目 标） 内容：收集信息、分析与整理、评审 （2） 、概念结构设计：将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构， 设计工具：E-R 图 （3） 、逻辑结构设计：任务：把概念结构设计阶段设计好的基本 E-R 图转换为与选用的具体 机器上的 DBMS 产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构模型。 内容： 将概念结构向一般关系模型转化。 将第一步得到的结构转换为 特定的 DBMS 支持下的数据模型。 依据应用的需求和具体的 DBMS 的 特征进行调整与完善。 （4） 、物理设计：内容：确定数据的储存安排、存取路径的选择和调整、确定系统配置 （5） 、数据库实施 （6） 、数据库运行和维护 3. 概念设计概念设计 概念模型（概念模型（ER 图图）及其表示）及其表示 实体和实体集、属性、码实体和实体集、属性、码 实体：客观存在并可相互区分的事物叫实体 属性：属性是实体具有的某一特性 码：唯一标识实体的属性集称为码。 联系：一对一联系、一对多联系、多对多联系联系：一对一联系、一对多联系、多对多联系 一对一联系 （1： 1） ： 若对于实体集 A 中每一个实体， 实体集 B 中至多有一个实体与之联系， 反之亦然，则称实体集 A 与实体集 B 具有一对一联系，记为 1：1。 一对多联系（1：n） ：若对于实体集 A 中的每一个实体，实体集 B 中有 n 个实体（n=0）与 之联系；反之，对于实体集 B 中的每一个实体，实体集 A 中至多一个实体与之联系，则称实 体集 A 与实体集 B 具有一对多的联系，记为 1：n 多对多联系（m：n） ：若对于实体集 A 中的每一个实体，实体集 B 中有 n 个实体（n=0）与 之联系；反之，对于实体集 B 中的每一个实体，实体集 A 中也有 m 个实体（m=0）与之联 系，则称实体集 A 与实体集 B 具有多对多的联系，记为 m：n 集成时三类冲突的解决对策：属性冲突、命名冲突、结构冲突集成时三类冲突的解决对策：属性冲突、命名冲突、结构冲突 （1） 属性冲突:属性取值单位冲突。属性域的冲突，即属