计算机二级C语言基础知识与习题

思想：先确定待查找记录所在的范围，然后逐步缩小范围，直到找到或确认找不到该记 录为止。

前提：必须在具有顺序存储结构的有序表中进行。 查找过程：

1）若中间项（中间项mid=(n-1)/2，mid的值四舍五入取整）的值等于x，则说明已查 到；

2）若x 小于中间项的值，则在线性表的前半部分查找； 3）若x 大于中间项的值，则在线性表的后半部分查找。

特点：比顺序查找方法效率高。最坏的情况下，需要比较log2n次。

*：二分法查找只适用于顺序存储的线性表，且表中元素必须按关键字有序（升序）排 列。对于无序线性表和线性表的链式存储结构只能用顺序查找。在长度为n 的有序线性 表中进行二分法查找，其时间复杂度为O（log2n）。 1.8 排序技术

排序是指将一个无序序列整理成按值非递减顺序排列的有序序列，即是将无序的记录序 列调整为有序记录序列的一种操作。

1、交换类排序法（方法：冒泡排序，快速排序）。 2、插入类排序法（方法：简单插入排序，希尔排序）。 3、选择类排序法（方法：简单选择排序，堆排序）。 总结：各种排序法比较：

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第二讲数据库设计基础

2.1 数据库系统的基本概念

1、数据、数据库、数据管理系统

（1）数据：实际上就是描述事物的符号记录。

数据的特点：有一定的结构，有型与值之分。数据的型给出了数据表示的类型，如整型、 实型、字符型等。而数据的值给出了符合给定型的值，如整型（INT）值15。

（2）数据库（DB）：是数据的集合，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。

数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的，具有集成与共享的特点，亦即是数 据库集中了各种应用的数据，进行统一的构造和存储，而使它们可被不同应用程序所使 用。

（3）数据库管理系统（DBMS）：一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、 数据维护、控制及保护和数据服务等，是数据库的核心。 数据库管理系统功能：

1）数据模式定义。数据库管理系统负责为数据库构建模式，也就是为数据库构建其数 据框架。

2）数据存取的物理构建。数据库管理系统负责为数据模式的物理存取与构建提供有效 的存取方法与手段。

3）数据操纵。数据库管理系统为用户使用数据库中的数据提供方便，它一般提供如查 询、插入、修改以及删除数据的功能。此外，它自身还具有做简单的算术运算及统计的 能力，而且还可以与某些过程性语言结合，使其具有强大的过程性操作能力。

4）数据的完整性、安生性定义与检查。数据库中的数据具有内在语义上的关联性与一 致性，它们构成了数据的完整性，数据的完整性是保证数据库中数据正确的必要条件， 因此必须经常检查以维护数据正确。数据库中的数据具有共享性，而数据共享可能会引 发数据的非法使用，因此必须要对数据正确使用做出必要的规定，并在使用时做检查， 这就是数据的安全性。数据完整性与安全性的维护是数据库系统的基本功能。

5）数据库的并发控制与故障恢复。数据库是一个集成、共享的数据集合体，它能为多 个应用程序服务，所以就存在着多个应用程序对数据库的并发操作。在并发操作中如果 不加控制和管理，多个应用程序间就会相互干扰，从而对数据库中的数据造成破坏。因 此，数据库管理系统必须对多个应用程序的并发操作做必要的控制以保证数据不受破

坏，这就是数据库的并发控制。数据库中的数据一旦遭到破坏，数据库管理系统必须有 能力及时进行恢复，这就是数据库的故障恢复。

6）数据的服务。数据库管理系统提供对数据库中数据的多种服务功能，如数据拷贝、 转存、重组、性能监测、分析等。

（4）数据库管理员（DBA）：对数据库进行规划、设计、维护、监视等的专业管理人 员。

（5）数据库系统（DBS）：由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管 理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件）五个部分构成的运行实体。

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（6）数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。 *：数据库技术的根本目标是解决数据的共享问题。 2、数据库系统的发展

数据库管理发展至今已经历了三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶 段。

下表是数据管理三个阶段的比较：

人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段 应用背景科学计算科学计算、管理大规模管理 硬件背景无直接存取存储设 备

磁盘、磁鼓大容量磁备盘

软件背景没有操作系统有文件系统有数据库管理系统 背 景

处理方式批处理联机实时处理、批处理联机实时处理、分布处理 批处理

数据的管理者用户（程序员） 文件系统数据库管理系统 数据面向的对 象

某一应用程序某一应用现实世界 数据的共享程 度

无共享，冗余度极 大

共享性差，冗余度大共享性高，冗余度小 数据的独立性不独立，完全依赖 于程序

独立性差具有高度的物理独立性和一 定的逻辑独立性

数据的结构化无结构记录内有结构，整体无结 构

整体结构化，用数据模型描 述 特 点

数据控制能力应用程序自己控制应用程序自己控制由数据库管理系统提供数据 安全性、完整性、并发控制 和恢复能力

3、数据库系统的基本特点 （1）数据的高集成性。

（2）数据的高共享性与低冗余性。

*：数据库系统可以减少数据冗余，但无法避免一切冗余。

（3）数据独立性：数据独立性是数据与程序间的互不依赖性，即数___________据库中数据独立于 应用程序而不依赖于应用程序。也就是说，数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改 变不会影响应用程序。

数据独立性一般分为物理独立性与逻辑独立性两级。

1）物理独立性：物理独立性即是数据的物理结构（包括存储结构，存取方式等）的改 变，如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构， 从而不致引起应用程序的变化。

2）逻辑独立性：数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式、增加新的数据类型、 改变数据间联系等，不需要相应修改应用程序，这就是数据的逻辑独立性。

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（4）数据统一管理与控制。

数据统一管理与控制主要包含以下三个方面：

1）数据的完整性检查：检查数据库中数据的正确性以保证数据的正确。 2）数据的安全性保护：检查数据库访问者以防止非法访问。

3）并发控制：控制多个应用的并发访问所产生的相互干扰以保证其正确性。 4、数据库系统的内部结构体系 （1）数据库系统的三级模式：

1）概念模式：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。

2）外模式：也称子模式或用户模式，它是用户的数据视图，也就是用户所见到的数据 模式，它由概念模式推导而出。

3）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。内模式的 物理性主要体现在操作系统及文件级上，它还未深入到设备级上（如磁盘及磁盘操作）。 内模式对一般用户是透明的，但它的设计直接影响数据库的性能。 （2）数据库系统的两级映射：

1）概念模式/内模式的映射：实现了概念模式到内模式之间的相互转换。当数据库的 存储结构发生变化时，通过修改相应的概念模式/内模式的映射，使得数据库的逻辑模 式不变，其外模式不变，应用程序不用修改，从而保证数据具有很高的物理独立性。 2）外模式/概念模式的映射：实现了外模式到概念模式之间的相互转换。当逻辑模式 发生变化时，通过修改相应的外模式/逻辑模式映射，使得用户所使用的那部分外模式 不变，从而应用程序不必修改，保证数据具有较高的逻辑独立性。 2.2 数据模型 1、数据模型

（1）数据模型的概念：是数据特征的抽象，它从抽象层次上描述了系统的静态特征、 动态行为和约束条件，为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象的框架。

（2）数据模型所描述的内容有三个部分，它们是数据结构、数据操作与数据约束。 1）数据结构：数据结构是所研究的对象类型的集合，包括与数据类型、内容、性质有 关的对象，以及与数据之间联系有关的对象。它用于描述系统的静态特性。

2）数据操作：数据操作是对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的 集合，包括操作的含义、符号、操作规则及实现操作的语句等。它用于描述系统的动态 特性。

3）数据的约束条件：数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的 数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符号数据模型的数据库状 态及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。

（3）数据模型分为概念模型、逻辑数据模型和物理模型三类：

1）概念数据模型：简称概念模型，是对客观世界复杂事物的结构描______________述及它们之间的内 在联系的刻画。概念模型主要有：E-R 模型(实体联系模型)、扩充的E-R 模型、面向对 象模型及谓词模型等。

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2）逻辑数据模型：又称数据模型，是一种面向数据库系统的模型，该模型着重于在数 据库系统一级的实现。逻辑数据模型主要有：层次模型、网状模型、关系模型、面向对 象模型等。

3）物理数据模型：又称物理模型，它是一种面向计算机物理表示的模型，此模型给出 了数据模型在计算机上物理结构的表示。 2、实体联系模型及E-R图 （1）E-R 模型的基本概念： 1）实体：现实世界中的事物。 2）属性：事物的特性。

3）联系：现实世界中事物间的关系。实体集的关系有一对一、一对多、多对多的联系。 E-R 模型三个基本概念之间的联接关系：1）实体集（联系）与属性间的联接关系；2） 实体（集）与联系。

*：E-R 模型的基本成分是实体和联系。 （2）E-R 模型的图示法： 1）实体集：用矩形表示。 2）属性：用椭圆形表示。 3）联系：用菱形表示。

4）实体集与属性间的联接关系：用无向线段表示。 5）实体集与联系间的联接关系：用无向线段表示。

（3）数据库管理系统常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型三种。

1）层次模型的基本结构是树形结构，具有以下特点：A、每棵树有且仅有一个无双亲结 点，称为根；B、树中除根外所有结点有且仅有一个双亲。

学生M 选课N 课程 学号 姓名 性别 出生年月 系课号课程名学分 成绩选修时间

管理 部门 销售 员工商品 15

2）网状模型是层次模型的一个特例，从图论上看，网状模型是一个不加任何条件限制 的无向图。

3）关系模型采用二维表来表示，简称表，由表框架及表的元组组成。一个二维表就是 一个关系。

二维表的表框架由n个命名的属性组成，n 称为属性元数。每个属性有一个取值范围称 为值域。表框架对应了关系的模式，即类型的概念。在表框架中按行可以存放数据，每 行数据称为元组，实际上，一个元组是由n 个元组分量所组成，每个元组分量是表框架 中每个属性的 投影值。

学号姓名 性别出生年月班级籍贯

2007102 张洁然男 07-07-88 07 动画1 班天津 2007203 李一明男 05-01-87 07 播音5 班广西南宁 2007305 王丽 女 04-09-88 07 管理4 班辽宁沈阳 2007406 刘宏 男 10-11-88 07 新闻3 班江苏南京 *：同一个关系模型的任两个元组值不能完全相同。

主码：或称为关键字、主键，简称码、键，表中的一个属性或几个属性的组合、其值能