3计算学科中3个学科形态.pptVIP

第3章 计算学科中的三个学科形态;第3章 计算学科中的三个学科形态;1、抽象形态——;1、抽象形态——源于现实世界（建立对客观事物 进行抽象描述的方法，建立概念模型） ; 科学认识由感性阶段上升为理性阶段，就形成了科学理论。科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体系，它是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。 理论源于数学，是从抽象到抽象的升华，它们已经完全脱离现实事物，不受现实事物的限制，具有精确的、优美的特征，因而更能把握事物的本质。; 表述研究对象的特征（定义和公理） 假设对象之间的基本性质和对象之间可能存在的 关系（定理） 确定这些关系是否为真（证明） 结论;3、设计形态——; 需求分析 建立规格说明 设计并实现该系统 对系统进行测试与分析;三个学科形态的内在联系;抽象源于现实世界。建立对客观事物进行抽象描述的方法，建立具体问题的概念模型，实现对客观世界的感性认识。 理论源于数学。建立完整的理论体系，建立具体问题的数学模型，从而实现对客观世界的理性认识。 设计源于工程。对客观世界的感性认识和理性认识的基础上，完成一个具体的任务；对工程设计中所遇到的问题进行总结，提出问题，由理论界去解决它。;4、各领域中三个形态的主要内容 （P54-P59）;二、例子1 信息系统（数据库）三种形 态实例 （P44-P48）; 实体：客观存在并可相互区别的事物 ? 实体集 属性：实体所具有的某一方面的特性 关键字（码）：能唯一标识实体的属性集 联系：不同实体集之间的联系 1:1， 1:N， N:M; 三种图元素：实体(矩形)、属性(椭圆)、联系(菱形) P45 图3.1 学生选课E-R图; 实体及实体之间的联系均用关系（二维表）表示 笛卡尔积：设D1，D2，…，Dn为任意集合，定义 D1，D2，…，Dn笛卡尔积为： D1 ? D2 ? … ? Dn = {(d1, d2, …, dn)|di?Di, i=1, …, n} 关系：笛卡尔积D1 ? D2 ? … ? Dn的任意一个子集，称为 D1，D2，…，Dn上的一个n元关系 关系模式：二维表的表框架，R = U，F U：关系中所有属性的集合 F：属性集合U上的一组函数依赖;3、理论形态——规范化理论; 函数依赖判别简法：设有属性集X、Y及关系模式R ① 如果X、Y之间是“1:1”关系，则 X?Y Y?X ② 如果X、Y之间是“N:1”关系，则 X?Y ③ 如果X、Y之间是“N:M”关系，则 X、Y之间不存在函数依赖; 插入异常 删除异常 冗余太大; 1NF（1 Normal Form）:每个属性值都是不可再分的 最小单元 2NF：若R?1NF，且每一非主属性不存在对关键字的 部分依赖，则R?2NF。 部分依赖：设R中X?Y，Y–X??，如果存在X的真 子集X1?Y成立，则称Y部分依赖于X，否则称Y完 全函数依赖于X。; 3NF：若R?2NF，且每一非主属性不存在对关键字 的传递依赖，则R?3NF。 传递依赖：对R，X、Y、Z均为R的属性子集，如果 X?Y，Y–Z，则称Z传递依赖于X。;结论：从感性认识（抽象）而来的关系模式，必须 用规范化（理论）方法，使之在3NF以上。;4、设计形态——依赖具体的DBMS进行定义与应用 （SQL语句）;三、例子2 程序设计语言三种形态实例;计算机语言在裸机级所取得的主要成果;1、自然语言与形式语言;高级语言的歧义性问题 ;形式语言;2. 图灵机;图灵机;图灵机;一个给定机器的“程序”;;例3.9 ;计算过程如下：;计算结果即对给定的数加1。;图灵机的计算能力;3、预备知识——冯·诺依曼计算机;冯·诺依曼型计算机的组织结构 ;4、机器指令（语言）;5、汇编语言;6、高级语言;9、虚拟机——与时俱进的抽象层次