全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試公共基礎(chǔ)知識(shí)

1、1 第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 1.1 算法 算法：是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。 算法不等于程序，也不等計(jì)算機(jī)方法，程序的編 制不可能優(yōu)于算法的設(shè)計(jì)。 算法的基本特征：是一組嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囟x運(yùn)算順序的 規(guī)則，每一個(gè)規(guī)則都是有效的，是明確的，此順 序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止。 2 特征包括： （1）可行性；針對(duì)實(shí)際實(shí)際問題設(shè)計(jì)的算法， 人們總希望得到滿意的結(jié)果。 （2）確定性，算法中每一步驟都必須有明確 定義，不充許有模棱兩可的解釋，不允許有多 義性； （3）有窮性，算法必須能在有限的時(shí)間內(nèi)做 完，即能在執(zhí)行有限個(gè)步驟后終止，包括合理 的執(zhí)行時(shí)間的含義； （4）擁有足夠的情報(bào)。 綜上所述，所謂算法，是一組嚴(yán)

2、謹(jǐn)?shù)囟x運(yùn)算順 序的規(guī)則，并且每一個(gè)規(guī)則都是有效的，且是 明確的，此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止。 3 算法的基本要素：一是對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的運(yùn)算和操作； 二是算法的控制結(jié)構(gòu)。 指令系統(tǒng)：一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能執(zhí)行的所有指令的集 合。 基本運(yùn)算和操作包括：算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、關(guān)系 運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸。 算法的控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。 算法基本設(shè)計(jì)方法：列舉法、歸納法、遞推、遞歸、 減斗遞推技術(shù)、回溯法。 算法復(fù)雜度：算法時(shí)間復(fù)雜度和算法空間復(fù)雜度。 算法時(shí)間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量。 算法空間復(fù)雜度是指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空 間。 4 1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本基本概念 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究的

3、三個(gè)方面： （1）數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)元素之間所固有的邏輯關(guān) 系，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)； （2）在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī) 中的存儲(chǔ)關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)構(gòu)； （3）對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。 5 數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)包含： （1）表示數(shù)據(jù)元素的信息； （2）表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系。 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等。 線性結(jié)構(gòu)條件： （1）有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)； （2）每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有一個(gè)前件，也最多 有一個(gè)后件。 非線性結(jié)構(gòu)：不滿足線性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)。 6 13 線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 線性表由一組數(shù)據(jù)元素構(gòu)成，數(shù)據(jù)元素的位 置只取決于自己

4、的序號(hào)，元素之間的 相對(duì)位置是線性的。 在復(fù)雜線性表中，由若干項(xiàng)數(shù)據(jù)元素組成的 數(shù)據(jù)元素稱為記錄，而由多個(gè)記錄構(gòu) 成的線性表又稱為文件。 7 非空線性表的結(jié)構(gòu)特征： （1）且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)a1，它無前件. （2）有且只有一個(gè)終端結(jié)點(diǎn)an，它無后件； （3）除根結(jié)點(diǎn)與終端結(jié)點(diǎn)外，其他所有結(jié) 點(diǎn)有且只有一個(gè)前件，也有且只有一個(gè) 后件。結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)n稱為線性表的長度，當(dāng) n=0時(shí)，稱為空表。 8 線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有以下兩個(gè)基本 特點(diǎn)： （1）線性表中所有元素的所占的存儲(chǔ)空 間是連續(xù)的； （2）線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)空間中 是按邏輯順序依次存放的。 ai的存儲(chǔ)地址為：ADR(ai)=ADR(a1)

5、+(i- 1)k,，ADR(a1)為第一個(gè)元素的地址，k 代表每個(gè)元素占的字節(jié)數(shù)。 順序表的運(yùn)算：插入、刪除。 （詳見14- -16頁） 9 14 棧和隊(duì)列 棧是限定在一端進(jìn)行插入與刪除的線性表，允許 插入與刪除的一端稱為棧頂，不允許插入與刪 除的另一端稱為棧底。 棧按照“先進(jìn)后出”（FILO）或“后進(jìn)先出” （LIFO）組織數(shù)據(jù)，棧具有記憶作用。用top 表示棧頂位置，用bottom表示棧底。 棧的基本運(yùn)算：（1）插入元素稱為入棧運(yùn)算； （2）刪除元素稱為退棧運(yùn)算；（3）讀棧頂元 素是將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量，此時(shí)指 針無變化。 10 有關(guān)棧的幾個(gè)例子: 1: 下列關(guān)于棧的敘述中正確的是

6、_。 A. 在棧中只能插入數(shù)據(jù) B. 在棧中只能刪除數(shù)據(jù) C. 棧是先進(jìn)先出的線性表 D. 棧是先進(jìn)后出的線性表 2: 棧底至棧頂依次存放元素A、B、C、D，在第五個(gè)元素E入棧前，棧中元素可以出 棧，則出棧序列可能是_。 A. ABCED B. DBCEA C. CDABE D. DCBEA 3:如果進(jìn)棧序列為e1,e2,e3,e4，則可能的出棧序列是 A）e3,e1,e4,e2 B）e2,e4,e3,e1 C）e3,e4,e1,e2 D）任意順序 4: 棧的基本運(yùn)算有三種：入棧、退棧和_。 答案:1:(D) 2 :(D) 3: (B) 4: (讀棧) 11 隊(duì)列是指允許在一端（隊(duì)尾）進(jìn)入插入

7、， 而在另一端（隊(duì)頭）進(jìn)行刪除的線性表。 Rear指針指向隊(duì)尾，front指針指向隊(duì)頭。 隊(duì)列是“先進(jìn)行出”（FIFO）或“后進(jìn) 后出”（LILO）的線性表。 隊(duì)列運(yùn)算包括（1）入隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)尾插 入一個(gè)元素；（2）退隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)頭刪 除一個(gè)元素。 循環(huán)隊(duì)列：s=0表示隊(duì)列空，s=1且 front=rear表示隊(duì)列滿 12 隊(duì)列的二個(gè)例子: 1: 下列關(guān)于隊(duì)列的敘述中正確的是_。 A. 在隊(duì)列中只能插入數(shù)據(jù) B. 在隊(duì)列中只能刪除數(shù)據(jù) C. 隊(duì)列是先進(jìn)先出的線性表 D. 隊(duì)列是先進(jìn)后出的線性表 2: 在一個(gè)容量為15的循環(huán)隊(duì)列中,若頭指針 front=6,尾指針rear=9,則該循環(huán)隊(duì)列中共有

8、( ) 個(gè)元素 答案: 1: (B) 2: 3 13 15 線性鏈表 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)存儲(chǔ)單元，這 種存儲(chǔ)單元稱為存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，簡稱結(jié)點(diǎn)。 結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：（1）用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素值， 稱為數(shù)據(jù)域；（2）用于存放指針，稱為指針域， 用于指向前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)。 在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)空間可 以不連續(xù)，各數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)順序與數(shù)據(jù)元素之 間的邏輯關(guān)系可以不一致，而數(shù)據(jù)元素之間的邏 輯關(guān)系是由指針域來確定的。 14 鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式即可用于表示線性結(jié)構(gòu)，也 可用于表示非線性結(jié)構(gòu)。 線性鏈表，HEAD稱為頭指針， HEAD=NULL（或0）稱為空表，如果是 兩指針：左指針（Lli

9、nk）指向前件結(jié)點(diǎn)， 右指針（Rlink）指向后件結(jié)點(diǎn)。 線性鏈表的基本運(yùn)算：查找、插入、刪 除。 15 幾個(gè)例子: 1: 在單鏈表中，增加頭結(jié)點(diǎn)的目的是_。 A. 方便運(yùn)算的實(shí)現(xiàn) B. 使單鏈表至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn) C. 標(biāo)識(shí)表結(jié)點(diǎn)中首結(jié)點(diǎn)的位置 D. 說明單鏈表是線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)實(shí)現(xiàn) 2: 線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)分別是_。 A. 順序存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、順序存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) B. 隨機(jī)存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、順序存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) C. 隨機(jī)存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、隨機(jī)存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) D. 任意存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、任意存取的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 3: 用鏈表表示線性表的優(yōu)點(diǎn)是_。 A. 便于插入和刪除操作 B. 數(shù)據(jù)

10、元素的物理順序與邏輯順序相同 C. 花費(fèi)的存儲(chǔ)空間較順序存儲(chǔ)少 D. 便于隨機(jī)存取 答案: 1: (A) 2: (B) 3: (A) 16 16 樹與二叉樹 樹是一種簡單的非線性結(jié)構(gòu)，所有元素之間具有明 顯的層次特性。 在樹結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)前件，稱為父 結(jié)點(diǎn)，沒有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，稱為樹的根結(jié) 點(diǎn)，簡稱樹的根。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件， 稱為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。沒有后件的結(jié)點(diǎn)稱為葉子 結(jié)點(diǎn)。 在樹結(jié)構(gòu)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件的個(gè)數(shù)稱為 該結(jié)點(diǎn)的度，所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱為樹的度。 樹的最大層次稱為樹的深度。(見26面圖1.26) 17 二叉樹的特點(diǎn)： （1）非空二叉樹只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)； （

11、2）每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹，且分別稱為該結(jié) 點(diǎn)的左子樹與右子樹。 二叉樹的基本性質(zhì)： （1）在二叉樹的第k層上，最多有2k-1(k1)個(gè)結(jié)點(diǎn)； （2）深度為m的二叉樹最多有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)； （3）度為0的結(jié)點(diǎn)（即葉子結(jié)點(diǎn)）總是比度為2的結(jié)點(diǎn) 多一個(gè)； （4）具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹，其深度至少為log2n+1, 其中l(wèi)og2n表示取log2n的整數(shù)部分； （5）具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹的深度為log2n+1； （6）設(shè)完全二叉樹共有n個(gè)結(jié)點(diǎn)。如果從根結(jié)點(diǎn)開始， 按層序（每一層從左到右）用自然數(shù)1，2，.n 18 給結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)（k=1,2.n），有以下結(jié)論： 若k=1，則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，它沒有父

12、結(jié)點(diǎn)；若k1， 則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)編號(hào)為INT(k/2)； 若2kn，則編號(hào)為k的結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k；否 則該結(jié)點(diǎn)無左子結(jié)點(diǎn)（也無右子結(jié)點(diǎn)）； 若2k+1n，則編號(hào)為k的結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為 2k+1；否則該結(jié)點(diǎn)無右子結(jié)點(diǎn)。 滿二叉樹是指除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點(diǎn)有 兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)，則k層上有2k-1個(gè)結(jié)點(diǎn)深度為m的滿二叉 樹有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。 完全二叉樹是指除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均 達(dá)到最大值，在最后一層上只缺少右邊的若干結(jié)點(diǎn)。 二叉樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)于滿二叉樹與 完全二叉樹可以按層序進(jìn)行順序存儲(chǔ)。 19 二叉樹的遍歷： （1）前序遍歷（DLR），首先訪問根結(jié)點(diǎn)，

13、然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹； （2）中序遍歷（LDR），首先遍歷左子樹， 然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹； （3）后序遍歷（LRD）首先遍歷左子樹， 然后訪問遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)。 (見P31面圖1.35(a)和P30面1.33) 20 幾個(gè)例子: 1: 在一棵二叉樹上第5層的結(jié)點(diǎn)數(shù)最多是_。 A. 8 B. 16 C. 32 D. 15 2: 設(shè)一棵完全二叉樹共有700個(gè)結(jié)點(diǎn)，則在該二叉樹中的葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)為_。 A. 349 B. 350 C. 255 D. 351 3: 在深度為5的滿二叉樹中，葉子結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為_。 A. 32 B. 31 C. 16 D. 15 4: 已知二叉樹后

14、序遍歷序列是dabec，中序遍歷序列是debac，它的前序遍歷序列是 _。 A. cedba B. acbed C. decab D. deabc 答案: 1: (B) 2: (B) 3: (C) 4: (A) 21 17 查找技術(shù) 順序查找的使用情況： （1）線性表為無序表； （2）表采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。 二分法查找只適用于順序存儲(chǔ)的有序表， 對(duì)于長度為n的有序線性表，最壞情況只需 比較log2n次。 22 18 排序技術(shù) 排序是指將一個(gè)無序序列整理成按值非遞減 順序排列的有序序列。 交換類排序法：（1）冒泡排序法，需要比 較的次數(shù)為n(n-1)/2； （2）快速排序法。 插入類排序法：（1）

15、簡單插入排序法，最 壞情況需要n(n-1)/2次比較；（2）希爾排 序法，最壞情況需要O(n1.5)次比較。 選擇類排序法：（1）簡單選擇排序法, 最壞情況需要n(n-1)/2次比較；（2）堆排 序法，最壞情況需要O(nlog2n)次比較。 23 二叉樹的遍歷： （1）前序遍歷（DLR），首先訪問根結(jié) 點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹； （2）中序遍歷（LDR），首先遍歷左子 樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹； （3）后序遍歷（LRD）首先遍歷左子樹， 然后訪問遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)。 24 幾個(gè)例子: 1: 希爾排序法屬于哪一種類型的排序法_。(B) A. 交換類排序法 B. 插入類

16、排序法 C. 選擇類排序法 D. 建堆排序法 2: 在下列幾種排序方法中，要求內(nèi)存量最大的是_。(D) A. 插入排序 B. 選擇排序 C. 快速排序 D. 歸并排序 3: 已知數(shù)據(jù)表A中每個(gè)元素距其最終位置不遠(yuǎn)，為節(jié)省時(shí)間，應(yīng)采用的算法是_。 (B) A. 堆排序 B. 直接插入排序 C. 快速排序 D. 直接選擇排序 4: 在最壞情況下，冒泡排序的時(shí)間復(fù)雜度為_。 5 : 在最壞情況下，堆排序需要比較的次數(shù)為_。 答案: 1: (B) 2: (D) 3: (B) 4: n(n-1)/2#n*(n-1)/2#O(n(n-1)/2)#O(n*(n-1)/2) 5: O(nlog2n) 25 第

17、二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 21 程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格 如何形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格 1、源程序文檔化； 2、數(shù)據(jù)說明的方法； 3、語句的結(jié)構(gòu)； 4、輸入和輸出。 注釋分序言性注釋和功能性注釋，語句結(jié)構(gòu) 清晰第一、效率第二。 26 22 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四條原則是：1. 自頂向下； 2. 逐步求精；3.模塊化；4.限制使用goto語句。 結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)： （1）順序結(jié)構(gòu)：一種簡單的程序設(shè)計(jì)，最基本、 最常用的結(jié)構(gòu)； （2）選擇結(jié)構(gòu)：又稱分支結(jié)構(gòu)，包括簡單選擇和 多分支選擇結(jié)構(gòu)，可根據(jù)條件，判斷應(yīng)該選擇哪 一條分支來執(zhí)行相應(yīng)的語句序列； （3）重復(fù)結(jié)構(gòu)：又稱循環(huán)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)

18、給定條件， 判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同程序段。 27 23 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)：以60年代末挪威奧斯 陸大學(xué)和挪威計(jì)算機(jī)中心研制的SIMULA語 言為標(biāo)志。 面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)： （1）與人類習(xí)慣的思維方法一致； （2）穩(wěn)定性好； （3）可重用性好； （4）易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品； （5）可維護(hù)性好。 28 對(duì)象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍?，可?用來表示客觀世界中的任何實(shí)體，對(duì)象是 實(shí)體的抽象。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法中的對(duì)象是系統(tǒng) 中用來描述客觀事物的一個(gè)實(shí)體，是構(gòu)成 系統(tǒng)的一個(gè)基本單位，由一組表示其靜態(tài) 特征的屬性和它可執(zhí)行的一組操作組成。 屬性即對(duì)象所包含的信息，操

19、作描述了對(duì) 象執(zhí)行的功能，操作也稱為方法或服務(wù)。 29 對(duì)象的基本特點(diǎn)： （1）標(biāo)識(shí)惟一性； （2）分類性； （3）多態(tài)性； （4）封裝性； （5）模塊獨(dú)立性好。 類是指具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集 合。所以類是對(duì)象的抽象，對(duì)象是對(duì)應(yīng)類 的一個(gè)實(shí)例。 消息是一個(gè)實(shí)例與另一個(gè)實(shí)例之間傳遞的 信息。 30 消息的組成包括（1）接收消息的對(duì)象的名稱； （2）消息標(biāo)識(shí)符，也稱消息名；（3）零 個(gè)或多個(gè)參數(shù)。 繼承是指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征， 而不必重復(fù)定義他們。 繼承分單繼承和多重繼承。單繼承指一個(gè) 類只允許有一個(gè)父類，多重繼承指一個(gè)類 允許有多個(gè)父類。 多態(tài)性是指同樣的消息被不同的對(duì)象接受

20、 時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng)的現(xiàn)象。 31 第三章軟件工程基礎(chǔ) 31 軟件工程基本概念 計(jì)算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。 軟件的特點(diǎn)包括： （1）軟件是一種邏輯實(shí)體； （2）軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒有明顯的制作過程； （3）軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問題； （4）軟件的開發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題； （5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴； （6）軟件開發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素。 32 軟件按功能分為應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件、支撐 軟件（或工具軟件）。 軟件危機(jī)主要表現(xiàn)在成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率 等問題。 軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開 發(fā)

21、和維護(hù)的一整套方法、工具、文檔、實(shí) 踐標(biāo)準(zhǔn)和工序。 軟件工程包括3個(gè)要素：方法、工具和過程。 33 軟件工程過程是把軟件轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼 此相關(guān)的資源和活動(dòng)，包含4種基本活動(dòng)： （1）P軟件規(guī)格說明； （2）D軟件開發(fā)； （3）C軟件確認(rèn)； （4）A軟件演進(jìn)。 軟件周期：軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用 維護(hù)到停止使用退役的過程。 34 軟件生命周期三個(gè)階段:軟件定義、軟件開發(fā)、運(yùn)行 維護(hù)，主要活動(dòng)階段是： （1）可行性研究與計(jì)劃制定； （2）需求分析； （3）軟件設(shè)計(jì)； （4）軟件實(shí)現(xiàn)； （5）軟件測試； （6）運(yùn)行和維護(hù)。 軟件工程的目標(biāo)和與原則： 目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(fā)出具有

22、有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可重用 性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作 性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。 35 基本目標(biāo)：付出較低的開發(fā)成本；達(dá)到要求的軟件 功能；取得較好的軟件性能；開發(fā)軟件易于移植； 需要較低的費(fèi)用；能按時(shí)完成開發(fā)，及時(shí)交付使 用。 基本原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、 確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。 軟件工程的理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容主要包括： 軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。 軟件開發(fā)技術(shù)包括：軟件開發(fā)方法學(xué)、開發(fā)過程、 開發(fā)工具和軟件工程環(huán)境。 軟件工程管理包括：軟件管理學(xué)、軟件工程經(jīng)濟(jì) 學(xué)、軟件心理學(xué)等內(nèi)容。 36 軟件管理學(xué)包括人員組織、進(jìn)度安排、質(zhì)量

23、 保證、配置管理、項(xiàng)目計(jì)劃等。 軟件工程原則包括抽象、信息隱蔽、模塊 化、局部化、確定性、一致性、完備性和 可驗(yàn)證性。 37 32 結(jié)構(gòu)化分析方法 結(jié)構(gòu)化方法的核心和基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 理論。 需求分析方法有（1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法； （2）面向?qū)ο蟮姆治龅姆椒ā?從需求分析建立的模型的特性來分：靜態(tài) 分析和動(dòng)態(tài)分析。 結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì)：著眼于數(shù)據(jù)流， 自頂向下，逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流 程，以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具,建 立系統(tǒng)的邏輯模型。 38 結(jié)構(gòu)化分析的常用工具 （1）數(shù)據(jù)流圖(DFD)； （2）數(shù)據(jù)字典(DD)； （3）判定樹； （4）判定表。 數(shù)據(jù)流圖：描述數(shù)據(jù)處理過程

24、的工具，是需求理 解的邏輯模型的圖形表示，它直接支持系統(tǒng)功能 建模。 數(shù)據(jù)字典：對(duì)所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個(gè) 有組織的列表，以及精確的、嚴(yán)格的定義，使得 用戶和系統(tǒng)分析員對(duì)于輸入、輸出、存儲(chǔ)成分和 中間計(jì)算結(jié)果有共同的理解。 判定樹：從問題定義的文字描述中分清哪些是判 定的條件，哪些是判定的結(jié)論，根據(jù)描述材料中 的連接詞找出判定條件之間的從屬關(guān)系、并列關(guān) 系、選擇關(guān)系，根據(jù)它們構(gòu)造判定樹。 39 判定表：與判定樹相似，當(dāng)數(shù)據(jù)流圖中的加工要依 賴于多個(gè)邏輯條件的取值，即完成該加工的一組 動(dòng)作是由于某一組條件取值的組合而引發(fā)的，使 用判定表描述比較適宜。 數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析的核心。 軟件需求

25、規(guī)格說明書(SRS)的特點(diǎn)： （1）正確性； （2）無岐義性； （3）完整性； （4）可驗(yàn)證性； （5）一致性； （6）可理解性； （7）可追蹤性。 40 33 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法 軟件設(shè)計(jì)是開發(fā)階段最重要的步驟，是將需求準(zhǔn)確 地轉(zhuǎn)化為完整的軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)的唯一途徑。 從技術(shù)觀點(diǎn)來看，軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系。 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：將分析時(shí)創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 的定義。 接口設(shè)計(jì)：描述軟件內(nèi)部、軟件和協(xié)作系統(tǒng)之間 以及軟件與人之間如何通信。 過程設(shè)計(jì)：把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過程描 述。 41 從工程管理角度來看：概要設(shè)計(jì)和

26、詳細(xì)設(shè)計(jì)。 軟件設(shè)計(jì)的一般過程：軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)迭 代的過程；先進(jìn)行高層次的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；后 進(jìn)行低層次的過程設(shè)計(jì)；穿插進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè) 計(jì)和接口設(shè)計(jì)。 衡量軟件模塊獨(dú)立性使用耦合性和內(nèi)聚性 兩個(gè)定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。 在程序結(jié)構(gòu)中各模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)，則耦 合性越弱。優(yōu)秀軟件應(yīng)高內(nèi)聚，低耦合。 42 軟件概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是： （1）設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)； （2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù) 庫設(shè)計(jì)； （3）編寫概要設(shè)計(jì)文檔； （4）概要設(shè)計(jì)文檔評(píng) 審。 模塊用一個(gè)矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān) 系。 在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用 過程中來回傳遞的信息。還可用帶實(shí)心圓的箭頭 表示傳遞的是控制信息，空心圓箭心表示傳

27、遞的 是數(shù)據(jù)。 結(jié)構(gòu)圖的基本形式：基本形式、順序形式、重復(fù)形 式、選擇形式。 結(jié)構(gòu)圖有四種模塊類型：傳入模塊、傳出模塊、 變換模塊和協(xié)調(diào)模塊。 43 34 軟件測試 軟件測試定義：使用人工或自動(dòng)手段來運(yùn)行 或測定某個(gè)系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn) 它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果 與實(shí)際結(jié)果之間的差別。 軟件測試的目的：發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的 過程。 軟件測試方法：靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試。 靜態(tài)測試包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、 代碼質(zhì)量度量。不實(shí)際運(yùn)行軟件，主要通 過人工進(jìn)行。 44 動(dòng)態(tài)測試：是基本計(jì)算機(jī)的測試，主要包括白盒測 試方法和黑盒測試方法。 白盒測試：在程序內(nèi)部進(jìn)行，主要用于完成軟件 內(nèi)

28、部操作的驗(yàn)證。主要方法有邏輯覆蓋、基本基 路徑測試。 黑盒測試：主要診斷功能不對(duì)或遺漏、界面錯(cuò)誤、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤、性能錯(cuò)誤、初 始化和終止條件錯(cuò)，用于軟件確認(rèn)。主要方法有 等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測法、因 果圖等。 軟件測試過程一般按4個(gè)步驟進(jìn)行：單元測試、集 成測試、驗(yàn)收測試（確認(rèn)測試）和系統(tǒng)測試。 45 35 程序的調(diào)試 程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤，主要 在開發(fā)階段進(jìn)行。 程序調(diào)試的基本步驟： （1）錯(cuò)誤定位； （2）修改設(shè)計(jì)和代碼，以排除錯(cuò)誤； （3）進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。 軟件調(diào)試可分表靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試 主要是指通過人的思維來

29、分析源程序代碼和排錯(cuò)， 是主要的設(shè)計(jì)手段，而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。 主要調(diào)試方法有： （1）強(qiáng)行排錯(cuò)法； （2）回溯法； （3）原因排除法。 46 典型的數(shù)據(jù)流類型有兩種：變換型和事務(wù)型。 變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由輸入、中心變換、輸出三部 分組成。 事務(wù)型數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)是：接受一項(xiàng)事務(wù)，根據(jù)事 務(wù)處理的特點(diǎn)和性質(zhì)，選擇分派一個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚?單元，然后給出結(jié)果。 詳細(xì)設(shè)計(jì)：是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)模塊確定 實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用某種選定的表達(dá)工 具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。 常見的過程設(shè)計(jì)工具有：圖形工具（程序流程 圖）、表格工具（判定表）、語言工具（PDL）。 47 第四章 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用 41 數(shù)據(jù)

30、庫系統(tǒng)的基本概念 數(shù)據(jù)：實(shí)際上就是描述事物的符號(hào)記錄。 數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：有一定的結(jié)構(gòu)，有型與值之 分，如整型、實(shí)型、字符型等。而數(shù)據(jù)的 值給出了符合定型的值，如整型值15。 數(shù)據(jù)庫：是數(shù)據(jù)的集合，具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu) 形式并存放于統(tǒng)一的存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)，是多種 應(yīng)用數(shù)據(jù)的集成，并可被各個(gè)應(yīng)用程序共 享。 48 數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)模式存放的， 具有集成與共享的特點(diǎn)。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中 的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)維護(hù)、控制及保護(hù) 和數(shù)據(jù)服務(wù)等，是數(shù)據(jù)庫的核心。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能： （1）數(shù)據(jù)模式定義：即為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建其數(shù)據(jù)框架； （2）數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建：為數(shù)據(jù)模式的物理

31、存 取與構(gòu)建提供有效的存取方法與手段； （3）數(shù)據(jù)操縱：為用戶使用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)提供方 便，如查詢、插入、修改、刪除等以及簡單的算 術(shù)運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)； 49 （4）數(shù)據(jù)的完整性、安生性定義與檢查； （5）數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)； （6）數(shù)據(jù)的服務(wù)：如拷貝、轉(zhuǎn)存、重組、性能監(jiān) 測、分析等。 為完成以上六個(gè)功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供以下 的數(shù)據(jù)語言： （1）數(shù)據(jù)定義語言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的模式定義與數(shù)據(jù) 的物理存取構(gòu)建； （2）數(shù)據(jù)操縱語言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱，如查詢與 增、刪、改等； （3）數(shù)據(jù)控制語言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)完整性、安全性的 定義與檢查以及并發(fā)控制、故障恢復(fù)等。 數(shù)據(jù)語言按其使用方式具有兩種結(jié)構(gòu)形式：交互

32、式命令(又稱自含型或自主型語言)宿主型語言（一 般可嵌入某些宿主語言中）。 50 數(shù)據(jù)庫管理員：對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、維護(hù)、 監(jiān)視等的專業(yè)管理人員。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)庫管理系 統(tǒng)（軟件）、數(shù)據(jù)庫管理員（人員）、硬件平臺(tái) （硬件）、軟件平臺(tái)（軟件）五個(gè)部分構(gòu)成的運(yùn) 行實(shí)體。 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用軟件及應(yīng) 用界面三者組成。 文件系統(tǒng)階段：提供了簡單的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)管 理能力，但是它無法提供完整的、統(tǒng)一的、管理 和數(shù)據(jù)共享的能力。 層次數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 ：為統(tǒng)一與共 享數(shù)據(jù)提供了有力支撐。 51 關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點(diǎn)：數(shù)據(jù)的集成性 、數(shù)

33、據(jù)的 高共享性與低冗余性 、數(shù)據(jù)獨(dú)立性（物理獨(dú)立性 與邏輯獨(dú)立性）、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式： （1）概念模式：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu) 的描述，全體用戶公共數(shù)據(jù)視圖； （2）外模式：也稱子模式與用戶模式。是用戶的 數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶所見到的數(shù)據(jù)模式； （3）內(nèi)模式：又稱物理模式，它給出了數(shù)據(jù)庫物 理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與物理存取方法。 52 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級(jí)映射： （1）概念模式到內(nèi)模式的映射； （2）外模式到概念模式的映射。 53 4.2 數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)模型的概念：是數(shù)據(jù)特征的抽象，從抽 象層次上描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)行 為和約束條件，為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的信息表與 操作提供一個(gè)抽象的框架。描述了數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)、數(shù)據(jù)操作及數(shù)據(jù)約束。 E-R模型的基本概念 （1）實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中的事物； （2）屬性：事物的特性； （3）聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)系。實(shí) 體集的關(guān)系有一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的 聯(lián)系。 54 E-R模型三個(gè)基本概念之間的聯(lián)接關(guān)系：實(shí)體是概 念世界中的基本單位，屬性有屬性域，每個(gè)實(shí)體 可取屬性域內(nèi)的值。一個(gè)實(shí)體的所有屬性值叫元 組。 E-R模型的圖示法：（1）實(shí)體集表示法； （2） 屬性表法； （3）聯(lián)系表示法。 層次模型的基本結(jié)構(gòu)是樹形結(jié)構(gòu)，具有以下特點(diǎn)： （1）每棵樹有且僅有一個(gè)無雙親結(jié)點(diǎn)，稱為根； （2）樹中除根外所有結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。 從圖論上看，網(wǎng)狀