全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)資料

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。特征包括:(1)可行性;(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)。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?；具\(yùn)算包括: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。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)結(jié)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。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)。1.3線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)線性表是由一組數(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。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(wú)前件;(2)有且只有一個(gè)終端結(jié)點(diǎn)an,它無(wú)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(zhǎng)度,當(dāng)n=0時(shí),稱為空表。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)+(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(jiàn)14--16頁(yè))1.4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(wú)變化。隊(duì)列是指允許在一端(隊(duì)尾)進(jìn)入插入,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1.5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(jiǎn)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(lái)確定的。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(Llink)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。1.6樹(shù)與二叉樹(shù)樹(shù)是一種簡(jiǎn)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(shù)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(méi)有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè),稱為樹(shù)的根結(jié)點(diǎn),簡(jiǎn)稱樹(shù)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(méi)有后件的結(jié)點(diǎn)稱為葉子結(jié)點(diǎn)。在樹(shù)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(shù)的度。樹(shù)的最大層次稱為樹(shù)的深度。二叉樹(shù)的特點(diǎn):(1)非空二叉樹(shù)只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn);(2)每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹(shù),且分別稱為該結(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)與右子樹(shù)。二叉樹(shù)的基本性質(zhì):(1)在二叉樹(shù)的第k層上,最多有2k-1(k≥1)個(gè)結(jié)點(diǎn);(2)深度為m的二叉樹(shù)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(shù),其深度至少為[log2n]+1,其中[log2n]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(shù)的深度為[log2n]+1;(6)設(shè)完全二叉樹(shù)共有n個(gè)結(jié)點(diǎn)。如果從根結(jié)點(diǎn)開(kāi)始,按層序(每一層從左到右)用自然數(shù)1,2,….n給結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)(k=1,2….n),有以下結(jié)論:①若k=1,則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn),它沒(méi)有父結(jié)點(diǎn);若k>1,則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)編號(hào)為INT(k/2);②若2k≤n,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(wú)左子結(jié)點(diǎn)(也無(wú)右子結(jié)點(diǎn));③若2k+1≤n,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(wú)右子結(jié)點(diǎn)。滿二叉樹(shù)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(shù)有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。完全二叉樹(shù)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(shù)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(shù)與完全二叉樹(shù)可以按層序進(jìn)行順序存儲(chǔ)。二叉樹(shù)的遍歷:(1)前序遍歷(DLR),首先訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn),然后遍歷左子樹(shù),最后遍歷右子樹(shù);(2)中序遍歷(LDR),首先遍歷左子樹(shù),然后訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn),最后遍歷右子樹(shù);(3)后序遍歷(LRD)首先遍歷左子樹(shù),然后訪問(wèn)遍歷右子樹(shù),最后訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)。1.7查找技術(shù)順序查找的使用情況:(1)線性表為無(wú)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(zhǎng)度為n的有序線性表,最壞情況只需比較log2n次。1.8排序技術(shù)排序是指將一個(gè)無(wú)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)簡(jiǎn)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(jiǎn)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。第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1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(shuō)明的方法;3、語(yǔ)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(yǔ)句結(jié)構(gòu)清晰第一、效率第二。2.2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(yǔ)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(jiǎn)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(jiǎn)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(lái)執(zhí)行相應(yīng)的語(yǔ)句序列;(3)循環(huán)結(jié)構(gòu):可根據(jù)給定條件,判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同程序段。2.3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(yǔ)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(kāi)發(fā)大型軟件產(chǎn)品;(5)可維護(hù)性好。對(duì)象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍?可以用來(lái)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(lái)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,操作描述了對(duì)象執(zhí)行的功能,操作也稱為方法或服務(wù)。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。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)象接受時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng)的現(xiàn)象第三章軟件工程基礎(chǔ)3.1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(méi)有明顯的制作過(guò)程;(3)軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問(wèn)題;(4)軟件的開(kāi)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(wèn)題;(5)軟件復(fù)雜性高,成本昂貴;(6)軟件開(kāi)發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素。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(wèn)題。軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開(kāi)發(fā)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(guò)程。軟件工程過(guò)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(shuō)明;(2)D——軟件開(kāi)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(guò)程。軟件生命周期三個(gè)階段:軟件定義、軟件開(kāi)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(cè)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(kāi)發(fā)出具有有效性、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?；灸繕?biāo):付出較低的開(kāi)發(fā)成本;達(dá)到要求的軟件功能;取得較好的軟件性能;開(kāi)發(fā)軟件易于移植;需要較低的費(fèi)用;能按時(shí)完成開(kāi)發(fā),及時(shí)交付使用?；驹瓌t: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(kāi)發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)包括:軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)、開(kāi)發(fā)過(guò)程、開(kāi)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。軟件管理學(xué)包括人員組織、進(jìn)度安排、質(zhì)量保證、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。3.2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?。從需求分析建立的模型的特性?lái)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。結(jié)構(gòu)化分析的常用工具(1)數(shù)據(jù)流圖;(2)數(shù)據(jù)字典;(3)判定樹(shù);(4)判定表。數(shù)據(jù)流圖:描述數(shù)據(jù)處理過(guò)程的工具,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(shù):從問(wèn)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(shù)。判定表:與判定樹(shù)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。軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的特點(diǎn):(1)正確性;(2)無(wú)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。3.3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是用比較抽象概括的方式確定目標(biāo)系統(tǒng)如何完成預(yù)定的任務(wù),軟件設(shè)計(jì)是確定系統(tǒng)的物理模型。軟件設(shè)計(jì)是開(kāi)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(lái)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(guò)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(guò)程設(shè)計(jì):把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過(guò)程描述。從工程管理角度來(lái)看:概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)的一般過(guò)程:軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代的過(guò)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(guò)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。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(kù)設(shè)計(jì);(3)編寫(xiě)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(guò)程中來(lái)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。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)奶幚韱卧?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(jiàn)的過(guò)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(yǔ)言工具(PDL)。3.4軟件測(cè)試軟件測(cè)試定義:使用人工或自動(dòng)手段來(lái)運(yùn)行或測(cè)定某個(gè)系統(tǒng)的過(guò)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(cè)試的目的:發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程。軟件測(cè)試方法:靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。靜態(tài)測(cè)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(guò)人工進(jìn)行。動(dòng)態(tài)測(cè)試:是基本計(jì)算機(jī)的測(cè)試,主要包括白盒測(cè)試方法和黑盒測(cè)試方法。白盒測(cè)試:在程序內(nèi)部進(jìn)行,主要用于完成軟件內(nèi)部CAO作的驗(yàn)證。主要方法有邏輯覆蓋、基本基路徑測(cè)試。黑盒測(cè)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(kù)訪問(wèn)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(cè)法、因果圖等。軟件測(cè)試過(guò)程一般按4個(gè)步驟進(jìn)行:單元測(cè)試、集成測(cè)試、驗(yàn)收測(cè)試(確認(rèn)測(cè)試)和系統(tǒng)測(cè)試。3.5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(kāi)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(cè)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(guò)人的思維來(lái)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。第四章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù):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。數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)管理系統(tǒng):一種系統(tǒng)軟件,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的核心。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能:(1)數(shù)據(jù)模式定義:即為數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的數(shù)據(jù)提供方便,如查詢、插入、修改、刪除等以及簡(jiǎn)單的算術(shù)運(yùn)算及統(tǒng)計(jì);(4)數(shù)據(jù)的完整性、安生性定義與檢查;(5)數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)、分析等。為完成以上六個(gè)功能,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供以下的數(shù)據(jù)語(yǔ)言:(1)數(shù)據(jù)定義語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)言按其使用方式具有兩種結(jié)構(gòu)形式:交互式命令(又稱自含型或自主型語(yǔ)言)宿主型語(yǔ)言(一般可嵌入某些宿主語(yǔ)言中)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員:對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)系統(tǒng):由數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù))、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(軟件)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)應(yīng)用系統(tǒng):由數(shù)據(jù)庫(kù)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(jiǎn)單的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)管理能力,但是它無(wú)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(kù)與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段:為統(tǒng)一與共享數(shù)據(jù)提供了有力支撐。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn):數(shù)據(jù)的集成性、數(shù)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(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式:(1)概念模式:數(shù)據(jù)庫(kù)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(jiàn)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(kù)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與物理存取方法。數(shù)據(jù)庫(kù)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。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(kù)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。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(shù)形結(jié)構(gòu),具有以下特點(diǎn):(1)每棵樹(shù)有且僅有一個(gè)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn),稱為根;(2)樹(shù)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)狀模型是一個(gè)不加任何條件限制的無(wú)向圖。關(guān)系模型采用二維表來(lái)表示,簡(jiǎn)稱表,由表框架及表的元組組成。一個(gè)二維表就是一個(gè)關(guān)系。在二維表中凡能唯一標(biāo)識(shí)元組的最小屬性稱為鍵或碼。從所有侯選健中選取一個(gè)作為用戶使用的鍵稱主鍵。表A中的某屬性是某表B的鍵,則稱該屬性集為A的外鍵或外碼。關(guān)系中的數(shù)據(jù)約束:(1)實(shí)體完整