全國計(jì)算機(jī)等級考試==二級計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)知識

輔導(dǎo)講義第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法算法1、用濕是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。換句話說，算法是對特定問題求解步驟的一種描述。*:算法不等于程序，也不等于計(jì)算方法。程序的編制不可能優(yōu)于算法的設(shè)計(jì)。2、算法的基本特征（1）可行性。針對實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的算法，執(zhí)行后能夠得到滿意的結(jié)果。（2）確定性。每一條指令的含義明確，無二義性。并且在任何條件下，算法只有唯一的一條執(zhí)行路徑，即相同的輸入只能得出相同的輸出。（3）有窮性。算法必須在有限的時(shí)間內(nèi)完成。有兩重含義，一是算法中的操作步驟為有限個(gè)，二是每個(gè)步驟都能在有限時(shí)間內(nèi)完成。（4）擁有足夠的情報(bào)。算法中各種運(yùn)算總是要施加到各個(gè)運(yùn)算對象上，而這些運(yùn)算對象又可能具有某種初始狀態(tài)，這就是算法執(zhí)行的起點(diǎn)或依據(jù)。因此，一個(gè)算法執(zhí)行的結(jié)果總是與輸入的初始數(shù)據(jù)有關(guān)，不同的輸入將會有不同的結(jié)果輸出。當(dāng)輸入不夠或輸入錯(cuò)誤時(shí),算法將無法執(zhí)行或執(zhí)行有錯(cuò)。一般說來，當(dāng)算法擁有足夠的情報(bào)時(shí)，此算法才是有效的；而當(dāng)提供的情報(bào)不夠時(shí)，算法可能無效。*：綜上所述，所謂算法，是一組嚴(yán)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、算法復(fù)雜度主要包括時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。(1)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,可以用執(zhí)行算法的過程中所需基本運(yùn)算的執(zhí)行次數(shù)來度量。(2)算法性間復(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)的基本概念1、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。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究和討論以下三個(gè)方面的問題:（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)。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。（2）在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等。1）順序存儲。它是把邏輯上相鄰的結(jié)點(diǎn)存儲在物理位置相鄰的存儲單元里，結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系由存儲單元的鄰接關(guān)系來體現(xiàn)。由此得到的存儲表示稱為順序存儲結(jié)構(gòu)。2）鏈接存儲。它不要求邏輯上相鄰的結(jié)點(diǎn)在物理位置上亦相鄰，結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系是由附加的指針字段表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。3）索引存儲：除建立存儲結(jié)點(diǎn)信息外，還建立附加的索引表來標(biāo)識結(jié)點(diǎn)的地址。*：數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系，數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)（也稱數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)）是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲空間中的存放形式。同一種邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)可以采用不同的存儲結(jié)構(gòu)，但影響數(shù)據(jù)處理效率。（3）對各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)金。3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了用二元關(guān)系表示外，還可以直觀地用圖形表示。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示中，對于數(shù)據(jù)集合D中的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素用中間標(biāo)有元素值的方框表示，一般稱之為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，并簡稱為結(jié)點(diǎn)；為了進(jìn)一步表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，對于關(guān)系R中的每一個(gè)二元組，用一條有向線段從前件結(jié)點(diǎn)指向后件結(jié)點(diǎn)。4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩大類型：線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)。(1)線性結(jié)構(gòu)(非空的數(shù)據(jù)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。*：常見的線性結(jié)構(gòu)有線性表、棧、隊(duì)列和線性鏈表等。(2)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)。*：常見的非線性結(jié)構(gòu)有樹、二叉樹和圖等。1.3線性表及其順序存儲結(jié)構(gòu)1、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的序號，元素之間的相對位置是線性的。線性表是由n(n20)個(gè)數(shù)據(jù)元素組成的一個(gè)有限序列，表中的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素，除了第一個(gè)外，有且只有一個(gè)前件，除了最后一個(gè)外，有且只有一個(gè)后件。線性表中數(shù)據(jù)元素的個(gè)數(shù)稱為線性表的長度。線性表可以為空表。*：線性表是一種存儲結(jié)構(gòu)，它的存儲方式：順序和鏈?zhǔn)健?、線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)基本特點(diǎn)：(1)線性表中所有元素所占的存儲空間是連續(xù)的；(2)線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲空間中是按邏輯順序依次存放的。*：由此可以看出，在線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)中，其前后件兩個(gè)元素在存儲空間中是緊鄰的，且前件元素一定存儲在后件元素的前面，可以通過計(jì)算機(jī)直接確定第i個(gè)結(jié)點(diǎn)的存儲地址。3、順序表的插入、刪除運(yùn)算.(1)順序表的插入運(yùn)算：在一般情況下，要在第個(gè)元素之前插入一個(gè)新元素時(shí)，首先要從最后一個(gè)(即第n個(gè))元素開始，直到第i個(gè)元素之間共n-i+1個(gè)元素依次向后移動(dòng)一個(gè)位置，移動(dòng)結(jié)束后,第i個(gè)位置就被空出，然后將新元素插入到第i項(xiàng)。插入結(jié)束后，線性表的長度就增加了lo*：順性表的插入運(yùn)算時(shí)需要移動(dòng)元素，在等概率情況下，平均需要移動(dòng)n/2個(gè)元素。(2)順序表的刪除運(yùn)算：在一般情況下，要?jiǎng)h除第i(l<iWn)個(gè)元素時(shí)，則要從第i+1個(gè)元素開始，直到第n個(gè)元素之間共n-i個(gè)元素依次向前移動(dòng)一個(gè)位置。刪除結(jié)束后，線性表的長度就減小了lo*：進(jìn)行順性表的刪除運(yùn)算時(shí)也需要移動(dòng)元素，在等概率情況下，平均需要移動(dòng)（n-l）/2個(gè)元素。插入、刪除運(yùn)算不方便。1.4棧和隊(duì)列|1＞棧及其基本運(yùn)算.展是限定在一端進(jìn)行插入與刪除運(yùn)算的線性表。在棧中，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。棧頂元素總是最后被插入的元素，棧底元素總是最先被插入的元素。即棧是按照“先進(jìn)后出”或“后進(jìn)先出”的原則組織數(shù)據(jù)的。棧具有記憶作用。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。棧的存儲方式和線性表類似，也有兩種，即順序棧和鏈?zhǔn)綏！?、隊(duì)列及其基本運(yùn)算隊(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。尾指針（Rear）指向隊(duì)尾元素，頭指針（front）指向排頭元素的前一個(gè)位置（隊(duì)頭）。隊(duì)列是“先進(jìn)先出”或“后進(jìn)后出”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)列及其運(yùn)算：所謂循環(huán)隊(duì)列，就是將隊(duì)列存儲空間的最后一個(gè)位置繞到第一個(gè)位置，形成邏輯上的環(huán)狀空間,供隊(duì)列循環(huán)使用。在循環(huán)隊(duì)列中的隊(duì)尾元素，用排頭指針front指向排頭元素的前一個(gè)位置，因此，從頭指針front指向的后一個(gè)位置直到隊(duì)尾指針rear指向的位置之間，所有的元素均為隊(duì)列中的元素。中，用隊(duì)尾指針rear中，用隊(duì)尾指針rear指向隊(duì)列*：循環(huán)隊(duì)列中元素的個(gè)數(shù)二rear-front。1R緋桂缽表1>/性表順庠存儲的缺點(diǎn)」（1）插入或刪除的運(yùn)算效率很低。在順序存儲的線性表中，插入或刪除數(shù)據(jù)元素時(shí)需要移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)元素；（2）線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)下，線性表的存儲空間不便于擴(kuò)充；（3）線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)不便于對存儲空間的動(dòng)態(tài)分配。2、線性鏈表：線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)稱為線性鏈表，是一種物理存儲單元上非連續(xù)、非順莊的存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接來實(shí)現(xiàn)的。因此，在鏈?zhǔn)酱鎯Ψ绞街校總€(gè)結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：一部分用于存放數(shù)據(jù)元素的值，稱為數(shù)據(jù)域；另一部分用于存放指針，稱為指針域,用于指向該結(jié)點(diǎn)的前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)（即前件或后件），如下圖所示：數(shù)據(jù)域指針域data next HEAD?a\ ?a： ???? ?a^\ ?cua（a）結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) （b）一個(gè)非空的線性鏈表示意圖線性鏈表分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種類型。在單鏈表中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)指針域，由這個(gè)指針只能找到其后件結(jié)點(diǎn)，而不能找到其前件結(jié)點(diǎn)。因此，在某些應(yīng)用中，對于線性鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)指針，一個(gè)稱為左指針，指向其前件結(jié)點(diǎn)；另一個(gè)稱為右指針，指向其后件結(jié)點(diǎn)，這種鏈表稱為雙向鏈表,如下圖所示：左指針數(shù)據(jù)域右指針 , _ . _ HEAD—>Taoiazw?…->ana(a)結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) (b)一個(gè)非空的雙向加&小意圖3、線性鏈表的基本運(yùn)算(1)在線性鏈表中包含指定元素的結(jié)點(diǎn)之前插入一個(gè)新元素。*:在線性鏈表中插入元素時(shí)，不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即可，也不會出現(xiàn)“上溢”現(xiàn)象_。(2)在線性鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點(diǎn)。*：在線性鏈表中刪除元素時(shí),也不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即可。(3)將兩個(gè)線性鏈表按要求合并成一個(gè)線性鏈表。(4)將一個(gè)線性鏈表按要求進(jìn)行分解。(5)逆轉(zhuǎn)線性鏈表。(6)復(fù)制線性鏈表。(7)線性鏈表的排序。(8)線性鏈表的查找。*：線性鏈表不能隨機(jī)存取。4、循環(huán)鏈表及其基本運(yùn)算在線性鏈表中，其插入與刪除的運(yùn)算雖然比較方便，但還存在一個(gè)問題，在運(yùn)算過程中對于空表和對第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的處理必須單獨(dú)考慮，使空表與非空表的運(yùn)算不統(tǒng)一。為了克服線性鏈表的這個(gè)缺點(diǎn)，可以采用另一種鏈接方式，即循環(huán)鏈表。與前面所討論的線性鏈表相比，循環(huán)鏈表具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1）在鏈表中增加了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)域?yàn)槿我饣蛘吒鶕?jù)需要來設(shè)置，指針域指向線性表的第一個(gè)元素的結(jié)點(diǎn)，而循環(huán)鏈表的頭指針指向表頭結(jié)點(diǎn)；2）循環(huán)鏈表中最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域不是空，而是指向表頭結(jié)點(diǎn)。即在循環(huán)鏈表中,所有結(jié)點(diǎn)的指針構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀鏈。下圖a是一個(gè)非空的循環(huán)鏈表,圖b是一個(gè)空的循環(huán)鏈表：head-、援》a1?head-?繆(a)羊空表 (b)空表循環(huán)鏈表的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在循環(huán)鏈表中，只要指出表中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)的位置，就可以從它出發(fā)訪問到表中其他所有的結(jié)點(diǎn)，而線性單鏈表做不到這一點(diǎn)；二是由于在循環(huán)鏈表中設(shè)置了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，在任何情況下，循環(huán)鏈表中至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)存在，從而使空表與非空表的運(yùn)算統(tǒng)*:循環(huán)鏈表是在單鏈表的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，其插入和刪除運(yùn)算與單鏈表相同O但它可以從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)來訪問表中其他所有結(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)空表與非空表的運(yùn)算的統(tǒng)一。1.6樹與二叉樹.1、樹的基本概念腱是一種簡單的非線性結(jié)構(gòu)。在樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，所有數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系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)局。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。樹的最大層次稱為獨(dú)的深度。2、二叉樹及其基本性質(zhì)（1）什么是二叉樹二叉樹是一種很有用的非線性結(jié)構(gòu)，它具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1）非空二叉樹只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)；2）每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹，且分別稱為該結(jié)點(diǎn)的左子樹與右子樹。*：根據(jù)二叉樹的概念可知，二叉樹的度可以為0（葉結(jié)點(diǎn)）、1（只有一棵子樹）或2（有2棵子樹）。（2）二叉樹的基本性質(zhì)—

性質(zhì)1在二叉樹的第k層上,最多有 個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)2深度為m的二叉樹最多有個(gè) 個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)3性質(zhì)3在任意k棵五叉樹中，度數(shù)為0的結(jié)點(diǎn)（即葉子結(jié)點(diǎn)）總比度為2的結(jié)點(diǎn)多一個(gè)。性質(zhì)4具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹,其深度至少為 ，其中表示取的整數(shù)部分。3、滿二叉樹與完全二叉樹滿二叉樹：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)。完公二叉樹：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)。*:根據(jù)完全二叉樹的定義可得出：度為I的結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為0或lo下圖a表示的是滿二叉樹，下圖b表示的是完全二叉樹：(a)滿二叉樹 (b)完全二叉樹完全二叉樹還具有如下兩個(gè)特性：性加5具有宵個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹深度為 。性質(zhì)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)L2,…，n給結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號，則對于編號為k(k=L2,n)的結(jié)點(diǎn)有以下結(jié)論:①若k=L則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn),它沒有父結(jié)點(diǎn)；若k>l,則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)的編號為INT(k/2)o②若2k<n,則編號為k的左子結(jié)點(diǎn)編號為2k；否則該結(jié)點(diǎn)無左子結(jié)點(diǎn)(顯然也沒有右子結(jié)點(diǎn))。③若2k+l^n,則編號為k的右子結(jié)點(diǎn)編號為2k+l；否則該結(jié)點(diǎn)無右子結(jié)點(diǎn)。4、二叉樹的存儲結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中，二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。與線性鏈表類似，用于存儲二叉樹中各元素的存儲結(jié)點(diǎn)也由兩部分組成：數(shù)據(jù)域和指針域。但在二叉樹中，由于每一個(gè)元素可以有兩個(gè)后件（即兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)），因此，用于存儲二叉樹的存儲結(jié)點(diǎn)的指針域有兩個(gè)：一個(gè)用于指向該結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)的存儲地址，稱為左指針域；另一個(gè)用于指向該結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)的存儲地址，稱為右指針域。*：一般二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，對于滿二叉樹與完全二叉樹來說，可以按層序進(jìn)行順序存儲。5、二叉樹的遍歷_二叉樹的遍歷是疳不重復(fù)地訪問二叉樹中的所有結(jié)點(diǎn)。二叉樹的遍歷可以分為以下三種：(1)前序遍歷(DLR)：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則:首先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹；并且,在遍歷左右子樹時(shí)，仍然先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹。(2)中序遍歷(LDR)：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則:首先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹；并且,在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn),最后遍歷右子樹。(3)后序遍歷(LRD)：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則:首先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)，并且,在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹,最后訪問根結(jié)點(diǎn)。17杳找拈未查找：根據(jù)給亳的某個(gè)值，在查找表中確定一個(gè)其關(guān)鍵字等于給定值的數(shù)據(jù)元素。查找結(jié)果：（查找成功：找到;查找不成功：沒找到。）平均查找長度：查找過程中關(guān)鍵字和給定值比較的平均次數(shù)。1、順序查找基本思想：從表中的第一個(gè)元素開始，將給定的值與表中逐個(gè)元素的關(guān)鍵字進(jìn)行比較，直到兩者相符，查到所要找的元素為止。否則就是表中沒有要找的元素，查找不成功。在平均情況下，利用順序查找法在線性表中查找一個(gè)元素，大約要與線性表中一半的元素進(jìn)行比較，最壞情況下需要比較里次。順序查找一個(gè)具有n個(gè)元素的線性表，其平均復(fù)雜度為0(n)o下列兩種情況下只能采用順序查找：1）如果線性表是無序表（即表中的元素是無序的），則不管是順序存儲結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，都只能用順序查找。2）即使是有序線性表，如果采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，也只能用順序查找。2、二分法查找思想：先確定待查找記錄所在的范圍，然后逐步縮小范圍，直到找到或確認(rèn)找不到該記錄為止。前提：必須在具有順序存儲結(jié)構(gòu)的有序表中進(jìn)行。查找過程：1）若中間項(xiàng)（中間項(xiàng)mid=（n-l）/2,mid的值四舍五入取整）的值等于x,則說明已查到；2）若x小于中間項(xiàng)的值，貝IJ在線性表的前半部分查找；3）若x大于中間項(xiàng)的值，則在線性表的后半部分查找。特點(diǎn)：比順序查找方法效率高。最壞的情況下,需要比較log2n次。*:二分法查找只適用于順序存儲的線性表，且表中元素必須按關(guān)鍵字有序（升序）排歹h對于無序線性表和線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)只能用順序查找。在長度為n的有序線性表中進(jìn)行二分法查找，其時(shí)間復(fù)雜度為0(log2n)08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，即是將無序的記錄序列調(diào)整為有序記錄序列的一種操作。1、交換類排序法（方法：冒泡排序，快速排序）。2、插入類排序法（方法：簡單插入排序，希爾排序）。3、選擇類排序法（方法：簡單選擇排序，堆排序）。總結(jié)：各種排序法比較：類別排序方法基本思想時(shí)間復(fù)雜度交換類冒泡排序相鄰元素比較，不滿足條件時(shí)交換n(n-l)/2快速排序選擇基準(zhǔn)元素，通過交換，劃分成兩個(gè)子序列O(n]og)n)插入類簡單插入排序待排序的元素看成為一個(gè)有序表和一個(gè)無序表，將無序表中元素插入到有序表中n(n-l)/2希爾排序分割成若干個(gè)子序列分別進(jìn)行直接插入排序0(n1J)選擇類簡單選擇排序掃描整個(gè)線性表，從中選出最小的元素，將它交換到表的最前面n(n-l)/2堆排序選建堆，然后將堆頂元素與堆中最后一個(gè)元素交換，再調(diào)整為堆CXnbgin)本章應(yīng)考點(diǎn)撥：本章內(nèi)容在筆試中會出現(xiàn)5-6個(gè)題目，是公共基礎(chǔ)知識部分出題量比較多的一章，所占分值也比較大，|約io分。第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格主要強(qiáng)調(diào)：“清晰第一，效率第二”。主要應(yīng)注重和考慮下述一些因素：(1)源程序文檔化。1)符號名的命名。符號名能反映它所代表的實(shí)際東西，應(yīng)有一定的實(shí)際含義。2)程序的注釋。分為序言性注釋和功能性注釋。序言性注釋：位于程序開頭部分，包括程序標(biāo)題、程序功能說明、主要算法、接口說明、程序位置、開發(fā)簡歷、程序設(shè)計(jì)者、復(fù)審者、復(fù)審日期及修改日期等。功能性注釋：嵌在源程序體之中，用于描述其后的語句或程序的主要功能。3）視覺組織。利用空格、空行、縮進(jìn)等技巧使程序?qū)哟吻逦＃?）數(shù)據(jù)說明。1）數(shù)據(jù)說明的次序規(guī)范化；2）說明語句中變量安排有序化；3）使用注釋來說明復(fù)雜數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。（3）語句的結(jié)構(gòu)。1）在一行內(nèi)只寫一條語句；2）程序編寫應(yīng)優(yōu)先考慮清晰性；3）程序編寫要做到清晰第一，效率第二;4）在保證程序正確的基礎(chǔ)上再要求提高效率；5）避免使用臨時(shí)變量而使程序的可讀性下降；6）避免不必要的轉(zhuǎn)移；7）盡量使用庫函數(shù)；8）避免采用復(fù)雜的條件語句；9）盡量減少使用“否定”條件語句；10）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡化；11）要模塊化，使模塊功能盡可能單一化；12）利用信息隱蔽，確保每一個(gè)模塊的獨(dú)立性；13）從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu)造程序；14）不要修補(bǔ)不好的程序，要重新編寫。（4）輸入和輸出。1）對輸入數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；2）檢查輸入項(xiàng)的各種重要組合的合法性；3）輸入格式要簡單，使得輸入的步驟和操作盡可能簡單；4）輸入數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)允許使用自由格式；5）應(yīng)允許缺省值;6）輸入一批數(shù)據(jù)時(shí)，最好使用輸入結(jié)束標(biāo)志；7）在以交互式

輸入/輸出方式進(jìn)行輸入時(shí)，要在屏幕上使用提示符明確提示輸入的請求，同時(shí)在數(shù)據(jù)輸入幕上給出狀態(tài)信息；8）當(dāng)程序設(shè)計(jì)語言對輸入格式有嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)保持輸入格式與輸入語句的一致性；給所有的輸出加注釋，并設(shè)計(jì)輸出報(bào)表格式。過程中和輸入結(jié)束時(shí),應(yīng)在屏過程中和輸入結(jié)束時(shí),應(yīng)在屏2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)（面向過程的程序設(shè)計(jì)方法）1、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則可以概括為：自頂向下,逐步求精,模塊化,限制使用goto語句。(1)自頂向下。程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先考慮總體，后考慮細(xì)節(jié)；先考慮全局目標(biāo)，后考慮局部目標(biāo)。不要一開始就過多追求眾多的細(xì)節(jié)，先從最上層總目標(biāo)開始設(shè)計(jì)，逐步使問題具體化。(2)逐步求精。對復(fù)雜問題，應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)作過渡，逐步細(xì)化。(3)模塊化。一個(gè)復(fù)雜問題，肯定是由若干稍簡單的問題構(gòu)成。模塊化是把程序要解決的總目標(biāo)分解為分目標(biāo)，再進(jìn)一步分解為具體的小目標(biāo)，把每個(gè)小目標(biāo)稱為一個(gè)模塊。(4)限制使用goto語句。2、結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),重復(fù)結(jié)構(gòu)。D順序結(jié)構(gòu)。一種簡單的程序設(shè)計(jì)，即按照程序語句行的自然順序，一條語句一條語句地執(zhí)行程序，它是最基本、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)給定的條件，判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同的或類似的程序段。僅僅使用順序、選擇和循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)就足以表達(dá)各種其他形式結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)任何單入口/單出口的程序。3面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)客觀世界中任何一個(gè)事物都可以被看成是一個(gè)對象，面向?qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)就是主張從客觀世界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng)，提倡人們在現(xiàn)實(shí)生活中常用的思維來認(rèn)識、理解和描述客觀事物,強(qiáng)調(diào)最終建立的系統(tǒng)能夠映射問題域。也就是說,系統(tǒng)中的對象及對象之間的關(guān)系能夠如實(shí)地反映問題域中固有的事物及其關(guān)系。面向?qū)ο蠓椒ǖ闹饕?(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&(4)易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品；(5)可維護(hù)性好。*：面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)主要考

慮的是提高軟件的可重用性。對象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨緦ο笫敲嫦驅(qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍?，可以用來表示客觀世界中的任何實(shí)體，對象是實(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。對象是屬性和方法的封裝體。屬性即對象所包含的信息，它在設(shè)計(jì)對象時(shí)確定，一般只能通過執(zhí)行對象的操作來改變。操作描述了對象執(zhí)行的功能，操作也稱為方法或服務(wù)。操作是對象的動(dòng)態(tài)屬性。*:一個(gè)對象由對象名、屬性和操作三部分組成。對象的基本特點(diǎn)：標(biāo)識惟一性,分類性,多態(tài)性,封裝性,模塊獨(dú)立性好。(1)標(biāo)識惟一性。指對象是可區(qū)分的，并且由對象的內(nèi)在本質(zhì)來區(qū)分，而不是通過描述來區(qū)分。(2)分類性。指可以將具有相同屬性的操作的對象抽象成類。(3)多態(tài)性。指同一個(gè)操作可以是不同對象的行為。(4)封裝性。從外面看只能看到對象的外部特性，即只需知道數(shù)據(jù)的取值范圍和可以對該數(shù)據(jù)施加的操作，根本無需知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)操作的算法。對象的內(nèi)部，即處理能力的實(shí)行和內(nèi)部狀態(tài)，對外是不可見的。從外面不能直接使用對象的處理能力，也不能直接修改其內(nèi)部狀態(tài)，對象的內(nèi)部狀態(tài)只能由其自身改變。*:信息隱蔽是通過對象的封裝性來實(shí)現(xiàn)的。(5)模塊獨(dú)立性好。對象是面向?qū)ο蟮能浖幕灸K，它是由數(shù)據(jù)及可以對這些數(shù)據(jù)施加的操作所組成的統(tǒng)一體，而且對象是以數(shù)據(jù)為中心的，操作圍繞對其數(shù)據(jù)所需做的處理來設(shè)置，沒有無關(guān)的操作。從模塊的獨(dú)立性考慮，對象內(nèi)部各種元素彼此結(jié)合得很緊密，內(nèi)聚性強(qiáng)。闋是指具有共同屬性、共同方法的對象的集合。所以類是對象的抽象，對象是對應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例。11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）接收消息的對象的名稱；（2）消息標(biāo)識符，也稱消息名；（3）零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。*：在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，一個(gè)對象請求另一個(gè)對象為其服務(wù)的方式是通過發(fā)送消息。11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)類介許有名個(gè)父類*:類的繼承性相類之間共享屬性和操作的機(jī)制，它提高了軟件的可重用性。塞態(tài)性是指同樣的消息被不同的對象接受時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng)的現(xiàn)象。本章應(yīng)考點(diǎn)撥：本章在考試中會出現(xiàn)約1個(gè)題目，所占分值大約占2分，是出題量較小的一章。本章內(nèi)容比較少，也很簡單，掌握住基本的概念就可以輕松應(yīng)對考試了，所以在這部分丟分，比較可惜。第三章軟件工程基礎(chǔ)3.1軟件工程基本概念1、軟件的相關(guān)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：D軟件是一種邏輯實(shí)體,而不是物理實(shí)體,具有抽象性；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)涉及諸多的社會因素。2、軟件危機(jī)與軟件工程軟件工程源自軟件危機(jī)。所謂軟件危機(jī)是泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。具體的說，在軟件開發(fā)和維護(hù)過程中，軟件危機(jī)主要表現(xiàn)在：1）軟件需求的增長得不到滿l=J1）軟件需求的增長得不到滿l=J足。用戶對系統(tǒng)不滿意的情況經(jīng)常發(fā)生。2）軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無法控制。開發(fā)成本超出預(yù)算，開發(fā)期大大超過規(guī)定日期的情況經(jīng)常發(fā)生。3）軟件質(zhì)量難以保證。4）軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低。5）軟件的成本不斷提高。6）軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高跟不上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增l=J上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增l=J長。總之，可以將軟件危機(jī)可以歸結(jié)為成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問題。軟件途是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開發(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。軟件工程的目的就是要建造一個(gè)優(yōu)良的軟件系統(tǒng)，它所包含的內(nèi)容概括為以下兩點(diǎn)：1）軟件開發(fā)技術(shù),主要有軟件開發(fā)方法學(xué)、軟件工具、軟件工程環(huán)境。2）軟件工程管理,主要有軟件管理、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)。軟件工程的主要思想是將工程化原則運(yùn)用到軟件開發(fā)過程，它包括3個(gè)要素：方法、工具和過程。方法是完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段；工具是支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成;過程支持軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的府相I皆理軟件工裝過程您把輸△轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)。3、軟件生命周期軟件生命周期: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。軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)三個(gè)階段：1）軟件定義階段：包括制定計(jì)劃和需求分析。制定計(jì)劃：確定總目標(biāo)；可行性研究；探討解決方案；制定開發(fā)計(jì)劃。需求分析：對待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義。2）軟件開發(fā)階段：軟件設(shè)計(jì)：分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。軟件實(shí)現(xiàn)：把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。軟件測試：在設(shè)計(jì)測試用例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分。3）軟件運(yùn)行維護(hù)階段：軟件投入運(yùn)行，并在使用中不斷地維護(hù)，進(jìn)行必要的擴(kuò)充和刪改。*：軟件生命周期中所花費(fèi)最多的階段是軟件運(yùn)行維護(hù)階段。4、軟件工程的目標(biāo)和與原則(1)軟件工程目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(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。(2)軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)應(yīng)是：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)的軟件易于移植；需要較低的維護(hù)費(fèi)用；能按時(shí)完成開發(fā)，及時(shí)交付使用。（3）軟件工程原則：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。1）抽象：抽象是事物最基本的特性和行為，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié),采用分層次抽象，自頂向下，逐層細(xì)化的辦法控制軟件開發(fā)過程的復(fù)雜性。2）信息隱蔽:采用封裝技術(shù)，將程序模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱蔽起來，使模塊接口盡量簡單。3）模塊化：模塊是程序中相對獨(dú)立的成分，一個(gè)獨(dú)立的編程單位，應(yīng)有良好的接口定義。模塊的大小要適中，模塊過大會使模塊內(nèi)部的復(fù)雜性增加，不利于模塊的理解和修改，也不利于模塊的調(diào)試和重用；模塊太小會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)表示過于復(fù)雜，不利于控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。4)局部化：保證模塊間具有松散的耦合關(guān)系，模塊內(nèi)部有較強(qiáng)的內(nèi)聚性。|確定性:軟件開發(fā)過程中所有概念的表達(dá)應(yīng)是確定、無歧義且規(guī)范的。一致性:程序內(nèi)外部接口應(yīng)保持一致，系統(tǒng)規(guī)格說明與系統(tǒng)行為應(yīng)保持一致。7)完備性：軟件系統(tǒng)不丟失任何重要成分，完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能。8)可驗(yàn)證性:應(yīng)遵循容易檢查、測評、評審的原則，以確保系統(tǒng)的正確性。5、軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境(1)軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具的完善和發(fā)展將促使軟件開發(fā)方法的進(jìn)步和完善，促進(jìn)軟件開發(fā)的高速度和高質(zhì)量。軟件開發(fā)工具的發(fā)展是從單項(xiàng)工具的開發(fā)逐步向集成工具發(fā)展的，軟件開發(fā)工具為軟件工程方法提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境。同時(shí)，軟件開發(fā)方法的有效應(yīng)用也必須得到相應(yīng)工具的支持，否則方法將難以有效的實(shí)施。（2）軟件開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)環(huán)境（或稱軟件工程環(huán)境）是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合。計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（CASE,ComputerAidedSoftwareEngineering）將各種軟件工具、開發(fā)機(jī)器和一個(gè)存放開發(fā)過程信息的中心數(shù)據(jù)庫組合起來，形成軟件工程環(huán)境。它將極大降低軟件開發(fā)的技術(shù)難度并保證軟件開發(fā)的質(zhì)量。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。1、需求分析需求分析方法有：1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；2）面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?：需求殳析的任務(wù)就是導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型，解決“做什么”的問題。*：需求分析一般分為需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書和需求評審四個(gè)步驟進(jìn)行。2、結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論在軟件需求分析階段的應(yīng)用。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(DFD)；據(jù)流(DFD)；2)數(shù)據(jù)字典(DD)；3)判定樹;4)判定表。數(shù)據(jù)流圖以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過程，它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。加工 數(shù)據(jù)流 存儲文件 源、潭上圖是數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素：加工（轉(zhuǎn)換）：輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。數(shù)據(jù)流：沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，一般在旁邊標(biāo)注數(shù)據(jù)流名。存儲文件（數(shù)據(jù)源）：表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。源，潭：表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實(shí)體。畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟：自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細(xì)化，完善求精。下圖是一個(gè)數(shù)據(jù)流圖的示例：教據(jù)字典：對所有與系統(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)分析員對于輸入、輸出、存儲成分和中間計(jì)算結(jié)果有共同的理解。*：數(shù)據(jù)字典的作用是對數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋。*：數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。3、軟件需求規(guī)格說明書（SRS）軟件需求規(guī)格說明書是需求分析階段的最后成果，通過建立完整的信息描述、詳細(xì)的功能和行為描述、性能需求和設(shè)計(jì)約束的說明、合適的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),給出對目標(biāo)軟件的各種需求。3.3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法1、軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)*:需求分析主要解決“做什么”的問題，而軟件設(shè)計(jì)主要解決“怎么做”的問題。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)換成軟件的過程性描述。從工程角度來看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成，即概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì):又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將概要設(shè)計(jì):又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)級接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式。詳細(xì)設(shè)計(jì)：確定每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用適當(dāng)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。軟件設(shè)計(jì)的基本原理包括：抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。1）抽象。抽象是一種思維工具,就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來而不考慮其他細(xì)節(jié)。2）模塊化。解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個(gè)個(gè)較小的、相對獨(dú)立但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。3）信息隱蔽。每個(gè)模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)對于其他模塊來說是隱蔽的。4）模塊獨(dú)立性。軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉及軟件要求的具體的子功能，而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡單的。*：模塊分解的主要指導(dǎo)思想是信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨(dú)立性的兩個(gè)定性指標(biāo)。內(nèi)聚性：是一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素間彼此結(jié)合的緊密程度的度量。*：按內(nèi)聚性由弱到強(qiáng)排列，內(nèi)聚可以分為以下幾種：偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚、過程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚及功能內(nèi)聚。耦合性：是模塊間互相連接的緊密程度的度量。*:按耦合性由高到低排列，耦合可以分為以下幾種：內(nèi)容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合以及非直接耦合。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，模塊劃分的原則是：模塊內(nèi)具有高內(nèi)聚度，模塊間具有低耦合度。2、總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）和詳細(xì)設(shè)計(jì)（1）總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）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)文檔評審。常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具是結(jié)構(gòu)圖，也稱程序結(jié)構(gòu)圖。程序結(jié)構(gòu)圖的基本圖符：模塊用一個(gè)矩形表示，箭頭表示模鼻的調(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，空心圓箭心表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息。經(jīng)常使用的結(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。其表示形式如下圖：它們的含義分別是：傳入模塊:從下屬模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)處理再將其傳送給上級模塊。傳出模塊：從上級模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)處理再將其傳送給下屬模塊。變換模塊：從上級模塊取得數(shù)據(jù)，進(jìn)行特定的處理，轉(zhuǎn)換成其他形式，再傳送給上級模塊。協(xié)調(diào)模塊:對所有下屬模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理的模塊。程序結(jié)構(gòu)圖的例圖及有關(guān)術(shù)語列舉如下:深度：表示控制的層數(shù)。上級模塊、從屬模塊：上、下兩層模塊a和b,甫a調(diào)用b,則a是上級模塊，b是從屬模塊。寬度：整體控制跨度（最大模塊數(shù)的層）的表示。2：調(diào)用一個(gè)給定模塊的模塊個(gè)數(shù)。扇田：一個(gè)模塊直接調(diào)用的其他模塊數(shù)。原子模塊：樹中位于葉子結(jié)點(diǎn)的模塊。面向數(shù)器流的設(shè)計(jì)方法定義了一些不同的映射方法，利用這些方法可以把數(shù)據(jù)流圖變換成結(jié)構(gòu)圖表示軟件的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)流的類型：大體可以分為兩種類型，變換型和事務(wù)型。A、變換型：變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為三步，即取得數(shù)據(jù)、變換數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。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。B、事務(wù)型：事務(wù)型數(shù)據(jù)處理問題的工作機(jī)理是接受一項(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缓蠼o出結(jié)果。_(2)詳細(xì)設(shè)計(jì)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)。*:詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同于編碼或編程。常用的過程設(shè)計(jì)（即詳細(xì)設(shè)計(jì)）工具有以下幾種：圖形工具:程序流程圖、N-S（方盒圖）、PAD（問題分析圖）和HIPO（層次圖+輸入/處理/輸出圖）。表格工具：判定表。語言工具：PDL（偽碼）3.4軟件測試1、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)果之間的差另U。*:軟件測試的目的：盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤,不能也不可能證明程序沒有錯(cuò)誤。軟件測試的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)測試用例，一個(gè)好的測試用例能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。2、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。動(dòng)態(tài)測試:是基于計(jì)算機(jī)的測試，主要包括白盒測試方法和黑盒測試方法。(1)白盒測試.白盒測試方法電稱為結(jié)構(gòu)測試或邏輯驅(qū)動(dòng)測試。它是根據(jù)軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程，檢查內(nèi)部成分，以確認(rèn)每種內(nèi)部操作符合設(shè)計(jì)規(guī)格要求。白盒測試的基本原則：保證所測模塊中每一獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次；保證所測模塊所有判斷的每一分支至少執(zhí)行一次；保證所測模塊每一循環(huán)都在邊界條件和一般條件下至少各執(zhí)行一次；驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。*：白盒測試法的測試用例是根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來設(shè)計(jì)的,主要用軟件的單元測試,主要方法有邏輯覆蓋、基本路徑測試等。A、邏輯覆蓋。邏輯覆蓋泛指一系列以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試用例設(shè)計(jì)技術(shù)。通常程序中的邏輯表示有判斷、分支、條件等幾種表示方法。語句覆蓋：選擇足夠的測試用例，使得程序中每一個(gè)語句至少都能被執(zhí)行一次。路徑覆蓋：執(zhí)行足夠的測試用例，使程序中所有的可能的路徑都至少經(jīng)歷一次。判定覆蓋：使設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)取值放（T或F）至少經(jīng)歷一次。條件覆蓋：設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)條件的可能取值至少執(zhí)行一次。判斷-條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠的測試用例，使判斷中每個(gè)條件的所有可能取值至少執(zhí)行一次，同時(shí)每個(gè)判斷的所有可能取值分支至少執(zhí)行一次。*:邏輯覆蓋的強(qiáng)度依次是：語句覆蓋〈路徑覆蓋〈判定覆蓋〈條件覆蓋〈判斷-條件覆蓋。B、基本路徑測試。其思想和步驟是，根據(jù)軟件過程性描述中的控制流程確定程序的環(huán)路復(fù)雜性度量，用此度量定義基本路徑集合，并由此導(dǎo)出一組測試用例，對每一條獨(dú)立執(zhí)行路徑進(jìn)行測試。(2)黑盒測試—黑盒測試方法也稱為功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測試。黑盒測試是對軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能是否滿足需求進(jìn)行測試和驗(yàn)證。黑盒測試主要診斷功能不對或遺漏、接口錯(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)誤。黑盒測試不關(guān)心程序內(nèi)部的邏輯，只是根據(jù)程序的功能說明來設(shè)計(jì)測試用例，主要方法有等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測法等,主要用軟件的確認(rèn)測試。A、等價(jià)類劃分法。這是一種典型的黑盒測試方法，它是將程序的所有可能的輸入數(shù)據(jù)劃分成若干部分（及若干等價(jià)類），然后從每個(gè)等價(jià)類中選取數(shù)據(jù)作為測試用例。B、邊界值分析法。它是對各種輸入、輸出范圍的邊界情況設(shè)計(jì)測試用例的方法。C、錯(cuò)誤推測法。人們可以靠經(jīng)驗(yàn)和直覺推測程序中可能存在的各種錯(cuò)誤，從而有針對性地編寫檢查這些錯(cuò)誤的用例。3、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、確認(rèn)測試和系統(tǒng)測試。(1)單元測試單元測試是對軟件設(shè)計(jì)的最小單位一一模塊(程序單元)進(jìn)行正確性檢測的測試，目的是發(fā)現(xiàn)各模塊內(nèi)部可能存在的各種錯(cuò)誤。單元測試根據(jù)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)測試用例，其依據(jù)是洋細(xì)設(shè)計(jì)說明書和源程序。單元測試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)測試。對動(dòng)態(tài)測試通常以白盒測試為主,輔之以黑盒測試。單元測試的內(nèi)容包括：模塊接口測試、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、錯(cuò)誤處理測試和邊界測試。*:在進(jìn)行單元測試時(shí)，要用一些輔助模塊去模擬與被測模塊相聯(lián)系的其他模塊，即為被測模塊設(shè)計(jì)和搭建驅(qū)動(dòng)模塊和樁模塊。其中，驅(qū)動(dòng)模塊相當(dāng)于被測模塊的主程序，它接收測試數(shù)據(jù)，并傳給被測模塊，輸出實(shí)際測試結(jié)果；而樁模塊是模擬其他被調(diào)用模塊，不必將子模塊的所有功能帶入。(2)集成測試.集邈值是測試和組裝軟件的過程，它是把模塊在按照設(shè)計(jì)要求組裝起來的同時(shí)進(jìn)行測試，主要目的是發(fā)現(xiàn)與接旦直夫的錯(cuò)誤。集成測試的依據(jù)是概要設(shè)計(jì)說明書。集成測試所涉及的內(nèi)容包括:軟件單元的接口測試、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、邊界條件和非法輸入的測試等。集成測試通常采用兩種方式:非增量方式組裝與增量方式組裝。

非增量方式組裝:也稱為一次非增量方式組裝:也稱為一次性組裝方式。首先對每個(gè)模塊分別進(jìn)行模塊測試，然后再把所有模塊組裝在一起進(jìn)行測試，最終得到要求的軟件系統(tǒng)。增量方式組裝：又稱漸增式集成方式。首先對一個(gè)個(gè)模塊進(jìn)行模塊測試，然后將這些模塊逐步組裝成較大的系統(tǒng)，在組

裝的過程中邊連接邊測試，以發(fā)現(xiàn)連接過程中產(chǎn)生的問題。最后通過增殖逐步組裝成要求的軟件系統(tǒng)。增量方式組裝又包括自頂向下、自底向上、自頂向下與自底向上相結(jié)合等三種方式。(3)確認(rèn)測試確認(rèn)測試的任務(wù)是驗(yàn)證軟件的有效性,即驗(yàn)證軟件的功能和性能及其他特性是否與用戶的要求一致。確認(rèn)測試的主要依據(jù)是軟件需求規(guī)格說明書。確認(rèn)測試主要運(yùn)用黑盒地過(4)系統(tǒng)測試國財(cái)試的目的在于通過與系統(tǒng)的需求定義進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)定義不符合或與之矛盾的地方。系統(tǒng)測試的測試用例應(yīng)根據(jù)需求分析規(guī)格說明來設(shè)計(jì),并在實(shí)際使用環(huán)境下來運(yùn)行。系統(tǒng)測試的具體實(shí)施一般包括：功能測試、性能測試、操作測試、配置測試、外部接口測試、安全性測試等。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，主要在開發(fā)階段進(jìn)行，調(diào)試程序應(yīng)該由編制源程序的程序員來完成。程序調(diào)試的基本步驟：(1)錯(cuò)誤定位:(2)糾正錯(cuò)誤;(3)回歸測試。*：軟件的調(diào)試后要進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。軟件調(diào)試可分為靜態(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分析源程序代碼和排錯(cuò)，是主要的調(diào)試手段，而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。對軟件主要的調(diào)試方法可以采用：(Q強(qiáng)行排錯(cuò)法。主要方法有:通過內(nèi)存全部打印來排錯(cuò)；在程序特定部位設(shè)置打印語句；自動(dòng)調(diào)試工具。_(2)回溯法。發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，分析錯(cuò)誤征兆，確定發(fā)現(xiàn)“癥狀”的位置。一般用于小程序。(3)原因排除法。是通過演繹、歸納和二分法來實(shí)現(xiàn)的。1)演繹法。根據(jù)已有的測試用例，設(shè)想及枚舉出所有可能出錯(cuò)的原因作為假設(shè)；然后再用原始測試數(shù)據(jù)或新的測試，從中逐個(gè)排除不可能正確的假設(shè)；最后，再用測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證余下的假設(shè)確定出錯(cuò)的原因。2）歸納法。從錯(cuò)誤征兆著手,通過分析它們之間的關(guān)系來找出錯(cuò)誤。大致分四步：收集有關(guān)的數(shù)據(jù)；組織數(shù)據(jù)；提出假設(shè)；證明假設(shè)。3）二分法。在程序的關(guān)鍵點(diǎn)給變量賦正確值，然后運(yùn)行程序并檢查程序的輸出。如果輸出結(jié)果正確，則錯(cuò)誤原因在程序的前半部分；反之，錯(cuò)誤原因在程序的后半部分。本章應(yīng)考點(diǎn)撥：本章在筆試中?般占8分左右，約3道選擇題，1道填空題，是公共基礎(chǔ)部分比較重要的一章。從出題的深度來看，本章主要考察對基本概念的識記，有少量對基本原理的理解，沒有實(shí)際運(yùn)用，因此考生在復(fù)習(xí)本章時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)放在基本概念的記憶和基本原理的理解上。第四章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念—1、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系（1）數(shù)據(jù)：實(shí)際上就是描述事物的符號記錄。數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：有一定的結(jié)構(gòu)，有型與值之分。數(shù)據(jù)的型給出了數(shù)據(jù)表示的類型，如整型、實(shí)型、字符型等。而數(shù)據(jù)的值給出了符合給定型的值，如整型(INT)值15。(2)數(shù)據(jù)庫遜?。菏菙?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)用程序所共享。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)，亦即是數(shù)據(jù)庫集中了各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一的構(gòu)造和存儲，而使它們可被不同應(yīng)用程序所使用。⑶數(shù)據(jù)庫管理系缸pBg：一種親統(tǒng)軟件：負(fù)妻數(shù)轉(zhuǎn)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。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模式，也就是為數(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。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)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。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為用戶使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提供方便，它一般提供如查詢、插入、修改以及刪除數(shù)據(jù)的功能。此外，它自身還具有做簡單的算術(shù)運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)的能力，而且還可以與某些過程性語言結(jié)合，使其具有強(qiáng)大的過程性操作能力。4）數(shù)據(jù)的完整性、安生性定義與檢查。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有內(nèi)在語義上的關(guān)聯(lián)性與一致性，它們構(gòu)成了數(shù)據(jù)的完整性,數(shù)據(jù)的完整性是保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)正確的必要條件，因此必須經(jīng)常檢查以維護(hù)數(shù)據(jù)正確。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有共享性，而數(shù)據(jù)共享可能會引發(fā)數(shù)據(jù)的非法使用，因此必須要對數(shù)據(jù)正確使用做出必要的規(guī)定，并在使用時(shí)做檢查，這就是數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)完整性與安全性的維護(hù)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本功能。5）數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫是一個(gè)集成、共享的數(shù)據(jù)集合體，它能為多個(gè)應(yīng)用程序服務(wù)，所以就存在著多個(gè)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的并發(fā)操作。在并發(fā)操作中如果不加控制和管理，多個(gè)應(yīng)用程序間就會相互干擾，從而對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)造成破壞。因此，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須對多個(gè)應(yīng)用程序的并發(fā)操作做必要的控制以保證數(shù)據(jù)不受破壞，這就是數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一旦遭到破壞，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須有能力及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)，這就是數(shù)據(jù)庫的故障恢復(fù)。6）數(shù)據(jù)的服務(wù)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的多種服務(wù)功能，如數(shù)據(jù)拷貝、轉(zhuǎn)存、重組、性能監(jiān)測、分析等。（4）數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）|：對數(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。（5）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS＞：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（硬件）、軟件平臺（軟件）五個(gè)部分構(gòu)成的運(yùn)行實(shí)體。(6)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。*：數(shù)據(jù)庫技術(shù)的根本目標(biāo)是解決數(shù)據(jù)的共享問題。2、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理發(fā)展至今已經(jīng)歷了三個(gè)階段：人工管理階段、文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。下表是數(shù)據(jù)管理三個(gè)階段的比較：.人工文件系數(shù)據(jù)庫階統(tǒng)段系模規(guī)理大管計(jì)管學(xué)、科算理遴演學(xué)算

管階科計(jì)應(yīng)用背景量盤

容備

大磁磁磁據(jù)理數(shù)管統(tǒng)有庫系件文統(tǒng)有系直存存設(shè)有作統(tǒng)無接取儲備沒操系硬件背景軟件背景處理方式批處理聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理實(shí)理處順二機(jī)處布烈聯(lián)時(shí)分理理數(shù)據(jù)的管理者嚏序心文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)某一應(yīng)用某一應(yīng)用現(xiàn)實(shí)世界

面向的對象程序數(shù)據(jù)的共享程度無共冗余度極性冗大享，度共差余共享性高，冗余數(shù)據(jù)不獨(dú)立，獨(dú)立性差具有高度的物

的獨(dú)立性全賴程完依于序立一邏立獨(dú)和的獨(dú)理性定輯性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化結(jié)無構(gòu)記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu)結(jié)用模述體化據(jù)描整構(gòu)數(shù)型數(shù)據(jù)控應(yīng)用程序自己應(yīng)用程序自己控制由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提

制能力控制ZEU供安完并制復(fù)據(jù)歸歸控恢力笈3物殳葉詢3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點(diǎn)(1)數(shù)據(jù)的高集成性。(2)數(shù)據(jù)的高共享性與低冗余性。*：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減少數(shù)據(jù)冗余，但無法避免一切冗余。(3)戮據(jù)(3)戮據(jù)獨(dú)立性:數(shù)據(jù)獨(dú)立性是數(shù)據(jù)與程序間的互不依賴性，即數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)獨(dú)立于應(yīng)用程序而不依賴于應(yīng)用程序。也就是說，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)與存取方式的改變不會影響應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)獨(dú)立性一般分為物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性兩級。1）物理獨(dú)立性物理獨(dú)立性即是數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)，存取方式等）的改變，如存儲設(shè)備的更換、物理存儲的更換、存取方式改變等都不影響數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，從而不致引起應(yīng)用程序的變化。2）邏輯獨(dú)立性:數(shù)據(jù)庫總體邏輯結(jié)構(gòu)的改變，如修改數(shù)據(jù)模式、增加新的數(shù)據(jù)類型、改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，不需要相應(yīng)修改應(yīng)用程序，這就是數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制主要包含以下三個(gè)方面：1）數(shù)據(jù)的完整性檢查：檢查數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性以保證數(shù)據(jù)的正確。2）數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)：檢查數(shù)據(jù)庫訪問者以防止非法訪問。3）并發(fā)控制：控制多個(gè)應(yīng)用的并發(fā)訪問所產(chǎn)生的相互干擾以保證其正確性。4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系

（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式：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，是全體用戶（應(yīng)用）公共數(shù)據(jù)視圖。2）外模式：也稱子模式或用戶模式，它是用戶的數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶所見到的數(shù)據(jù)模式，它由概念模式推導(dǎo)而出。3）內(nèi)模式：又稱物理模式，它給出了數(shù)據(jù)庫物理存儲結(jié)構(gòu)與物理存取方法。內(nèi)模式的物理性主要體現(xiàn)在操作系統(tǒng)及文件級上，它還未深入到設(shè)備級上（如磁盤及磁盤操作）。內(nèi)模式對一般用戶是透明的，但它的設(shè)計(jì)直接影響數(shù)據(jù)庫的性能。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級映射:1）概念模式/內(nèi)模式的映射:實(shí)現(xiàn)了概念模式到內(nèi)模式之間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，通過修改相應(yīng)的概念模式/內(nèi)模式的映射,使得數(shù)據(jù)庫的邏輯模式不變，其外模式不變，應(yīng)用程序不用修改，從而保證數(shù)據(jù)具有很高的物理獨(dú)立性。2）外模式/概念模式的映射實(shí)現(xiàn)了外模式到概念模式之間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)邏輯模式發(fā)生變化時(shí)，通過修改相應(yīng)的外模式/邏輯模式映射，使得用戶所使用的那部分外模式不變，從而應(yīng)用程序不必修改，保證數(shù)據(jù)具有較高的邏輯獨(dú)立性。4.2數(shù)據(jù)模型1、數(shù)據(jù)模型（1）數(shù)據(jù)模型的概念：是數(shù)據(jù)特征的抽象，它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)的信息表示與操作提供一個(gè)抽象的框架。（2）數(shù)據(jù)模型所描述的內(nèi)容有三個(gè)部分，它們是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作與數(shù)據(jù)約束。1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是所研究的對象類型的集合，包括與數(shù)據(jù)類型、內(nèi)容、性質(zhì)有關(guān)的對象，以及與數(shù)據(jù)之間聯(lián)系有關(guān)的對象。它用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性。2）數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)操作是對數(shù)據(jù)庫中各種對象（型）的實(shí)例（值）允許執(zhí)行的操作的集合,包括操作的含義、符號、操作規(guī)則及實(shí)現(xiàn)操作的語句等。它用于描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。3）數(shù)據(jù)的約束條件：數(shù)據(jù)的約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符號數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效和相容。（3）數(shù)據(jù)模型分為概念模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理模型三類：1）概念數(shù)據(jù)模型：簡稱概念模型，是對客觀世界復(fù)雜事物的結(jié)構(gòu)描述及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系的刻畫。概念模型主要有：E-R模型（實(shí)體聯(lián)系模型）、擴(kuò)充的E-R模型、面向?qū)ο竽Ｐ图爸^詞模型等。2）邏輯數(shù)據(jù)模型：又稱數(shù)據(jù)模型，是一種面向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模型，該模型著重于在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一級的實(shí)現(xiàn)。邏輯數(shù)據(jù)模型主要有：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷取?）物理數(shù)據(jù)模型：又稱物理模型，它是一種面向計(jì)算機(jī)物理表示的模型，此模型給出了數(shù)據(jù)矍型在計(jì)算機(jī)上物理結(jié)構(gòu)的表示。2、實(shí)體聯(lián)系模型及E-R圖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)系有一對一、一對多、多對多的聯(lián)系。E-R模型三個(gè)基本概念之間的聯(lián)接關(guān)系：D實(shí)體集（聯(lián)系）與屬性間的聯(lián)接關(guān)系；2）實(shí)體（集）與聯(lián)系。*：E-R模血基本成分是實(shí)體和聯(lián)系。E-R模型的