2017全國計算機等級考試二級C語言知識點超全整打印版

1、全國計算機等級考試目錄第一部分 公共基礎(chǔ)知識第 1 章 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1考點 1 算法1考點 2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1考點 3 線性表及其順序存儲結(jié)構(gòu)1考點 4 棧和隊列1考點 5 線性鏈表2考點 6 樹與二叉樹2考點 7 查找技術(shù)3考點 8 排序技術(shù)3第 2 章 程序設(shè)計基礎(chǔ)4考點 1 程序設(shè)計方法與風(fēng)格4考點 2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計5考點 3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計5第 3 章軟件工程基礎(chǔ)5考點 1 軟件工程基本概念5考點 2 軟件分析方法6考點 3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法7考點 4 軟件測試8考點 5 程序的調(diào)試9第 4 章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)9考點 1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念9考點 2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念10考點

2、3 關(guān)系代數(shù)12考點 4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計與管理12第二部分 二級 C 語言第 1 章 程序設(shè)計基本概念14考點 1 程序設(shè)計14考點 2 C 程序的結(jié)構(gòu)和格式14考點 3 常量和變量14考點 4 算術(shù)表達式15考點 5 賦值表達式16考點 6 自加、自減和逗號運算16第 2 章 順序結(jié)構(gòu)17考點 1 字符型常量與變量17考點 2 putchar 與 getchar 函數(shù)17考點 3 printf 函數(shù)17考點 4 scanf 函數(shù)18考點 5 位運算的含義和應(yīng)用18第 3 章 選擇結(jié)構(gòu)19考點 1 關(guān)系運算符和關(guān)系表達式19考點 2 邏輯運算符和邏輯表達式19考點 3 if 語句及其構(gòu)成的選擇結(jié)構(gòu)

3、19考點 4 switch 語句與 break 語句20第 4 章 循環(huán)結(jié)構(gòu)20考點 1 while 循環(huán)結(jié)構(gòu)20考點 2 do-while 循環(huán)結(jié)構(gòu)21考點 3 for 循環(huán)結(jié)構(gòu)21考點 4 嵌套循環(huán)語句21第 5 章 函數(shù)21考點 1 庫函數(shù)21考點 2 函數(shù)的調(diào)用22考點 3 參數(shù)傳遞22考點 4 函數(shù)的遞歸調(diào)用23考點 5 局部、全局變量和存儲分類23第 6 章 地址與指針23考點 1 變量的地址和指針23考點 2 指針變量的操作24考點 3 函數(shù)之間地址的傳遞24第 7 章 數(shù)組24考點 1 一維數(shù)組的定義及元素的引用. 24考點 2 函數(shù)對一維數(shù)組及元素的引用. 25考點 3 二維

4、數(shù)組的定義25考點 4 二維數(shù)組和指針25考點 5 二維數(shù)組名和指針數(shù)組作為實參. 26第 8 章 字 符串26考點 1 用一維字符數(shù)組存放字符串26考點 2 使指針指向字符串26考點 3 字符串的輸入和輸出26考點 4 字符串?dāng)?shù)組27考點 5 用于字符串處理的函數(shù)27第 9 章 編譯預(yù)處理和動態(tài)存儲分配27考點 1 編譯預(yù)處理27考點 2 宏替換27考點 3 文件包含處理28考點 4 動態(tài)存儲分配28第 10 章 結(jié)構(gòu)體、共用體和用戶定義類型28考點 1 結(jié)構(gòu)體28考點 2 共用體29考點 3 用戶定義類型29第 11 章 文件29考點 1 文件指針29考點 2 文件的讀寫30第一部分 公共

5、基礎(chǔ)知識第 1 章 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)考點 1 算法1什么是算法算法是指對解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。計算機程序本質(zhì)上就是一個算法，它告訴計算機確切的步驟來執(zhí)行一個指定的任務(wù)。（1）算法的基本特征一般來說，算法應(yīng)具有：可行性、確定性、有窮性、擁有足夠的情報這幾個特征。（2）算法的組成要素通常，一個算法由兩部分組成：一是對數(shù)據(jù)對象的運算和操作，二是算法的控制結(jié)構(gòu)。2算法的復(fù)雜度算法的復(fù)雜度是算法規(guī)模的度量，一個算法的復(fù)雜度高低體現(xiàn)在運行該算法所需要的計算機資源的多少，所需的資源越多，就說明該算法的復(fù)雜度越高；反之，所需的資源越少，則該算法的復(fù)雜度越低。算法復(fù)雜度包括算法的時間復(fù)雜度和算法的空間復(fù)雜度

6、?？键c 2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念所謂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指由某一數(shù)據(jù)對象及該對象中所有數(shù)據(jù)成員之間的關(guān)系組成的集合。成員之間的關(guān)系有很多種，最常見的是前后件關(guān)系。2數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（1）邏輯結(jié)構(gòu)的定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，是指反映數(shù)據(jù)之間邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于電腦上的數(shù)據(jù)而言，邏輯結(jié)構(gòu)就是能夠用眼睛看到的數(shù)據(jù)形式，包括在屏幕上看到的文本、圖片、視頻等。（2）邏輯結(jié)構(gòu)的分類根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各元素之間前后關(guān)系的復(fù)雜程度，將數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)分成線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)。一個非空的線性結(jié)構(gòu)如果滿足以下兩個條件：有且只有一個根結(jié)點；每一個結(jié)點最多有一個前件，也最多有一個后件。3數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)也稱為數(shù)據(jù)的物理結(jié)

7、構(gòu)， 是指數(shù)據(jù)在計算機中存放的方式，包括數(shù)據(jù)元素的存儲和關(guān)系的存儲。通常，一種數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以表示成多種存儲結(jié)構(gòu)，常用的存儲結(jié)構(gòu)有順序、鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)?？键c 3 線性表及其順序存儲結(jié)構(gòu)1線性表的基本概念線性表是由 n 個數(shù)據(jù)元素組成的有限序列，是最簡單、最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中的數(shù)據(jù)元素有著廣泛的含義，可以是一個單獨的數(shù)字或字母，可以是矩陣中的一行或一列向量， 也可以是二維表中的一條記錄。線性表是一種線性結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)元素在線性表中的位置，只取決于它們自己的序號，即數(shù)據(jù)元素之間的相對位置是線性的。2線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)一種數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以表示成多種存儲結(jié)構(gòu)。線性表的存儲結(jié)構(gòu)常用的是

8、順序存儲，也稱為順序分配。線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)具有以下兩個基本特點：線性表中所有元素所占的存儲空間是連續(xù)的；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。3順序表的插入所謂“順序表”指的是使用順序存儲結(jié)構(gòu)的線性表。在順序表中插入一個新的數(shù)據(jù)元素，就像是在排隊買票的時候進來了一個插隊的人。4順序表的刪除在順序表中刪除一個數(shù)據(jù)元素，就像是在排隊買票的時候其中的一個人離開了。在平均情況下，要在線性表中刪除一個元素，需要移動線性表中一半的數(shù)據(jù)元素?？键c 4 棧和隊列1棧及其基本運算（1）什么是棧棧是一種特殊的線性表。在這種特殊的線性表中，其插入和刪除運算都只能在線性表的一端進行。一端是封閉的，

9、不允許插入和刪除數(shù)據(jù)元素；另一端是敞開的，允許插入和刪除數(shù)據(jù)元素。在棧中，允許插入和刪除數(shù)據(jù)元素的一端稱為棧頂，而不允許插入和刪除數(shù)據(jù)元素的一端稱為棧底。棧頂元素總會是被最后插入的元素，從而也是最先被刪除的元素；棧底元素總是最先被插入的元素，從而也是最后才能被刪除的元素。即棧是按照“先進后出”或“后進先出”的原則組織數(shù)據(jù)的。棧具有記憶的功能， 支持子程序的調(diào)用。通常用指針 top 來指示棧頂位置，用指針 bottom 來指示棧底的位置。往棧中插入一個元素稱為入棧運算，從棧中刪除一個元素稱為退棧運算。通過棧頂指針 top 來反反映棧中元素的動態(tài)變化情況。（2）棧的基本運算棧的基本運算有 3 種：

10、入棧、退棧與讀棧頂元素。入棧運算。入棧運算是指在棧頂位置插入一個新元素。這個運算有兩個基本操作：首先將棧頂指針進一（即top 加 1），然后將新元素插入到棧頂指針指向的位置。退棧運算。退棧運算是指取出棧頂元素并賦給指定的變量。這個運算有兩個基本操作：首先將棧頂元素賦值給一個指定的變量，然后將棧頂指針退一（即 top 減 1）。讀棧頂元素。讀棧頂元素是指將棧頂元素賦給一個指定的變量，但是不刪除棧頂元素。因此，在這個運算中，棧頂指針不會改變。當(dāng)棧頂指針為 0 時，說明?？?，讀不到棧頂元素。2隊列及其基本運算（1）什么是隊列隊列是指允許在表的一端進行插入、而在另一端進行刪除的線性表。允許插入的一端稱

11、為隊尾，通常用一個隊尾指針（rear）指向隊尾元素，隊尾指針總是指向最后被插入的元素；允許刪除的一端稱為排頭（也稱為隊頭），通常也用一個排頭指針（front）指向排頭元素的前一個位置。（2）循環(huán)隊列及其運算隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)一般采用循環(huán)隊列的形式。所謂的循環(huán)隊列，就是將隊列的存儲空間的最后一個位置繞到第一個位置，形成邏輯上的環(huán)狀空間，供隊列循環(huán)使用。入隊運算。入隊運算是指在循環(huán)隊列的隊尾加入一個新元素。這個運算有兩個基本操作：首先將隊尾指針進一（即 rear=rera+1），并當(dāng) rear=m+1 時置 rear=1；然后將新元素插入到隊尾指針指向的位置。退隊運算。退隊運算是指在循環(huán)隊列的排頭

12、位置退出一個元素并賦值給指定的變量。這個運算有兩個基本操作：首先將排頭指針進一（即 front=front+1），并當(dāng)front=m+1 時置 front=1；然后將排頭指針指向的元素賦給指定的變量?？键c 5 線性鏈表1線性鏈表（1）線性鏈表線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)稱為線性鏈表。在線性鏈表中，存儲空間上的每一個存儲結(jié)點都要分成兩部分：一部分用于存儲數(shù)據(jù)元素的值，稱為數(shù)據(jù)域；另一部分用于存儲該數(shù)據(jù)元素的存儲序號（存儲結(jié)點的地址，即指向后件結(jié)點），稱為指針域。（2）線性鏈表的查找在非空的線性鏈表中查找指定元素的操作：從頭指針指向的結(jié)點開始往后沿著指針進行掃描，如果找到要查找的內(nèi)容，則查找成功； 如果沒

13、有對應(yīng)的要查找的元素，則查找失敗。為了彌補線性單鏈表的這個缺點，對線性鏈表中的每個結(jié)點設(shè)置兩個指針，一個稱為左指針（Llink），用以指向其前件結(jié)點；另一個稱為右指針（Rlink），用來指向其后件結(jié)點。這樣的線性表稱為雙向鏈表。（3）線性鏈表的插入在向線性鏈表中插入一個新元素之前，我們先要給該元素分配一個新結(jié)點，其中包括值域和指針域以便用于存儲該元素的值。然后找到插入位置，將插入位置前件的指針指向新結(jié)點，將新接點的指針指向插入位置后件的結(jié)點。（4）線性鏈表的刪除要從線性表中刪除一個元素，首先將要刪除元素的前后件兩個指針斷開，然后把要刪除結(jié)點的前件的指針，指向刪除結(jié)點后的數(shù)據(jù)元素。2循環(huán)鏈表循環(huán)

14、鏈表與單鏈表唯一的不同，就是最后一個結(jié)點的指針域中的值不同。單鏈表的最后一個結(jié)點的指針域存放的是一個空指針，而循環(huán)鏈表的最后一個結(jié)點的指針域存放的是指向第一個結(jié)點的指針?？键c 6 樹與二叉樹1樹的基本概念樹是一種比較簡單的非線型結(jié)構(gòu)。在樹中所有的數(shù)據(jù)元素之間具有明顯的層次關(guān)系。之所以將這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)命名為“樹”，是因為其結(jié)構(gòu)看上去像一棵倒長著的樹。在樹的圖形表示中，上端的結(jié)點是前件，下端的結(jié)點是后件。2二叉樹及基本性質(zhì)（1）二叉樹二叉樹是一種特殊的樹，是一種很有用的非線型結(jié)構(gòu)。所有樹結(jié)構(gòu)上的術(shù)語都可以用在二叉樹上。二叉樹具有以下兩個特征： 非空二叉樹只有一個根結(jié)點； 每個結(jié)點最多有兩棵子樹，且分

15、別稱為該結(jié)點的左子樹和右子樹。在二叉樹中，每個結(jié)點的度最大為 2，所有的左子樹和右子樹也均是二叉樹。同時，在二叉樹中所有的結(jié)點可以沒有左子樹，也可以沒有右子樹。即沒有左子樹又沒有右子樹的結(jié)點是葉子結(jié)點。（2）滿二叉樹所謂滿二叉樹是指：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點都有兩個子結(jié)點。這就是說，在滿二叉樹中，每一層上的結(jié)點數(shù)都達到最大值，即滿二叉樹的第 k 層上有 2k-1 個結(jié)點，且深度為m 的滿二叉樹有 2m-1 個結(jié)點。（3）完全二叉樹所謂的完全二叉樹是指：除最后一層外， 每一層上的結(jié)點數(shù)均達到最大值，最后一層上只缺少右邊的若干個結(jié)點。完全二叉樹就是去掉最后一層若干個右邊結(jié)點的滿二叉樹。（4

16、）二叉樹的基本性質(zhì)二叉樹的基本性質(zhì)。二叉樹具有以下幾個基本性質(zhì)：性質(zhì) 1：在二叉樹的第 K 層上最多有 2k-1（k1）個結(jié)點。性質(zhì) 2：深度為 m 的二叉樹最多有 2m-1 個結(jié)點。性質(zhì) 3：在任意一棵二叉樹中，葉子結(jié)點（即度為0 的結(jié)點），總比度為 2 的結(jié)點多一個。性質(zhì) 4：具有 n 個結(jié)點的二叉樹，其深度至少為log2n+1。完全二叉樹的兩項特性。完全二叉樹還具有以下兩項特性：性質(zhì) 5：具有 n 個結(jié)點的完全二叉樹，其深度為log2n+1。性質(zhì) 6：設(shè)完全二叉樹共有 n 個結(jié)點。如果從根結(jié)點開始， 按層序（每一層從左到右）用自然數(shù)“1,2,，n”給結(jié)點進行編號。3二叉樹的遍歷二叉樹的遍

17、歷是指按照一定的順序訪問二叉樹中的結(jié)點，每個結(jié)點只被訪問一次。為了保證所有結(jié)點被不重不漏地訪問，必須按照一定的順序進行。（1）前序遍歷（DLR）首先訪問根結(jié)點，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹；在遍歷左、右子樹時，也按上述的順序執(zhí)行?？梢娗靶虮闅v二叉樹是一個遞歸的過程。對于二叉樹的前序遍歷，具有如下的規(guī)則：對于空的二叉樹，不進行操作返回空值。對于非空的二叉樹的遍歷按下列順序執(zhí)行：訪問根結(jié)點；前序遍歷左子樹；前序遍歷右子樹。（2）中序遍歷（LDR）首先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點，最后遍歷右子樹；在遍歷左、右子樹時，也按上述的順序執(zhí)行?？梢娭行虮闅v二叉樹也是一個遞歸的過程。對于二叉樹的中序遍歷，具有

18、的規(guī)則：對于空的二叉樹，不進行操作返回空值。對于非空的二叉樹的遍歷按下列順序執(zhí)行：中序遍歷左子樹；訪問根結(jié)點；中序遍歷右子樹。（3）后序遍歷（LRD）首先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點；在遍歷左、右子樹時，也按上述的順序執(zhí)行?？梢姾笮虮闅v二叉樹同樣也是一個遞歸的過程。對于二叉樹的后序遍歷，具有的規(guī)則：對于空的二叉樹，不進行操作返回空值。對于非空的二叉樹的遍歷按下列順序執(zhí)行：后序遍歷左子樹；后序遍歷右子樹；訪問根結(jié)點?？键c 7 查找技術(shù)查找就是從給定的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，找出指定的數(shù)據(jù)元素。本節(jié)中我們只學(xué)習(xí)對線性表的查找，常用的查找方法有順序查找和二分法查找。1順序查找順序查找的過程是：

19、從線性表的第一個元素開始，依次將線性表中的數(shù)據(jù)與要查找的數(shù)據(jù)進行比較，如果找到了相等的數(shù)據(jù)，則查找成功， 停止向下查找；如果比較完了線性表中的所有數(shù)據(jù)元素，沒有找到相等的數(shù)據(jù)，則查找失敗。2二分法查找二分法查找又稱為折半查找，只能應(yīng)用于順序存儲的有序表。有序表是指線性表中的元素已經(jīng)按值非遞減（從整體上看是升序，但相鄰的元素的值可以相同）排列?？键c 8 排序技術(shù)排序就是將一組無序的數(shù)據(jù)按照一定的順序排列起來。本節(jié)中所指的順序是非遞減順序（整體上呈升序，但相鄰的數(shù)據(jù)可以相等），基本排序算法主要有交換類排序、插入類排序和選擇類排序 3 大類。1交換類排序交換排序就是借助數(shù)據(jù)元素之間的互相交換進行排序

20、的方法。常用的交換排序方法有冒泡排序和快速排序。（1）冒泡排序冒泡排序的過程簡單，它的基本思想是通過對相鄰元素進行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果交換位置，從而逐步由任意序列變?yōu)橛行蛐蛄?。過程是：先從頭往后掃描、然后從后往頭掃描、再重復(fù)上述過程（2）快速排序快速排序就是一種可以通過一次交換而消除多個逆序的排序方法，因此相對冒泡排序法而言，速度要快。2插入類排序插入排序，就是將無序序列中的各個元素依次插入到已經(jīng)排好序的線性表中。常用的插入排序的方法有簡單插入排序和希爾排序。（1）簡單插入排序簡單插入排序的方法是：在初始序列中， 將只包含第 1 個元素的子序列看成是一個有序序列，然后從第 2 個元素起，依次

21、將每個元素插入到前 1 個有序子序列中。（2）希爾排序希爾排序的基本思想是：將整個無序序列分割成若干個子序列，對每個子序列分別進行簡單插入排序，最后再對全體元素進行一次簡單插入排序。與簡單插入排序的子序列構(gòu)成方式不同，希爾排序是將原序列中相隔某個增量h 的元素構(gòu)成一個子序列。在排序過程中逐步減少這個增量，最后當(dāng) h 減到 1 時，進行一次插入排序，排序就完成了。增量序列一般取 hi = n/2k (k=1,2,，log2n)，其中 n 為待排序序列的長度。希爾排序的效率與所選取的增量序列有關(guān)。通過希爾排序法對長度為 n 的線性表進行排序，如果選取了上述增量序列，最壞情況下，需要比較的次數(shù)為 O

22、(n1.5)。3選擇類排序常用的選擇排序有兩種，簡單選擇排序和堆排序。（1）簡單選擇排序簡單選擇排序的基本步驟是：在一組n 個數(shù)據(jù)中選擇出最小值；若它不是這組數(shù)據(jù)中的第 1 個數(shù)據(jù)，則將它與這組數(shù)據(jù)中的第 1 個數(shù)據(jù)互換位置；對剩下的子表采用同樣的方法，直到子表空為止。（2）堆排序法在學(xué)習(xí)堆排序之前，我們先來看一下堆的定義，堆的定義如下：具有n 個元素的序列（h1，h2，hn），當(dāng)且僅當(dāng)滿足或（i=1，2， ，n/2）時稱之為堆。第 2 章 程序設(shè)計基礎(chǔ)考點 1 程序設(shè)計方法與風(fēng)格程序是一組計算機指令的集合，是程序設(shè)計的最終成果。程序設(shè)計方法所要做的工作是，如何對實際問題進行抽象和歸納以及對程

23、序進行編排，才能使程序的可讀性、穩(wěn)定性、可維護性、效率等更好。目前，主要有兩種程序設(shè)計方法：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。1源程序文檔化符號名的命名：符號名的命名應(yīng)盡量表達一些實際意義，以增強程序的可讀性。程序注釋：良好的注釋能夠幫助讀者理解程序。注釋一般分為序言性注釋和功能性注釋，以給出程序的整體說明和程序的主要功能。序言性注釋一般位于每一個程序的開頭部分，它給出程序的整體說明；功能性注釋一般嵌在原程序之中。視覺組織：為使程序的結(jié)構(gòu)清晰明了， 可以在程序中利用空行、空格、縮進等技巧使程序?qū)哟吻逦?數(shù)據(jù)說明的方法在編寫程序時，一定要注意數(shù)據(jù)說明的方法。為使程序中的數(shù)據(jù)說明易于理解和維護。

24、3語句的結(jié)構(gòu)程序的語句應(yīng)該簡單易懂，在編寫程序時，應(yīng)注重：每一行只寫一條語句。程序編寫優(yōu)先考慮清晰性。一般情況下，在編寫程序時， 要做到清晰第一，效率第二。首先要保證程序的正確性，然后再提高速度。避免使用臨時變量而使程序的可讀性下降。盡可能使用庫函數(shù)。避免不必要的轉(zhuǎn)移。利用信息隱蔽，保證每一個模塊的獨立性。避免使用復(fù)雜的條件嵌套語句。避免使用無條件轉(zhuǎn)移語句。盡量做到模塊功能單一化。不要修補不好的程序，要重新編寫。4輸入和輸出輸入和輸出的方式應(yīng)盡可能方便用戶的使用。系統(tǒng)能否讓用戶接受，往往取決于輸入和輸出的風(fēng)格?？键c 2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的原則結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計必須遵守模塊化、自頂向下

25、、逐步求精、限制使用 goto 語句的原則。2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)與特點結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法是一種程序設(shè)計的先進方法。實事證明，在程序設(shè)計時，只要使用 3 種程序結(jié)構(gòu)就可以實現(xiàn)所有的結(jié)構(gòu)形式， 它們是順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。3結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計原則和方法的應(yīng)用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的效率較高，但是在實際設(shè)計程序時，應(yīng)要注意：使用程序設(shè)計語言中的順序、選擇、循環(huán)等有限的控制結(jié)構(gòu)表示程序的控制邏輯。選用的控制結(jié)構(gòu)只允許有一個入口和一個出口。程序語句組成容易識別的語句序列塊，每塊只允許有一個入口和一個出口。復(fù)雜結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計時，僅用嵌套的基本控制結(jié)構(gòu)進行組合嵌套來實現(xiàn)。語言中所沒有的控制結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用前后

26、一致的方法來模擬。嚴(yán)格控制 goto 語句的使用，但不是完全不能用?？键c 3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計面向?qū)ο蠓椒ǎF(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為一種主流的軟件開發(fā)方法。它歷經(jīng)了多年的研究和發(fā)展，已經(jīng)日益成熟和完善，應(yīng)用也越來越深入和廣泛。1面向?qū)ο蠓椒ǖ奶攸c面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計，是在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的基礎(chǔ)上，以更接近人們通常思維的方式來解決問題的一種全新的軟件開發(fā)技術(shù)。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計以對象為核心，強調(diào)對象的“封裝性”“繼承性”“抽象性”和“多態(tài)性”。其本質(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)，提倡用人類在現(xiàn)實生活中常用的思維方法來認(rèn)識、理解和描述客觀事物。2面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍睿?）對象（object）面

27、向?qū)ο蠓椒ㄕJ(rèn)為：現(xiàn)實世界是由一系列的對象組成的。對象是現(xiàn)實世界中彼此相關(guān)并互通信息的實體。每個對象都包含了兩部分的內(nèi)容：描述對象狀態(tài)的數(shù)據(jù)和描述對象行為。對象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍睢Ｒ虼耍?面向?qū)ο蠓椒ㄖ械膶ο笫怯擅枋鲈搶ο髮傩缘臄?shù)據(jù)以及可以對這些數(shù)據(jù)施加的所有操作封裝在一起構(gòu)成的整體。對象可以做的操作表示它的動態(tài)行為，在面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計中，通常把對象的操作也稱為方法或服務(wù)。（2）類和實例類是具有共同屬性、共同方法的對象的集合，是關(guān)于對象的抽象描述，反應(yīng)屬于該對象類型的所有對象的性質(zhì)。（3）消息（Message）消息傳遞是對象間通信的手段，一個對象通過向另一對象發(fā)送信息來請求其

28、服務(wù)。消息機制統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流，一個消息由下述3 部分組成：接收消息的對象名稱、消息名、零個或多個參數(shù)。（4）繼承（Inheritance）類的繼承：繼承廣義地說，是指能夠直接獲得已有的屬性和特征，而不必重復(fù)地定義。繼承的傳遞性：繼承具有傳遞性，如果類 A 繼承類 B，類 B 繼承類 C，則類 A 繼承類C。因此，一個類實際上繼承了它上層的全部基類特性，也就是說，屬于某類的對象除了具有該類定義的特性外，還具有該類上層全部基類定義的特性。單繼承：一個子類只有唯一的一個父類，這種繼承稱為單繼承。多重繼承：一個子類也可以有多個父類，它可以從多個父類中繼承特性。繼承的優(yōu)點：相似的對象可以共享程序代

29、碼和數(shù)據(jù)，從而大大減少了程序中的冗余信息，提高軟件的可重用性，便于軟件修改維護。（5）多態(tài)性(Polymorphism)多態(tài)性：對象根據(jù)所接收的消息而做出動作，同樣的消息被不同的對象接收時可導(dǎo)致完全不同的行為，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。第 3 章軟件工程基礎(chǔ)考點 1 軟件工程基本概念1軟件的定義與特點（1）軟件的定義一般認(rèn)為計算機軟件是計算機系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合?？梢娷浖煞譃閮蓚€部分：一是機器可執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)；二是機器不可執(zhí)行的，與軟件開發(fā)、運行、維護、使用相關(guān)的文檔。（2）軟件的特點計算機軟件具有如下的幾個特點：軟件是一種邏輯實體，而不是物理實體，具

30、有抽象性；與硬件的生產(chǎn)不同，軟件沒有明顯的制作過程；軟件在使用期間不存在磨損、老化問題； 對硬件和環(huán)境具有依賴性；軟件復(fù)雜度高，成本昂貴；軟件開發(fā)涉及諸多的社會因素。（3）軟件的分類計算機軟件按功能可分為 3 類：應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件、支撐軟件（或稱為工具軟件）。2軟件危機和軟件工程軟件工程概念的出現(xiàn)源自軟件危機。（1）軟件危機“軟件危機”是 20 世紀(jì) 60 年代末以后出現(xiàn)的，其泛指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。實際上，幾乎所有的軟件都不同程度地存在這些問題。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，軟件已經(jīng)成為計算機科學(xué)發(fā)展的“瓶頸”。（2）軟件工程為了消除軟件危機，通過

31、認(rèn)真研究軟件危機的方法，認(rèn)識到軟件工程是使計算機軟件走向工程科學(xué)的途徑，逐步形成了軟件工程概念，開辟了工程學(xué)的新興領(lǐng)域軟件工程學(xué)。它是采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)與維護軟件，把經(jīng)過時間考驗而證明正確的管理技術(shù)與當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來，經(jīng)濟地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護它。3軟件工程過程與軟件生命周期（1）軟件工程過程ISO 9000 定義：軟件工程過程是指把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動。（2）軟件生命周期軟件生命周期是指軟件產(chǎn)品從提出、實現(xiàn)、使用維護到停止使用退役的整個過程。也就是說，軟件產(chǎn)品從考慮其概念開始，到該軟件產(chǎn)品不能使用為止的整個時期都屬于軟件生

32、命周期。一般包括可行性研究與需求分析、設(shè)計、實現(xiàn)、測試、交付使用以及維護等活動。這些階段可以有重復(fù)，執(zhí)行時也可以有迭代。4軟件工程的目標(biāo)與原則（1）軟件工程的目標(biāo)軟件工程的目標(biāo)是：在給定成本、進度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可維護性、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。為實現(xiàn)軟件工程的目標(biāo)，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)和軟件工程管理兩個方面。（2）軟件工程的原則為了達到上述的軟件工程目標(biāo)，在軟件開發(fā)過程中，必須遵循以下軟件工程的基本原則：抽象、確定性、模塊化、信息隱蔽、局部化、完備性、一致性、可驗證性。5軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)

33、環(huán)境軟件工程技術(shù)鼓勵研制和采用各種先進的軟件開發(fā)方法、工具和環(huán)境。工具和環(huán)境的使用進一步提高了軟件的開發(fā)效率、維護效率和軟件質(zhì)量。（1）軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具的發(fā)展是從單項工具的開發(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的或半自動的軟件支撐環(huán)境。（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)境是指全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具的集合。計算機輔助軟件工程（CASE）是當(dāng)前軟件開發(fā)環(huán)境中富有特色的研究工作和發(fā)展方向?？键c 2 軟件分析方法軟件開發(fā)方法是指軟件開發(fā)過程所遵循的方法和步驟，其目的在于有效地得到一些工作產(chǎn)品， 即滿足質(zhì)量要求的程序和文檔。軟件開發(fā)方法包括分析方法、設(shè)

34、計方法和程序設(shè)計方法。1需求分析與需求分析方法軟件需求是指用戶對目標(biāo)軟件系統(tǒng)在功能、行為、性能、設(shè)計約束等方面的期望。需求分析的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)需求、求精、建模和定義需求的過程。需求分析的目標(biāo)是創(chuàng)建所需的數(shù)據(jù)模型、功能模型和控制模型。（1）需求分析的定義1997 年 IEEE 軟件工程標(biāo)準(zhǔn)詞匯表對需求分析定義如下：用戶解決問題或達到目標(biāo)所需的條件或功能；系統(tǒng)或系統(tǒng)部件要滿足合同、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或其他正式規(guī)定文檔所需具有的條件或功能；一種反映或所描述的條件或功能的文檔說明。（2）需求分析階段的工作需求分析階段的工作主要分為 4 個方面： 需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書、需求評審。（3）需求分析方法

35、常用的需求分析方法有兩種：結(jié)構(gòu)化分析方法。主要包括：面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 Jackson 方法（JSD），面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法（SA），面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)方法（DSSD）。面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǎ∣OA）。從需求分析建立的模型的特性來分，需求分析方法又分為靜態(tài)分析方法和動態(tài)分析方法。2結(jié)構(gòu)化分析方法（1）結(jié)構(gòu)化分析方法的基本概念結(jié)構(gòu)化分析方法是面向數(shù)據(jù)流、自頂向下、逐步求精、進行需求分析的方法。該方法使用簡單易讀符號，根據(jù)軟件內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞、變換的關(guān)系，自頂向下、逐層分解，描繪出滿足要求的軟件模型。（2）結(jié)構(gòu)化分析的常用工具結(jié)構(gòu)化分析方法利用圖形等結(jié)構(gòu)化的描述方式表達需求，簡明易懂，用

36、它們形成需求說明書中的主要部分。這種方法所用的常用工具有：數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、判定樹和判定表。3軟件需求規(guī)格說明書軟件需求規(guī)格說明書（SRS）是需求分析階段得出的最主要的文檔。它通常用自然語言完整、準(zhǔn)確、具體地描述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求、功能需求、性能需求、可靠性和可用性要求、出錯處理需求、接口需求、約束、逆向需求以及將來可能提出的要求。軟件需求規(guī)格說明書的作用軟件需求規(guī)格說明書具有幾個作用：便于用戶、開發(fā)人員進行理解和交流；反映出用戶問題的結(jié)構(gòu)，可以作為軟件開發(fā)工作的基礎(chǔ)和依據(jù)；作為確認(rèn)測試和驗收的依據(jù)。軟件需求規(guī)格說明書的內(nèi)容軟件需求規(guī)格說明書是作為需求分析的一部分而制定的可交付文檔。軟件需求規(guī)格

37、說明書的特點軟件需求規(guī)格說明書是確保軟件質(zhì)量的有力措施，衡量軟件需求規(guī)格說明書質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)：正確性、無歧義性、完整性、一致性、可理解性、可驗證性、可修改性和可追蹤性。 考點 3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法1軟件設(shè)計的基本概念（1）軟件設(shè)計的基礎(chǔ)軟件設(shè)計是一個把軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件表示的過程，是軟件工程的重要階段。軟件設(shè)計的基本目標(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)，即軟件設(shè)計是確定系統(tǒng)的物理模型。（2）軟件設(shè)計的基本原理軟件設(shè)計應(yīng)遵循軟件工程的基本目標(biāo)和原則，建立適用于在軟件設(shè)計中應(yīng)該遵守的基本原理和軟件設(shè)計中的有關(guān)概念。模塊化、抽象、信息隱藏和局部化、模塊獨立性。（3）結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法結(jié)構(gòu)

38、化設(shè)計方法是目前采用最為廣泛的一種軟件設(shè)計方法，其基本思想是將軟件設(shè)計成由相對獨立、單一功能的模塊組成的結(jié)構(gòu)2概要設(shè)計概要設(shè)計又稱為總體設(shè)計或初步設(shè)計。軟件概要設(shè)計的基本任務(wù)是：設(shè)計軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在需求分析階段， 已經(jīng)把系統(tǒng)分解成層次結(jié)構(gòu)，而在概要設(shè)計階段， 需要進一步分解，劃分為模塊以及模塊的層次結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計。數(shù)據(jù)設(shè)計是實現(xiàn)需求定義和規(guī)格說明過程中提出的數(shù)據(jù)對象的邏輯表示。編寫概要設(shè)計文檔。在概要設(shè)計階段， 需要編寫的文檔有：概要設(shè)計說明書、數(shù)據(jù)庫設(shè)計說明書、集中測試計劃等。概要設(shè)計文檔評審。在概要設(shè)計中，對設(shè)計部分是否完整地實現(xiàn)了需求中規(guī)定的功能、性能等要求，設(shè)計方案的可行

39、性，關(guān)鍵的處理及內(nèi)外部接口定義正確性、有效性，各部分之間的一致性等都要進行評審，以免在以后的設(shè)計中出現(xiàn)大的問題而返工。2概要設(shè)計工具結(jié)構(gòu)圖（SC），也稱程序結(jié)構(gòu)圖，是描述軟件結(jié)構(gòu)的圖形工具，是常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計工具。模塊用一個矩形表示，矩形內(nèi)注明模塊的功能和名字；箭頭或直線表示模塊間的調(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。常用的結(jié)構(gòu)圖有 4 種模塊類型：傳入模塊、傳出模塊、變換模塊和協(xié)調(diào)模塊。3面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法在需求分析階段，主要是分析信息在系統(tǒng)中的加工和流動情況。面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法的目標(biāo)是給出設(shè)計軟件結(jié)構(gòu)的一個系統(tǒng)化的途徑。（1）數(shù)據(jù)流類型。典型的數(shù)

40、據(jù)流類型有兩種：變換型和事務(wù)型。（2）面向數(shù)據(jù)流設(shè)計方法的實施要點與設(shè)計過程。4設(shè)計的準(zhǔn)則通過大量設(shè)計實踐證明，以下設(shè)計準(zhǔn)則可以借鑒為設(shè)計的指導(dǎo)和對軟件結(jié)構(gòu)圖進行優(yōu)化。提高模塊獨立性、模塊規(guī)模適中、深度、寬度、扇出和扇入適當(dāng)、使模塊的作用域在該模塊的控制域內(nèi)、應(yīng)減少模塊的接口和界面的復(fù)雜性、設(shè)計成單入口、單出口的模塊和設(shè)計功能可預(yù)測的模塊。3詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)設(shè)計的任務(wù)就是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個模塊確定實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用某種選定的表達工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。常用的設(shè)計工具有以下幾種：（1）圖形工具程序流程圖：程序流程圖是軟件過程的設(shè)計表示工具，表達直觀、清晰，易于學(xué)習(xí)和掌握。N-S 圖

41、：NS 圖是用方框圖來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的程序流程圖的技術(shù)?；緢D形有 5 種。PAD 圖： PAD 圖即問題分析圖（ Problem Analysis Diagram）。它是繼程序流程圖和方框圖之后，提出的又一種描述軟件詳細(xì)設(shè)計的圖形工具。基本圖形有 5 種。（2）表格工具用表格來描述處理動作及相應(yīng)的各種條件或描述輸入、處理、輸出的過程。（3）語言工具用與程序設(shè)計語言很相近的偽碼描述處理過程的細(xì)節(jié)。過程設(shè)計語言（PDL）也稱為結(jié)構(gòu)化的英語和偽碼，它是一種混合語言，采用英語的詞匯和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言的語法，類似編程語言?？键c 4 軟件測試軟件測試就是在軟件投入運行之前，盡可能多地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤。它是對

42、軟件規(guī)格說明、設(shè)計和編碼的最后復(fù)審。通常，軟件測試的工作量往往占軟件開發(fā)總工作量的40%以上。1軟件測試的目的軟測試的目的：測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程；一個好的測試用例是指很可能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的用例；一個成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤的測試；測試是要以查找錯誤為中心，而不是為了演示軟件的正確功能。2軟件測試的準(zhǔn)則要作好軟件測試，必須設(shè)計有效的測試方案和好的測試用例。3軟件測試技術(shù)和方法軟件測試的方法是多種多樣的。若從是否需要執(zhí)行被測軟件的角度劃分，可以分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試；若按照功能劃分，可以分為白盒測試和黑盒測試。（1）靜態(tài)測試與動態(tài)測試靜態(tài)測試：靜態(tài)測試包括代碼

43、檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量等。靜態(tài)測試主要由人工進行，充分發(fā)揮人的邏輯思維優(yōu)勢，也可以借助軟件工具自動進行。動態(tài)測試：動態(tài)測試是基于計算機的測試，是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行程序的過程。（2）白盒測試與測試用例設(shè)計白盒測試的方法也稱結(jié)構(gòu)測試或邏輯測試。它是根據(jù)軟件的內(nèi)部工作過程，檢查內(nèi)部成分，以確認(rèn)每種內(nèi)部操作是否符合設(shè)計要求。白盒測試允許測試人員利用程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)及有關(guān)信息來設(shè)計和選擇測試用例，對程序所有的邏輯路徑進行測試。邏輯覆蓋測試。邏輯覆蓋測試泛指以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試用例設(shè)計書。從覆蓋源程序語句的詳盡程度分析，大致有以下一些不同的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)：語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判

44、斷-條件覆蓋?；韭窂綔y試?；韭窂綔y試的思想和步驟是，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立執(zhí)行路徑進行測試。（3）黑盒測試與測試用例設(shè)計黑盒測試也稱功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動測試， 是對軟件已經(jīng)實現(xiàn)的功能是否滿足需求進行測試和驗證。所以，黑盒測試的測試用例是根據(jù)程序的外部功能進行設(shè)計的，在軟件接口處進行，完成功能驗證。4軟件測試的實施軟件測試是保證軟件質(zhì)量的重要手段。為使軟件測試工作系統(tǒng)化，我們應(yīng)制定測試流程。所謂測試流程就是軟件測試這個過程規(guī)定的程序。軟件測試過程一般按 4 個步驟進行，即單元測試、集成測試、驗收測試（

45、確認(rèn)測試）和系統(tǒng)測試。考點 5 程序的調(diào)試1基本概念在對程序進行了成功的測試之后將進入程序調(diào)試（通常稱 Debug，即排錯）。程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯誤。（1）程序調(diào)試的基本步驟錯誤定位：從錯誤的外部表現(xiàn)形式入手，研究有關(guān)部分的程序，確定程序中出錯位置，找出錯誤的內(nèi)在原因。修改設(shè)計和代碼，以排除錯誤： 排錯是軟件開發(fā)過程中一項艱苦的工作，這也決定了調(diào)試工作是一個具有很強技術(shù)性和技巧性的工作。進行回歸測試，防止引進新的錯誤：重復(fù)進行暴露這個錯誤的原始測試或某些有關(guān)測試，以確認(rèn)該錯誤是否被排除、是否引進了新的錯誤。（2）程序調(diào)試的原則調(diào)試活動由對程序中錯誤的定性、定位和排錯兩部分組成，

46、因此調(diào)試原則也從確定錯誤的性質(zhì)和位置時的注意事項和修改錯誤的原則兩個方面考慮。2軟件測試方法調(diào)試的關(guān)鍵在于推斷程序內(nèi)部的錯誤位置及原因。軟件調(diào)試可以分為靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。軟件測試中討論的靜態(tài)分析方法同樣適用靜態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試主要指通過人的思維來分析源程序代碼和排錯，是主要的調(diào)試手段，而動態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試的。主要的調(diào)試方法有強行排錯法、回溯法和原因排除法。第 4 章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)考點 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)庫管理系統(tǒng)（1）數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)：描述事物的符號記錄。計算機中的數(shù)據(jù)一般分成兩部分，其中一部分與程序僅有短時間的交互關(guān)系，隨著程序的結(jié)束而消亡，這樣的數(shù)據(jù)稱為臨時性數(shù)據(jù)，

47、 一般存放在計算機內(nèi)存中；而另一部分?jǐn)?shù)據(jù)則對系統(tǒng)起著長期持久的作用，這樣的數(shù)據(jù)稱為持久性數(shù)據(jù)，一般存放在計算機的長期存儲設(shè)備（如硬盤）中。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中處理的就是這種持久性數(shù)據(jù)。（2）數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）是指長期存儲在計算機內(nèi)的、具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種應(yīng)用程序所共享。（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)： 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBase Management System， DBMS）是管理數(shù)據(jù)庫的機構(gòu)，是一個系統(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

48、、數(shù)據(jù)維護、控制及保護和數(shù)據(jù)服務(wù)等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，其主要功能包括幾個方面：數(shù)據(jù)模式定義、數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)的完整性、安全性定義與檢查、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)和數(shù)據(jù)的服務(wù)。（4）數(shù)據(jù)庫管理員數(shù)據(jù)庫管理員：對數(shù)據(jù)庫的規(guī)劃、設(shè)計、維護、監(jiān)視等進行管理的人員，稱為數(shù)據(jù)庫管理員。其主要工作：數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫維護和改善系統(tǒng)性能。（5）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）是指引入數(shù)據(jù)庫后的計算機系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DBAS）是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)再加上應(yīng)用軟件及應(yīng)用界面這三者所組成，具體包括：數(shù)據(jù)

49、庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員、硬件平臺、軟件平臺、應(yīng)用軟件、應(yīng)用界面。2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展數(shù)據(jù)管理發(fā)展到今經(jīng)歷了：人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 3 個階段。其中數(shù)據(jù)獨立性最高的是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這里的數(shù)據(jù)獨立性指的是數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序的相互獨立。（1）文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的初級階段， 它提供了簡單的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)管理能力，但是它無法提供完整統(tǒng)一的管理和數(shù)據(jù)共享的能力。（2）層次與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段從 20 世紀(jì) 60 年代末起，真正的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫開始發(fā)展， 它們?yōu)榻y(tǒng)一管理與共享數(shù)據(jù)提供了大力支撐。但是這兩個系統(tǒng)也存在不足，主要是其脫胎與文件系統(tǒng)，受文件的物理影

50、響較大，對數(shù)據(jù)庫使用帶來的諸多不便，同時，此類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模式構(gòu)造繁瑣不宜于推廣。（3）關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、邏輯性強、物理性少。在數(shù)據(jù)庫的儲多新技術(shù)中，下面 3 種是比較重要的：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的擴充。3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點數(shù)據(jù)庫技術(shù)是在文件系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展產(chǎn)生的，兩者都以數(shù)據(jù)文件的形式組織數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在文件系統(tǒng)之上加入 DBMS 對數(shù)據(jù)進行管理，從而使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有以下特點。（1）數(shù)據(jù)的高集成性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)高集成性主要表現(xiàn)在如下幾個方面：在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方式，如在數(shù)據(jù)庫中采用二維表作為統(tǒng)一結(jié)構(gòu)方式。在數(shù)

51、據(jù)庫系統(tǒng)中按照多個應(yīng)用的需要組織全局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（即數(shù)據(jù)模式），數(shù)據(jù)模式不僅可以建立全局的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還可以建立數(shù)據(jù)間的語義聯(lián)系，從而構(gòu)成一個內(nèi)在緊密聯(lián)系的數(shù)據(jù)整體。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模式是多個應(yīng)用共同的、全局的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而每個應(yīng)用的數(shù)據(jù)則是全局結(jié)構(gòu)中的一部分，稱為局部結(jié)構(gòu)（即視圖），這種全局與局部的結(jié)構(gòu)模式構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成性的主要特征。（2）數(shù)據(jù)的高共享性與低冗余性由于數(shù)據(jù)的集成性使得數(shù)據(jù)可為多個應(yīng)用所共享。數(shù)據(jù)共享的使用大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲空間。減少冗余性以避免數(shù)據(jù)的不同出現(xiàn)是保證系統(tǒng)一致性的基礎(chǔ)。（3）數(shù)據(jù)高獨立性數(shù)據(jù)獨立性是指數(shù)據(jù)與程序間的互不依賴性，是數(shù)據(jù)庫中常用的術(shù)語

52、。其包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不僅為數(shù)據(jù)提供高度集成環(huán)境， 同時它還為數(shù)據(jù)提供操作功能，這主要包含以下3 個方面：數(shù)據(jù)的完整性檢查、數(shù)據(jù)的安全性保護、并發(fā)控制。4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在其內(nèi)部具有三級模式和二級映射，三級模式分別是外模式、概念模式與內(nèi)模式。二級映射則分別是，外模式概念模式映射和概念模式內(nèi)模式映射。這種三級模式與二級映射構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的抽象結(jié)構(gòu)體系。（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式數(shù)據(jù)模式是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一種表示形式，它具有不同的層次與結(jié)構(gòu)方式：外模式也稱子模式或用戶模式。它能夠看見和使用局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征

53、的描述，它是用戶的數(shù)據(jù)視圖，一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。概念模式是數(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。一個數(shù)據(jù)庫只有一個概念模式。內(nèi)模式又稱物理模式，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述， 是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級映射數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式是對數(shù)據(jù)的 3 個級別的抽象，它把數(shù)據(jù)具體物理實現(xiàn)留給物理模式，使用戶能邏輯地、抽象地處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機中的具體表示方式和存儲方式?？键c 2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1數(shù)據(jù)模型的基本概念數(shù)據(jù)模型（Data Model）研究的就是數(shù)據(jù)的組織形式及方式。數(shù)據(jù)庫是某個企業(yè)、組

54、織或部門所涉及的數(shù)據(jù)的綜合，它不僅要反映數(shù)據(jù)本身的內(nèi)容，而且要反映數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束 3 部分組成。（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。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特征的描述。（2）數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象的實例允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關(guān)的操作規(guī)則。數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特征的描述。（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)系所具有的約束和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。2數(shù)據(jù)模型的分類數(shù)據(jù)模型按不同的應(yīng)用層次分成 3

55、 種類型，它們是概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型。（1）概念數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型簡稱概念模型，它是一種面向客觀世界、面向用戶的模型；它與具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)無關(guān)，與具體的計算機平臺無關(guān)。概念模型是整個數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)。（2）邏輯數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型又稱數(shù)據(jù)模型，它是一種面向數(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)一級的實現(xiàn)。目前，數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中最常用的邏輯數(shù)據(jù)模型有四種，分別為：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?。?）物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型又稱物理模型，它是一種面向計算機物理表示的模型，此模型給出了數(shù)據(jù)模型在計算機上物理結(jié)構(gòu)的表示。3E-R 模型概念模型是面向現(xiàn)實世界，它的出發(fā)點是有效和自然地模擬現(xiàn)實世界，給出數(shù)據(jù)的概念化結(jié)構(gòu)。它的表示方法很多，其中最著名是 ER 模型（或?qū)嶓w聯(lián)系模型），它于 1976 年由 Peter Chen 首先提出。（1）E-R 模型的基本概念實體是客觀存在并可相互區(qū)別的事物。實體可以是具體的人、事、物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。屬性是實體所具有的某一特性。一個實體可由若干個屬性來刻畫。碼是能夠唯一標(biāo)識實體的屬性集。屬性的取值范圍稱為該屬性的域。用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫同類實體，稱為實體型。同型實體的集合稱為實體集。例如，全體學(xué)生就是一個實體集。在現(xiàn)實世界中，