計(jì)算機(jī)二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)講解

二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法算法算法:是一組有窮指令集，是解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。通俗地說(shuō)，算法就是計(jì)算機(jī)解題的過(guò)程。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)。算法是一組嚴(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，且是明確的，此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止。所以其四個(gè)基本特征包括：（1）確定性，算法中每一步驟都必須有明確定義，不允許有模棱兩可的解釋?zhuān)辉试S有多義性；（2）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；（3）可行性，算法原則上能夠精確地執(zhí)行；（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。算法的三種基本控制結(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、減半遞推技術(shù)、回溯法。算法效率的度量一算法復(fù)雜度：算法時(shí)間復(fù)雜度：指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量。即算法執(zhí)行過(guò)程中所需要的基本運(yùn)算次數(shù)。通常，一個(gè)算法所用的時(shí)間包括編譯時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間。算法空間復(fù)雜度：指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。包括算法程序所占的空間，輸入的初始數(shù)據(jù)所占的空間，算法執(zhí)行過(guò)程中所需的額外空間。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。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)型里輯結(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)邈存儲(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)的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)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（指邏輯關(guān)系，與存儲(chǔ)位置無(wú)關(guān)）。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的存放形式稱(chēng)為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),也稱(chēng)數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)。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)的條件，（一個(gè)非空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）：飛 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)。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(chēng)為記錄二由多個(gè)記錄構(gòu)成的線性表稱(chēng)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)al,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(chēng)為線性表的長(zhǎng)度」當(dāng)n=0時(shí)，稱(chēng)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。元素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：查找、插入、刪除。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(chēng)為存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn),簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)為數(shù)據(jù)見(jiàn)(2)用于存放指針，稱(chēng)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)。線性單鏈表中，HEAD人為頭指針，HEAD二NULL或0）稱(chēng)為空表如果是雙項(xiàng)鏈表的兩指針：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。棧和隊(duì)列棧：限定在一端進(jìn)行插入與刪除的線性表。其允許插入與刪除的一端稱(chēng)為棧頂，用指針 top表示棧頂位置。不允許插入與刪除的另一端稱(chēng)為棧底，用指針 bottom表示棧底。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。棧的存儲(chǔ)方式有順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。棧的基本運(yùn)算：（1）入棧運(yùn)算，在棧頂位置插入元素；（2）退棧運(yùn)算，刪除元素（取出棧頂元素并賦給一個(gè)指定的變量）；（3）讀棧頂元素，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: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。用rear指針指向隊(duì)尾，用front指針指向隊(duì)頭元素的前一個(gè)位置。隊(duì)列是“先進(jìn)先出"（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。隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一般采用隊(duì)列循環(huán)的形式。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。計(jì)算循環(huán)隊(duì)列的元素個(gè)數(shù)：”尾指針減頭指針”，若為負(fù)數(shù)，再加其容量即可。樹(shù)與二叉樹(shù)樹(shù)是一種簡(jiǎn)單的非線性結(jié)構(gòu)，其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(chēng)為父結(jié)點(diǎn)。沒(méi)有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，稱(chēng)為樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)這稱(chēng)樹(shù)的根。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件，稱(chēng)為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。沒(méi)有后件的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)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(chēng)為該結(jié)點(diǎn)的度， 所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱(chēng)為樹(shù)的度。樹(shù)的最大層次稱(chēng)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(chēng)為該結(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)與右子樹(shù)。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)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)占；(2)深度為m的二叉樹(shù)最多有2匚個(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k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+"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)。補(bǔ)充：增加度為1的結(jié)點(diǎn)不會(huì)影響二叉樹(shù)的葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)， 每增加一個(gè)度為2的結(jié)點(diǎn)便會(huì)增加一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)，沒(méi)有度為2的結(jié)點(diǎn)時(shí)葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)為1。已知完全二叉樹(shù)有x個(gè)結(jié)點(diǎn)，求其葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)：①確定層數(shù)為k； ②第k層的結(jié)點(diǎn)數(shù)y=x-（2k-1-1）；③第k-1層的葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)n=2（k-i）-i-y/2V若y/2有余，則要加1>；④最后y+n。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)；（樹(shù)根在第一，下走不跳結(jié)點(diǎn)）（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)；（有左先左，再尋根，后找右。最左邊的結(jié)點(diǎn)最先遍歷，最右邊的結(jié)點(diǎn)最后遍歷）（3）后序遍歷1（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)。（有左先左，再找右，后尋根，到最右一路上行，樹(shù)根在最后）小結(jié)：邏輯結(jié)構(gòu)可分為線性表和非線性表。線性表包括棧、隊(duì)列，其存儲(chǔ)方式為順序存儲(chǔ)、鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)均可。鏈?zhǔn)叫陀校壕€性鏈表，帶鏈的棧，帶鏈的隊(duì)列，循環(huán)鏈表等。非線性表包括樹(shù)（二叉樹(shù)），其存儲(chǔ)方式為鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。查找技術(shù)只能使用順序查找的兩種情況：(1)線性表為無(wú)序表，不管是順序存儲(chǔ)還是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)；(2)表采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，即使是有序線性表。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U血次，而順序查找需要比較n次。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(lèi)排序法：(1)冒泡排序法，需要比較的次數(shù)為皿n:1"？!(2)快速排序法。插入類(lèi)排序法：(1)簡(jiǎn)單插入排序法，最壞情況需要1nqz1"21次比較;(2)希爾排序法，最壞情況需要也1次比較。選擇類(lèi)排序法：(1)簡(jiǎn)單選擇排序法，最壞情況需要|n(n-1)/2I次比較;(2)堆排序法，最壞情況需要|0(nlog2n)次比較。相比以上幾種（除希爾排序法外），堆排序法的時(shí)間復(fù)雜度最小。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“清晰第一、效率第二”已成為當(dāng)今主導(dǎo)的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格需注意：（詳見(jiàn)書(shū)P27）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。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)入和輸出結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四條原則是：1、 4、限制使用goto語(yǔ) 自頂向下；2、逐步求精；3、模塊化；句。結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn):（1）順序結(jié)回一種簡(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)生又稱(chēng)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)處又稱(chēng)重復(fù)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)給定條件，判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同或類(lèi)似的程序段結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：只有一個(gè)入口和出口面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的首次提出以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(lèi)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?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，對(duì)象是由數(shù)據(jù)的容許的操作組成的封裝體，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，它在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)確定，一般只能通過(guò)執(zhí)行對(duì)象的操作來(lái)改變。操作描述了對(duì)象執(zhí)行的功能,是對(duì)象的動(dòng)態(tài)屬性,操作也稱(chēng)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(lèi)性;（3）多態(tài)性;（4）封裝性;（5）模塊獨(dú)立性好。類(lèi)是指具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集合。類(lèi)是關(guān)于對(duì)象性質(zhì)的描述。類(lèi)是對(duì)象的抽象，對(duì)象是其對(duì)應(yīng)類(lèi)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。對(duì)象間的通信靠消息傳遞。它請(qǐng)求對(duì)象執(zhí)行某一處理或回答某一要求的信息， 它統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流。消息的組成包括：（1）接收消息的對(duì)象的名稱(chēng)；（2）消息標(biāo)識(shí)符，也稱(chēng)消息名；（3）零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。繼承是使用已有的類(lèi)定義作為基礎(chǔ)建立新類(lèi)的定義技術(shù)，廣義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。繼承具有傳遞性，一個(gè)類(lèi)實(shí)際上繼承了他上層的全部基類(lèi)的特性。繼承分單繼承和多重繼承。單繼承指一個(gè)類(lèi)只允許有一個(gè)父類(lèi)，即類(lèi)等級(jí)為樹(shù)形結(jié)構(gòu)：多重繼承指一個(gè)類(lèi)允許有多個(gè)父類(lèi)。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，具有抽象性；(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(lài)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。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是使軟件走向工程化。軟件工程的核心思想是把軟件產(chǎn)品看作是一個(gè)工程產(chǎn)品來(lái)處理。軟件工程包括3個(gè)要素：方法U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)的資源活動(dòng)， 包含4種基本活動(dòng)：（1）P（plan）――軟件規(guī)格說(shuō)明； （2）D（do）――軟件開(kāi)發(fā)；（3）C（check）軟件確認(rèn)； （4）A（action）-軟件演進(jìn)。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(guò)程。軟件生命周期分三個(gè)階段：軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)、花行維護(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)（概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)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)：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(hù)需求的產(chǎn)品基本目標(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。

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：逐件開(kāi)發(fā)方法學(xué)、態(tài)般過(guò)程工具和軟旭一工程環(huán)境,軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境或軟件工程環(huán)境是指全面支持軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程的軟件工具的集合。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。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)理論廠軟件定義階段中，可行性研究與計(jì)劃的制定是確定待開(kāi)發(fā)目標(biāo)和總的要求，給出它的功能、性能、可靠性以及接口等方面的可能方案，制定完成開(kāi)發(fā)的實(shí)施計(jì)劃。需求分析，對(duì)待開(kāi)發(fā)軟件提出的需求分析并給出詳細(xì)的定義。需求分析階段的工作：需求獲取，需求分析，編寫(xiě)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)，需求評(píng)審。需求分析方法有：（1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；①面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Jackson方法（代［））②面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法（SA）③面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法(DSSD；

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：數(shù)據(jù)流圖；數(shù)據(jù)字典；判定樹(shù)；判定表。（1）數(shù)據(jù)流圖（吧里: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。①加工（轉(zhuǎn)換）一一圓框，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生的輸出。②數(shù)據(jù)流一一箭頭，沿箭頭方向傳遞數(shù)據(jù)的通道，一般在旁邊標(biāo)注數(shù)據(jù)流名。③存儲(chǔ)文件（數(shù)據(jù)源）——雙橫線，表示處理過(guò)程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。④源、潭一一方框，表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實(shí)體。（2）數(shù)據(jù)字型對(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(hù)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。數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析的核心。（3）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)。（4）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(lài)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。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可修改性；⑧可追蹤性。結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法軟件設(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。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和程序設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在反復(fù)理解軟件需求的基礎(chǔ)上，給出軟件結(jié)構(gòu)、模塊的劃分、功能的分配以及處理流程。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)。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)①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②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。③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。④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，軟件設(shè)計(jì)分兩步：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)。軟件設(shè)計(jì)的基本原理是：（1）抽象；（2）模塊化；（3）信息隱蔽；（4）模塊獨(dú)立性。衡量軟件模塊獨(dú)立性使用耦合性和宓性?xún)蓚€(gè)定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。耦合性是模塊見(jiàn)相互連接的緊密程度的度量。耦合程度取決于各個(gè)模塊之間接口的復(fù)雜程度、調(diào)用方式以及哪些信息通過(guò)接口。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。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)內(nèi)聚，低耦合二有利于提高模塊的獨(dú)立性。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。在結(jié)構(gòu)圖中，模塊用一個(gè)矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系?？梢杂脦ё⑨尩募^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(lèi)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(lèi)型有兩種：變換型和事務(wù)型。一變換型系統(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（PFD）、N-S圖、PAD圖、），表格工具（判定表），語(yǔ)言工具（PDL。程序流程圖中：箭頭為控制流、方框?yàn)榧庸げ襟E、菱形為邏輯條件。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：也稱(chēng)結(jié)構(gòu)測(cè)試或邏輯測(cè)試。在程序內(nèi)部進(jìn)行，主要用于完成軟件內(nèi)部操作的驗(yàn)證。白盒測(cè)試主要考慮內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)。主要方法有邏輯覆蓋、基本路徑測(cè)試。黑盒測(cè)試」也稱(chēng)功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試。是在軟件接口處進(jìn)行，完成功能驗(yàn)證。黑盒測(cè)試完全不考慮程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性，只依據(jù)程序的需求和功能規(guī)格說(shuō)明，檢查程序的功能是否符合它的設(shè)計(jì)要求。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)測(cè)試。主要方法有等價(jià)類(lèi)劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測(cè)法、因果圖等。驅(qū)動(dòng)測(cè)試相當(dāng)于被測(cè)模塊的主程序，它接收測(cè)試數(shù)據(jù)，并傳給被測(cè)模塊，輸出實(shí)際測(cè)試結(jié)果。軟件測(cè)試過(guò)程一般按4個(gè)步驟進(jìn)行：?jiǎn)卧獪y(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。單元測(cè)試是對(duì)模塊（程序單元）進(jìn)行，靜態(tài)動(dòng)態(tài)均有，動(dòng)態(tài)時(shí)以白盒為主輔之以黑盒。集成測(cè)試是測(cè)試、組裝軟件。確認(rèn)測(cè)試的任務(wù)是驗(yàn)證軟件的功能和性能及其他特性是否滿足了需求規(guī)格說(shuō)明中的各項(xiàng)需求以及軟件配置是否完全正確，先用黑盒。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(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。軟件的數(shù)據(jù)是有一定的結(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)：是指在已有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫(kù)，是數(shù)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，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)管理功能的核心軟件稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的六大功能：（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(hù)使用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)提供方便，如查詢(xún)、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、安全性定義與檢查；（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（DDL）: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（DML）:負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱，如查詢(xún)與增、刪、改等;（3）數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言（DCL）: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(chēng)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)講行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、維護(hù)、監(jiān)視等的專(zhuān)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。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要操作系統(tǒng)的支持.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。數(shù)據(jù)管理發(fā)展的三個(gè)階段：人工管理階段，文件系統(tǒng)階段，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段。而數(shù)據(jù)獨(dú)立性最高的是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。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。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。物理獨(dú)立性：用戶(hù)的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤(pán)在磁盤(pán)等介質(zhì)上的數(shù)據(jù)庫(kù)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式：（1）概念模主數(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(hù)公共數(shù)據(jù)視圖；（2）外模主也稱(chēng)子模式與用戶(hù)模式。是用戶(hù)的數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶(hù)所見(jiàn)到的數(shù)據(jù)模式；（3）內(nèi)模主又稱(chēng)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)模斐是數(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。關(guān)系模型屬于非格式化模型，而模型和網(wǎng)狀模型屬于格式化模型。E-R模型（實(shí)體聯(lián)系模型）的基本概念（1）實(shí)體現(xiàn)實(shí)世界中的事物；（2）屬笆事物的特性；（3）暨：現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)系。實(shí)體集間的聯(lián)系有一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的聯(lián)系。E-R模型基本概念之間的聯(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)體集表示法一一矩形； （2）屬性表法一一橢圓形； （3）聯(lián)系表示法---菱形。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(chēng)為根;一(2)樹(shù)中除根外所有結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。從圖論觀點(diǎn)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)系模型是數(shù)學(xué)化的模型。要用到集合論、離散數(shù)學(xué)等理論知識(shí)。關(guān)系模型采用二維表來(lái)表示，簡(jiǎn)稱(chēng)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。每行數(shù)據(jù)稱(chēng)為元組。在二維表中凡能唯一標(biāo)識(shí)元組的最小屬性稱(chēng)為鍵或碼。從所有侯選鍵中選取一個(gè)作為用戶(hù)使用的鍵稱(chēng)主鍵* A中的某屬性是某表B的鍵，則稱(chēng)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)體完整性約束:約束關(guān)系的主鍵中屬性值不能為空值;(2)參照