全二級公共基礎(chǔ)考點(diǎn)解析

第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

經(jīng)過對部分考生的調(diào)查以及對近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)常考查的

是算法復(fù)雜度、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念、棧、二叉樹的遍歷、二分法查找，讀者

應(yīng)對此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。

詳細(xì)重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識點(diǎn)：

1.算法的概念、算法時(shí)間復(fù)雜度及空間復(fù)雜度的概念

2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)及物理結(jié)構(gòu)的定義

3.棧的定義及其運(yùn)算、線性鏈表的存儲(chǔ)方式

4.樹與二叉樹的概念、二叉樹的基本性質(zhì)、完全二叉樹的概念、二叉樹

的遍歷

5.二分查找法

6.冒泡排序法

1.1算法

考點(diǎn)1算法的基本概念

考試鏈接：

考點(diǎn)1在筆試考試中考核的幾率為30%,主要是以填空題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者還應(yīng)該了解算法中對數(shù)據(jù)的基本運(yùn)算。

計(jì)算機(jī)解題的過程實(shí)際上是在實(shí)施某種算法，這種算法稱為計(jì)算機(jī)算法。

1.算法的基本特征：可行性、確定性、有窮性、擁有足夠的情報(bào)。

2.算法的基本要素：

（1）算法中對數(shù)據(jù)的運(yùn)算和操作

一個(gè)算法由兩種基本要素組成：一是對數(shù)據(jù)對象的運(yùn)算和操作；二是算法

的控制結(jié)構(gòu)。

在一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，基本的運(yùn)算和操作有以下4類：算術(shù)運(yùn)算、邏輯

運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸。

(2)算法的控制結(jié)構(gòu)：算法中各操作之間的執(zhí)行順序稱為算法的控制結(jié)

構(gòu)。

描述算法的工具通常有傳統(tǒng)流程圖、N-S結(jié)構(gòu)化流程圖、算法描述語言等。

一個(gè)算法一般都可以用順序、選擇、循環(huán)3種基本控制結(jié)構(gòu)組合而成。

考點(diǎn)2算法復(fù)雜度

考試鏈接：

考點(diǎn)2在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)常考查的內(nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率

為70%,主要是以選擇的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)識記內(nèi)容,

讀者還應(yīng)該識記算法時(shí)間復(fù)雜度及空間復(fù)雜度的概念。

1.算法的時(shí)間復(fù)雜度

算法的時(shí)間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量。

同一個(gè)算法用不同的語言實(shí)現(xiàn)，或者用不同的編譯程序進(jìn)行編譯，或者在

不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，效率均不同。這表明使用絕對的時(shí)間單位衡量算法

的效率是不合適的。撇開這些與計(jì)算機(jī)硬件、軟件有關(guān)的因素，可以認(rèn)為

一個(gè)特定算法”運(yùn)行工作量〃的大小，只依賴于問題的規(guī)模(通常用整數(shù)n

表示)，它是問題規(guī)模的函數(shù)。即

算法的工作量=f(n)

2.算法的空間復(fù)雜度

算法的空間復(fù)雜度是指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。

一個(gè)算法所占用的存儲(chǔ)空間包括算法程序所占的空間、輸入的初始數(shù)據(jù)所

占的存儲(chǔ)空間以及算法執(zhí)行過程中所需要的額外空間。其中額外空間包括

算法程序執(zhí)行過程中的工作單元以及某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所需要的附加存儲(chǔ)空

間。如果額外空間量相對于問題規(guī)模來說是常數(shù)，則稱該算法是原地工作

的。在許多實(shí)際問題中，為了減少算法所占的存儲(chǔ)空間，通常采用壓縮存

儲(chǔ)技術(shù)，以便盡量減少不必要的額外空間。

疑難解答：算法的工作量用什么來計(jì)算？

算法的工作量用算法所執(zhí)行的基本運(yùn)算次數(shù)來計(jì)算，而算法所執(zhí)行的基本

運(yùn)算次數(shù)是問題規(guī)模的函數(shù)，即算法的工作量=￡(n),其中n是問題的規(guī)

模。

L2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念

考點(diǎn)3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義

考試鏈接：

考點(diǎn)3在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率

為70%,主要是以選擇的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀

者還應(yīng)該識記數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的概念。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計(jì)算機(jī)的一門學(xué)科，主要研究和討論以下三個(gè)方面：

(1)數(shù)據(jù)集合中個(gè)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)在對數(shù)據(jù)元素進(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)對各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。

數(shù)據(jù)：是對客觀事物的符號表示，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是指所有能輸入到計(jì)算

機(jī)中并被計(jì)算機(jī)程序處理的符號的總稱。

數(shù)據(jù)元素：是數(shù)據(jù)的基本單位，在計(jì)算機(jī)程序中通常作為一個(gè)整體進(jìn)行考

慮和處理。

數(shù)據(jù)對象：是性質(zhì)相同的數(shù)據(jù)元素的集合，是數(shù)據(jù)的一個(gè)子集。

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是對數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系的描述，它可以用一個(gè)數(shù)據(jù)

元素的集合和定義在此集合中的若干關(guān)系來表示。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)有兩個(gè)

要素：一是數(shù)據(jù)元素的集合，通常記為D；二是D上的關(guān)系，它反映了數(shù)

據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，通常記為R。一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以表示成

B=(D,R)

其中B表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了反映D中各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，一般

用二元組來表示。

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為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(也

稱數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu))。

由于數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的位置關(guān)系可能與邏輯關(guān)系不同，因

此，為了表示存放在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的各數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系(即

前后件關(guān)系)，在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，不僅要存放各數(shù)據(jù)元素的信息，還

需要存放各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系的信息。

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(chǔ)結(jié)構(gòu)，常用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

有順序、鏈接、索引等存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。而采用不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)處理的

效率是不同的。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是很重要

的。

考點(diǎn)4線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu)

考試鏈接：

考點(diǎn)4在筆試考試中，雖然說不是考試經(jīng)常考查的內(nèi)容，但讀者還是對此

考點(diǎn)有所了解，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%,主要是以填空題出現(xiàn)的

形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容。

根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各數(shù)據(jù)元素之間前后件關(guān)系的復(fù)雜程度，一般將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

分為兩大類型：線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu)。如果一個(gè)非空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿足下

列兩個(gè)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。

則稱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為線性結(jié)構(gòu)。線性結(jié)構(gòu)又稱線性表。在一個(gè)線性結(jié)構(gòu)中插

入或刪除任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)后還應(yīng)是線性結(jié)構(gòu)。如果一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不是線性結(jié)

構(gòu)，則稱之為非線性結(jié)構(gòu)。

疑難解答：空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是線性結(jié)構(gòu)還是非線性結(jié)構(gòu)？

一個(gè)空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)究竟是屬于線性結(jié)構(gòu)還是屬于非線性結(jié)構(gòu)，這要根據(jù)具

體情況來確定。如果對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法是按線性結(jié)構(gòu)的規(guī)則來處理的，

則屬于線性結(jié)構(gòu)；否則屬于非線性結(jié)構(gòu)。

1.3棧及線性鏈表

考點(diǎn)5棧及其基本運(yùn)算

考試鏈接：

考點(diǎn)5在筆試考試中，是一個(gè)必考的內(nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為

100%,主要是以選擇的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)掌握內(nèi)容，

讀者應(yīng)該掌握棧的運(yùn)算。

1.棧的基本概念

棧是限定只在一端進(jìn)行插入與刪除的線性表，通常稱插入、刪除的這一端

為棧頂，另一端為棧底。當(dāng)表中沒有元素時(shí)稱為空棧。棧頂元素總是后被

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。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。

2.棧的順序存儲(chǔ)及其運(yùn)算

用一維數(shù)組S（1：m）作為棧的順序存儲(chǔ)空間，其中m為最大容量。

在棧的順序存儲(chǔ)空間S（1：m）中，S（bottom）為棧底元素，S（top）為

棧頂元素。top=0表示?？?；top=m表示棧滿。

棧的基本運(yùn)算有三種：入棧、退棧與讀棧頂元素。

（1）入棧運(yùn)算：入棧運(yùn)算是指在棧頂位置插入一個(gè)新元素。首先將棧頂

指針加一（即top加1）,然后將新元素插入到棧頂指針指向的位置。當(dāng)棧

頂指針已經(jīng)指向存儲(chǔ)空間的最后一個(gè)位置時(shí)，說明棧空間已滿，不可能再

進(jìn)行入棧操作。這種情況稱為?！吧弦纭ㄥe(cuò)誤。

（2）退棧運(yùn)算：退棧是指取出棧頂元素并賦給一個(gè)指定的變量。首先將

棧頂元素（棧頂指針指向的元素）賦給一個(gè)指定的變量，然后將棧頂指針

減一（即top減1）。當(dāng)棧頂指針為0時(shí)，說明?？?，不可進(jìn)行退棧操作。

這種情況稱為棧的〃下溢〃錯(cuò)誤。

（3）讀棧頂元素：讀棧頂元素是指將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量。這

個(gè)運(yùn)算不刪除棧頂元素，只是將它賦給一個(gè)變量，因此棧頂指針不會(huì)改變。

當(dāng)棧頂指針為0時(shí):說明棧空，讀不到棧頂元素。

小技巧：棧是按照〃先進(jìn)后出〃或〃后進(jìn)先出''的原則組織數(shù)據(jù)，但是出棧

方式有多種選擇，在考題中經(jīng)常考查各種不同的出棧方式。

考點(diǎn)6線性鏈表的基本概念

考試鏈接：

考點(diǎn)6在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%,主要是以選擇的形式出現(xiàn)，分值

為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容。重點(diǎn)識記結(jié)點(diǎn)的組成。

在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式中，要求每個(gè)結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：一部分用于存放數(shù)據(jù)元

素值，稱為數(shù)據(jù)域，另一部分用于存放指針，稱為指針域。其中指針用于

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）。

鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式既可用于表示線性結(jié)構(gòu)，也可用于表示非線性結(jié)構(gòu)。

（1）線性鏈表

線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)稱為線性鏈表。

在某些應(yīng)用中，對線性鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)指針，一個(gè)稱為左指針,

用以指向其前件結(jié)點(diǎn)；另一個(gè)稱為右指針，用以指向其后件結(jié)點(diǎn)。這樣的

表稱為雙向鏈表。

（2）帶鏈的棧

棧也是線性表，也可以采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。帶鏈的?？梢杂脕硎占?jì)算機(jī)

存儲(chǔ)空間中所有空閑的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn),這種帶鏈的棧稱為可利用棧。

疑難解答：在鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)空間位置關(guān)系與邏輯關(guān)系是什么？

在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)空間可以不連續(xù)，各數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的

存儲(chǔ)順序與數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系可以不一致，而數(shù)據(jù)元素之間的邏輯

關(guān)系是由指針域來確定的。

1.4樹與二叉樹

考點(diǎn)7樹與二叉樹及其基本性質(zhì)

考試鏈接：

考點(diǎn)7在筆試考試中，是一個(gè)必考的內(nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為

100%,主要是以選擇的形式出現(xiàn)，有時(shí)也有出現(xiàn)在填空題中，分值為2分,

此考點(diǎn)為重點(diǎn)掌握內(nèi)容。重點(diǎn)識記樹及二叉樹的性質(zhì)。

誤區(qū)警示：

滿二叉樹也是完全二叉樹，而完全二叉樹一般不是滿二叉樹。應(yīng)該注意二

者的區(qū)別。

1＞樹的基本概念

樹(tree)是一種簡單的非線性結(jié)構(gòu)。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)。每一個(gè)

結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件，它們稱為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。沒有后件的結(jié)點(diǎn)稱為葉

子結(jié)點(diǎn)。

在樹結(jié)構(gòu)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件個(gè)數(shù)稱為該結(jié)點(diǎn)的度。葉子結(jié)點(diǎn)的度

為0。在樹中，所有結(jié)點(diǎn)中的最大的度稱為樹的度。

2、二叉樹及其基本性質(zhì)

（1）二叉樹的定義

二叉樹是一種很有用的非線性結(jié)構(gòu)，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)的左子樹和右子樹。

由以上特點(diǎn)可以看出，在二叉樹中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度最大為2,即所有子

樹（左子樹或右子樹）也均為二叉樹，而樹結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度可以

是任意的。另外，二叉樹中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)的子樹被明顯地分為左子樹和右子

樹。在二叉樹中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以只有左子樹而沒有右子樹，也可以只有右

子樹而沒有左子樹。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)既沒有左子樹也沒有右子樹時(shí)，該結(jié)點(diǎn)即

為葉子結(jié)點(diǎn)。

（2）二叉樹的基本性質(zhì)

二叉樹具有以下幾個(gè)性質(zhì)：

性質(zhì)1：在二叉樹的第k層上，最多有2k-l（k2l）個(gè)結(jié)點(diǎn)；

性質(zhì)2：深度為m的二叉樹最多有2m-l個(gè)結(jié)點(diǎn)；

性質(zhì)3：在任意一棵二叉樹中，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)。

性質(zhì)4：具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹，其深度至少為[log2n]+l,其中[log2n]

表示取log2n的整數(shù)部分。

小技巧：在二叉樹的遍歷中，無論是前序遍歷，中序遍歷還是后序遍歷,

二叉樹的葉子結(jié)點(diǎn)的先后順序都是不變的。

3、滿二叉樹與完全二叉樹

滿二叉樹是指這樣的一種二叉樹：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)。在滿二叉樹中，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)都達(dá)到最大值，即在滿

二叉樹的第k層上有2k-l個(gè)結(jié)點(diǎn)，且深度為m的滿二叉樹有2m-1個(gè)結(jié)

點(diǎn)。

完全二叉樹是指這樣的二叉樹：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)。

對于完全二叉樹來說，葉子結(jié)點(diǎn)只可能在層次最大的兩層上出現(xiàn)：對于任

何一個(gè)結(jié)點(diǎn)，若其右分支下的子孫結(jié)點(diǎn)的最大層次為P，則其左分支下的

子孫結(jié)點(diǎn)的最大層次或?yàn)镻，或?yàn)閜+1。

完全二叉樹具有以下兩個(gè)性質(zhì)：

性質(zhì)5:具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹的深度為[log2n]+1。

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，按層次(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，則對于編號為k(k=L

2,……，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)編號為INT(k/2)o

②若2kWn,則編號為k的結(jié)點(diǎn)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+lWn,則編號為k的結(jié)點(diǎn)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)。

考點(diǎn)8二叉樹的遍歷

考試鏈接：

考點(diǎn)8在筆試考試中考核幾率為30%,分值為2分，讀者應(yīng)該熟練掌握各

種遍歷的具體算法，能由兩種遍歷的結(jié)果推導(dǎo)另一種遍歷的結(jié)果。

在遍歷二叉樹的過程中，一般先遍歷左子樹，再遍歷右子樹。在先左后右

的原則下，根據(jù)訪問根結(jié)點(diǎn)的次序，二叉樹的遍歷分為三類：前序遍歷、

中序遍歷和后序遍歷。

(1)前序遍歷：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：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：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)。

疑難解答：樹與二叉樹的不同之處是什么？

在二叉樹中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度最大為2,即所有子樹(左子樹或右子樹)

也均為二叉樹，而樹結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度可以是任意的。

1.5查找技術(shù)

考點(diǎn)9順序查找

考試鏈接：

考點(diǎn)9在筆試考試中考核幾率在30%,一般出現(xiàn)選擇題中，分值為2分，

讀者應(yīng)該具體掌握順序查找的算法。

查找是指在一個(gè)給定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找某個(gè)指定的元素。從線性表的第一

個(gè)元素開始，依次將線性表中的元素與被查找的元素相比較，若相等則表

示查找成功；若線性表中所有的元素都與被查找元素進(jìn)行了比較但都不相

等，則表示查找失敗。

在下列兩種情況下也只能采用順序查找：

(1)如果線性表為無序表，則不管是順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，

只能用順序查找。

(2)即使是有序線性表，如果采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，也只能用順序查找。

考點(diǎn)10二分法查找

考試鏈接：

考點(diǎn)10在筆試考試中考核幾率為30%,一般出現(xiàn)填空題中，分值為2分，

考核比較多查找的比較次數(shù)，讀者應(yīng)該具體掌握二分查找法的算法。

二分法只適用于順序存儲(chǔ)的，按非遞減排列的有序表，其方法如下：

設(shè)有序線性表的長度為n,被查找的元素為i,

(1)將i與線性表的中間項(xiàng)進(jìn)行比較；

(2)若i與中間項(xiàng)的值相等，則查找成功；

(3)若i小于中間項(xiàng)，則在線性表的前半部分以相同的方法查找；

(4)若i大于中間項(xiàng)，則在線性表的后半部分以相同的方法查找。

疑難解答：二分查找法適用于哪種情況？

二分查找法只適用于順序存儲(chǔ)的有序表。在此所說的有序表是指線性表中

的元素按值非遞減排列(即從小到大，但允許相鄰元素值相等)。

這個(gè)過程一直進(jìn)行到查找成功或子表長度為0為止。

對于長度為n的有序線性表，在最壞情況下，二分查找只需要比較log2n

次。

L6排序技術(shù)

考點(diǎn)11交換類排序法

考試鏈接：

考點(diǎn)11屬于比較難的內(nèi)容，一般以選擇題的形式考查，考核幾率為30%,

分值約為2分，讀者應(yīng)該熟練掌握幾種排序算法的基本過程。

冒泡排序法和快速排序法都屬于交換類排序法。

(1)冒泡排序法

首先，從表頭開始往后掃描線性表，逐次比較相鄰兩個(gè)元素的大小，若前

面的元素大于后面的元素，則將它們互換，不斷地將兩個(gè)相鄰元素中的大

者往后移動(dòng)，最后最大者到了線性表的最后。

然后，從后到前掃描剩下的線性表，逐次比較相鄰兩個(gè)元素的大小，若后

面的元素小于前面的元素，則將它們互換，不斷地將兩個(gè)相鄰元素中的小

者往前移動(dòng)，最后最小者到了線性表的最前面。

對剩下的線性表重復(fù)上述過程，直到剩下的線性表變空為止，此時(shí)已經(jīng)排

好序。

在最壞的情況下，冒泡排序需要比較次數(shù)為n(n-1)/2O

(2)快速排序法

它的基本思想是：任取待排序序列中的某個(gè)元素作為基準(zhǔn)(一般取第一個(gè)

元素)，通過一趟排序，將待排元素分為左右兩個(gè)子序列，左子序列元素

的排序碼均小于或等于基準(zhǔn)元素的排序碼，右子序列的排序碼則大于基準(zhǔn)

元素的排序碼，然后分別對兩個(gè)子序列繼續(xù)進(jìn)行排序，直至整個(gè)序列有序。

疑難解答：冒泡排序和快速排序的平均執(zhí)行時(shí)間分別是多少？

冒泡排序法的平均執(zhí)行時(shí)間是0(n2),而快速排序法的平均執(zhí)行時(shí)間是0

(nlog2n)0

1.7例題詳解

一、選擇題

【例1】算法的時(shí)間復(fù)雜度取決于o(考點(diǎn)2)

A)問題的規(guī)模B)待處理的數(shù)據(jù)的初態(tài)

C)問題的難度D)A)和B)

解析：算法的時(shí)間復(fù)雜度不僅與問題的規(guī)模有關(guān)，在同一個(gè)問題規(guī)模下，

而且與輸入數(shù)據(jù)有關(guān)。即與輸入數(shù)據(jù)所有的可能取值范圍、輸入各種數(shù)據(jù)

或數(shù)據(jù)集的概率有關(guān)。

答案：D)

【例2】在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，從邏輯上可以把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分成。(考點(diǎn)3)

A）內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)B）線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)

C）緊湊結(jié)構(gòu)和非緊湊結(jié)構(gòu)D）動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和靜態(tài)結(jié)構(gòu)

解析：邏輯結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系，線性結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)元素之

間為一對一的關(guān)系，非線性結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)元素之間為一對多或者多對一的

關(guān)系，所以答案為B）。

答案：B）

【例3】以下不是棧的基本運(yùn)算。（考點(diǎn)5）

A）判斷棧是否為素空B）將棧置為空棧

C）刪除棧頂元素D）刪除棧底元素

解析：棧的基本運(yùn)算有：入棧，出棧（刪除棧頂元素），初始化、置空、

判斷棧是否為空或滿、提取棧頂元素等，對棧的操作都是在棧頂進(jìn)行的。

答案：D）

【例4】鏈表不具備的特點(diǎn)是o（考點(diǎn)6）

A）可隨機(jī)訪問任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)B）插入和刪除不需要移動(dòng)任何元素

C）不必事先估計(jì)存儲(chǔ)空間D）所需空間與其長度成正比

解析：順序表可以隨機(jī)訪問任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)，而鏈表必須從第一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)

出發(fā)，逐一查找每個(gè)結(jié)點(diǎn)。所以答案為A）。

答案：A）

【例5】已知某二叉樹的后序遍歷序列是DACBE,中序遍歷序列是DEBAC,

則它的前序遍歷序列是o（考點(diǎn)8）

A）ACBEDB）DEABC

C)DECABD)EDBAC

解析：后序遍歷的順序是“左子樹一右子樹一根結(jié)點(diǎn)〃；中序遍歷順序是〃

左子樹一根結(jié)點(diǎn)一右子樹〃；前序遍歷順序是〃根結(jié)點(diǎn)一左子樹一右子樹

根據(jù)各種遍歷算法，不難得出前序遍歷序列是EDBAC。所以答案為D）。

答案：D）

【例6】設(shè)有一個(gè)已按各元素的值排好序的線性表（長度大于2）,對給定

的值k,分別用順序查找法和二分查找法查找一個(gè)與k相等的元素，比較

的次數(shù)分別是s和b,在查找不成功的情況下，s和b的關(guān)系是。

（考點(diǎn)9）

A）s=bB）s>bC）s<bD）s2b

解析：對于順序查找，查找不成功時(shí)和給定關(guān)鍵字比較的次數(shù)為n+lo二

分查找查找不成功的關(guān)鍵字比較次數(shù)為[log2n]+l。當(dāng)n，2時(shí)，顯然n+l>

[log2n]+lo

答案：B）

【例7】在快速排序過程中，每次劃分，將被劃分的表（或子表）分成左、

右兩個(gè)子表，考慮這兩個(gè)子表，下列結(jié)論一定正確的是o（考點(diǎn)H）

A）左、右兩個(gè)子表都已各自排好序

B）左邊子表中的元素都不大于右邊子表中的元素

C）左邊子表的長度小于右邊子表的長度

D）左、右兩個(gè)子表中元素的平均值相等

解析：快速排序基本思想是：任取待排序表中的某個(gè)元素作為基準(zhǔn)（一般

取第一個(gè)元素），通過一趟排序，將待排元素分為左右兩個(gè)子表，左子表

元素的排序碼均小于或等于基準(zhǔn)元素的排序碼，右子表的排序碼則大于基

準(zhǔn)元素的排序碼，然后分別對兩個(gè)子表繼續(xù)進(jìn)行排序，直至整個(gè)表有序。

答案：B）

二、填空題

【例1】問題處理方案的正確而完整的描述稱為o（考點(diǎn)1）

解析：計(jì)算機(jī)解題的過程實(shí)際上是在實(shí)施某種算法，這種算法稱為計(jì)算機(jī)

算法。

答案：算法

［例2］一個(gè)空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是按線性結(jié)構(gòu)處理的，則屬于。（考點(diǎn)

4）

解析：一個(gè)空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是線性結(jié)構(gòu)或是非線性結(jié)構(gòu)，要根據(jù)具體情況而

定。如果對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算是按線性結(jié)構(gòu)來處理的，則屬于線性結(jié)構(gòu)，否

則屬于非線性結(jié)構(gòu)。

答案：線性結(jié)構(gòu)

【例3】設(shè)樹T的度為4,其中度為1、2、3和4的結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)分別為

4、2、1、1,則T中葉子結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為o（考點(diǎn)7）

解析：根據(jù)樹的性質(zhì)：樹的結(jié)點(diǎn)數(shù)等于所有結(jié)點(diǎn)的度與對應(yīng)的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)乘

積之和加1o

因此樹的結(jié)點(diǎn)數(shù)為1X4+2X2+3X1+4X1+1=16。葉子結(jié)點(diǎn)

數(shù)目等于樹結(jié)點(diǎn)總數(shù)減去度不為0的結(jié)點(diǎn)數(shù)之和，即16—（4+2+1+

1）=8。

答案：8

［例4］二分法查找的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)僅限于且是有序的。（考點(diǎn)10）

解析：二分查找，也稱折半查找，它是一種高效率的查找方法。但二分查

找有條件限制：要求表必須用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，且表中元素必須按關(guān)鍵字有

序（升序或降序均可）。

答案：順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

經(jīng)過對部分考生的調(diào)查以及對近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)?？疾榈?/p>

是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的原則、面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍睿x者應(yīng)對此部分進(jìn)

行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。

詳細(xì)重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識點(diǎn)：

1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四個(gè)原則

2.對象、類、消息、繼承的概念、類與實(shí)例的區(qū)別

2.1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

考點(diǎn)1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的原則

考試鏈接：

考點(diǎn)1在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識記結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四個(gè)

主要原則。

20世紀(jì)70年代提出了“結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)”的思想和方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

方法引入了工程化思想和結(jié)構(gòu)化思想，使大型軟件的開發(fā)和編程得到了極

大的改善。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則為：自頂向下、逐步求精、模

塊化和限制使用goto語句。

疑難解答：如何進(jìn)行自頂向下設(shè)計(jì)方法？

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。

2.2面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)

考點(diǎn)2面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍?/p>

考試鏈接：

考點(diǎn)2在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率

為70%,主要是以填空題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)識記內(nèi)

容，讀者應(yīng)該識記幾個(gè)基本要素的定義、對象的特征以及消息、繼承、類

的定義。

誤區(qū)警示：

當(dāng)使用“對象〃這個(gè)術(shù)語時(shí)，既可以指一個(gè)具體的對象，也可以泛指一般的

對象，但是當(dāng)使用〃實(shí)例〃這個(gè)術(shù)語時(shí)，必須是指一個(gè)具體的對象。

面向?qū)ο蠓椒êw對象及對象屬性與方法、類、繼承、多態(tài)性幾個(gè)基本要

素。

(1)對象

通常把對對象的操作也稱為方法或服務(wù)。

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。屬性值應(yīng)該指的是純粹的數(shù)據(jù)值，而不能指對象。

操作描述了對象執(zhí)行的功能，若通過信息的傳遞，還可以為其他對象使用。

對象具有如下特征：標(biāo)識惟一性、分類性、多態(tài)性、封裝性、模塊獨(dú)立性。

(2)類和實(shí)例

類是具有共同屬性、共同方法的對象的集合。它描述了屬于該對象類型的

所有對象的性質(zhì)，而一個(gè)對象則是其對應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例。

類是關(guān)于對象性質(zhì)的描述，它同對象一樣，包括一組數(shù)據(jù)屬性和在數(shù)據(jù)上

的一組合法操作。

(3)消息

消息是實(shí)例之間傳遞的信息，它請求對象執(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。

一個(gè)消息由三部分組成：接收消息的對象的名稱、消息標(biāo)識符(消息名)

和零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。

(4)繼承

廣義地說，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)定義它

們。

繼承分為單繼承與多重繼承。單繼承是指，一個(gè)類只允許有一個(gè)父類，即

類等級為樹形結(jié)構(gòu)。多重繼承是指，一個(gè)類允許有多個(gè)父類。

(5)多態(tài)性

對象根據(jù)所接收的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對象接收時(shí)可導(dǎo)

致完全不同的行動(dòng)，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。

疑難解答：能舉一下現(xiàn)實(shí)中的對象及其屬性和操作嗎？

一輛汽車是一個(gè)對象，它包含了汽車的屬性(如顏色、型號等)及其操作

(如啟動(dòng)、剎車等)。一個(gè)窗口是對象，它包含了窗口的屬性(如大小、

顏色等)及其操作(如打開、關(guān)閉等)。

2.3例題詳解

一、選擇題

【例1】結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法提出于O(考點(diǎn)1)

A)20世紀(jì)50年代B)20世紀(jì)60年代

C)20世紀(jì)70年代D)20世紀(jì)80年代

解析：20世紀(jì)70年代提出了“結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(structuredprogramming)

”的思想和方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法引入了工程化思想和結(jié)構(gòu)化思想，

使大型軟件的開發(fā)和編程得到了極大的改善。

答案：C)

【例2】結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則有下列4項(xiàng)，不正確的是。

(考點(diǎn)1)

A)自下向上B)逐步求精

C)模塊化D)限制使用goto語句

解析：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則為：

(1)自頂向下：即先考慮總體，后考慮細(xì)節(jié)；先考慮全局目標(biāo)，后考慮

局部目標(biāo)。

(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：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got。語句。

答案：A）

【例3】面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法中，類與對象的關(guān)系是o（考點(diǎn)2）

A）抽象與具體B）具體與抽象

C）部分與整體D）整體與部分

解析：現(xiàn)實(shí)世界中的很多事物都具有相似的性質(zhì)，把具有相似的屬性和操

作的對象歸為類，也就是說類是具有共同屬性、共同方法的對象的集合，

是對對象的抽象。它描述了該對象類型的所有對象的性質(zhì)，而一個(gè)對象則

是對應(yīng)類的一個(gè)具體實(shí)例。所以本題正確答案為A）項(xiàng)。

答案：A）

二、填空題

【例1］在面向?qū)ο蠓椒ㄖ校褂靡呀?jīng)存在的類定義作為基礎(chǔ)建立新的類

定義，這樣的技術(shù)叫做o（考點(diǎn)2）

解析：繼承是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€(gè)主要特征。繼承是使用已有的類定義作

為基礎(chǔ)建立新類的定義技術(shù)。已有的類可當(dāng)作基類來引用，則新類相應(yīng)地

可當(dāng)作派生類來引用。

答案：繼承

【例2】對象的基本特點(diǎn)包括、分類性、多態(tài)性、封裝性和模塊獨(dú)

立性好等5個(gè)特點(diǎn)。（考點(diǎn)2）

解析：對象具有如卜的基本特點(diǎn)：

（1）標(biāo)識惟一性。對象是可區(qū)分的，并且由對象的內(nèi)在本質(zhì)來區(qū)分；

（2）分類性。可以將具有相同屬性和操作的對象抽象成類；

（3）多態(tài)性。同一個(gè)操作可以是不同對象的行為;

（4）封裝性。只能看到對象的外部特征，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；

（5）模塊獨(dú)立性。面向?qū)ο笫怯蓴?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。

答案：標(biāo)識惟一性

【例3］對象根據(jù)所接收的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對象所

接收時(shí)可能導(dǎo)致完全不同的行為，這種現(xiàn)象稱為。（考點(diǎn)2）

解析：對象根據(jù)所接收的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對象接收

時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行為，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。

答案：多態(tài)性

第三章軟件工程基礎(chǔ)

經(jīng)過對部分考生的調(diào)查以及對近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)?？疾榈?/p>

是軟件生命周期、軟件設(shè)計(jì)的基本原理，軟件測試的目的、軟件調(diào)試的基

本概念，讀者應(yīng)對此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。

詳細(xì)重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識點(diǎn)：

1.軟件的概念、軟件生命周期的概念及各階段所包含的活動(dòng)

2.概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)的概念、模塊獨(dú)立性及其度量的標(biāo)準(zhǔn)、詳細(xì)設(shè)計(jì)

常用的工具

3.軟件測試的目的、軟件測試的4個(gè)步驟、

4.軟件調(diào)試的任務(wù)

3.1軟件工程基本概念

考點(diǎn)1軟件定義與軟件特點(diǎn)

考試鏈接：

考點(diǎn)1在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容，考核的幾率為70%,主要

是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識記

軟件的定義，特點(diǎn)及其分類。

軟件指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，包括程序、數(shù)據(jù)和

相關(guān)文檔的完整集合。程序是軟件開發(fā)人員根據(jù)用戶需求開發(fā)的、用程序

設(shè)計(jì)語言描述的、適合計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令序列。數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱

信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文檔是與程序的開發(fā)、維護(hù)和使用有關(guān)的圖文資料。可

見，軟件由兩部分組成：

（1）機(jī)器可執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)；

（2）機(jī)器不可執(zhí)行的，與軟件開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)、使用等有關(guān)的文檔。

軟件的特點(diǎn)：

（1）軟件是邏輯實(shí)體，而不是物理實(shí)體，具有抽象性；

（2）沒有明顯的制作過程，可進(jìn)行大量的復(fù)制；

（3）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；

（5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；

（6）軟件開發(fā)涉及諸多社會(huì)因素。

根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)的不同，軟件可分應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件和支撐軟件（或工具

軟件）。

小提示：應(yīng)用軟件是為解決特定領(lǐng)域的應(yīng)用而開發(fā)的軟件；系統(tǒng)軟件是

計(jì)算機(jī)管理自身資源，提高計(jì)算機(jī)使用效率并為計(jì)算機(jī)用戶提供各種服務(wù)

的軟件；支撐軟件是介于兩者之間，協(xié)助用戶開發(fā)軟件的工具性軟件。

考點(diǎn)2軟件工程過程與軟件生命周期

考試鏈接：

考點(diǎn)2在筆試考試中，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%,主要是以選擇題

的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識記軟件生命周

期的定義，主要活動(dòng)階段及其任務(wù)。

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稱為軟件生命周

期。一般包括可行性分析研究與需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測試、交付使用

以及維護(hù)等活動(dòng)，如圖3—1所示。

圖3—1軟件生命周期

還可以將軟件生命周期分為如上圖所示的軟件定義、軟件開發(fā)和軟件運(yùn)行

維護(hù)3個(gè)階段。

生命周期的主要活動(dòng)階段是：可行性研究與計(jì)劃制定、需求分析、軟件設(shè)

計(jì)、軟件實(shí)施、軟件測試及運(yùn)行與維護(hù)。

3.2結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法

考點(diǎn)3軟件設(shè)計(jì)的基本概念

考試鏈接：

考點(diǎn)3在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容，考核中幾率為70%,主要

是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)掌握內(nèi)容，讀者應(yīng)該

識記模塊獨(dú)立性中的耦合性和內(nèi)聚性。

誤區(qū)警示：

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。軟件設(shè)計(jì)應(yīng)盡量做

到高內(nèi)聚，低耦合，即減弱模塊之間的耦合性和提高模塊內(nèi)的內(nèi)聚性，有

利于提高模塊的獨(dú)立性。

1.軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

從技術(shù)觀點(diǎn)上看，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)。

(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)是描述軟件內(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)過程設(shè)計(jì)則是把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換為軟件的過程性描述。

從工程管理角度來看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成：概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。

(1)概要設(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

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式；

(2)詳細(xì)設(shè)計(jì)確立每個(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)。

2.軟件設(shè)計(jì)的基本原理

(1)抽象：軟件設(shè)計(jì)中考慮模塊化解決方案時(shí)，可以定出多個(gè)抽象級別。

抽象的層次從概要設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)逐步降低。

（2）模塊化：模塊是指把一個(gè)待開發(fā)的軟件分解成若干小的簡單的部分。

模塊化是指解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干模

塊的過程。

（3）信息隱蔽：信息隱蔽是指在一個(gè)模塊內(nèi)包含的信息（過程或數(shù)據(jù)），

對于不需要這些信息的其他模塊來說是不能訪問的。

（4）模塊獨(dú)立性：模塊獨(dú)立性是指每個(gè)模塊只完成系統(tǒng)要求的獨(dú)立的子

功能，并且與其他模塊的聯(lián)系最少且接口簡單。模塊的獨(dú)立程度是評價(jià)設(shè)

計(jì)好壞的重要度量標(biāo)準(zhǔn)。衡量軟件的模塊獨(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)。內(nèi)聚性是信息隱蔽和局部化概念的自然擴(kuò)展。一個(gè)模塊

的內(nèi)聚性越強(qiáng)則該模塊的模塊獨(dú)立性越強(qiáng)。一個(gè)模塊與其他模塊的耦合性

越強(qiáng)則該模塊的模塊獨(dú)立性越弱。

內(nèi)聚性是度量一個(gè)模塊功能強(qiáng)度的一個(gè)相對指標(biāo)。內(nèi)聚是從功能角度來衡

量模塊的聯(lián)系，它描述的是模塊內(nèi)的功能聯(lián)系。內(nèi)聚有如下種類，它們之

間的內(nèi)聚度由弱到強(qiáng)排列：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、功能內(nèi)聚。

耦合性是模塊之間互相連接的緊密程度的度量。耦合性取決于各個(gè)模塊之

間接口的復(fù)雜度、調(diào)用方式以及哪些信息通過接口。耦合可以分為下列幾

種，它們之間的耦合度由高到低排列：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、非直接耦合。

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。一般較優(yōu)秀的軟件

設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量做到高內(nèi)聚，低耦合，即減弱模塊之間的耦合性和提高模塊

內(nèi)的內(nèi)聚性，有利于提高模塊的獨(dú)立性。

小提示：上面僅是對耦合機(jī)制進(jìn)行的一個(gè)分類?？梢娨粋€(gè)模塊與其他模

塊的耦合性越強(qiáng)則該模塊獨(dú)立性越弱。原則上講，模塊化設(shè)計(jì)總是希望模

塊之間的耦合表現(xiàn)為非直接耦合方式。但是，由于問題所固有的復(fù)雜性和

結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的原則，非直接耦合是不存在的。

考點(diǎn)4詳細(xì)設(shè)計(jì)

考試鏈接：

考點(diǎn)4在筆試考試中，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%,主要是以選擇題

的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識記過程設(shè)計(jì)包

括哪些常用工具。

詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每個(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)表示工具算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。

詳細(xì)過程設(shè)計(jì)的常用工具有：

(1)圖形工具：程序流程圖，N-S,PAD,HIPOo

(2)表格工具：判定表。

(3)語言工具：PDL(偽碼)。

程序流程圖的5種控制結(jié)構(gòu)：順序型、選擇型、先判斷重復(fù)型、后判斷重

復(fù)型和多分支選擇型。

方框圖中僅含5種基本的控制結(jié)構(gòu)，即順序型、選擇型、多分支選擇型、

WHILE重復(fù)型和UNTIL重復(fù)型。

PAD圖表示5種基本控制結(jié)構(gòu)，即順序型、選擇型、多分支選擇型、WHILE

重復(fù)型和UNTIL重復(fù)型。

過程設(shè)計(jì)語言(PDL)也稱為結(jié)構(gòu)化的語言和偽碼，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(jì)語言，類似編程語言。

PDL可以由編程語言轉(zhuǎn)換得到，也可以是專門為過程描述而設(shè)計(jì)的。

疑難解答：程序流程圖，N-S圖，PAD圖的控制結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)是什么？

相同點(diǎn)是三種圖都有順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)和多分支選擇，并且N-S圖和PAD

圖還有相同的WHILE重復(fù)型、UNTIL重復(fù)型；不同點(diǎn)是程序流程圖沒有

WHILE重復(fù)型、UNTIL重復(fù)型而有后判斷重復(fù)型和先判斷重復(fù)型。

3.3軟件測試

考點(diǎn)5軟件測試的目的

考試鏈接：

考點(diǎn)5在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)常考查的內(nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率

為70%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為理解內(nèi)容，

讀者應(yīng)該理解測試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。

軟件測試是在軟件投入運(yùn)行前對軟件需求、設(shè)計(jì)、編碼的最后審核。其工

作量、成本占總工作量、總成本的40%以上，而且具有較高的組織管理和

技術(shù)難度。

(1)軟件測試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程；

(2)一個(gè)好的測試用例是能夠發(fā)現(xiàn)至今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的用例；

(3)一個(gè)成功的測試是發(fā)現(xiàn)了至今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測試。

考點(diǎn)6軟件測試的實(shí)施

考試鏈接:

考點(diǎn)6在筆試考試中出現(xiàn)的幾率為30%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識記軟件測試過程的4個(gè)步驟，

單元測試的兩種測試方式。

軟件測試過程分4個(gè)步驟，即單元測試、集成測試、驗(yàn)收測試和系統(tǒng)測試。

單元測試是對軟件設(shè)計(jì)的最小單位一模塊（程序單元）進(jìn)行正確性檢驗(yàn)測

試。單元測試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)測試。

集成測試是測試和組裝軟件的過程，主要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯(cuò)誤，

主要依據(jù)是概要設(shè)計(jì)說明書。集成測試所設(shè)計(jì)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。集成測試時(shí)

將模塊組裝成程序，通常采用兩種方式：非增量方式組裝和增量方式組裝。

確認(rèn)測試的任務(wù)是驗(yàn)證軟件的功能和性能，以及其他特性是否滿足了需求

規(guī)格說明中確定的各種需求，包括軟件配置是否完全、正確。確認(rèn)測試的

實(shí)施首先運(yùn)用黑盒測試方法，對軟件進(jìn)行有效性測試，即驗(yàn)證被測軟件是

否滿足需求規(guī)格說明確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)測試是通過測試確認(rèn)軟件，作為整個(gè)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)元素，與

計(jì)算機(jī)硬件、外設(shè)、支撐軟件、數(shù)據(jù)和人員等其他系統(tǒng)元素組合在一起，

在實(shí)際運(yùn)行（使用）環(huán)境下對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一系列的集成測試和確認(rèn)測

試。

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。

3.4軟件的調(diào)試

考點(diǎn)7軟件調(diào)試的基本概念

考試鏈接：

考點(diǎn)7在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)常考查的內(nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的幾率

為70%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)識記內(nèi)

容，讀者應(yīng)該識記軟件調(diào)試的概念。

誤區(qū)警示：

程序經(jīng)調(diào)試改錯(cuò)后還應(yīng)進(jìn)行再測試，因?yàn)榻?jīng)調(diào)試后有可能產(chǎn)生新的錯(cuò)誤，

而且測試是貫穿生命周期的整個(gè)過程。

在對程序進(jìn)行了成功的測試之后將進(jìn)入程序調(diào)試（通常稱Debug,即排錯(cuò)）。

程序的調(diào)試任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤。調(diào)試主要在開發(fā)階段進(jìn)行。

程序調(diào)試活動(dòng)由兩部分組成，一是根據(jù)錯(cuò)誤的跡象確定程序中錯(cuò)誤的確切

性質(zhì)、原因和位置；二是對程序進(jìn)行修改，排除這個(gè)錯(cuò)誤。程序調(diào)試的基

本步驟：

（1）錯(cuò)誤定位。從錯(cuò)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(cuò)位置，找出錯(cuò)誤的內(nèi)在原因；

（2）修改設(shè)計(jì)和代碼，以排除錯(cuò)誤；

（3）進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。

調(diào)試原則可以從以下兩個(gè)方面考慮：

（1）確定錯(cuò)誤的性質(zhì)和位置時(shí)的注意事項(xiàng)

分析思考與錯(cuò)誤征兆有關(guān)的信息；避開死胡同；只把調(diào)試工具當(dāng)作輔助手

段來使用；避免用試探法，最多只能把它當(dāng)作最后手段。

（2）修改錯(cuò)誤原則

在出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，很可能有別的錯(cuò)誤；修改錯(cuò)誤的一個(gè)常見失誤是只修

改了這個(gè)錯(cuò)誤的征兆或這個(gè)錯(cuò)誤的表現(xiàn)，而沒有修改錯(cuò)誤本身；注意修正

一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)有可能會(huì)引入新的錯(cuò)誤；修改錯(cuò)誤的過程將迫使人們暫時(shí)

回到程序設(shè)計(jì)階段；修改源代碼程序，不要改變目標(biāo)代碼。

疑難解答：軟件測試與軟件調(diào)試有何不同？

軟件測試是盡可能多地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤，而軟件調(diào)試的任務(wù)是診斷和改

正程序中的錯(cuò)誤。軟件測試貫穿整個(gè)軟件生命周期，調(diào)試主要在開發(fā)階段。

3.5例題詳解

一、選擇題

【例1】對軟件的特點(diǎn)，下面描述正確的是o（考點(diǎn)1）

A）軟件是一種物理實(shí)體

B）軟件在運(yùn)行使用期間不存在老化問題

C）軟件開發(fā)、運(yùn)行對計(jì)算機(jī)沒有依賴性，不受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制

D）軟件的生產(chǎn)有一個(gè)明顯的制作過程

解析：軟件在運(yùn)行期間不會(huì)因?yàn)榻橘|(zhì)的磨損而老化，只可能因?yàn)檫m應(yīng)硬件

環(huán)境以及需求變化進(jìn)行修改而引入錯(cuò)誤，導(dǎo)致失效率升高從而軟件退化，

所以本題正確答案為B）。

答案：B）

【例2】以下哪項(xiàng)是軟件生命周期的主要活動(dòng)階段？（考點(diǎn)2）

A）需求分析B）軟件開發(fā)

C）軟件確認(rèn)D）軟件演進(jìn)

解析：B）、C）、D）項(xiàng)都是軟件工程過程的基本活動(dòng)，還有一個(gè)是軟件規(guī)

格說明。

答案：A）

【例3】從技術(shù)觀點(diǎn)看一，軟件設(shè)計(jì)包括。（考點(diǎn)3）

A）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)

B）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)

C）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、文檔設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)

D）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、文檔設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)

解析：技術(shù)角度，要進(jìn)行結(jié)構(gòu)、接口、數(shù)據(jù)、過程的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是定

義系統(tǒng)各部件關(guān)系，數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是根據(jù)分析模型轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接口設(shè)計(jì)是

描述如何通信，過程設(shè)計(jì)是把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)化為軟件的過程性描述。

答案：B）

【例4】以下哪個(gè)是軟件測試的目的？（考點(diǎn)5）

A）證明程序沒有錯(cuò)誤B）演示程序的正確性

C）發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤D）改正程序中的錯(cuò)誤

解析：關(guān)于測試目的的基本知識，IEEE的定義是：使用人工或自動(dòng)手段來

運(yùn)行或測定某個(gè)系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求，或

是弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別，所以正確答案是C）o

答案：C）

【例5】以下哪個(gè)測試要對接口測試？。（考點(diǎn)6）

A）單元測試B）集成測試

C）驗(yàn)收測試D）系統(tǒng)測試

解析：檢查對測試實(shí)施各階段的了解，集成測試時(shí)要進(jìn)行接口測試、全局

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、邊界條件測試和非法輸入的測試等，所以正確答案是B）。

答案：B）

【例6】程序調(diào)試的主要任務(wù)是。（考點(diǎn)7）

A）檢查錯(cuò)誤B）改正錯(cuò)誤

C）發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤D）以上都不是

解析：程序的調(diào)試任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤。調(diào)試主要在開發(fā)階段

進(jìn)行。

答案：B）

【例7】以下哪些不是程序調(diào)試的基本步驟？（考點(diǎn)7）

A）分析錯(cuò)誤原因B）錯(cuò)誤定位

C）修改設(shè)計(jì)代碼以排除錯(cuò)誤D）回歸測試，防止引入新錯(cuò)誤

解析：程序調(diào)試的基本步驟：

（1）錯(cuò)誤定位。從錯(cuò)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(cuò)位置，找出錯(cuò)誤的內(nèi)在原因。

（2）修改設(shè)計(jì)和代碼，以排除錯(cuò)誤。

（3）進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。

答案：A）

【例8】在修改錯(cuò)誤時(shí)應(yīng)遵循的原則有。（考點(diǎn)7）

A）注意修改錯(cuò)誤本身而不僅僅是錯(cuò)誤的征兆和表現(xiàn)

B）修改錯(cuò)誤的是源代碼而不是目標(biāo)代碼

C）遵循在程序設(shè)計(jì)過程中的各種方法和原則

D）以上3個(gè)都是

解析：修改錯(cuò)誤原則：

(1)在出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，很可能有別的錯(cuò)誤；

(2)修改錯(cuò)誤的一個(gè)常見失誤是只修改了這個(gè)錯(cuò)誤的征兆或這個(gè)錯(cuò)誤的表

現(xiàn)，而沒有修改錯(cuò)誤本身；

(3)注意修正一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)有可能會(huì)引入新的錯(cuò)誤；

(4)修改錯(cuò)誤的過程將迫使人們暫時(shí)回到程序設(shè)計(jì)階段；

(5)修改源代碼程序，不要改變目標(biāo)代碼。

答案：D)

二、填空題

【例1】軟件設(shè)計(jì)是軟件工程的重要階段，是一個(gè)把軟件需求轉(zhuǎn)換為

的過程。(考點(diǎn)3)

解析：軟件設(shè)計(jì)是軟件工程的重要階段，是一個(gè)把軟件需求轉(zhuǎn)換為軟件表

示的過程。其基本目標(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(jì)是確定系統(tǒng)的物理模型。

答案：軟件表示

【例2】是指把一個(gè)待開發(fā)的軟件分解成若干小的簡單的部分。(考

點(diǎn)3)

解析：模塊化是指把一個(gè)待開發(fā)的軟件分解成若干小的簡單的部分。如高

級語言中的過程、函數(shù)、子程序等。每個(gè)模塊可以完成一個(gè)特定的子功能,

各個(gè)模塊可以按一定的方法組裝起來成為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的

功能。

答案：模塊化

【例3】數(shù)據(jù)流圖采用4種符號表示—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)_、數(shù)據(jù)源點(diǎn)和終點(diǎn)、數(shù)據(jù)

流向和數(shù)據(jù)加工。（考點(diǎn)4）

解析：數(shù)據(jù)流圖可以表達(dá)軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)源點(diǎn)和終點(diǎn)、數(shù)據(jù)流

向和數(shù)據(jù)加工。其中，用箭頭表示數(shù)據(jù)流向，用圓或者橢圓表示數(shù)據(jù)加工,

用雙杠表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，用方框來表示數(shù)據(jù)源點(diǎn)和終點(diǎn)。

第四章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

經(jīng)過對部分考生的調(diào)查以及對近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)常考查的

是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫基本特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式及二級映射,

E-R模型，關(guān)系模型和關(guān)系代數(shù)，讀者應(yīng)對此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。

詳細(xì)重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識點(diǎn)：

1.數(shù)據(jù)的概念、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)語言、數(shù)據(jù)管理員的主要工

作、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性及邏輯獨(dú)立性、數(shù)據(jù)統(tǒng)一

管理與控制、三級模式及兩級映射的概念

2.數(shù)據(jù)模型3個(gè)描述內(nèi)容、E-R模型的概念及其E-R圖表示法、關(guān)系操縱、

關(guān)系模型三類數(shù)據(jù)約束

3.關(guān)系模型的基本操作、關(guān)系代數(shù)中的擴(kuò)充運(yùn)算

4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)生命周期法的4個(gè)階段

4.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念

考點(diǎn)1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

考試鏈接：

考點(diǎn)1在筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)常考查的內(nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率

為70%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)識記內(nèi)

容，讀者還應(yīng)該識記數(shù)據(jù)語言所包括的數(shù)據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言和數(shù)

據(jù)控制語言。

數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的基本對象，描述事物的符號記錄。

數(shù)據(jù)庫是長期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合，它

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)用程序所共享。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS,DatabaseManagementSystem)是數(shù)據(jù)庫的機(jī)構(gòu)，

它是一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操作、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)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)系統(tǒng)的核心，主要有如下

功能：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、

安全性定義和檢查、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)、數(shù)據(jù)的服務(wù)。

為完成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)語言：數(shù)

據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言、數(shù)據(jù)控制語言。

數(shù)據(jù)庫管理員的主要工作如下：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫維護(hù)、改善系統(tǒng)性能,

提局系統(tǒng)效率。

考點(diǎn)2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展

考試鏈接：

考點(diǎn)2在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率為30%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者還應(yīng)該注意各個(gè)階段的特點(diǎn)。

數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段，見表4-1：

表4-1各階段特點(diǎn)的詳細(xì)說明

考點(diǎn)3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

考試鏈接：

考點(diǎn)3在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率為30%,主要是以填空題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者還應(yīng)該理解物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性

的定義。

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)庫中的數(shù)據(jù)獨(dú)立于應(yīng)用

程序而不依賴于應(yīng)用程序。

數(shù)據(jù)的獨(dú)立性一般分為物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性兩種。

（1）物理獨(dú)立性：指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是

相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方式等）改變時(shí)，

如存儲(chǔ)設(shè)備的更換、物理存儲(chǔ)的更換、存取方式改變等，應(yīng)用程序都不用

改變。

（2）邏輯獨(dú)立性：指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，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，用戶程序都可以不變。

數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制主要包括以下3個(gè)方面：數(shù)據(jù)的完整性檢查、數(shù)據(jù)的

安全性保護(hù)和并發(fā)控制。

考點(diǎn)4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系

考試鏈接：

考點(diǎn)4在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率為30%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者還應(yīng)該理解三級模式及兩級映射的定

義。

誤區(qū)警示：

一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)概念模式。一個(gè)概念模式可以有若干個(gè)外模式。三級

模式都有幾種名稱，讀者應(yīng)該熟記每個(gè)模式的另一些名稱。

1.數(shù)據(jù)統(tǒng)系統(tǒng)的3級模式

（1）概念模式，也稱邏輯模式，是對數(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(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)概念模式。

（2）外模式，外模式也稱子模式，它是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局

部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它是由概念模式推導(dǎo)而出來的，是數(shù)據(jù)

庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。一個(gè)概念模式

可以有若干個(gè)外模式。

（3）內(nèi)模式，內(nèi)模式又稱物理模式，它給出了數(shù)據(jù)庫物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與物

理存取方法。

內(nèi)模式處于最底層，它反映了數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)物理結(jié)構(gòu)中的實(shí)際存儲(chǔ)形式，

概念模式處于中間層，它反映了設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)全局邏輯要求，而外模式處

于最外層，它反映了用戶對數(shù)據(jù)的要求。

小提示：內(nèi)模式處于最底層，它反映了數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)物理結(jié)構(gòu)中的實(shí)際

存儲(chǔ)形式，概念模式處于中間層，它反映了設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)全局邏輯要求，

而外模式處于最外層，它反映了用戶對數(shù)據(jù)的要求。

2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級映射

兩級映射保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。

(1)概念模式到內(nèi)模式的映射。該映射給出了概念模式中數(shù)據(jù)的全局邏

輯結(jié)構(gòu)到數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)間的對應(yīng)關(guān)系；

(2)外模式到概念模式的映射。概念模式是一個(gè)全局模式而外模式是用

戶的局部模式。一個(gè)概念模式中可以定義多個(gè)外模式，而每個(gè)外模式是概

念模式的一個(gè)基本視圖。

疑難解答：數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是什么樣的？

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的7個(gè)部分以一定的邏輯層次結(jié)構(gòu)方式組成一個(gè)有機(jī)的整

體，它們的結(jié)構(gòu)關(guān)系是：應(yīng)用系統(tǒng)工、應(yīng)用開發(fā)工具軟件、數(shù)據(jù)庫管理系

統(tǒng)、操作系統(tǒng)、硬件。

4.2數(shù)據(jù)模型

考點(diǎn)5數(shù)據(jù)模型的基本概念

考試鏈接：

考點(diǎn)5在筆試考試中是一個(gè)經(jīng)常考查的內(nèi)容，出現(xiàn)的機(jī)率為70%,主要是

以填空形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)為重點(diǎn)識記內(nèi)容，讀者應(yīng)該識記數(shù)

據(jù)模型的3個(gè)部分。

數(shù)據(jù)模型用來抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。分為兩個(gè)階段:

把現(xiàn)實(shí)世界中的客觀對象抽象為概念模型；把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS

支持的數(shù)據(jù)模型。

數(shù)據(jù)模型所描述的內(nèi)容有3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。

考點(diǎn)6E-R模型

考試鏈接：

考點(diǎn)6在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率為30%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分

值為4分，此考點(diǎn)為理解內(nèi)容，讀者應(yīng)該理解實(shí)體間三種函數(shù)關(guān)系，識記

實(shí)體、屬性、聯(lián)系各用什么圖形來表示。

LE-R模型的基本概念

（1）實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中的事物可以抽象成為實(shí)體，實(shí)體是概念世界中的

基本單位，它們是客觀存在的且又能相互區(qū)別的事物。

（2）屬性：現(xiàn)實(shí)世界中事物均有一些特性，這些特性可以用屬性來表示。

（3）碼：唯一標(biāo)識實(shí)體的屬性集稱為碼。

（4）域：屬性的取值范圍稱為該屬性的域。

（5）聯(lián)系：在現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)聯(lián)稱為聯(lián)系。

兩個(gè)實(shí)體集間的聯(lián)系實(shí)際上是實(shí)體集間的函數(shù)關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系可以有

下面幾種：一對一的聯(lián)系、一對多或多對一聯(lián)系、多對多。

2.E-R模型的圖示法

E-R模型用E-R圖來表示。

（1）實(shí)體表示法：在E-R圖中用矩形表示實(shí)體集，在矩形內(nèi)寫上該實(shí)體

集的名字。

（2）屬性表示法：在E-R圖中用橢圓形表示屬性，在橢圓形內(nèi)寫上該屬

性的名稱。

(3)聯(lián)系表示法：在E-R圖中用菱形表示聯(lián)系，菱形內(nèi)寫上聯(lián)系名。

考點(diǎn)7層次模型

考試鏈接：

考點(diǎn)7在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率為30%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)為識記內(nèi)容，讀者應(yīng)該理解層次模型的定義。它的基本

結(jié)構(gòu)是樹形結(jié)構(gòu)。

滿足下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。

(1)有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)；

(2)除根結(jié)點(diǎn)以外的其他結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。

考點(diǎn)8關(guān)系模型

考試鏈接：

考點(diǎn)8筆試考試中，是一個(gè)經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容，在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率為

70%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分值為2分，此考點(diǎn)重點(diǎn)掌握為理解

內(nèi)容，讀者應(yīng)該理解二維表的7個(gè)性質(zhì)，識記三類數(shù)據(jù)約束。

誤區(qū)警示：

當(dāng)對關(guān)系模型進(jìn)行查詢運(yùn)算，涉及到多種運(yùn)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意它們之間的先

后順序，因?yàn)橛锌赡苓M(jìn)行投影運(yùn)算時(shí)，把符合條件的記錄過濾，產(chǎn)生錯(cuò)誤

的結(jié)果。

關(guān)系模型采用二維表來表示，二維表一般滿足下面7個(gè)性質(zhì)：

(1)二維表中元組個(gè)數(shù)是有限的一元組個(gè)數(shù)有限性；

(2)二維表中元組均不相同一元組的唯一性;

（3）二維表中元組的次序可以任意交換一元組的次序無關(guān)性;

（4）二維表中元組的分量是不可分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)一元組分量的原子性;

（5）二維表中屬性名各不相同一屬性名唯一性；

（6）二維表中屬性與次序無關(guān)，可任意交換一屬性的次序無關(guān)性；

（7）二維表屬性的分量具有與該屬性相同的值域一分量值域的統(tǒng)一性。

在二維表中惟一標(biāo)識元組的最小屬性值稱為該表的鍵或碼。二維表中可能

有若干個(gè)健，它們稱為表的侯選碼或侯選健。從二維表的所有侯選鍵選取

一個(gè)作為用戶使用的鍵稱為主鍵或主碼。表A中的某屬性集是某表B的鍵,

則稱該屬性值為A的外鍵或外碼。

關(guān)系操縱：數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)插入、數(shù)據(jù)修改。

關(guān)系模型允許定義三類數(shù)據(jù)約束，它們是實(shí)體完整性約束、參照完整性約

束以及用戶定義的完整性約束。

小提示：關(guān)系模式采用二維表來表示，一個(gè)關(guān)系對應(yīng)一張二維表。可以

這么說，一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表，但是一個(gè)二維表不一定是一個(gè)關(guān)系。

疑難解答：E-R圖是如何向關(guān)系模式轉(zhuǎn)換的？

從E-R圖到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換是比較直接的，實(shí)體與聯(lián)系都可以表示成關(guān)系,

E-R圖中屬性也可以轉(zhuǎn)換成關(guān)系的屬性。實(shí)體集也可以轉(zhuǎn)換成關(guān)系。

4.3關(guān)系代數(shù)

考點(diǎn)9關(guān)系代數(shù)

考試鏈接:

考點(diǎn)9在筆試考試中出現(xiàn)的機(jī)率為30%,主要是以選擇題的形式出現(xiàn)，分

值為2分，此考點(diǎn)重點(diǎn)掌握理解內(nèi)容，讀者應(yīng)該理解關(guān)系模型的基本操作

以及關(guān)系代數(shù)的幾種運(yùn)算。

誤區(qū)警示：

當(dāng)對關(guān)系模型進(jìn)行查詢運(yùn)算，涉及到多種運(yùn)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意它們之間的先

后順序，因?yàn)橛锌赡苓M(jìn)行投影運(yùn)算時(shí)，把符合條件的記錄過濾，產(chǎn)生錯(cuò)誤

的結(jié)果。

1.關(guān)系模型的基本操作

關(guān)系模型的基本操作：插入、刪除、修改和查詢。

其中查詢包含如下運(yùn)算：

①投影運(yùn)算。從R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)系。

②選擇運(yùn)算。選擇運(yùn)算是一個(gè)一元運(yùn)算，關(guān)系R通過選擇運(yùn)算（并由該運(yùn)

算給出所選擇的邏輯條件）后仍為一個(gè)關(guān)系。設(shè)關(guān)系的邏輯條件為F,則

R滿足F的選擇運(yùn)算可寫成：oF（R）

③笛卡爾積運(yùn)算。設(shè)有n元關(guān)系R及m元關(guān)系S,它們分別有p、q個(gè)元組,

則關(guān)系R與S經(jīng)笛卡爾積記為RXS,該關(guān)系是一個(gè)n+m元關(guān)系，元組個(gè)數(shù)

是pXq,由R與S的有序組組合而成。

小提示：當(dāng)關(guān)系模式進(jìn)行笛卡爾積運(yùn)算時(shí)，讀者應(yīng)該注意運(yùn)算后的結(jié)果

是n+m元關(guān)系，元組個(gè)數(shù)是pXq,這是經(jīng)?；煜?。

2.關(guān)系代數(shù)中的擴(kuò)充運(yùn)算

（1）交運(yùn)算：關(guān)系R與S經(jīng)交運(yùn)算后所得到的關(guān)系是由那些既在R內(nèi)又

在S內(nèi)的有序組所組成，記為RCS。

(2)除運(yùn)算

如果將笛卡爾積運(yùn)算看作乘運(yùn)算的話，除運(yùn)算就是它的逆運(yùn)算。當(dāng)關(guān)系T=R

XS時(shí)，則可將除運(yùn)算寫成：丁+1?=$或1'"=5

S稱為T除以R的商。除法運(yùn)算不是基本運(yùn)算，它可以由基本運(yùn)算推導(dǎo)而

出。

(3)連接與自然連接運(yùn)算

連接運(yùn)算又可稱為。運(yùn)算，這是一種二元運(yùn)算，通過它可以將兩個(gè)關(guān)系合

并成一個(gè)大關(guān)系。設(shè)有關(guān)系R、S以及比較式i。j,其中i為R中的域，j

為S中的域，。含義同前。則可以將R、S在域i,j上的。連接記為：

RIX|S

i0J

在。連接中如果。為〃=〃，就稱此連接為等值連接，否則稱為不等值連接;

如。為“〈〃時(shí)稱為小于連接；如6為〃>〃時(shí)稱為大于連接。

自然連接(naturaljoin)是一種特殊的等值連接，它滿足下面的條件：

①兩關(guān)系間有公共域；

②通過公共域的等值進(jìn)行連接。

設(shè)有關(guān)系R、S,R有域Al,A2,…，An,S有域Bl,B2,…，Bm,并且，

Ail,Ai2,…,Aij,與Bl,B2,…,Bj分別為相同域，此時(shí)它們自然連

接可記為：

R|X|S

自然連接的含義可用下式表示：

R|X|S=JIA1,A2,...An,