計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)

要求：這是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，要求大家了解,

不作為考試的主要類(lèi)容，但是會(huì)涉及一些。因?yàn)樵谶M(jìn)行論文

答辯時(shí)，如果問(wèn)到一些軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)你都不知道可能

會(huì)讓得分減少很多，所以大家一定要看下。

第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

1.1算法

算法：是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。

算法不等于程序，也不等計(jì)算機(jī)方法，程序的編制不可能優(yōu)

于算法的設(shè)計(jì)。

算法的基本特征：是一組嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囟x運(yùn)算順序的規(guī)則，每一

個(gè)規(guī)則都是有效的，是明確的，此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終

止。特征包括：

(1)可行性；

(2)確定性，算法中每一步驟都必須有明確定義，不充許

有模棱兩可的解釋?zhuān)辉试S有多義性；

(3)有窮性，算法必須能在有限的時(shí)間內(nèi)做完，即能在執(zhí)

行有限個(gè)步驟后終止，包括合理的執(zhí)行時(shí)間的含義；

(4)擁有足夠的情報(bào)。

算法的基本要素：一是對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的運(yùn)算和操作；二是算法

的控制結(jié)構(gòu)。

指令系統(tǒng)：一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能執(zhí)行的所有指令的集合。

基本運(yùn)算包括：算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸。

算法的控制結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。

算法基本設(shè)計(jì)方法：列舉法、歸納法、遞推、遞歸、減斗遞

推技術(shù)、回溯法。

算法復(fù)雜度：算法時(shí)間復(fù)雜度和算法空間復(fù)雜度。

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

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

1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本基本概念

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究的三個(gè)方面：

(1)數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)元素之間所固有的邏輯關(guān)系，即數(shù)

據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)；

(2)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)

關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；

(3)對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)包含：

(1)表示數(shù)據(jù)元素的信息；

(2)表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系。

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等。

線(xiàn)性結(jié)構(gòu)條件：

(1)有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)；

一個(gè)前件，也最多有一個(gè)后件。

非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)：不滿(mǎn)足線(xiàn)性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

1.3線(xiàn)性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

線(xiàn)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(xiàn)性的。

在復(fù)雜線(xiàn)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，而由多個(gè)記錄構(gòu)成的線(xiàn)性表又稱(chēng)為文件。

非空線(xiàn)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(xiàn)性表的長(zhǎng)度,

當(dāng)n=0時(shí)，稱(chēng)為空表。

線(xiàn)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(xiàn)性表中所有元素的所占的存儲(chǔ)空間是連續(xù)的；

(2)線(xiàn)性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)空間中是按邏輯順序依次

存放的。

ai的存儲(chǔ)地址為：ADR(ai)=ADR(al)+(i-l)k,,ADR(al)為第

一個(gè)元素的地址，k代表每個(gè)元素占的字節(jié)數(shù)。

順序表的運(yùn)算：插入、刪除。

1.4棧和隊(duì)列

棧是限定在一端進(jìn)行插入與刪除的線(xiàn)性表，允許插入與刪除

的一端稱(chēng)為棧頂，不允許插入與刪除的另一端稱(chēng)為棧底。

棧按照“先進(jìn)后出"（FILO）或“后進(jìn)先出"（LIFO）組織數(shù)

據(jù)，棧具有記憶作用。用top表示棧頂位置，用bottom表

示棧底。

棧的基本運(yùn)算：（1）插入元素稱(chēng)為入棧運(yùn)算；（2）刪除元素

稱(chēng)為退棧運(yùn)算；（3）讀棧頂元素是將棧頂元素賦給一個(gè)指定

的變量，此時(shí)指針無(wú)變化。

隊(duì)列是指允許在一端（隊(duì)尾）進(jìn)入插入，而在另一端（隊(duì)頭）

進(jìn)行刪除的線(xiàn)性表。Rear指針指向隊(duì)尾，front指針指向隊(duì)

頭。

隊(duì)列是“先進(jìn)行出"（FIFO）或“后進(jìn)后出”（LIL0）的線(xiàn)性

表。

隊(duì)列運(yùn)算包括（1）入隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)尾插入一個(gè)元素；（2）

退隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)頭刪除一個(gè)元素。

循環(huán)隊(duì)列：s=0表示隊(duì)列空，s=l且front=rear表示隊(duì)列滿(mǎn)

1.5線(xiàn)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)域;

（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(xiàn)性結(jié)構(gòu)，也可用于表示非線(xiàn)性

結(jié)構(gòu)。

線(xiàn)性鏈表，HEAD稱(chēng)為頭指針，HEAD=NULL(或0)稱(chēng)為空表,

如果是兩指針：左指針(Llink)指向前件結(jié)點(diǎn)，右指針

(Rlink)指向后件結(jié)點(diǎn)。

線(xiàn)性鏈表的基本運(yùn)算：查找、插入、刪除。

1.6樹(shù)與二叉樹(shù)

樹(shù)是一種簡(jiǎn)單的非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，所有元素之間具有明顯的層次

特性。

在樹(shù)結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)前件，稱(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)，簡(jiǎn)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)。

二叉樹(shù)的基本性質(zhì)：89

(1)在二叉樹(shù)的第k層上，最多有2k-l(k)l)個(gè)結(jié)點(diǎn)；

(2)深度為m的二叉樹(shù)最多有2m-l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］+l,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］+l;

(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=l,2….n),有以下結(jié)論：

①若k=l,則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，它沒(méi)有父結(jié)點(diǎn)；若k>l,則

該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)編號(hào)為INT(k/2);

②若2k4n,則編號(hào)為k的結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k;否則

該結(jié)點(diǎn)無(wú)左子結(jié)點(diǎn)(也無(wú)右子結(jié)點(diǎn))；

③若2k+l<n,則編號(hào)為k的結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k+l;

否則該結(jié)點(diǎn)無(wú)右子結(jié)點(diǎn)。

滿(mǎn)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-l個(gè)結(jié)點(diǎn)深度為m的滿(mǎn)二叉樹(shù)有2m-l

個(gè)結(jié)點(diǎn)。

完全二叉樹(shù)是指除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)到最

大值，在最后一層上只缺少右邊的若干結(jié)點(diǎn)。

二叉樹(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)于滿(mǎn)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(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹(shù),

最后遍歷右子樹(shù)；

(2)中序遍歷(LDR),首先遍歷左子樹(shù)，然后訪(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn),

最后遍歷右子樹(shù)；

(3)后序遍歷(LRD)首先遍歷左子樹(shù)，然后訪(fǎng)問(wèn)遍歷右子

樹(shù)，最后訪(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn)。

1.7查找技術(shù)

順序查找的使用情況：

(1)線(xiàn)性表為無(wú)序表；

(2)表采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。

二分法查找只適用于順序存儲(chǔ)的有序表，對(duì)于長(zhǎng)度為n的有

序線(xiàn)性表，最壞情況只需比較log2n次。

1.8排序技術(shù)

排序是指將一個(gè)無(wú)序序列整理成按值非遞減順序排列的有

序序列。

交換類(lèi)排序法：(1)冒泡排序法，需要比較的次數(shù)為

n(n-l)/2;(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n(n-1)/2

次比較；(2)希爾排序法，最壞情況需要031.5)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)/2次比較；(2)堆排序法，最壞情況需要0(nlog2n)

次比較。

第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2.1程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格

如何形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格

1、源程序文檔化；2、數(shù)據(jù)說(shuō)明的方法；

3、語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)；4、輸入和輸出。

注釋分序言性注釋和功能性注釋?zhuān)Z(yǔ)句結(jié)構(gòu)清晰第一、效率

第二。

2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四條原則是：1.自頂向下；2.逐步

求精；3.模塊化；4.限制使用got。語(yǔ)句。

結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：

(1)順序結(jié)構(gòu)：一種簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)，最基本、最常用的

結(jié)構(gòu)；

(2)選擇結(jié)構(gòu)：又稱(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)構(gòu)：可根據(jù)給定條件，判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行

某一相同程序段。

2.3面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)：以60年代末挪威奧斯陸大學(xué)和挪威

計(jì)算機(jī)中心研制的SIMULA語(yǔ)言為標(biāo)志。

面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)：

(1)與人類(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)方法中的對(duì)象是系統(tǒng)中用來(lái)描述客觀

事物的一個(gè)實(shí)體，是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單位，由一組表示

其靜態(tài)特征的屬性和它可執(zhí)行的一組操作組成。

屬性即對(duì)象所包含的信息，操作描述了對(duì)象執(zhí)行的功能，操

作也稱(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。所以類(lèi)是對(duì)

象的抽象，對(duì)象是對(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。

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(lèi)只允許有一個(gè)父

類(lèi)，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；

(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。

軟件工程包括3個(gè)要素：方法、工具和過(guò)程。

軟件工程過(guò)程是把軟件轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源

和活動(dòng)，包含4種基本活動(dòng)：

(1)P一一軟件規(guī)格說(shuō)明；

(2)D一一軟件開(kāi)發(fā)；

(3)C一一軟件確認(rèn)；

(4)A一一軟件演進(jìn)。

軟件周期：軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退

役的過(guò)程。

軟件生命周期三個(gè)階段:軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)行維護(hù)，

主要活動(dòng)階段是：

(1)可行性研究與計(jì)劃制定；

(2)需求分析；

(3)軟件設(shè)計(jì)；

(4)軟件實(shí)現(xiàn)；

(5)軟件測(cè)試；

(6)運(yùn)行和維護(hù)。

軟件工程的目標(biāo)和與原則：

目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開(kāi)發(fā)出具有有效性、可

靠性、可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植

性、可追蹤性和可互操作性且滿(mǎn)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。

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。

軟件工程的理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容主要包括：軟件開(kāi)發(fā)技

術(shù)和軟件工程管理。

軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)包括：軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)、開(kāi)發(fā)過(guò)程、開(kāi)發(fā)工具

和軟件工程環(huán)境。

軟件工程管理包括：軟件管理學(xué)、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、軟件心

理學(xué)等內(nèi)容。

軟件管理學(xué)包括人員組織、進(jìn)度安排、質(zhì)量保證、配置管理、

項(xiàng)目計(jì)劃等。

軟件工程原則包括抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定

性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。

3.2結(jié)構(gòu)化分析方法

結(jié)構(gòu)化方法的核心和基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論。

需求分析方法有（1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；（2）面向?qū)?/p>

象的分析的方法。

從需求分析建立的模型的特性來(lái)分：靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。

結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì)：著眼于數(shù)據(jù)流，自頂向下，逐層分

解，建立系統(tǒng)的處理流程，以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工

具,建立系統(tǒng)的邏輯模型。

結(jié)構(gòu)化分析的常用工具

（1）數(shù)據(jù)流圖；（2）數(shù)據(jù)字典；（3）判定樹(shù)；（4）

判定表。

數(shù)據(jù)流圖：描述數(shù)據(jù)處理過(guò)程的工具，是需求理解的邏輯模

型的圖形表示，它直接支持系統(tǒng)功能建模。

數(shù)據(jù)字典：對(duì)所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個(gè)有組織的列

表，以及精確的、嚴(yán)格的定義，使得用戶(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。

判定樹(shù)：從問(wèn)題定義的文字描述中分清哪些是判定的條件，

哪些是判定的結(jié)論，根據(jù)描述材料中的連接詞找出判定條件

之間的從屬關(guān)系、并列關(guān)系、選擇關(guān)系，根據(jù)它們構(gòu)造判定

樹(shù)。

判定表：與判定樹(shù)相似，當(dāng)數(shù)據(jù)流圖中的加工要依賴(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。

數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析的核心。

軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的特點(diǎn)：

(1)正確性；

(2)無(wú)岐義性；

(3)完整性；

(4)可驗(yàn)證性；

(5)一致性；

(6)可理解性；

(7)可追蹤性。

3.3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法

軟件設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是用比較抽象概括的方式確定目標(biāo)系

統(tǒng)如何完成預(yù)定的任務(wù)，軟件設(shè)計(jì)是確定系統(tǒng)的物理模型。

軟件設(shè)計(jì)是開(kāi)發(fā)階段最重要的步驟，是將需求準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為

完整的軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)的唯一途徑。

從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)看，軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、

接口設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系。

數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：將分析時(shí)創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。

接口設(shè)計(jì)：描述軟件內(nèi)部、軟件和協(xié)作系統(tǒng)之間以及軟件與

人之間如何通信。

過(guò)程設(shè)計(jì)：把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過(guò)程描述。

從工程管理角度來(lái)看：概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。

軟件設(shè)計(jì)的一般過(guò)程：軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代的過(guò)程；先進(jìn)行

高層次的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；后進(jìn)行低層次的過(guò)程設(shè)計(jì)；穿插進(jìn)行數(shù)

據(jù)設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)。

衡量軟件模塊獨(dú)立性使用耦合性和內(nèi)聚性?xún)蓚€(gè)定性的度量

標(biāo)準(zhǔn)。

在程序結(jié)構(gòu)中各模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)，則耦合性越弱。優(yōu)秀軟

件應(yīng)高內(nèi)聚，低耦合。

軟件概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：

(1)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；

(3)編寫(xiě)概要設(shè)計(jì)文檔；(4)概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審。

模塊用一個(gè)矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。

在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用過(guò)程中來(lái)

回傳遞的信息。還可用帶實(shí)心圓的箭頭表示傳遞的是控制信

息，空心圓箭心表示傳遞的是數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)圖的基本形式：基本形式、順序形式、重復(fù)形式、選擇

形式。

結(jié)構(gòu)圖有四種模塊類(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。

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缓蠼o出結(jié)果。

詳細(xì)設(shè)計(jì)：是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和

局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用某種選定的表達(dá)工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

的細(xì)節(jié)。

常見(jiàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)工具有：圖形工具（程序流程圖）、表格工

具（判定表）、語(yǔ)言工具（PDL）o

3.4軟件測(cè)試

軟件測(cè)試定義：使用人工或自動(dòng)手段來(lái)運(yùn)行或測(cè)定某個(gè)系統(tǒng)

的過(guò)程，其目的在于檢驗(yàn)它是否滿(mǎn)足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)

期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。

軟件測(cè)試的目的：發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程。

軟件測(cè)試方法：靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。

靜態(tài)測(cè)試包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量。不

實(shí)際運(yùn)行軟件，主要通過(guò)人工進(jìn)行。

動(dòng)態(tài)測(cè)試：是基本計(jì)算機(jī)的測(cè)試，主要包括白盒測(cè)試方法和

黑盒測(cè)試方法。

白盒測(cè)試：在程序內(nèi)部進(jìn)行，主要用于完成軟件內(nèi)部CAO作

的驗(yàn)證。主要方法有邏輯覆蓋、基本基路徑測(cè)試。

黑盒測(cè)試：主要診斷功能不對(duì)或遺漏、界面錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

或外部數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)錯(cuò)誤、性能錯(cuò)誤、初始化和終止條件錯(cuò)，

用于軟件確認(rèn)。主要方法有等價(jià)類(lèi)劃分法、邊界值分析法、

錯(cuò)誤推測(cè)法、因果圖等。

軟件測(cè)試過(guò)程一般按4個(gè)步驟進(jìn)行：?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。

3.5程序的調(diào)試

程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤，主要在開(kāi)發(fā)階

段進(jìn)行。

程序調(diào)試的基本步驟：

(1)錯(cuò)誤定位；

(2)修改設(shè)計(jì)和代碼，以排除錯(cuò)誤；

(3)進(jìn)行回歸測(cè)試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。

軟件調(diào)試可分表靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試主要是指通

過(guò)人的思維來(lái)分析源程序代碼和排錯(cuò)，是主要的設(shè)計(jì)手段，

而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。主要調(diào)試方法有：

(1)強(qiáng)行排錯(cuò)法；

(2)回溯法；

(3)原因排除法。

第四章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

4.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念

數(shù)據(jù)：實(shí)際上就是描述事物的符號(hào)記錄。

數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：有一定的結(jié)構(gòu)，有型與值之分，如整型、實(shí)型、

字符型等。而數(shù)據(jù)的值給出了符合定型的值，如整型值15。

數(shù)據(jù)庫(kù)：是數(shù)據(jù)的集合，具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式并存放于統(tǒng)一

的存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)，是多種應(yīng)用數(shù)據(jù)的集成，并可被各個(gè)應(yīng)用程

序共享。

數(shù)據(jù)庫(kù)存放數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)

中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)維護(hù)、控制及保護(hù)和數(shù)據(jù)服

務(wù)等，是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心。

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)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、安生性定義與檢查；

(5)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制與故障恢復(fù)；

(6)數(shù)據(jù)的服務(wù)：如拷貝、轉(zhuǎn)存、重組、性能監(jiān)測(cè)、分析

等。

為完成以上六個(gè)功能，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供以下的數(shù)據(jù)語(yǔ)

言：

(1)數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的模式定義與數(shù)據(jù)的物理存

取構(gòu)建；

(2)數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱，如查詢(xún)與增、刪、

改等；

(3)數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)完整性、安全性的定義與檢

查以及并發(fā)控制、故障恢復(fù)等。

數(shù)據(jù)語(yǔ)言按其使用方式具有兩種結(jié)構(gòu)形式：交互式命令（又

稱(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)進(jìn)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。

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用軟件及應(yīng)用界面三者

組成。

文件系統(tǒng)階段：提供了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)管理能力，但

是它無(wú)法提供完整的、統(tǒng)一的、管理和數(shù)據(jù)共享的能力。

層次數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段：為統(tǒng)一與共享數(shù)據(jù)提

供了有力支撐。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)：數(shù)據(jù)的集成性、數(shù)據(jù)的高共享性

與低冗余性、數(shù)據(jù)獨(dú)立性（物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性）、數(shù)

據(jù)統(tǒng)一管理與控制。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式：

（1）概念模式：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，

全體用戶(hù)公共數(shù)據(jù)視圖；

（2）外模式：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)模式：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)模型的概念：是數(shù)據(jù)特征的抽象，從抽象層次上描述了

系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)行為和約束條件，為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的信

息表與操作提供一個(gè)抽象的框架。描述了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操

作及數(shù)據(jù)約束。

E-R模型的基本概念

(1)實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中的事物；

(2)屬性：事物的特性；

(3)聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)系。實(shí)體集的關(guān)系有一

對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的聯(lián)系。

E-R模型三個(gè)基本概念之間的聯(lián)接關(guān)系：實(shí)體是概念世界中

的基本單位，屬性有屬性域，每個(gè)實(shí)體可取屬性域內(nèi)的值。

一個(gè)實(shí)體的所有屬性值叫元組。

E-R模型的圖示法：(1)實(shí)體集表示法；(2)屬性表法；(3)

聯(lián)系表示法。

層次模型的基本結(jié)構(gòu)是樹(shù)形結(jié)構(gòu)，具有以下特點(diǎn)：

(1)每棵樹(shù)有且僅有一個(gè)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為根；

(2)樹(shù)中除根外所有結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。

從圖論上看，網(wǎng)狀模型是一個(gè)不加任何條件限制的無(wú)向圖。

關(guān)系模型采用二維表來(lái)表示，簡(jiǎn)稱(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。

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

有侯選健中選取一個(gè)作為用戶(hù)使用的鍵稱(chēng)主鍵。表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)參照完全性約束：是關(guān)系之間的基本約束；

(3)用戶(hù)定義的完整性約束：它反映了具體應(yīng)用中數(shù)據(jù)的

語(yǔ)義要求。

4.3關(guān)系代數(shù)

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)之一是它建立在數(shù)據(jù)理論的基礎(chǔ)之

上，有很多數(shù)據(jù)理論可以表示關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操作，其中最

為著名的是關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算。

關(guān)系模型的基本運(yùn)算：

(1)插入(2)刪除⑶修改(4)查詢(xún)(包括投影、選

擇、笛卡爾積運(yùn)算)

4.4數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)應(yīng)用的核心。

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的兩種方法：

(1)面向數(shù)據(jù)：以信息需求為主，兼顧處理需求；

(2)面向過(guò)程：以處理需求為主，兼顧信息需求。

數(shù)據(jù)庫(kù)的生命周期：需求分析階段、概念設(shè)計(jì)階段、邏輯設(shè)

計(jì)階段、物理設(shè)計(jì)階段、編碼階段、測(cè)試階段、運(yùn)行階段、

進(jìn)一步修改階段。

需求分析常用結(jié)構(gòu)析方法和面向?qū)ο蟮姆椒?。結(jié)構(gòu)化分析

(簡(jiǎn)稱(chēng)SA)方法用自頂向下、逐層分解的方式分析系統(tǒng)。用

數(shù)據(jù)流圖表達(dá)數(shù)據(jù)和處理過(guò)程的關(guān)系。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)講，

數(shù)據(jù)字典是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要

結(jié)果。

數(shù)據(jù)字典是各類(lèi)數(shù)據(jù)描述的集合，包括5個(gè)部分：數(shù)據(jù)項(xiàng)、

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流(可以是數(shù)據(jù)項(xiàng)，也可以是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))、

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理過(guò)程。

數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)的目的是分析數(shù)據(jù)內(nèi)在語(yǔ)義關(guān)系。設(shè)計(jì)的方

法有兩種

(1)集中式模式設(shè)計(jì)法(適用于小型或并不復(fù)雜的單位或

部門(mén))；

(2)視圖集成設(shè)計(jì)法。

設(shè)計(jì)方法：E-R模型與視圖集成。

視圖設(shè)計(jì)一般有三種設(shè)計(jì)次序：自頂向下、由底向上、由內(nèi)

向外。

視圖集成的幾種沖突：命名沖突、概念沖突、域沖突、約束

沖突。

關(guān)系視圖設(shè)計(jì)：關(guān)系視圖的設(shè)計(jì)又稱(chēng)外模式設(shè)計(jì)。

關(guān)系視圖的主要作用：

(1)提供數(shù)據(jù)邏輯獨(dú)立性；

(2)能適應(yīng)用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的不同需求；

(3)有一定數(shù)據(jù)保密功能。

數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)主要目標(biāo)是對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)作調(diào)整

并選擇合理的存取路徑，以提高數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)速度有效利用存

儲(chǔ)空間。一般RDBMS中留給用戶(hù)參與物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容大致有

索引設(shè)計(jì)、集成簇設(shè)計(jì)和分區(qū)設(shè)計(jì)。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理的內(nèi)容：

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立；

(2)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)整；

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)的重組；

(4)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性與完整性控制；

(5)數(shù)據(jù)庫(kù)的故障恢復(fù)；

(6)數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)控。

C語(yǔ)言

C語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)，要求大家了解C語(yǔ)言的相關(guān)特點(diǎn)，以及和

其他語(yǔ)言相比有什么優(yōu)勢(shì)。

優(yōu)點(diǎn)

簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便

C語(yǔ)言一共只有32個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語(yǔ)句，程序書(shū)寫(xiě)形式

自由，主要用小寫(xiě)字母表示。它把高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)

句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)用性結(jié)合起來(lái)。C語(yǔ)言可以像匯編語(yǔ)言

一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本

的工作單元。

運(yùn)算符豐富

C語(yǔ)言的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有34種運(yùn)算符。C語(yǔ)

言把括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理。從而

使C語(yǔ)言的運(yùn)算類(lèi)型極其豐富，表達(dá)式類(lèi)型多樣化。靈活使

用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其它高級(jí)語(yǔ)言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富

C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類(lèi)型有：整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類(lèi)型、指

針類(lèi)型、結(jié)構(gòu)體類(lèi)型、共用體類(lèi)型等。能用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜

的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算。并引入了指針概念，使程序效率更高。

另外C語(yǔ)言具有強(qiáng)大的圖形功能,支持多種顯示器和驅(qū)動(dòng)器。

且計(jì)算功能、邏輯判斷功能強(qiáng)大。

C是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言

結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各

個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可

使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C語(yǔ)言是以函

數(shù)形式提供給用戶(hù)的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種

循環(huán)、條件語(yǔ)句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。

C語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大

雖然C語(yǔ)言也是強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言，但它的語(yǔ)法比較靈活，允許程

序編寫(xiě)者有較大的自由度。

C語(yǔ)言允許直接訪(fǎng)問(wèn)物理地址,對(duì)硬件進(jìn)行操作

由于C語(yǔ)言允許直接訪(fǎng)問(wèn)物理地址，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操

作，因此它既具有高級(jí)語(yǔ)言的功能，又具有低級(jí)語(yǔ)言的許多

功能，能夠像匯編語(yǔ)言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而

這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元，可用來(lái)寫(xiě)系統(tǒng)軟件。

生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高

一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10、20%。

C語(yǔ)言適用范圍大，可移植性好

C語(yǔ)言有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是適合于多種操作系統(tǒng)，如DOS、

UNIX;也適用于多種機(jī)型。C語(yǔ)言具有強(qiáng)大的繪圖能力，可

移植性好，并具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫(xiě)系統(tǒng)

軟件，三維，二維圖形和動(dòng)畫(huà)，它也是數(shù)值計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言。

缺點(diǎn)

1.C語(yǔ)言的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的封裝性上，這一點(diǎn)使得C

在數(shù)據(jù)的安全性上有很大缺陷，這也是C和C++的一大區(qū)別。

2.C語(yǔ)言的語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，對(duì)變量的類(lèi)型約束不嚴(yán)格，

影響程序的安全性，對(duì)數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查等。從應(yīng)用的

角度，C語(yǔ)言比其他高級(jí)語(yǔ)言較難掌握。

C語(yǔ)言指針

指針是C語(yǔ)言的一大特色，可以說(shuō)是C語(yǔ)言?xún)?yōu)于其它高

級(jí)語(yǔ)言的一個(gè)重要原因。就是因?yàn)樗兄羔?，可以直接進(jìn)行

靠近硬件的操作，但是C的指針操作也給它帶來(lái)了很多不安

全的因素。C++在這方面做了很好的改進(jìn)，在保留了指針操

作的同時(shí)又增強(qiáng)了安全性。Java取消了指針操作，提高了安

全性，適合初學(xué)者使用。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.一個(gè)C語(yǔ)言源程序可以由一個(gè)或多個(gè)源文件組成。

2.每個(gè)源文件可由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成。

3.一個(gè)源程序不論由多少個(gè)文件組成，都有一個(gè)且只能有一

個(gè)main函數(shù)，即主函數(shù)。

4.源程序中可以有預(yù)處理命令（include命令僅為其中的一

種），預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。

5.每一個(gè)說(shuō)明，每一個(gè)語(yǔ)句都必須以分號(hào)結(jié)尾。但預(yù)處理命

令，函數(shù)頭和花括號(hào)之后不能加分號(hào)。

6.標(biāo)識(shí)符，關(guān)鍵字之間必須至少加一個(gè)空格以示間隔。若已

有明顯的間隔符，也可不再加空格來(lái)間隔。

C語(yǔ)言的四種程序結(jié)構(gòu)

要求：這是種結(jié)構(gòu)是單片機(jī)程序設(shè)計(jì)時(shí)用得最多的結(jié)構(gòu)，要

求大家必須靈和的掌握這些結(jié)構(gòu)語(yǔ)句的使用。（為考試時(shí)的

重點(diǎn)）

（1）順序結(jié)構(gòu)

順序結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)是最簡(jiǎn)單的，只要按照解決問(wèn)題的順序

寫(xiě)出相應(yīng)的語(yǔ)句就行，它的執(zhí)行順序是自上而下，依次執(zhí)行。

例如：a=3,b=5,現(xiàn)交換a,b的值，這個(gè)問(wèn)題就好像

交換兩個(gè)杯子水，這當(dāng)然要用到第三個(gè)杯子，假如第三個(gè)杯

子是c,那么正確的程序?yàn)椋篶=a;a=b;b=c;執(zhí)

行結(jié)果是a=5,b=c=3如果改變其順序，寫(xiě)成：a=b;

c=a;b=c;則執(zhí)行結(jié)果就變成a=b=c=5,不能達(dá)

到預(yù)期的目的，初學(xué)者最容易犯這種錯(cuò)誤。順序結(jié)構(gòu)可以獨(dú)

立使用構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的完整程序，常見(jiàn)的輸入、計(jì)算，輸出

三步曲的程序就是順序結(jié)構(gòu)，例如計(jì)算圓的面積，其程序的

語(yǔ)句順序就是輸入圓的半徑r,計(jì)算s=3.14159*r*r,輸出

圓的面積s。不過(guò)大多數(shù)情況下順序結(jié)構(gòu)都是作為程序的一

部分，與其它結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的程序，例如分支結(jié)構(gòu)

中的復(fù)合語(yǔ)句、循環(huán)結(jié)構(gòu)中的循環(huán)體等。

(2)分支結(jié)構(gòu)

順序結(jié)構(gòu)的程序雖然能解決計(jì)算、輸出等問(wèn)題，但不能做判

斷再選擇。對(duì)于要先做判斷再選擇的問(wèn)題就要使用分支結(jié)

構(gòu)。分支結(jié)構(gòu)的執(zhí)行是依據(jù)一定的條件選擇執(zhí)行路徑，而不

是嚴(yán)格按照語(yǔ)句出現(xiàn)的物理順序。分支結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)方法

的關(guān)鍵在于構(gòu)造合適的分支條件和分析程序流程，根據(jù)不同

的程序流程選擇適當(dāng)?shù)姆种дZ(yǔ)句。分支結(jié)構(gòu)適合于帶有邏輯

或關(guān)系比較等條件判斷的計(jì)算，設(shè)計(jì)這類(lèi)程序時(shí)往往都要先

繪制其程序流程圖，然后根據(jù)程序流程寫(xiě)出源程序，這樣做

把程序設(shè)計(jì)分析與語(yǔ)言分開(kāi)，使得問(wèn)題簡(jiǎn)單化，易于理解。

程序流程圖是根據(jù)解題分析所繪制的程序執(zhí)行流程圖O

學(xué)習(xí)分支結(jié)構(gòu)不要被分支嵌套所迷惑，只要正確繪制出流程

圖，弄清各分支所要執(zhí)行的功能，嵌套結(jié)構(gòu)也就不難了。嵌

套只不過(guò)是分支中又包括分支語(yǔ)句而已，不是新知識(shí)，只要

對(duì)雙分支的理解清楚，分支嵌套是不難的。下面我介紹幾種

基本的分支結(jié)構(gòu)。

①if(條件)

｛分支體｝

這種分支結(jié)構(gòu)中的分支體可以是一條語(yǔ)句，此時(shí)“0”可以

省略，也可以是多條語(yǔ)句即復(fù)合語(yǔ)句。它有兩條分支路徑可

選，一是當(dāng)條件為真，執(zhí)行分支體，否則跳過(guò)分支體，這時(shí)

分支體就不會(huì)執(zhí)行。如：要計(jì)算X的絕對(duì)值，根據(jù)絕對(duì)值定

義，我們知道，當(dāng)x>=0時(shí)，其絕對(duì)值不變，而x<0時(shí)其絕

對(duì)值是為x的反號(hào)，因此程序段為：if(x<0)x=-x;

②if(條件)

｛分支1｝

else

｛分支2｝

這是典型的分支結(jié)構(gòu)，如果條件成立，執(zhí)行分支1,否則執(zhí)

行分支2,分支1和分支2都可以是1條或若干條語(yǔ)句構(gòu)成。

如：求axA2+bx+c=0的根

分析：因?yàn)楫?dāng)bA2-4ac>=0時(shí)，方程有兩個(gè)實(shí)根，否則

(bA2-4ac<0)有兩個(gè)共朝復(fù)根。其程序段如下：

main()

(

inta,b,c,d,x,y;

printf("Pleaseputthenumberofa,b&cfromthe

quadraticequationofonevariableonebyone\n");

scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);

d=b*b-4*a*c;

if(d<0)

(

printf("NORootIWrong!\n");

}

else

(

y=-b-sqrt(d)/2*a;

x=-b+sqrt(d)/2*a;

printf("The1stequationroot=%d\nThe2ndequation

root=%d",y,x);

)

}

③IF嵌套分支語(yǔ)句：其語(yǔ)句格式為：

if(條件1){分支D

elseif(條件2){分支2}

elseif(條件3){分支3}

elseif（條件n）{分支n}

else{分支n+1}

FOR嵌套，其語(yǔ)句格式為：

for（初值A(chǔ);范圍A;步長(zhǎng)A）

for（初值B;范圍B;步長(zhǎng)B）

循環(huán)體

}

)

FOR嵌套例子：九九乘法表

main()

(

inta,b,c;

for(a=l;a<=9;a++)

(

for(b=l;b<=a;b++)

(

c=b*a;

printf("%dx%d=%d",b,a,c);

)

printf("\n");

嵌套分支語(yǔ)句雖可解決多個(gè)入口和出口的問(wèn)題，但超過(guò)

3重嵌套后，語(yǔ)句結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，對(duì)于程序的閱讀和理

解都極為不便，建議嵌套在3重以?xún)?nèi)，超過(guò)3重可以用下面

的語(yǔ)句。

④switch開(kāi)關(guān)語(yǔ)句：該語(yǔ)句也是多分支選擇語(yǔ)句，到底執(zhí)行

哪一塊，取決于開(kāi)關(guān)設(shè)置，也就是表達(dá)式的值與常量表達(dá)式

相匹配的那一路，它不同if...else語(yǔ)句，它的所有分支都

是并列的，程序執(zhí)行時(shí)，由第一分支開(kāi)始查找，如果相匹配,

執(zhí)行其后的塊，接著執(zhí)行第2分支，第3分支……的塊，直

到遇到break語(yǔ)句；如果不匹配，查找下一個(gè)分支是否匹配。

這個(gè)語(yǔ)句在應(yīng)用時(shí)要特別注意開(kāi)關(guān)條件的合理設(shè)置以及

break語(yǔ)句的合理應(yīng)用。

“？”語(yǔ)句問(wèn)號(hào)語(yǔ)句也是分支的一種，格式類(lèi)似（a〈b）?語(yǔ)

句1：（此處是冒號(hào)）語(yǔ)句2;加入括號(hào)內(nèi)為真則執(zhí)行語(yǔ)句1

否則執(zhí)行語(yǔ)句2

（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)：

循環(huán)結(jié)構(gòu)可以減少源程序重復(fù)書(shū)寫(xiě)的工作量，用來(lái)描述重復(fù)

執(zhí)行某段算法的問(wèn)題，這是程序設(shè)計(jì)中最能發(fā)揮計(jì)算機(jī)特長(zhǎng)

的程序結(jié)構(gòu)，C語(yǔ)言中提供四種循環(huán)，即goto循環(huán)、while

循環(huán)、dowhile循環(huán)和for循環(huán)。四種循環(huán)可以用來(lái)處理同

一問(wèn)題，一般情況下它們可以互相代替換，但一般不提倡用

goto循環(huán)，因?yàn)閺?qiáng)制改變程序的順序經(jīng)常會(huì)給程序的運(yùn)行帶

來(lái)不可預(yù)料的錯(cuò)誤，在學(xué)習(xí)中我們主要學(xué)習(xí)while、do...

while,for三種循環(huán)。常用的三種循環(huán)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在于

弄清它們相同與不同之處，以便在不同場(chǎng)合下使用，這就要

清楚三種循環(huán)的格式和執(zhí)行順序，將每種循環(huán)的流程圖理解

透徹后就會(huì)明白如何替換使用，如把while循環(huán)的例題，用

for語(yǔ)句重新編寫(xiě)一個(gè)程序，這樣能更好地理解它們的作用。

特別要注意在循環(huán)體內(nèi)應(yīng)包含趨于結(jié)束的語(yǔ)句（即循環(huán)變量

值的改變），否則就可能成了一個(gè)死循環(huán)，這是初學(xué)者的一

個(gè)常見(jiàn)錯(cuò)誤。

在學(xué)完這三個(gè)循環(huán)后，應(yīng)明確它們的異同點(diǎn)：用while和

do...while循環(huán)時(shí)，循環(huán)變量的初始化的操作應(yīng)在循環(huán)體之

前，而for循環(huán)一般在語(yǔ)句1中進(jìn)行的；while循環(huán)和for

循環(huán)都是先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行循環(huán)體，而do...while循環(huán)

是先執(zhí)行循環(huán)體后判斷表達(dá)式，也就是說(shuō)do...while的循環(huán)

體最少被執(zhí)行一次，而while循環(huán)和for就可能一次都不執(zhí)

行。另外還要注意的是這三種循環(huán)都可以用break語(yǔ)句跳出

循環(huán)，用continue語(yǔ)句結(jié)束本次循環(huán)，而goto語(yǔ)句與if

構(gòu)成的循環(huán)，是不能用break和continue語(yǔ)句進(jìn)行控制的。

順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)并不彼此孤立的，在循環(huán)中

可以有分支、順序結(jié)構(gòu)，分支中也可以有循環(huán)、順序結(jié)構(gòu)，

其實(shí)不管哪種結(jié)構(gòu)，我們均可廣義的把它們看成一個(gè)語(yǔ)句。

在實(shí)際編程過(guò)程中常將這三種結(jié)構(gòu)相互結(jié)合以實(shí)現(xiàn)各種算

法，設(shè)計(jì)出相應(yīng)程序，但是要編程的問(wèn)題較大，編寫(xiě)出的程

序就往往很長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)重復(fù)多，造成可讀性差，難以理解，解

決這個(gè)問(wèn)題的方法是將C程序設(shè)計(jì)成模塊化結(jié)構(gòu)。

⑷模塊化程序結(jié)構(gòu)

C語(yǔ)言的模塊化程序結(jié)構(gòu)用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即將復(fù)雜的C程序

分為若干模塊，每個(gè)模塊都編寫(xiě)成一個(gè)C函數(shù)，然后通過(guò)主

函數(shù)調(diào)用函數(shù)及函數(shù)調(diào)用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一大型問(wèn)題的C程序編

寫(xiě)，因此常說(shuō)：C程序=主函數(shù)+子函數(shù)。因此，對(duì)函數(shù)的定

義、調(diào)用、值的返回等中要尤其注重理解和應(yīng)用，并通過(guò)上

機(jī)調(diào)試加以鞏固。

掌握一些簡(jiǎn)單的算法

編程其實(shí)一大部分工作就是分析問(wèn)題，找到解決問(wèn)題的方

法，再以相應(yīng)的編程語(yǔ)言寫(xiě)出代碼。這就要求掌握算法，根

據(jù)我們的《C程序設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱中，只要求我們掌握一些

簡(jiǎn)單的算法，在掌握這些基本算法后，要完成對(duì)問(wèn)題的分析

就容易了。如兩個(gè)數(shù)的交換、三個(gè)數(shù)的比較、選擇法排序和

冒泡法排序，這就要求我們要清楚這些算法的內(nèi)在含義

C源程序的關(guān)鍵字

要求：只需掌握一些常用的關(guān)鍵字即可，其他不常見(jiàn)的關(guān)鍵

字自己在編寫(xiě)程序時(shí)通過(guò)查閱資料了解。

所謂關(guān)鍵字就是已被C語(yǔ)言本身使用，不能作其它用途使用

的字。例如關(guān)鍵字不能用作變量名、函數(shù)名等

由ANSI標(biāo)準(zhǔn)定義的C語(yǔ)言關(guān)鍵字共32個(gè)：

autodoubleintstructbreakelselongswitch

caseenumregistertypedefcharexternreturnunion

constfloatshortunsignedcontinueforsignedvoid

defaultgotosizeofvolatiledoifwhilestatic

根據(jù)關(guān)鍵字的作用，可以將關(guān)鍵字分為數(shù)據(jù)類(lèi)型關(guān)鍵字

和流程控制關(guān)鍵字兩大類(lèi)。

1數(shù)據(jù)類(lèi)型關(guān)鍵字

A.基本數(shù)據(jù)類(lèi)型（5個(gè)）

void:聲明函數(shù)無(wú)返回值或無(wú)參數(shù)，聲明無(wú)類(lèi)型指針,

顯式丟棄運(yùn)算結(jié)果

char：字符型類(lèi)型數(shù)據(jù)，屬于整型數(shù)據(jù)的一種

int:整型數(shù)據(jù)，通常為編譯器指定的機(jī)器字長(zhǎng)

float:單精度浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，屬于浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的一種

double：雙精度浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，屬于浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的一種

B.類(lèi)型修飾關(guān)鍵字（4個(gè)）

short:修飾int,短整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。

long：修飾int,長(zhǎng)整形數(shù)據(jù)，可省略被修飾的into

signed:修飾整型數(shù)據(jù)，有符號(hào)數(shù)據(jù)類(lèi)型

unsigned:修飾整型數(shù)據(jù)，無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)類(lèi)型

C.復(fù)雜類(lèi)型關(guān)鍵字（5個(gè)）

struct:結(jié)構(gòu)體聲明

union：共用體聲明

enum：枚舉聲明

typedef：聲明類(lèi)型別名

sizeof:得到特定類(lèi)型或特定類(lèi)型變量的大小

D.存儲(chǔ)級(jí)別關(guān)鍵字（6個(gè)）

auto:指定為自動(dòng)變量，由編譯器自動(dòng)分配及釋放。

通常在棧上分配

static:指定為靜態(tài)變量，分配在靜態(tài)變量區(qū)，修飾

函數(shù)時(shí)，指定函數(shù)作用域?yàn)槲募?nèi)部

register：指定為寄存器變量，建議編譯器將變量存

儲(chǔ)到寄存器中使用，也可以修飾函數(shù)形參，建議編譯器通過(guò)

寄存器而不是堆棧傳遞參數(shù)

extern：指定對(duì)應(yīng)變量為外部變量，即標(biāo)示變量或者

函數(shù)的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數(shù)時(shí)

在其他模塊中尋找其定義。

const:與volatile合稱(chēng)“cv特性”，指定變量不可被

當(dāng)前線(xiàn)程/進(jìn)程改變（但有可能被系統(tǒng)或其他線(xiàn)程/進(jìn)程改

變）

volatile：與const合稱(chēng)"cv特性"，指定變量的值有

可能會(huì)被系統(tǒng)或其他進(jìn)程/線(xiàn)程改變，強(qiáng)制編譯器每次從內(nèi)

存中取得該變量的值

2流程控制關(guān)鍵字

A.跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（4個(gè)）

return：用在函數(shù)體中，返回特定值（或者是void值,

即不返回值）

continue：結(jié)束當(dāng)前循環(huán)，開(kāi)始下一輪循環(huán)

break：跳出當(dāng)前循環(huán)或switch結(jié)構(gòu)

goto:無(wú)條件跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句

B.分支結(jié)構(gòu)（5個(gè)）

if:條件語(yǔ)句，后面不需要放分號(hào)

else：條件語(yǔ)句否定分支（與if連用）

switch：開(kāi)關(guān)語(yǔ)句（多重分支語(yǔ)句）

case：開(kāi)關(guān)語(yǔ)句中的分支標(biāo)記

default:開(kāi)關(guān)語(yǔ)句中的“其他”分支，可選。

C.循環(huán)結(jié)構(gòu)（3個(gè)）

for：for循環(huán)結(jié)構(gòu)，for（1;2;3）4;的執(zhí)行順序?yàn)?/p>

1->2->4->3->2...循環(huán)，其中2為循環(huán)條件。在整個(gè)for循

環(huán)過(guò)程中，表達(dá)式1只計(jì)算一次，表達(dá)式2和表達(dá)式3則可

能計(jì)算多次，也可能一次也不計(jì)算。循環(huán)體可能多次執(zhí)行，

也可能一次都不執(zhí)行。

do:do循環(huán)結(jié)構(gòu)，do1while（2）;的執(zhí)行順序是

1->2->1...循環(huán)，2為循環(huán)條件

while：while循環(huán)結(jié)構(gòu)，while（1）2;的執(zhí)行順序是

1->2->1...循環(huán)，1為循環(huán)條件

應(yīng)用實(shí)例

要求：這是一些簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言程序，要求大家會(huì)讀并且會(huì)自

己編寫(xiě)。

L功能：求三個(gè)整數(shù)的平均值。程序如下：

#include<stdio.h>/*載入頭文件stdio.h*/

voidmain()/*主函數(shù)main*/

(

inta,b,c,d;/*定義a,b,c,d為整型變量*/

a=105;

b=75;

c=85;

d=(a+b+c)/3;

printf("d=%d\n",d);/*顯示"d=某數(shù)"并換行，某

數(shù)是d的值*/

getchar();/*等待用戶(hù)，按任意鍵退出*/

return0;

)

2.功能：由鍵盤(pán)輸入多邊形的邊數(shù)，求其內(nèi)角和。程

序如下:

#include<stdio.h>

intmain()

(

/*辨別多邊形是否成立，不成立重新執(zhí)行do-while

語(yǔ)句間的命令*/

do

(

intx;

printf("n=");

scanf("%d",&x);/*由鍵盤(pán)輸入x的值*/

printf("%d\n",(x-2)*180);/*顯示內(nèi)角和，公式

為(x-2)*180*/

/*辨別多邊形是否成立，不成立顯示“Error"，成立

顯示“Right”*/

if(x<=2)

printf("Error\n");

else

printf("Right\n");

)

while(x<=2);/*do-while語(yǔ)句*/

getchar();

return0;

)

3.功能：由鍵盤(pán)輸入兩個(gè)數(shù)，顯示器上顯示較大數(shù)。

程序如下：

#include<stdio.h>

intbig(int,int);/*創(chuàng)建整型變量函數(shù)big*/

voidmain0

(

intx,y;

scanf("%d,%d",&x,&y);

printf("bigis%d\n",big(x,y));

/*輸出big函數(shù)的值，因?yàn)閙ain函數(shù)與用戶(hù)自定義

函數(shù)big無(wú)關(guān)系，所以printf后的輸出項(xiàng)表是big(x,y),

而不是big(nl,n2)?/

getchar();

return0;

)

intbig(intnl,intn2)/*用戶(hù)自定義函數(shù)big*/

(

if(nl>n2)

returnnl;/*返回nl值*/

else

returnn2;/*返回n2值*/

)

4.功能：由鍵盤(pán)輸入一個(gè)等腰三角形的層數(shù)，畫(huà)一個(gè)

這樣的三角形。程序如下：

#include<stdio.h>

voidmain0

(

inti,j,n;

printf("n:");

scanf("%d",&n);

for(i=l;i<=n;i++)/*循環(huán)n次，每次輸出一行*/

(

for(j=l;j<=n-i;j++)/*輸出該行前面的空格*/

printf("");

for(j=l;j<=2*i-l;j++)/*輸出該行中的星號(hào)*/

printf("?");

printf("\n");

)

getchar();

return0;

)

注釋?zhuān)翰荒茌斎胩嗟男袛?shù)，如10000。

5.功能：由鍵盤(pán)輸入一個(gè)最大值，求2到這個(gè)最大值

中的所有質(zhì)數(shù)(素?cái)?shù))。程序如下：

#include<stdio.h>

#include<math.h>/*數(shù)學(xué)文件*/

voidmain0

(

intn,m,flag,i,j,num=l;

printf("n:");

scanf("%d",&n);

printf("2-%d:\n",n);

for(i=2;i<=n;i++)/*循環(huán)查找質(zhì)數(shù)*/

(

flag=l;

m=(int)sqrt(i);

for(j=2;j<=m;j++)

if(i%j==0)/*條件為真時(shí)表示不是質(zhì)數(shù)，退出for

循環(huán)*/

(

flag=0;

break;

if(flag==l)/*條件為真時(shí)表示i是質(zhì)數(shù)*/

printf("M",i);

if(num++==10)/*每行最多輸出10個(gè)數(shù)*/

(

printf("\n");

num=l;

)

)

)

printf("\n");

getchar();

return0;

)

數(shù)電方面基礎(chǔ)知識(shí)

要求：這些是電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，要掌握基本的數(shù)電符號(hào)，和

基本的邏輯關(guān)系?？荚囀侵攸c(diǎn)。

基本的邏輯運(yùn)算表示式-基本邏輯門(mén)電路符號(hào)

1、與邏輯(ANDLogic)

與邏輯又叫做邏輯乘，下面通過(guò)開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)加以說(shuō)明與

邏輯的運(yùn)算。

從上圖可以看出，當(dāng)開(kāi)關(guān)有一個(gè)斷開(kāi)時(shí)，燈泡處于滅的

狀態(tài)，僅當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)合上時(shí)，燈泡才會(huì)亮。于是我們可以將與

邏輯的關(guān)系速記為：“有0出0,全1出1”。

圖（b）列出了兩個(gè)開(kāi)關(guān)的所有組合，以及與燈泡狀態(tài)的情況，

我們用0表示開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，1表示開(kāi)關(guān)處于合上的狀態(tài)；

同時(shí)燈泡的狀態(tài)用0表示滅，用1表示亮。

圖⑹給出了與邏輯門(mén)電路符號(hào),該符號(hào)表示了兩個(gè)輸

入的邏輯關(guān)系，&在英文中是AND的速寫(xiě)，如果開(kāi)關(guān)有三個(gè)則

符號(hào)的左邊再加上一道線(xiàn)就行了。

邏輯與的關(guān)系還可以用表達(dá)式的形式表示為：

F=A?B

上式在不造成誤解的情況下可簡(jiǎn)寫(xiě)為：F=ABO

2、或邏輯（ORLogic）

上圖（a）為一并聯(lián)直流電路，當(dāng)兩只開(kāi)關(guān)都處于斷開(kāi)時(shí)，

其燈泡不會(huì)亮；當(dāng)A,B兩個(gè)開(kāi)關(guān)中有一個(gè)或兩個(gè)一起合上時(shí),

其燈泡就會(huì)亮。如開(kāi)關(guān)合上的狀態(tài)用1表示，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的狀態(tài)

用0表示；燈泡的狀態(tài)亮?xí)r用1表示，不亮?xí)r用0表示，則

可列出圖（b）所示的真值表。這種邏輯關(guān)系就是通常講的“或邏

輯”，從表中可看出，只要輸入A,B兩個(gè)中有一個(gè)為1,則

輸出為1,否則為0o所以或邏輯可速記為：“有1出1,全0

出0”。

上圖（c）為或邏輯門(mén)電路符號(hào)，后面通常用該符號(hào)來(lái)表示

或邏輯，其方塊中的表示輸入中有一個(gè)及一個(gè)以上的

1,輸出就為lo

邏輯或的表示式為：

F=A+B

3、非邏輯（NOTLogic）

非邏輯又常稱(chēng)為反相運(yùn)算（Inverters）。下圖（a）所示的

電路實(shí)現(xiàn)的邏輯功能就是非運(yùn)算的功能，從圖上可以看出當(dāng)開(kāi)

關(guān)A合上時(shí)，燈泡反而滅；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，燈泡才會(huì)亮，故

其輸出F的狀態(tài)與輸入A的狀態(tài)正好相反。非運(yùn)算的邏輯表達(dá)式

為F-N

圖（c）給出了非邏輯門(mén)電路符號(hào)。

(a)

(b)(c)

復(fù)合邏輯運(yùn)算

在數(shù)字系統(tǒng)中，除了與運(yùn)算、或運(yùn)算、非運(yùn)算之外，常常

使用的邏輯運(yùn)算還有T是通過(guò)這三種運(yùn)算派生出來(lái)的運(yùn)算，

這種運(yùn)算通常稱(chēng)為復(fù)合運(yùn)算，常見(jiàn)的復(fù)合運(yùn)算有：與非、或非、

與或非、同或及異或等。

4、與非邏輯（NANDLogic）

與非邏輯是由與、非邏輯復(fù)合而成的。其邏輯可描述為:

“輸入全部為1時(shí)，輸出為0;否則始終為ro下圖（a）為與

非邏輯門(mén)電路符號(hào)。

多輸入的與非邏輯表達(dá)式可寫(xiě)為：際

5、或非邏輯（NORLogic）

上圖（b）為或非邏輯門(mén)電路符號(hào)，從與非的邏輯可以推出

或非的邏輯關(guān)系：“輸入中有一個(gè)及一個(gè)以上1,則輸出為0,

僅當(dāng)輸入全為0時(shí)輸出為1"o或非邏輯的邏輯符號(hào)如下：

6、與或非邏輯

上圖中圖（c）為與或非邏輯門(mén)電路符號(hào)，A,B相與后輸出

到或運(yùn)算輸入，同時(shí)C,D也相與后輸出到或邏輯的輸入，這兩

個(gè)輸出再進(jìn)行或運(yùn)算后加到非運(yùn)算輸出。上圖與或非的邏輯

表達(dá)式為：

尸=麗而

7、異或邏輯

圖（d）為異或邏輯門(mén)電路符號(hào)，=1表示當(dāng)兩個(gè)輸入中只

有一個(gè)為1時(shí)，輸出為1;否則為0。異或運(yùn)算的邏輯表達(dá)

式為：

F=A?B=AB+AB

上式中，“”表示異或運(yùn)算。

8、同或邏輯

圖（e）為同或的邏輯關(guān)系，從圖上可以看出同或?qū)嶋H上是異

或的非邏輯，下表也說(shuō)明了其兩者的非的邏輯關(guān)系。

異或邏輯及同或邏輯真值表

輸入變量異或邏輯同或邏輯

ABAOBA0B

0001

0110

1010

1101

同或的邏輯表達(dá)式為:

F=AOB=AB+AB

上式中是同或邏輯門(mén)電路符號(hào)。

基本門(mén)電路-什么是門(mén)電路-邏輯門(mén)電路圖

一、分立元件基本門(mén)電路

二極管與門(mén)電路圖

「⑺uB（v）UF(V)

000.7

030.7

300.7

333.7

ABF

000

010

100

111

二極管或門(mén)電路圖

UB(V)UF(V)ABF

000000

032.3011

302.3101

332.3111

三極管非門(mén)電路圖

數(shù)制與編碼-數(shù)制轉(zhuǎn)換方法-數(shù)制計(jì)算運(yùn)算公式

一、十進(jìn)制數(shù)(DecimalNumber)

十進(jìn)制數(shù)是日常生活中使用最廣的計(jì)數(shù)制。組成十進(jìn)制數(shù)的符號(hào)有0,1，2,3,4,5,6,

7,8,9等共十個(gè)符號(hào)，我們稱(chēng)這些符號(hào)為數(shù)碼。

在十進(jìn)制中，每一位有。?9共十個(gè)數(shù)碼，所以計(jì)數(shù)的基數(shù)為1。。超過(guò)9就必須用多位數(shù)來(lái)表

示。十進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算遵循加法時(shí)：“逢十進(jìn)一”，減法時(shí)：“借一當(dāng)十”。

十進(jìn)制數(shù)中，數(shù)碼的位置不同，所表示的值就不相同。如：

I-------------*6X1000

|?8x100

'I*3x10

6834-*4x1

式中，每個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼有一個(gè)系數(shù)1000,100,1“1與之相對(duì)應(yīng)，這個(gè)系數(shù)就叫做權(quán)或位權(quán)。

對(duì)千位一十進(jìn)制數(shù)可表示為：

xn-1n2:2

N10=aR_110+^2x10_+'"+axxlO^a0xio+a_1x10-+**'10"

=rKaixiox

式中：ai為0~9中的位一數(shù)碼；10為進(jìn)制的基數(shù)；10的i

次為第i位的權(quán)；m,n為正整數(shù)，n為整數(shù)部分的位數(shù)，m

為小數(shù)部分的位數(shù)。

二、二進(jìn)制數(shù)(BinaryNumber)

與十進(jìn)制相似，二進(jìn)制數(shù)也遵循兩個(gè)規(guī)則：

僅有兩個(gè)不同的數(shù)碼，即0,1；

進(jìn)/借位規(guī)則為：逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二。

咫于任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)可表示為：

n-1

N尸器b：X2；

由于二進(jìn)制數(shù)僅0,1兩個(gè)數(shù)碼，所以其運(yùn)算規(guī)則比較簡(jiǎn)單，下

現(xiàn)列出了二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法和乘法的規(guī)則：

加法乘法

0+0=0