c語言二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)

時(shí)間：2025-11-02 15:52:20 思穎 C語言

　　C語言二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)主要涵蓋算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、特性及應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)等方面。下面是c語言二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)，歡迎閱讀。

c語言二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)

　　c語言二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí) 1

　　第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

　　1.1 算法

　　1.算法的基本概念

　　(1) 概念：算法是指一系列解決問題的清晰指令。

　　(2) 4個(gè)基本特征：可行性、確定性、有窮性、擁有足夠的情報(bào)。

　　(3) 兩種基本要素：對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的運(yùn)算和操作、算法的控制結(jié)構(gòu)(運(yùn)算和操作時(shí)問的順序)。

　　(4) 設(shè)計(jì)的基本方法：列舉法、歸納法、遞推法、遞歸法、減半遞推技術(shù)和回溯法。

　　2.算法的復(fù)雜度

　　(1) 算法的時(shí)間復(fù)雜度：執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量。

　　(2) 算法的空間復(fù)雜度：執(zhí)行算法所需的內(nèi)存空間。

　　1.2 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，即數(shù)據(jù)的組織形式。其中邏輯結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間邏輯關(guān)系;存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為數(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，有順序存儲(chǔ)、鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)、索引存儲(chǔ)和散列存儲(chǔ)4種方式。

　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按各元素之間前后件關(guān)系的復(fù)雜度可劃分為：

　　(1) 線性結(jié)構(gòu)：有且只有一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有一個(gè)直接前驅(qū)和一個(gè)直接后繼的非空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　(2) 非線性結(jié)構(gòu)：不滿足線性結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　1.3 線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　1.線性表的基本概念

　　線性結(jié)構(gòu)又稱線性表，線性表是最簡單也是最常用的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　2.線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　元素所占的存儲(chǔ)空間必須連續(xù)。

　　元素在存儲(chǔ)空間的位置是按邏輯順序存放的。

　　3.線性表的插入運(yùn)算

　　在第i個(gè)元素之前插入一個(gè)新元素的步驟如下：

　　步驟一：把原來第n個(gè)節(jié)點(diǎn)至第i個(gè)節(jié)點(diǎn)依次往后移一個(gè)元素位置。

　　步驟二：把新節(jié)點(diǎn)放在第i個(gè)位置上。

　　步驟三：修正線性表的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

　　在最壞情況下，即插入元素在第一個(gè)位置，線性表中所有元素均需要移動(dòng)。

　　4.線性表的刪除運(yùn)算

　　刪除第i個(gè)位置的元素的步驟如下：

　　步驟一：把第i個(gè)元素之后不包括第i個(gè)元素的n-i個(gè)元素依次前移一個(gè)位置;

　　步驟二：修正線性表的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

　　1.4 棧和隊(duì)列

　　1.棧及其基本運(yùn)算

　　(1) 基本概念：棧是一種特殊的線性表，其插入運(yùn)算與刪除運(yùn)算都只在線性表的一端進(jìn)行，也被稱為“先進(jìn)后出”表或“后進(jìn)先出”表。

　　棧頂：允許插入與刪除的一端。

　　棧底：棧頂?shù)牧硪欢恕?/p>

　　空棧：棧中沒有元素的棧。

　　(2) 特點(diǎn)。

　　棧頂元素是最后被插入和最早被刪除的元素。

　　棧底元素是最早被插入和最后被刪除的元素。

　　棧有記憶作用。

　　在順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)下，棧的插入和刪除運(yùn)算不需移動(dòng)表中其他數(shù)據(jù)元素。

　　棧頂指針top動(dòng)態(tài)反映了棧中元素的變化情況

　　(3) 順序存儲(chǔ)和運(yùn)算：入棧運(yùn)算、退棧運(yùn)算和讀棧頂運(yùn)算。

　　2.隊(duì)列及其基本運(yùn)算

　　(1) 基本概念：隊(duì)列是指允許在一端進(jìn)行插入，在另一端進(jìn)行刪除的線性表，又稱“先進(jìn)先出”的線性表。

　　隊(duì)尾：允許插入的一端，用尾指針指向隊(duì)尾元素。

　　排頭：允許刪除的一端，用頭指針指向頭元素的前一位置。

　　(2) 循環(huán)隊(duì)列及其運(yùn)算。

　　所謂循環(huán)隊(duì)列，就是將隊(duì)列存儲(chǔ)空間的最后一個(gè)位置繞到第一個(gè)位置，形成邏輯上的環(huán)狀空間。

　　入隊(duì)運(yùn)算是指在循環(huán)隊(duì)列的隊(duì)尾加入一個(gè)新元素。

　　當(dāng)循環(huán)隊(duì)列非空(s=1)且隊(duì)尾指針等于隊(duì)頭指針時(shí)，說明循環(huán)隊(duì)列已滿，不能進(jìn)行人隊(duì)運(yùn)算，這種情況稱為“上溢”。

　　退隊(duì)運(yùn)算是指在循環(huán)隊(duì)列的隊(duì)頭位置退出一個(gè)元素并賦給指定的變量。首先將隊(duì)頭指針進(jìn)一，然后將排頭指針指向的元素賦給指定的變量。當(dāng)循環(huán)隊(duì)列為空(s=0)時(shí)，不能進(jìn)行退隊(duì)運(yùn)算，這種情況稱為“下溢”。

　　1.5 線性鏈表

　　在定義的鏈表中，若只含有一個(gè)指針域來存放下一個(gè)元素地址，稱這樣的鏈表為單鏈表或線性鏈表。

　　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)。

　　1.6 樹和二叉樹

　　1.樹的基本概念

　　樹是簡單的非線性結(jié)構(gòu)，樹中有且僅有一個(gè)沒有前驅(qū)的節(jié)點(diǎn)稱為“根”，其余節(jié)點(diǎn)分成m個(gè)互不相交的有限集合T1，T2，…，T}mm，每個(gè)集合又是一棵樹，稱T1，T2，…，T}mm為根結(jié)點(diǎn)的子樹。

　　父節(jié)點(diǎn)：每一個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)前件，無前件的節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，稱為樹的根結(jié)點(diǎn)(簡稱樹的根)。

　　子節(jié)點(diǎn)：每～個(gè)節(jié)點(diǎn)可以后多個(gè)后件，無后件的`節(jié)點(diǎn)稱為葉子節(jié)點(diǎn)。

　　樹的度：所有節(jié)點(diǎn)最大的度。

　　樹的深度：樹的最大層次。

　　2.二叉樹的定義及其基本性質(zhì)

　　(1) 二叉樹的定義：二叉樹是一種非線性結(jié)構(gòu)，是有限的節(jié)點(diǎn)集合，該集合為空(空二叉樹)或由一個(gè)根節(jié)點(diǎn)及兩棵互不相交的左右二叉子樹組成。可分為滿二叉樹和完全二叉樹，其中滿二叉樹一定是完全二叉樹，但完全二叉樹不一定是滿二叉樹。二叉樹具有如下兩個(gè)特點(diǎn)：

　　二叉樹可為空，空的二叉樹無節(jié)點(diǎn)，非空二叉樹有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn);

　　每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多可有兩棵子樹，稱為左子樹和右子樹。

　　(2) 二叉樹的基本性質(zhì)。

　　性質(zhì)1：在二叉樹的第k層上至多有2k-1個(gè)結(jié)點(diǎn)(k≥1)。

　　性質(zhì)2：深度為m的二叉樹至多有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。

　　性質(zhì)3：對(duì)任何一棵二叉樹，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)的完全二叉樹的深度至少為[log2n]+1，其中[log2n]表示log2n的整數(shù)部分。

　　3.滿二叉樹與完全二叉樹

　　(1) 滿二叉樹：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)。滿二叉樹在其第i層上有2i-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。

　　從上面滿二叉樹定義可知，二叉樹的每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)必須都達(dá)到最大，否則就不是滿二叉樹。深度為m的滿二叉樹有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。

　　(2) 完全二叉樹：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)。

　　如果—棵具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的深度為k的二叉樹，它的每—個(gè)結(jié)點(diǎn)都與深度為k的滿二叉樹中編號(hào)為1～n的結(jié)點(diǎn)——對(duì)應(yīng)。

　　3.二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)域和指針域(左指針域和右指針域)組成。二叉樹的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)也稱二叉鏈表，對(duì)滿二叉樹和完全二叉樹可按層次進(jìn)行順序存儲(chǔ)。

　　4.二叉樹的遍歷

　　二叉樹的遍歷是指不重復(fù)地訪問二叉樹中所有節(jié)點(diǎn)，主要指非空二叉樹，對(duì)于空二叉樹則結(jié)束返回。二叉樹的遍歷包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷。

　　(1) 前序遍歷。

　　前序遍歷是指在訪問根結(jié)點(diǎn)、遍歷左子樹與遍歷右子樹這三者中，首先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹;并且，在遍歷左右子樹時(shí)，仍然先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹。前序遍歷描述為：若二叉樹為空，則執(zhí)行空操作;否則①訪問根結(jié)點(diǎn);②前序遍歷左子樹;③前序遍歷右子樹。

　　(2) 中序遍歷。

　　中序遍歷是指在訪問根結(jié)點(diǎn)、遍歷左子樹與遍歷右子樹這三者中，首先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹;并且，在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹。中序遍歷描述為：若二叉樹為空，則執(zhí)行空操作;否則①中序遍歷左子樹;②訪問根結(jié)點(diǎn);③中序遍歷右子樹。

　　(3) 后序遍歷。

　　后序遍歷是指在訪問根結(jié)點(diǎn)、遍歷左子樹與遍歷右子樹這三者中，首先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)，并且，在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)。后序遍歷描述為：若二叉樹為空，則執(zhí)行空操作;否則①后序遍歷左子樹;②后序遍歷右子樹;③訪問根結(jié)點(diǎn)。

　　1.7 查找技術(shù)

　　(1) 順序查找：在線性表中查找指定的元素。

　　(2) 最壞情況下，最后一個(gè)元素才是要找的元素，則需要與線性表中所有元素比較，比較次數(shù)為n。

　　(3) 二分查找：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，它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)排列。對(duì)長度為n的有序線性表，在最壞情況下，二分查找法只需比較log2n次。

　　1.8 排序技術(shù)

　　(1) 交換類排序法。

　　冒泡排序：通過對(duì)待排序序列從后向前或從前向后，依次比較相鄰元素的排序碼，若發(fā)現(xiàn)逆序則交換，使較大的元素逐漸從前部移向后部或較小的元素逐漸從后部移向前部，直到所有元素有序?yàn)橹埂Ｔ谧顗那闆r下，對(duì)長度為n的線性表排序，冒泡排序需要比較的次數(shù)為n(n-1)/2。

　　快速排序：是迄今為止所有內(nèi)排序算法中速度最快的一種。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，左子序列元索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(duì)兩個(gè)子序列繼續(xù)進(jìn)行排序，直至整個(gè)序列有序。最壞情況下，即每次劃分，只得到一個(gè)序列，時(shí)間效率為O(n2)。

　　(2) 插人類排序法。

　　簡單插入排序法：把n個(gè)待排序的元素看成為一個(gè)有序表和一個(gè)無序表，開始時(shí)有序表中只包含一個(gè)元素，無序表中包含有n-1個(gè)元素，排序過程中每次從無序表中取出第一個(gè)元素，把它的排序碼依次與有序表元素的排序碼進(jìn)行比較，將它插入到有序表中的適當(dāng)位置，使之成為新的有序表。在最壞情況下，即初始排序序列是逆序的情況下，比較次數(shù)為n(n-1)/2，移動(dòng)次數(shù)為n(n-1)/2。

　　希爾排序法：先將整個(gè)待排元素序列分割成若干個(gè)子序列(由相隔某個(gè)“增量”的元素組成的)分別進(jìn)行直接插入排序。待整個(gè)序列中的元素基本有序(增量足夠小)時(shí)，再對(duì)全體元素進(jìn)行一次直接插入排序。

　　(3) 選擇類排序法。

　　簡單選擇排序法：掃描整個(gè)線性表。從中選出最小的元素。將它交換到表的最前面;然后對(duì)剩下的子表采用同樣的方法，直到子表空為止。最壞情況下需要比較n(n-1)/2次。

　　堆排序的方法：首先將一個(gè)無序序列建成堆;然后將堆頂元素(序列中的最大項(xiàng))與堆中最后一個(gè)元素交換(最大項(xiàng)應(yīng)該在序列的最后)。不考慮已經(jīng)換到最后的那個(gè)元素，只考慮前n-1個(gè)元素構(gòu)成的子序列，將該子序列調(diào)整為堆。反復(fù)做步驟②，直到剩下的子序列空為止。在最壞情況下，堆排序法需要比較的次數(shù)為0(nlog2n)

　　第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

　　2.1 程序設(shè)計(jì)方法與風(fēng)格

　　(1)設(shè)計(jì)方法：指設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試程序的方法和過程，主要有結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法、軟件工程方法和面向?qū)ο蠓椒ā?/p>

　　(2)設(shè)計(jì)風(fēng)格：良好的設(shè)計(jì)風(fēng)格要注重源程序文檔化、數(shù)據(jù)說明方法、語句的結(jié)構(gòu)和輸入輸出。

　　2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

　　1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的原則

　　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化，提倡清晰的結(jié)構(gòu)。。

　　(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(duì)復(fù)雜問題，應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)做過渡，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GOT0語句。

　　2.結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

　　(1)順序結(jié)構(gòu)：自始至終嚴(yán)格按照程序中語句的先后順序逐條執(zhí)行，是最基本、最普遍的結(jié)構(gòu)形式。

　　(2)選擇結(jié)構(gòu)：又稱為分支結(jié)構(gòu)，包括簡單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu)。

　　(3)重復(fù)結(jié)構(gòu)：又稱為循環(huán)結(jié)構(gòu)，根據(jù)給定的條件，判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同的或類似的程序段。

　　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意事項(xiàng)：

　　(1)使用程序設(shè)計(jì)語言中的順序、選擇、循環(huán)等有限的控制結(jié)構(gòu)表示程序的控制邏輯。

　　(2)選用的控制結(jié)構(gòu)只準(zhǔn)許有一個(gè)人口和一個(gè)出口。

　　(3)程序語言組成容易識(shí)別的塊，每塊只有一個(gè)入口和一個(gè)出口。

　　(4)復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)該用嵌套的基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合嵌套來實(shí)現(xiàn)。

　　(5)語言中所沒有的控制結(jié)構(gòu)，應(yīng)該采用前后一致的方法來模擬。

　　(6)盡量避免GOT0語句的使用。

　　2.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)

　　面向?qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)是主張從客觀世界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)建立的系統(tǒng)能映射問題域。

　　對(duì)象：用來表示客觀世界中任何實(shí)體，可以是任何有明確邊界和意義的東西。

　　類：具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集合。

　　實(shí)例：一個(gè)具體對(duì)象就是其對(duì)應(yīng)分類的一個(gè)實(shí)例。

　　消息：實(shí)例間傳遞的信息，它統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流。

　　繼承：使用已有的類定義作為基礎(chǔ)建立新類的定義技術(shù)。

　　多態(tài)性：指對(duì)象根據(jù)所接受的信息而作出動(dòng)作，同樣的信息被不同的對(duì)象接收時(shí)有不同行動(dòng)的現(xiàn)象。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：與人類習(xí)慣的思維方法一致、穩(wěn)定性好、可重用性好、易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品、可維護(hù)性好。

　　第三章軟件工程基礎(chǔ)

　　3.1 軟件工程基本概念

　　1.軟件的定義與特點(diǎn)

　　(1)定義：軟件是指與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作有關(guān)的計(jì)算機(jī)程序、規(guī)程、規(guī)則，以及可能有的文件、文檔和數(shù)據(jù)。

　　(2)特點(diǎn)。

　　是邏輯實(shí)體，有抽象性。

　　生產(chǎn)沒有明顯的制作過程。

　　運(yùn)行使用期間不存在磨損、老化問題。

　　開發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有依賴性，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，導(dǎo)致了軟件移植問題。

　　復(fù)雜性較高，成本昂貴。

　　開發(fā)涉及諸多社會(huì)因素。

　　2.軟件的分類

　　軟件可分應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件和支撐軟件3類。

　　(1)應(yīng)用軟件是特定應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)專用的軟件。

　　(2)系統(tǒng)軟件居于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最靠近硬件的一層，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。

　　(3)支撐軟件介于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間，是支援其它軟件的開發(fā)與維護(hù)的軟件。

　　3.軟件危機(jī)與軟件工程

　　軟件危機(jī)指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)中遇到的一系列嚴(yán)重問題。軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開發(fā)和維護(hù)的一整套方法、工具、文檔、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和工序，包括軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。

　　4.軟件生命周期

　　軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用的過程稱為軟件生命周期。

　　在國家標(biāo)準(zhǔn)中，軟件生命周期劃分為8個(gè)階段①軟件定義期：包括問題定義、可行性研究和需求分析3個(gè)階段。②軟件開發(fā)期：包括概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試4個(gè)階段。③運(yùn)行維護(hù)期：即運(yùn)行維護(hù)階段。

　　5.軟件工程的原則

　　軟件工程的原則包括：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

　　需求分析的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)需求、求精、建模和定義需求的過程，可概括為：需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書和需求評(píng)審。

　　1.常用的分析方法

　　結(jié)構(gòu)化分析方法：其實(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。

　　面向?qū)ο蠓治龇椒ā?/p>

　　2.結(jié)構(gòu)化分析常用工具

　　結(jié)構(gòu)化分析常用工具包括數(shù)據(jù)流圖、數(shù)字字典(核心方法)、判斷樹和判斷表。

　　(1)數(shù)據(jù)流圖：即DFD圖，以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過程，它只反映系統(tǒng)必須完成的邏輯功能。是一種功能模型。

　　符號(hào)名稱作用：

　　箭頭代表數(shù)據(jù)流，沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道

　　圓或橢圓代表加工，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出

　　雙杠代表存儲(chǔ)文件，表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)文件

　　方框代表源和潭，表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口

　　(2)數(shù)據(jù)字典：結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。數(shù)據(jù)字典是對(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。

　　(3)判定樹：使用判定樹進(jìn)行描述時(shí)，應(yīng)先從問題定義的文字描述中分清判定的條件和判定的結(jié)論，根據(jù)描述材料中的連接詞找出判定條件之問的從屬關(guān)系、并列關(guān)系、選擇關(guān)系，根據(jù)它們構(gòu)造判定樹。

　　(4)判定表：與判定樹相似，當(dāng)數(shù)據(jù)流圖中的加工要依賴于多個(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引發(fā)的，使用判定表比較適宜。

　　3.軟件需求規(guī)格說明書

　　軟件需求規(guī)格說明書是需求分析階段的最后成果，是軟件開發(fā)的重要文檔之一。

　　(1)軟件需求規(guī)格說明書的作用：①便于用戶、開發(fā)人員進(jìn)行理解和交流;②反映出用戶問題的結(jié)構(gòu)，可以作為軟件開發(fā)工作的基礎(chǔ)和依據(jù);③作為確認(rèn)測(cè)試和驗(yàn)收的依據(jù)。

　　(2)軟件需求規(guī)格說明書的內(nèi)容：①概述;②數(shù)據(jù)描述;③功能描述;④性能描述;⑤參考文獻(xiàn);⑥附錄。

　　(3)軟件需求規(guī)格說明書的特點(diǎn)：①正確性;②無歧義性;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。

　　3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法

　　1.軟件設(shè)計(jì)的基本概念和方法

　　軟件沒計(jì)是一個(gè)把軟件需求轉(zhuǎn)換為軟件表示的過程。

　　(1)基本原理：抽象、模塊化、信息隱藏、模塊獨(dú)立性(度量標(biāo)準(zhǔn)：耦合性和內(nèi)聚性，高耦合、低內(nèi)聚)。

　　(2)基本思想：將軟件設(shè)計(jì)成由相對(duì)獨(dú)立、單一功能的模塊組成的結(jié)構(gòu)。

　　2.概要設(shè)計(jì)

　　(1)4個(gè)任務(wù)：設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、編寫概要設(shè)計(jì)文檔、概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審。

　　(2)面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法：數(shù)據(jù)流圖的信息分為交換流和事物流，結(jié)構(gòu)形式有交換型和事務(wù)型。

　　3.詳細(xì)設(shè)計(jì)的工具

　　詳細(xì)設(shè)計(jì)的工具包括：

　　圖形工具：程序流程圖、N-S、PAD、HIPO。

　　表格工具：判定表。

　　語言工具：PDL(偽碼)。

　　3.4 軟件測(cè)試

　　1.目的

　　為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程。

　　2.準(zhǔn)則

　　所有測(cè)試應(yīng)追溯到用戶需求。

　　嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)試計(jì)劃，排除測(cè)試的隨意性。

　　充分注意測(cè)試中的群集現(xiàn)象。

　　程序員應(yīng)避免檢查自己的程序。

　　窮舉測(cè)試不可能。

　　妥善保存設(shè)計(jì)計(jì)劃、測(cè)試用例、出錯(cuò)統(tǒng)計(jì)和最終分析報(bào)告。

　　3.軟件測(cè)試技術(shù)和方法

　　軟件測(cè)試的方法按是否需要執(zhí)行被測(cè)軟件的角度，可分為靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試，按功能分為白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試。

　　(1)白盒測(cè)試：根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯設(shè)計(jì)測(cè)試用例，主要方法有邏輯覆蓋測(cè)試、基本路徑測(cè)試等。

　　(2)黑盒測(cè)試：根據(jù)規(guī)格說明書的功能來設(shè)計(jì)測(cè)試用例，主要診斷方法有等價(jià)劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測(cè)法、因果圖法等，主要用于軟件確認(rèn)測(cè)試。

　　4.軟件測(cè)試的實(shí)施

　　軟件測(cè)試是保證軟件質(zhì)量的重要手段，軟件測(cè)試是一個(gè)過程，其測(cè)試流程是該過程規(guī)定的程序，目的是使軟件測(cè)試工作系統(tǒng)化。

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

　　單元測(cè)試是對(duì)軟件設(shè)計(jì)的最小單位——模塊(程序單元)進(jìn)行正確性檢驗(yàn)測(cè)試。

　　單元測(cè)試的目的是發(fā)現(xiàn)各模塊內(nèi)部可能存在的各種錯(cuò)誤。

　　單元測(cè)試的依據(jù)是詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書和源程序。

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

　　3.5 程序的調(diào)試

　　(1)任務(wù)：診斷和改正程序中的錯(cuò)誤。

　　(2)調(diào)試方法：強(qiáng)行排錯(cuò)法、回溯法和原因排除法。

　　第四章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

　　4.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念

　　(1) 數(shù)據(jù)(Data)：描述事物的符號(hào)記錄。

　　(2) 數(shù)據(jù)庫(DataBase)：長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

　　(3) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的概念

　　數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DataBase Management System，DBMS)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)、數(shù)據(jù)控制及保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等。為完成以上6個(gè)功能，DBMS提供了相應(yīng)的數(shù)據(jù)語言;數(shù)據(jù)定義語言(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);數(shù)據(jù)操縱語言(負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱);數(shù)據(jù)控制語言(負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)完整性、安全性的定義)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，它位于用戶和操作系統(tǒng)之間，從軟件分類的角度來說，屬于系統(tǒng)軟件。

　　(4) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段。

　　人工管理階段→文件系統(tǒng)階段→數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

　　(5) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)：集成性、高共享性、低冗余性、數(shù)據(jù)獨(dú)立性、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制等。

　　(6) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部機(jī)構(gòu)體系：三級(jí)模式(概念模式、內(nèi)模式、外模式)和二級(jí)映射(外模式/概念模式的映射、概念模式/內(nèi)模式的映射)構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)部的抽象結(jié)構(gòu)體系。

　　4.2 數(shù)據(jù)模型

　　數(shù)據(jù)模型是數(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，描述的內(nèi)容有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)約束。有3個(gè)層次：概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型。

　　(1) E—R模型：提供了表示實(shí)體、屬性和聯(lián)系的方法。實(shí)體間聯(lián)系有“一對(duì)一”、“一對(duì)多”和“多對(duì)多”。

　　(2) E-R模型用E-R圖來表示。

　　(3) 層次模型：利用樹形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及其之問聯(lián)系。其中節(jié)點(diǎn)是實(shí)體，樹枝是聯(lián)系，從上到下是一對(duì)多關(guān)系。

　　(4) 網(wǎng)狀模型：用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及其之間聯(lián)系。是層次模型的擴(kuò)展。網(wǎng)絡(luò)模型以記錄型為節(jié)點(diǎn)，反映現(xiàn)實(shí)中較為復(fù)雜的事物聯(lián)系。

　　(5) 關(guān)系模型：采用二維表(由表框架和表的元組組成)來表示，可進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、增加、刪除及修改操作。關(guān)系模型允許定義“實(shí)體完整性”、“參照完整性”和“用戶定義的完整性”三種約束。

　　鍵(碼)：二維表中唯一能標(biāo)識(shí)元組的最小屬性集。

　　候選鍵(候選碼)：二維表中可能有的多個(gè)鍵。

　　主鍵：被選取的一個(gè)使用的鍵。

　　4.3 關(guān)系代數(shù)

　　(1) 關(guān)系代數(shù)的基本運(yùn)算：投影、選擇、笛卡爾積。

　　(2) 關(guān)系代數(shù)的擴(kuò)充運(yùn)算：交、連接與自然連接、除。

　　4.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理

　　1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述

　　基本思想：過程迭代和逐步求精。

　　方法：面向數(shù)據(jù)的方法和面向過程的方法。

　　設(shè)計(jì)過程：需求分析→概念設(shè)計(jì)→邏輯設(shè)計(jì)→物理設(shè)計(jì)→編碼→測(cè)試→運(yùn)行→進(jìn)→步修改。

　　2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的需求分析

　　需求收集和分析是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的第一階段，常用結(jié)構(gòu)化分析方法(自頂向下、逐層分解)和面向?qū)ο蟮姆椒ǎ饕ぷ饔欣L制數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)分析、功能分析、確定功能處理模塊和數(shù)據(jù)間關(guān)系。

　　數(shù)據(jù)字典：包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理過程，是對(duì)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的詳盡描述。

　　3.數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

　　(1) 數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)：分析數(shù)據(jù)問內(nèi)在的語義關(guān)聯(lián)，以建立數(shù)據(jù)的抽象模型。

　　(2) 數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)：從E-R圖向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換，邏輯模式規(guī)范化，關(guān)系視圖設(shè)計(jì)可以根據(jù)用戶需求隨時(shí)創(chuàng)建。實(shí)體轉(zhuǎn)換為元組，屬性轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系。

　　(3) 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)：是數(shù)據(jù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法，目的是對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)作出調(diào)整并選擇合理的存取路徑，以提高速度和存儲(chǔ)空間。

　　4.數(shù)據(jù)庫管理

　　數(shù)據(jù)庫管理包括數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)庫的調(diào)整、數(shù)據(jù)庫的重組、數(shù)據(jù)庫的安全性與完整性控制、數(shù)據(jù)庫故障恢復(fù)和數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控。