公共基礎(chǔ)知識(shí)匯總

1、一級(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1.1算法亙：是一組有窮指令集，是解題方案的準(zhǔn)確而憲整的描述。通俗地說,算法就是計(jì)算機(jī)解題的過程。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，不允許有多義性；(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

2、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)館執(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):幀序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)秫算法基本設(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)雜屈算法空間復(fù)耘。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)行過程中所需的額外空間。1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3、：摘相互有關(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，即戰(zhàn)據(jù)的邏輯砸：(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)|；對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)講行的運(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為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，也稱數(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))：(1) 有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn);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)

4、條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。1.3線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)線性是由 組數(shù)據(jù)兀素構(gòu)成，數(shù)據(jù)兀素的位置只取決于自己的序號(hào)，兀素之間的相對(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)元素稱為是?9由多個(gè)記錄構(gòu)成的線性表稱為文件。 非空線性表的結(jié)構(gòu)特征：(1) 且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)它無前件；(2) 有且只有一個(gè)終端結(jié)點(diǎn)an,它無后件；(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稱為唾 裏詬麗，當(dāng) nR 時(shí)，稱為商線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有以下兩個(gè)基本特點(diǎn)：線性表中所有元素所占的存儲(chǔ)空間是連續(xù)的 ；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

5、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。1.4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)單元稱為存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)稱殛。結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：(1) 用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素值，稱為麻埸；(2) 用于存放指針，稱為贈(zèng)針劃,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稱為頭

6、指針，HEAXNULL (或0)稱為陰軋 如果是雙項(xiàng)鏈表的兩指針：I左指釧(Llink)指向前件結(jié)點(diǎn)，右指釧(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。1.5ft和隊(duì)列凰：限定在一端進(jìn)行播入與刪除的線性表。其允許插入與刪除的一端稱為桟頂，用指針 top表示棧頂位置。不允許插入與刪除的另一端稱為棧底,用指針bottom表示棧底。棧按照| “先進(jìn)話(FILO)或后進(jìn)先出勺(LIFO)組織數(shù)據(jù)，棧具有記憶作用。桟的存儲(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，在桟頂位置插入元素；(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，

7、將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量，此時(shí)指針無變化。頑：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I "先進(jìn)先出四(FIFO)或嚴(yán)后進(jìn)后 出昨(LILO)的線性表匚 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； 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)，再加其容童即可。1.6樹與二叉樹樹是一種簡(jiǎn)單的非線性結(jié)構(gòu),其所有元素之間具有明顯的層

8、次特性。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),簡(jiǎn)稱材的根。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件，稱為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。沒在樹結(jié)構(gòu)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件的個(gè)數(shù)稱為該結(jié)點(diǎn)的度，所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱為樹的度。樹的最大層次稱為樹的深度。二叉樹I的特點(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)的左子樹與右子樹。滿二叉樹是指除最后一層外，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2個(gè)結(jié)點(diǎn)深度為 m的滿 二叉樹有2°T個(gè)結(jié)點(diǎn)。完全二叉測(cè)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

9、樹基本性質(zhì)：在二叉樹的第k層上，最多有2i(kM1)個(gè)結(jié)點(diǎn)； 深度為m的二叉樹最多有2*T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，其深度至少為Iog2n +1,其中1。的表示 取log2n的整數(shù)部分(5) 具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹的深度為 Iog2n +1;(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曰，2?n),有以下結(jié)論：%1若k=d,則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，它沒有父結(jié)點(diǎn)；若 k>1,則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)編號(hào)為I NT (k/2):%1若2kWn,則k結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)

10、點(diǎn)編號(hào)為2k;否則該結(jié)點(diǎn)無左子結(jié)點(diǎn)(也無右子結(jié)點(diǎn));%1若2k+1An,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)，沒有度為2的結(jié)點(diǎn)時(shí)葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)為U已知完全二叉樹有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;第k層的結(jié)點(diǎn)數(shù)y=x-(21-1);第k-1層的葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)n=2 4 1 “/2若 y/2有余，則要加1>最后y+ru二叉樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)采用陡式存儲(chǔ) 結(jié)構(gòu)I,對(duì)于滿二叉樹與完全二叉樹可以按層序進(jìn)行順序存儲(chǔ)。二叉樹的遍歷：(1) 前序遍歷I (DLR),首先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷

11、左子樹,最后遍歷右子樹;(樹根在第一,下走不跳結(jié)點(diǎn))(2) |中序遍質(zhì)丨(LDR),首先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹；(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) 詬序遍歷丨(LRD)首先遍歷左子樹，然后訪問遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)。(有左先左，再找右，后尋根，到最右一路上行，樹根在最后)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(二叉樹)，其存儲(chǔ)方式為鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。1.7查找技術(shù)只能使用順序查找的兩種情況：(1) 線性表為無序表

12、，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)的有序閡,對(duì)于長(zhǎng)度為n的有序線性表，最壞情況只需比較llogan I次,而 順序 查找需要比較n次。1.8排序技術(shù)排序是指將一個(gè)無序序列蔓理成按值非遞減順序排列陛空営。交換類排序法：(1)冒泡排序法，需要比較的次數(shù)為 |n(n T)/2|;(2 )快速排序法。插入類排序法：(1) 簡(jiǎn)單插入排序法，最壞情況需要|n(nT)/21次比較；希爾排序法，最壞情況需要叵亜次(2) 比較。選擇類排序法：(1)簡(jiǎn)單選擇排序法，最壞情況需要 h呼“ /21次比較；堆排序法，最壞情況需要 0(nlog2n)|次

13、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 O類別方法時(shí)間復(fù)維交換類冒泡排序相鄰元索憾不滿足條件時(shí)交換如)/2快速排序選擇基準(zhǔn)兀素1通過交換1劃分成兩個(gè)子 序列O(nl og2 n)插入類簡(jiǎn)單插入排序盧 pXT待排序的元素看成為-個(gè)有序表和-個(gè)無序表1將無序表中元素插入到有序表中晦 1)/2希爾排序分割成若千個(gè)子序列分別進(jìn)聞插入排序0(nlj)選擇類簡(jiǎn)單選擇排序掃描整個(gè)踐性表I從中選岀*小的元素將它交換到表的靈前而晦 1)/2堆排序選建堆撚后將堆頂元素與堆中琦個(gè)元素交如再調(diào)整為堆O(nlogn)第章程序設(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&qu

14、ot;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：(詳見書P27)1、源程序文檔化；2、數(shù)據(jù)說明的方法；3、語句的結(jié)構(gòu)；4、輸入和輸出。 注釋謝序言性繇祀功飽性痊蔣。 語句結(jié)構(gòu)|清晰第一、效率第日。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:自頂向；2、逐步求；3、模塊；4.限制使用goto語句結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn):化(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執(zhí)行相應(yīng)的語句序列；(3) 循環(huán)結(jié)構(gòu):又稱重復(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

15、一相同或類似的程序段。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)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語言為標(biāo) 志O面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)：(1) 與人類習(xí)慣的思維方法一致；(2)穩(wěn)定性好；(3)可重用性好；(4) 易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品；(5)可維護(hù)性好。亟是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍?，可以用來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)中用來描述客觀事物的-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

16、所包含的信息，它在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)確定，一般只能通過執(zhí)行對(duì)象的操作來改變。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，操作史塗為方法或服務(wù)對(duì)象的基本特點(diǎn)：(3) C (check) -軟件確認(rèn);(4) A (act ion) -軟件演進(jìn)對(duì)應(yīng)回答某必重復(fù)類允許的說(1) 標(biāo)識(shí)惟一性；分類性；多態(tài)性；封裝性；(5)模塊獨(dú)立性好。囲是指具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集合。類是關(guān)于對(duì)象性質(zhì)的描述。類是對(duì)象的抽象，對(duì)象是其 類的一個(gè)實(shí)例。新?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 一要求的信息，它統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流。消息的組咸包括：(1) 接收消息的對(duì)象的名稱

17、；(2)消息標(biāo)識(shí)符，也稱消息名；(3)零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。畫是使用已有的類定義作為基礎(chǔ)建立新類的定義技術(shù)，廣義指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征，而不 定義他們。繼承具有傳遞性，一個(gè)類實(shí)際上繼承了他上層的全部基類的特性。繼承分單繼承和多重繼承。單繼承指一個(gè)類只允許有一個(gè)父類，即類等級(jí)為材形結(jié)構(gòu):多重繼承指一個(gè)有多個(gè)父類。多態(tài)性庭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)軟件是包桔麗J蘇閡相關(guān)文檔I的完整集合。較件的特點(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，它沒有明顯的制作過程；(3) 軟件在運(yùn)行、使用期間

18、不存在磨損、老化問題；(4) 軟件的開發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題；(5) 軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；(6) 軟件開發(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。簡(jiǎn)單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)品來處理。 軟件工程包括3個(gè)要素：麗:雜網(wǎng)。軟件工程過程是把軟件轉(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)格說明；(

19、2) D(do)軟件開發(fā)；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程。軟件生命周期分三個(gè)階段：軟件定義 主要活動(dòng)階段是：軟件開發(fā)運(yùn)行維 護(hù)(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)。重用要較軟件工程的目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可 性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品?；灸繕?biāo)：付出較低的開發(fā)成本；達(dá)到要求的軟件功能；取得較好的軟件性能；開發(fā)軟件易于移植；需 低的費(fèi)用；能按時(shí)完成開發(fā)，及時(shí)交付使用。軟件工程

20、的理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容主要包括 :軟件開發(fā)技和軟件工程管軟件開發(fā)技術(shù)包括：1軟件開發(fā)方法開發(fā)過術(shù)開發(fā)工承件工程環(huán)境O學(xué)程具軟件開發(fā)環(huán)境或軟件工程環(huán)境是指全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具的集合。軟件工程管理包括：陜件管理學(xué)U軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)I、軟件心理學(xué)等內(nèi)容。軟件管理學(xué)包括人員組織、進(jìn)度妥排、質(zhì)童保證、配覺管理、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)吞。軟件定義階段中，可行性研究與計(jì)劃的制定是確定持開發(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

21、發(fā)的實(shí)施計(jì)劃。需求分析，對(duì)待開發(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，編寫需求規(guī)格說明書，需求評(píng)審。需求分析方法有：（1）I結(jié)構(gòu)化需求分析方瀏；%1面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Jackson方法（ISD）;%1面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法 （SA）;%1面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)方法（DSSD）;（2） |面向?qū)ο蟮姆治龅姆椒▅ （00A）o 從需求分析建立的模型的特性來分:禪態(tài)手析區(qū)麗芬析 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。纟吉構(gòu)化分析的常用工具： 黴據(jù)両 ;|判定樹;闋

22、定表I。（1）數(shù)據(jù)流圖（DFD圖）:描述數(shù)據(jù)處理過程的工具，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。%1數(shù)據(jù)流頭，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。%1存儲(chǔ)文件（數(shù)據(jù)源）雙橫線，表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。%1源、潭方框，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 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)字典廉結(jié)構(gòu)化分析的核心。（3）判定樹：從問題定義的文字描述中分清哪些是判定的

23、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。（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而引發(fā)的，使用判定表描述比較適宜。軟件需求規(guī)軽陰書的特點(diǎn)：正確性；無咬義性；完整性；可驗(yàn)證性；%1 一致性；可理解性；可修改性；可追蹤性。3. 3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)吃是確定系統(tǒng)的物理模風(fēng)。|軟件設(shè)計(jì)廉開發(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、

24、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。%1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。%1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。%1過程設(shè)計(jì)：把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過程描述。 從工程管理角度來看，軟件設(shè)計(jì)分兩步：腕要設(shè)計(jì) I利詳細(xì)設(shè)計(jì)I。軟件設(shè)計(jì)的一般過程：軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代的過程；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)

25、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)立性使用蒔亙囲內(nèi)聚性 I兩個(gè)定性的度童標(biāo)準(zhǔn)。耦合性是模塊見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O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，低藕召,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)庫設(shè)計(jì)；（3）編寫概要設(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?/p>

26、的箭頭表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。還可用帶實(shí)心圖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)流類型有兩種：便環(huán)利事務(wù)型I。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)。常見的過程設(shè)計(jì)工具有：圖形工具（程序流程圖（PFD ）、一S圖、

27、PAD圖、），表格工具（判定表），語言工具（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。3.4軟件測(cè)試軟件測(cè)試定義:使用人工或自動(dòng)手段來運(yùn)行或測(cè)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。軟件測(cè)試的目的：發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程。軟件測(cè)試方法：靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試I。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)

28、構(gòu)。主要方法有邏輯覆蓋、基本路徑測(cè)試。黑盒測(cè)試I：也稱功能測(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)部的邏桂結(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)庫訪問錯(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)試過程一般按 4個(gè)步線講行：?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

29、，靜態(tài)動(dòng)態(tài)均有，動(dòng)態(tài)時(shí)以白盒為主輔之以鳳盒集成測(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)格說明中的各項(xiàng)需求以及軟件配置是否完全正確，先用黑盒。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)試主要是指通過人的思維來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)試是輔助弊態(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)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1數(shù)據(jù)

30、庫系統(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)的值給岀了符合定型的值，如整型值15。是指在已有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫，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)庫管理系珮一種系統(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)庫系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)管理功能的核心軟件稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的六大功能：(1) 數(shù)據(jù)模式定義：即為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建其

31、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：為用戶使用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)提供方便，如查詢、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)庫管理系統(tǒng)提供以下的數(shù)據(jù)語言:(1) 數(shù)據(jù)定義語言(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)操縱語言(DML)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱，如查詢與增、刪、改等；(3) 數(shù)據(jù)控制語言(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

32、恢復(fù)等。數(shù)據(jù)語言按其使用方式具有兩種結(jié)構(gòu)形式：交互式命令(又稱自含型或自主型語言):宿主型語言(一般可嵌入某些宿主語言中)。數(shù)據(jù)庫管理員:對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、維護(hù)、監(jiān)視等的專業(yè)管理人員。數(shù)據(jù)庫系列：由數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)人 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(軟件)、數(shù)據(jù)庫管理員(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)庫系統(tǒng)需要操作系統(tǒng)的支持?jǐn)?shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng):由數(shù)據(jù)庫系統(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)庫系統(tǒng)階段。而數(shù)據(jù)獨(dú)立性最高的是數(shù)據(jù)庫系統(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，但是它無法提供完蔓的、統(tǒng)一的、管理

33、和數(shù)據(jù)共享的能力。層次數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(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：用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤在踐盤等介質(zhì)上的數(shù)據(jù)庫是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式：(1) 概念模式:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，全體用戶公共數(shù)據(jù)視圖；(2) 外模式:也稱子模式與用戶模式。是用戶的數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶所見到的數(shù)據(jù)模式；(3) 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。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級(jí)映射：(1) 概念模式到內(nèi)模式的映射；(2) 外模式

34、到概念模式的映射。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，為數(shù)據(jù)庫系統(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:現(xiàn)實(shí)世界中的事物；(1)實(shí)(2)體 屬(3):事物的特性；: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)體可取系屬性域內(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)體集表示形;(2)屬性表橢圓形;(3)聯(lián)系表示菱形。 層次模型的基本結(jié)構(gòu)是樹形結(jié)構(gòu)，具有以下特點(diǎn)：(1) 每棵樹有且僅有一個(gè)無雙親結(jié)點(diǎn)，稱為框；(2) 樹中除根外所有結(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向圖。個(gè)二維表就是一個(gè)關(guān)系鍵或碼I。從所有侯選鍵中選取一個(gè)作關(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)系模型米用二維表來表示，簡(jiǎn)稱囲，由表框架及表的兀組組成。 每行數(shù)據(jù)稱為元組。在二維表中凡飽唯一標(biāo)識(shí)元組的最小屬性稱為 為用戶使用的鍵稱主笛。表 A中的某屬性是某表B的鍵，則稱該屬 性集為A的外鍵或外碼。關(guān)系中的數(shù)據(jù)約