全国计算机等级考试二级公共基础知识辅导讲义.docx

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1、书目全国计算机等级考试二级公共根底学问辅导讲义1第一章 数据构造及算法1第二章 程序设计根底7第三章 软件工程根底9第四章 数据库设计根底16全国计算机等级考试二级公共根底学问辅导讲义第一章 数据构造及算法1.1 算法1、算法是指解题方案的准确而完好的描绘。换句话说，算法是对特定问题求解步骤的一种描绘。*：算法不等于程序，也不等于计算方法。程序的编制不行能优于算法的设计这是因为：在编写程序时要受到计算机系统运行环境的限制，程序通常还要考虑很多及方法和分析无关的细微环节问题。2、算法的根本特征（1）可行性。针对实际问题而设计的算法，执行后可以得到满足的结果。（2）确定性。每一条指令的含义明确，无

2、二义性。并且在任何条件下，算法只有唯一的一条执行途径，即一样的输入只能得出一样的输出。（3）有穷性。算法必需在有限的时间内完成。有两重含义，一是算法中的操作步骤为有限个，二是每个步骤都能在有限时间内完成。（4）拥有足够的情报。算法中各种运算总是要施加到各个运算对象上，而这些运算对象又可能具有某种初始状态，这就是算法执行的起点或根据。因此，一个算法执行的结果总是及输入的初始数据有关，不同的输入将会有不同的结果输出。当输入不够或输入错误时，算法将无法执行或执行有错。一般说来，当算法拥有足够的情报时，此算法才是有效的；而当供应的情报不够时，算法可能无效。*：综上所述，所谓算法，是一组严谨地定义运算依

3、次的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，此依次将在有限的次数下终止。3、算法困难度主要包括时间困难度和空间困难度。（1）算法时间困难度是指执行算法所需要的计算工作量，可以用执行算法的过程中所需根本运算的执行次数来度量。（2）算法空间困难度是指执行这个算法所需要的内存空间。1.2 数据构造的根本概念1、数据构造是指互相有关联的数据元素的集合。2、数据构造主要讨论和讨论以下三个方面的问题：（1）数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系，即数据的逻辑构造。数据的逻辑构造包含：1）表示数据元素的信息；2）表示各数据元素之间的前后件关系前后件关系：一般状况下，在具有一样特征的数据元素集合中，各个

4、数据元素之间存在某种关系（即联络），这种关系反映了该集合中的数据元素所固有的一种构造。在数据处理领域中，通常把数据元素之间这种固有的关系简洁地用前后件关系（即干脆前驱及干脆后继关系）来描绘。（2）在对数据进展处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即数据的存储构造。数据的存储构造有依次、链接、索引等。1）依次存储。它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来表达。由此得到的存储表示称为依次存储构造。2）链接存储。它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储构造。3）索引存储：

5、除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。*：数据的逻辑构造反映数据元素之间的逻辑关系，数据的存储构造（也称数据的物理构造）是数据的逻辑构造在计算机存储空间中的存放形式。同一种逻辑构造的数据可以采纳不同的存储构造，但影响数据处理效率。（3）对各种数据构造进展的运算。3、数据构造的图形表示一个数据构造除了用二元关系表示外，还可以直观地用图形表示。在数据构造的图形表示中，对于数据集合D中的每一个数据元素用中间标有元素值的方框表示，一般称之为数据结点，并简称为结点；为了进一步表示各数据元素之间的前后件关系，对于关系R中的每一个二元组，用一条有向线段从前件结点指向后件结点。4、数据构造

6、分为两大类型：线性构造和非线性构造。（1）线性构造（非空的数据构造）条件：1）有且只有一个根结点在数据构造中，没有前件的结点称为根结点。；2）每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件。*：常见的线性构造有线性表、栈、队列和线性链表等。（2）非线性构造：不满足线性构造条件的数据构造。*：常见的非线性构造有树、二叉树和图等。1.3 线性表及其依次存储构造1、线性表由一组数据元素构成，数据元素的位置只取决于自己的序号，元素之间的相对位置是线性的。线性表是由n(n0)个数据元素组成的一个有限序列，表中的每一个数据元素，除了第一个外，有且只有一个前件，除了最终一个外，有且只有一个后件。线性表中数据元素

7、的个数称为线性表的长度。线性表可以为空表。*：线性表是一种存储构造，它的存储方式：依次和链式。2、线性表的依次存储构造具有两个根本特点：（1）线性表中全部元素所占的存储空间是连续的；（2）线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑依次依次存放的。*：由此可以看出，在线性表的依次存储构造中，其前后件两个元素在存储空间中是紧邻的，且前件元素确定存储在后件元素的前面，可以通过计算机干脆确定第i个结点的存储地址。3、依次表的插入、删除运算（1）依次表的插入运算：在一般状况下，要在第i（1in）个元素之前插入一个新元素时，首先要从最终一个（即第n个）元素开场，直到第i个元素之间共n-i+1个元素依次向后挪动

8、一个位置，挪动完毕后，第i个位置就被空出，然后将新元素插入到第i项。插入完毕后，线性表的长度就增加了1。*：顺性表的插入运算时需要挪动元素，在等概率状况下，平均需要挪动n/2个元素。（2）依次表的删除运算：在一般状况下，要删除第i（1in）个元素时，则要从第i+1个元素开场，直到第n个元素之间共n-i个元素依次向前挪动一个位置。删除完毕后，线性表的长度就减小了1。*：进展顺性表的删除运算时也需要挪动元素，在等概率状况下，平均需要挪动（n-1）/2个元素。插入、删除运算不便利。1.4 栈和队列1、栈及其根本运算栈是限定在一端进展插入及删除运算的线性表。在栈中，允许插入及删除的一端称为栈顶，不允许

9、插入及删除的另一端称为栈底。栈顶元素总是最终被插入的元素，栈底元素总是最先被插入的元素。即栈是根据“先进后出”或“后进先出”的原则组织数据的。栈具有记忆作用。栈的根本运算：1）插入元素称为入栈运算；2）删除元素称为退栈运算；3）读栈顶元素是将栈顶元素赋给一个指定的变量，此时指针无变更。栈的存储方式和线性表类似，也有两种，即依次栈和链式栈。2、队列及其根本运算队列是指允许在一端（队尾）进入插入，而在另一端（队头）进展删除的线性表。尾指针（Rear）指向队尾元素，头指针（front）指向排头元素的前一个位置（队头）。队列是“先进先出”或“后进后出”的线性表。队列运算包括：1）入队运算：从队尾插入一

10、个元素；2）退队运算：从队头删除一个元素。循环队列及其运算：所谓循环队列，就是将队列存储空间的最终一个位置绕到第一个位置，形成逻辑上的环状空间，供队列循环运用。在循环队列中，用队尾指针rear指向队列中的队尾元素，用排头指针front指向排头元素的前一个位置，因此，从头指针front指向的后一个位置直到队尾指针rear指向的位置之间，全部的元素均为队列中的元素。*：循环队列中元素的个数=rear-front。1.5 线性链表1、线性表依次存储的缺点：（1）插入或删除的运算效率很低。在依次存储的线性表中，插入或删除数据元素时需要挪动大量的数据元素；（2）线性表的依次存储构造下，线性表的存储空间不

11、便于扩大；（3）线性表的依次存储构造不便于对存储空间的动态安排。2、线性链表：线性表的链式存储构造称为线性链表，是一种物理存储单元上非连续、非依次的存储构造，数据元素的逻辑依次是通过链表中的指针链接来实现的。因此，在链式存储方式中，每个结点由两部分组成：一部分用于存放数据元素的值，称为数据域；另一部分用于存放指针，称为指针域，用于指向该结点的前一个或后一个结点（即前件或后件），如下图所示：线性链表分为单链表、双向链表和循环链表三种类型。在单链表中，每一个结点只有一个指针域，由这个指针只能找到其后件结点，而不能找到其前件结点。因此，在某些应用中，对于线性链表中的每个结点设置两个指针，一个称为左指

12、针，指向其前件结点；另一个称为右指针，指向其后件结点，这种链表称为双向链表，如下图所示：3、线性链表的根本运算（1）在线性链表中包含指定元素的结点之前插入一个新元素。*：在线性链表中插入元素时，不需要挪动数据元素，只需要修改相关结点指针即可，也不会出现“上溢当为一个线性表安排依次存储构造后，假如出现线性表的存储空间已满，但还需要插入新的元素时，就会发生“上溢”现象。”现象（学吧学吧独家稿件）。（2）在线性链表中删除包含指定元素的结点。*：在线性链表中删除元素时，也不需要挪动数据元素，只需要修改相关结点指针即可。（3）将两个线性链表按要求合并成一个线性链表。（4）将一个线性链表按要求进展分解。（

13、5）逆转线性链表。（6）复制线性链表。（7）线性链表的排序。（8）线性链表的查找。*：线性链表不能随机存取在链表中，即使知道被访问结点的序号i，也不能像依次表中那样干脆按序号i访问结点，而只能从链表的头指针动身，顺着链域逐个结点往下搜寻，直至搜寻到第i个结点为止。因此，链表不是随机存储构造。4、循环链表及其根本运算在线性链表中，其插入及删除的运算虽然比拟便利，但还存在一个问题，在运算过程中对于空表和对第一个结点的处理必需单独考虑，使空表及非空表的运算不统一。为了克制线性链表的这个缺点，可以采纳另一种链接方式，即循环链表。及前面所讨论的线性链表相比，循环链表具有以下两个特点：1）在链表中增加了一

14、个表头结点，其数据域为随意或者根据需要来设置，指针域指向线性表的第一个元素的结点，而循环链表的头指针指向表头结点；2）循环链表中最终一个结点的指针域不是空，而是指向表头结点。即在循环链表中，全部结点的指针构成了一个环状链。下图a是一个非空的循环链表，图b是一个空的循环链表：循环链表的优点主要表达在两个方面：一是在循环链表中，只要指出表中任何一个结点的位置，就可以从它动身访问到表中其他全部的结点，而线性单链表做不到这一点；二是由于在循环链表中设置了一个表头结点，在任何状况下，循环链表中至少有一个结点存在，从而使空表及非空表的运算统一。*：循环链表是在单链表的根底上增加了一个表头结点，其插入和删除

15、运算及单链表一样。但它可以从任一结点动身来访问表中其他全部结点，并实现空表及非空表的运算的统一。1.6 树及二叉树（学吧学吧独家稿件）1、树的根本概念树是一种简洁的非线性构造。在树这种数据构造中，全部数据元素之间的关系具有明显的层次特性。在树构造中，每一个结点只有一个前件，称为父结点。没有前件的结点只有一个，称为树的根结点，简称树的根。每一个结点可以有多个后件，称为该结点的子结点。没有后件的结点称为叶子结点。在树构造中，一个结点所拥有的后件的个数称为该结点的度，全部结点中最大的度称为树的度。树的最大层次称为树的深度。2、二叉树及其根本性质（1）什么是二叉树二叉树是一种很有用的非线性构造，它具有

16、以下两个特点：1）非空二叉树只有一个根结点；2）每一个结点最多有两棵子树，且分别称为该结点的左子树及右子树。*：根据二叉树的概念可知，二叉树的度可以为0（叶结点）、1（只有一棵子树）或2（有2棵子树）。（2）二叉树的根本性质（学吧学吧独家稿件）性质1 在二叉树的第k层上，最多有 个结点。性质2 深度为m的二叉树最多有个 个结点。性质3 在随意一棵二叉树中，度数为0的结点（即叶子结点）总比度为2的结点多一个。性质4 具有n个结点的二叉树，其深度至少为 ，其中 表示取 的整数部分。3、满二叉树及完全二叉树满二叉树：除最终一层外，每一层上的全部结点都有两个子结点。完全二叉树：除最终一层外，每一层上的

17、结点数均到达最大值；在最终一层上只缺少右边的若干结点。*：根据完全二叉树的定义可得出：度为1的结点的个数为0或1。下图a表示的是满二叉树，下图b表示的是完全二叉树：完全二叉树还具有如下两个特性：性质5 具有n个结点的完全二叉树深度为 。性质6 设完全二叉树共有n个结点，假如从根结点开场，按层序（每一层从左到右）用自然数1，2，n给结点进展编号，则对于编号为k（k=1，2，n）的结点有以下结论：若k=1，则该结点为根结点，它没有父结点；若k1，则该结点的父结点的编号为INT(k/2)。若2kn，则编号为k的左子结点编号为2k；否则该结点无左子结点（明显也没有右子结点）。若2k+1n，则编号为k的

18、右子结点编号为2k+1；否则该结点无右子结点。4、二叉树的存储构造在计算机中，二叉树通常采纳链式存储构造。及线性链表类似，用于存储二叉树中各元素的存储结点也由两部分组成：数据域和指针域。但在二叉树中，由于每一个元素可以有两个后件（即两个子结点），因此，用于存储二叉树的存储结点的指针域有两个：一个用于指向该结点的左子结点的存储地址，称为左指针域；另一个用于指向该结点的右子结点的存储地址，称为右指针域。*：一般二叉树通常采纳链式存储构造，对于满二叉树及完全二叉树来说，可以按层序进展依次存储这样，不仅节约了存储空间，又能便利地确定每一个结点的父结点及左右子结点的位置，但依次存储构造对于一般的二叉树不

19、适用。5、二叉树的遍历（学吧学吧独家稿件）二叉树的遍历是指不重复地访问二叉树中的全部结点。二叉树的遍历可以分为以下三种：（1）前序遍历（DLR）：若二叉树为空，则完毕返回。否则：首先访问根结点，然后遍历左子树，最终遍历右子树；并且，在遍历左右子树时，仍旧先访问根结点，然后遍历左子树，最终遍历右子树。（2）中序遍历（LDR）：若二叉树为空，则完毕返回。否则：首先遍历左子树，然后访问根结点，最终遍历右子树；并且，在遍历左、右子树时，仍旧先遍历左子树，然后访问根结点，最终遍历右子树。（3）后序遍历（LRD）：若二叉树为空，则完毕返回。否则：首先遍历左子树，然后遍历右子树，最终访问根结点，并且，在遍历

20、左、右子树时，仍旧先遍历左子树，然后遍历右子树，最终访问根结点。1.7 查找技术查找：根据给定的某个值，在查找表中确定一个其关键字等于给定值的数据元素。查找结果：（查找胜利：找到；查找不胜利：没找到。）平均查找长度：查找过程中关键字和给定值比拟的平均次数。1、依次查找根本思想：从表中的第一个元素开场，将给定的值及表中逐个元素的关键字进展比拟，直到两者相符，查到所要找的元素为止。否则就是表中没有要找的元素，查找不胜利。在平均状况下，利用依次查找法在线性表中查找一个元素，大约要及线性表中一半的元素进展比拟，最坏状况下需要比拟n次。依次查找一个具有n个元素的线性表，其平均困难度为O（n）。下列两种状

21、况下只能采纳依次查找：1）假如线性表是无序表（即表中的元素是无序的），则不管是依次存储构造还是链式存储构造，都只能用依次查找。2）即使是有序线性表，假如采纳链式存储构造，也只能用依次查找。2、二分法查找思想：先确定待查找记录所在的范围，然后逐步缩小范围，直到找到或确认找不到该记录为止。前提：必需在具有依次存储构造的有序表中进展。查找过程：1）若中间项（中间项mid=(n-1)/2，mid的值四舍五入取整）的值等于x，则说明已查到；2）若x小于中间项的值，则在线性表的前半部分查找；3）若x大于中间项的值，则在线性表的后半部分查找。特点：比依次查找方法效率高。最坏的状况下，需要比拟log2n次。*

22、：二分法查找只适用于依次存储的线性表，且表中元素必需按关键字有序（升序）排列允许相邻元素值相等。对于无序线性表和线性表的链式存储构造只能用依次查找。在长度为n的有序线性表中进展二分法查找，其时间困难度为O（log2n）。1.8 排序技术（学吧学吧独家稿件）排序是指将一个无序序列整理成按值非递减依次排列的有序序列，即是将无序的记录序列调整为有序记录序列的一种操作。1、交换类排序法（方法：冒泡排序，快速排序）。2、插入类排序法（方法：简洁插入排序，希尔排序）。3、选择类排序法（方法：简洁选择排序，堆排序）。总结：各种排序法比拟：本章应考点拨：本章内容在笔试中会出现5-6个题目，是公共根底学问部分出

23、题量比拟多的一章，所占分值也比拟大，约10分。第二章 程序设计根底2.1 程序设计风格（学吧学吧独家稿件）程序设计的风格主要强调：“清楚第一，效率第二”“清楚第一，效率第二”是当今主导的程序设计风格。主要应留意和考虑下述一些因素：（1）源程序文档化。1）符号名的命名。符号名能反映它所代表的实际东西，应有确定的实际含义。2）程序的注释。分为序言性注释和功能性注释。序言性注释：位于程序开头部分，包括程序标题、程序功能说明、主要算法、接口说明、程序位置、开发简历、程序设计者、复审者、复审日期及修改日期等。功能性注释：嵌在源程序体之中，用于描绘其后的语句或程序的主要功能。3）视觉组织。利用空格、空行、

24、缩进等技巧使程序层次清楚。（2）数据说明。1）数据说明的次序标准化；2）说明语句中变量支配有序化；3）运用注释来说明困难数据的构造。（3）语句的构造。1）在一行内只写一条语句；2）程序编写应优先考虑清楚性；3）程序编写要做到清楚第一，效率第二；4）在保证程序正确的根底上再要求进步效率；5）避开运用临时变量而使程序的可读性下降；6）避开不必要的转移；7）尽量运用库函数；8）避开采纳困难的条件语句；9）尽量削减运用“否认”条件语句；10）数据构造要有利于程序的简化；11）要模块化，使模块功能尽可能单一化；12）利用信息隐藏信息隐藏是指采纳封装技术，将程序模块的施行细微环节隐藏起来，使模块接口尽量简

25、洁。即指在设计和确定模块时，使得一个模块内包含的信息（过程或数据），对于不需要这些信息的其它模块来说，是不能访问的。，确保每一个模块的独立性；13）从数据动身去构造程序；14）不要修补不好的程序，要重新编写。（4）输入和输出。1）对输入数据检验数据的合法性；2）检查输入项的各种重要组合的合法性；3）输入格式要简洁，使得输入的步骤和操作尽可能简洁；4）输入数据时，应允许运用自由格式；5）应允许缺省值；6）输入一批数据时，最好运用输入完毕标记；7）在以交互式输入/输出方式进展输入时，要在屏幕上运用提示符明确提示输入的恳求，同时在数据输入过程中和输入完毕时，应在屏幕上给出状态信息；8）当程序设计语言

26、对输入格式有严格要求时，应保持输入格式及输入语句的一样性；给全部的输出加注释，并设计输出报表格式。2.2 构造化程序设计（面对过程的程序设计方法）1、构造化程序设计方法的主要原则可以概括为：自顶向下，逐步求精，模块化，限制运用goto语句。（1）自顶向下。程序设计时，应先考虑总体，后考虑细微环节；先考虑全局目的，后考虑部分目的。不要一开场就过多追求众多的细微环节，先从最上层总目的开场设计，逐步使问题具体化。（2）逐步求精。对困难问题，应设计一些子目的作过渡，逐步细化。（3）模块化。一个困难问题，确定是由若干稍简洁的问题构成。模块化是把程序要解决的总目的分解为分目的，再进一步分解为具体的小目的，

27、把每个小目的称为一个模块。（4）限制运用goto语句。2、构造化程序的根本构造：依次构造，选择构造，重复构造。1）依次构造。一种简洁的程序设计，即根据程序语句行的自然依次，一条语句一条语句地执行程序，它是最根本、最常用的构造。2）选择构造。又称分支构造，包括简洁选择和多分支选择构造，可根据条件，推断应当选择哪一条分支来执行相应的语句序列。3）重复构造。又称循环构造，可根据给定的条件，推断是否需要重复执行某一一样的或类似的程序段。仅仅运用依次、选择和循环三种根本限制构造就足以表达各种其他形式构造，从而实现任何单入口/单出口的程序。2.3 面对对象的程序设计客观世界中任何一个事物都可以被看成是一个

28、对象，面对对象方法的本质就是主见从客观世界固有的事物动身来构造系统，提倡人们在现实生活中常用的思维来相识、理解和描绘客观事物，强调最终建立的系统可以映射问题域。也就是说，系统中的对象及对象之间的关系可以照实地反映问题域中固有的事物及其关系。面对对象方法的主要优点：（1）及人类习惯的思维方法一样；（2）稳定性好；（3）可重用软件的重用是指在不同的软件开发过程中重复运用一样或相像软件的过程。性好；（4）易于开发大型软件产品；（5）可维护性好。*：面对对象的程序设计主要考虑的是进步软件的可重用性。对象是面对对象方法中最根本的概念，可以用来表示客观世界中的任何实体，对象是实体的抽象。面对对象的程序设计

29、方法中的对象是系统中用来描绘客观事物的一个实体，是构成系统的一个根本单位，由一组表示其静态特征的属性和它可执行的一组操作组成。对象是属性和方法的封装体。属性即对象所包含的信息，它在设计对象时确定，一般只能通过执行对象的操作来变更。操作描绘了对象执行的功能，操作也称为方法或效劳。操作是对象的动态属性。*：一个对象由对象名、属性和操作三部分组成。对象的根本特点：标识惟一性，分类性，多态性，封装性，模块独立性好。（1）标识惟一性。指对象是可区分的，并且由对象的内在本质来区分，而不是通过描绘来区分。 （2）分类性。指可以将具有一样属性的操作的对象抽象成类。 （3）多态性。指同一个操作可以是不同对象的行

30、为。 （4）封装性。从外面看只能看到对象的外部特性，即只需知道数据的取值范围和可以对该数据施加的操作，根本无需知道数据的具体构造以及实现操作的算法。对象的内部，即处理实力的实行和内部状态，对外是不行见的。从外面不能干脆运用对象的处理实力，也不能干脆修改其内部状态，对象的内部状态只能由其自身变更。*：信息隐藏是通过对象的封装性来实现的。 （5）模块独立性好。对象是面对对象的软件的根本模块，它是由数据及可以对这些数据施加的操作所组成的统一体，而且对象是以数据为中心的，操作围绕对其数据所需做的处理来设置，没有无关的操作。从模块的独立性考虑，对象内部各种元素彼此结合得很严密，内聚性强。类是指具有共同属

31、性、共同方法的对象的集合。所以类是对象的抽象，对象是对应类的一个实例。消息是一个实例及另一个实例之间传递的信息。消息的组成包括：（1）接收消息的对象的名称；（2）消息标识符，也称消息名；（3）零个或多个参数。*：在面对对象方法中，一个对象恳求另一个对象为其效劳的方式是通过发送消息。继承是指可以干脆获得已有的性质和特征，而不必重复定义他们。继承分单继承和多重继承。单继承指一个类只允许有一个父类，多重继承指一个类允许有多个父类。*：类的继承性是类之间共享属性和操作的机制，它进步了软件的可重用性。多态性是指同样的消息被不同的对象承受时可导致完全不同的行动的现象。本章应考点拨：本章在考试中会出现约1个

32、题目，所占分值大约占2分，是出题量较小的一章。本章内容比拟少，也很简洁，驾驭住根本的概念就可以轻松应对考试了，所以在这部分丢分，比拟惋惜。第三章 软件工程根底3.1 软件工程根本概念（学吧学吧独家稿件）1、软件的相关概念计算机软件是包括程序、数据及相关文档的完好集合。软件的特点包括：1）软件是一种逻辑实体，而不是物理实体，具有抽象性软件的这个特点使它及其它工程对象有着明显的差异。人们可以把它记录在存储介质上，但却无法看到软件本身的形态，必需通过视察、分析、思索、推断，才能理解它的功能、性能等特性。；2）软件的消费及硬件不同，它没有明显的制作过程；3）软件在运行、运用期间不存在磨损、老化问题；4

33、）软件的开发、运行对计算机系统具有依靠性，受计算机系统的限制，这导致了软件移植的问题；5）软件困难性高，本钱昂贵；6）软件开发涉及诸多的社会因素很多软件的开发和运行涉及软件用户的机构设置，体制问题以及管理方式等，甚至涉及到人们的观念和心理，软件学问产权及法律等问题。（学吧学吧独家稿件）。2、软件危机及软件工程软件工程源自软件危机。所谓软件危机是泛指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严峻问题。具体的说，在软件开发和维护过程中，软件危机主要表如今：1）软件需求的增长得不到满足。用户对系统不满足的状况常常发生。2）软件开发本钱和进度无法限制。开发本钱超出预算，开发周期大大超过规定日期的状况

34、常常发生。3）软件质量难以保证。4）软件不行维护或维护程度特别低。5）软件的本钱不断进步。6）软件开发消费率的进步跟不上硬件的开展和应用需求的增长。（学吧学吧独家稿件）总之，可以将软件危机可以归结为本钱、质量、消费率等问题。软件工程是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、理论标准和工序。软件工程的目的就是要建立一个优良的软件系统，它所包含的内容概括为以下两点：1）软件开发技术，主要有软件开发方法学、软件工具、软件工程环境。2）软件工程管理，主要有软件管理、软件工程经济学。软件工程的主要思想是将工程化原则运用到软件开发过程，它包括3个要素：方法、工具和过程。方法是完成软件工

35、程工程的技术手段；工具是支持软件的开发、管理、文档生成；过程支持软件开发的各个环节的限制、管理。软件工程过程是把输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。3、软件生命周期软件生命周期：软件产品从提出、实现、运用维护到停顿运用退役的过程。软件生命周期分为软件定义、软件开发及软件运行维护三个阶段：1）软件定义阶段：包括制定支配和需求分析。制定支配：确定总目的；可行性讨论；讨论解决方案；制定开发支配。需求分析：对待开发软件提出的需求进展分析并给出具体的定义。2）软件开发阶段：软件设计：分为概要设计和具体设计两个部分。（学吧学吧独家稿件）软件实现：把软件设计转换成计算机可以承受的程序代码。软件测试：在

36、设计测试用例的根底上检验软件的各个组成部分。3）软件运行维护阶段：软件投入运行，并在运用中不断地维护，进展必要的扩大和删改。*：软件生命周期中所花费最多的阶段是软件运行维护阶段。4、软件工程的目的和及原则（1）软件工程目的：在给定本钱、进度的前提下，开发出具有有效性、牢靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。（2）软件工程需要到达的根本目的应是：付出较低的开发本钱；到达要求的软件功能；获得较好的软件性能；开发的软件易于移植；需要较低的维护费用；能按时完成开发，刚好交付运用。（3）软件工程原则：抽象、信息隐藏、模块化、部分化、确定性、一样

37、性、完备性和可验证性。1)抽象：抽象是事物最根本的特性和行为，忽视非本质细微环节，采纳分层次抽象，自顶向下，逐层细化的方法限制软件开发过程的困难性。2）信息隐藏：采纳封装技术，将程序模块的实现细微环节隐藏起来，使模块接口尽量简洁。3）模块化：模块是程序中相对独立的成分，一个独立的编程单位，应有良好的接口定义。模块的大小要适中，模块过大会使模块内部的困难性增加，不利于模块的理解和修改，也不利于模块的调试和重用；模块太小会导致整个系统表示过于困难，不利于限制系统的困难性。4）部分化：保证模块间具有松散的耦合关系，模块内部有较强的内聚性。5）确定性：软件开发过程中全部概念的表达应是确定、无歧义且标准

38、的。6）一样性：程序内外部接口应保持一样，系统规格说明及系统行为应保持一样。7）完备性：软件系统不丧失任何重要成分，完全实现系统所需的功能。8）可验证性：应遵循简洁检查、测评、评审的原则，以确保系统的正确性。5、软件开发工具及软件开发环境(1)软件开发工具软件开发工具的完善和开展将促使软件开发方法的进步和完善，促进软件开发的高速度和高质量。软件开发工具的开展是从单项工具的开发逐步向集成工具开展的，软件开发工具为软件工程方法供应了自动的或半自动的软件支撑环境。同时，软件开发方法的有效应用也必需得到相应工具的支持，否则方法将难以有效的施行。（2）软件开发环境 软件开发环境（或称软件工程环境）是全面

39、支持软件开发全过程的软件工具集合。计算机协助软件工程（CASE，Computer Aided Software Engineering）将各种软件工具、开发机器和一个存放开发过程信息的中心数据库组合起来，形成软件工程环境。它将极大降低软件开发的技术难度并保证软件开发的质量。3.2 构造化分析方法构造化方法的核心和根底是构造化程序设计理论。1、需求分析需求分析方法有：1）构造化需求分析方法；2）面对对象的分析方法。*：需求分析的任务就是导出目的系统的逻辑模型，解决“做什么”的问题。*：需求分析一般分为需求获得、需求分析、编写需求规格说明书和需求评审四个步骤进展。2、构造化分析方法构造化分析方法是

40、构造化程序设计理论在软件需求分析阶段的应用。构造化分析方法的本质：着眼于数据流，自顶向下，逐层分解，建立系统的处理流程，以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。（学吧学吧独家稿件）构造化分析的常用工具：1）数据流图（DFD）；2）数据字典（DD）；3）断定树；4）断定表。数据流图以图形的方式描绘数据在系统中流淌和处理的过程，它反映了系统必需完成的逻辑功能，是构造化分析方法中用于表示系统逻辑模型的一种工具。上图是数据流图的根本图形元素：加工（转换）：输入数据经加工变换产生输出。数据流：沿箭头方向传送数据的通道，一般在旁边标注数据流名。存储文件（数据源）：表示处理过程中存放各种数据的文

41、件。源，潭：表示系统和环境的接口，属系统之外的实体。（学吧学吧独家稿件）画数据流图的根本步骤：自外向内，自顶向下，逐层细化，完善求精。下图是一个数据流图的示例：数据字典：对全部及系统相关的数据元素的一个有组织的列表，以及准确的、严格的定义，使得用户和系统分析员对于输入、输出、存储成分和中间计算结果有共同的理解。*：数据字典的作用是对数据流图中出现的被命名的图形元素的准确说明。*：数据字典是构造化分析方法的核心。3、软件需求规格说明书（SRS）软件需求规格说明书是需求分析阶段的最终成果，通过建立完好的信息描绘、具体的功能和行为描绘、性能需求和设计约束的说明、适宜的验收标准，给出对目的软件的各种需

42、求。3.3 构造化设计方法1、软件设计的根底（学吧学吧独家稿件）*：需求分析主要解决“做什么”的问题，而软件设计主要解决“怎么做”的问题。从技术观点来看，软件设计包括软件构造设计、数据设计、接口设计、过程设计。构造设计：定义软件系统各主要部件之间的关系。数据设计：将分析时创立的模型转化为数据构造的定义。接口设计：描绘软件内部、软件和协作系统之间以及软件及人之间如何通信。过程设计：把系统构造部件转换成软件的过程性描绘。从工程角度来看，软件设计分两步完成，即概要设计和具体设计。概要设计：又称构造设计，将软件需求转化为软件体系构造，确定系统级接口、全局数据构造或数据库形式。具体设计：确定每个模块的实

43、现算法和部分数据构造，用适当方法表示算法和数据构造的细微环节。软件设计的根本原理包括：抽象、模块化、信息隐藏和模块独立性。1）抽象。抽象是一种思维工具，就是把事物本质的共同特性提取出来而不考虑其他细微环节。2）模块化。解决一个困难问题时自顶向下逐步把软件系统划分成一个个较小的、相对独立但又不互相关联的模块的过程。3）信息隐藏。每个模块的施行细微环节对于其他模块来说是隐藏的。4）模块独立性。软件系统中每个模块只涉及软件要求的具体的子功能，而和软件系统中其他的模块的接口是简洁的。*：模块分解的主要指导思想是信息隐藏和模块独立性。（学吧学吧独家稿件）模块的耦合性和内聚性是衡量软件的模块独立性的两个定

44、性指标。内聚性：是一个模块内部各个元素间彼此结合的严密程度的度量。*：按内聚性由弱到强排列，内聚可以分为以下几种：偶尔内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、依次内聚及功能内聚。耦合性：是模块间互相连接的严密程度的度量。*：按耦合性由高到低排列，耦合可以分为以下几种：内容耦合、公共耦合、外部耦合、限制耦合、标记耦合、数据耦合以及非干脆耦合。（学吧学吧独家稿件）一个设计良好的软件系统应具有高内聚、低耦合的特征。在构造化程序设计中，模块划分的原则是：模块内具有高内聚度，模块间具有低耦合度。2、总体设计（概要设计）和具体设计（1）总体设计（概要设计）软件概要设计的根本任务是：1）设计软件系统构

45、造；2）数据构造及数据库设计；3）编写概要设计文档；4）概要设计文档评审。常用的软件构造设计工具是构造图，也称程序构造图。程序构造图的根本图符：模块用一个矩形表示，箭头表示模块间的调用关系。在构造图中还可以用带注释的箭头表示模块调用过程中来回传递的信息。还可用带实心圆的箭头表示传递的是限制信息，空心圆箭心表示传递的是数据信息。常常运用的构造图有四种模块类型：传入模块、传出模块、变换模块和协调模块。其表示形式如下图： 它们的含义分别是：传入模块：从下属模块获得数据，经处理再将其传送给上级模块。传出模块：从上级模块获得数据，经处理再将其传送给下属模块。变换模块：从上级模块获得数据，进展特定的处理，

46、转换成其他形式，再传送给上级模块。协调模块：对全部下属模块进展协调和管理的模块。程序构造图的例图及有关术语列举如下：深度：表示限制的层数。上级模块、附属模块：上、下两层模块a和b，且有a调用b，则a是上级模块，b是附属模块。（学吧学吧独家稿件）宽度：整体限制跨度（最大模块数的层）的表示。扇入：调用一个给定模块的模块个数。扇出：一个模块干脆调用的其他模块数。原子模块：树中位于叶子结点的模块。面对数据流的设计方法定义了一些不同的映射方法，利用这些方法可以把数据流图变换成构造图表示软件的构造。数据流的类型：大体可以分为两种类型，变换型和事务型。A、变换型：变换型数据处理问题的工作过程大致分为三步，即

47、获得数据、变换数据和输出数据。变换型系统构造图由输入、中心变换、输出三部分组成。B、事务型：事务型数据处理问题的工作机理是承受一项事务，根据事务处理的特点和性质，选择分派一个适当的处理单元单元是程序中最小的部分，由可以隐含的三部分组成：数据输入、加工和数据输出。，然后给出结果。（学吧学吧独家稿件）（2）具体设计具体设计是为软件构造图中的每一个模块确定实现算法和部分数据构造，用某种选定的表达工具表示算法和数据构造的细微环节。*：具体设计的任务是确定实现算法和部分数据构造，不同于编码或编程。常用的过程设计（即具体设计）工具有以下几种：图形工具：程序流程图、N-S（方盒图）、PAD（问题分析图）和HIPO（层次图+输入/处理/输出图）。表格工具：断定表。语言工具：PDL（伪码）PDL（伪码）：过程设计语言，它是用正文形式表示数据和处理过程的设计工具。3.4 软件测试1、软件测试定义：运用人工或自动手段来运行或测定某个系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的需求或是弄清预