全国计算机公共基础知识.docx

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1、1.大纲要求1驾驭算法的根本概念。2驾驭根本数据构造及其操作。3驾驭根本排序和查找算法。4驾驭逐步求精的构造化程序设计方法。5驾驭软件工程的根本方法，具有初步应用相关技术进展软件开发的实力。6驾驭数据的根本学问，理解关系数据库的设计。 2.考试题型及比例安排比例：30。一般10个选择题和5个填空题，具体如表1.1所示。表1.1 考试题型及比例安排年 份题 型分 数年 份题 型分 数2005年4月选择（110）填空（15）302006年4月选择（110）填空（15）302005年9月选择（110）填空（15）30至2012年9月选择（110） 填空（15）30括号内为考试题号。3.考试重点及阅历

2、分析第 1 章数据构造及算法1. 算法的根本概念1.1算法的困难度利用计算机算法为计算机解题的过程事实上是在施行某种算法。（1）算法的根本特征算法一般具有 4 个根本特征：可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报。（2）算法的根本运算和操作 算法的根本运算和操作包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。（3）算法的 3 种根本限制构造算法的 3 种根本限制构造是：依次构造、选择构造、循环构造。（4）算法根本设计方法 算法根本设计方法：列举法、归纳法、递推、递归、减半递推技术、回溯法。（5）指令系统 所谓指令系统指的是一个计算机系统能执行的全部指令的集合。2. 算法困难度算法困难度包括时间困难

3、度和空间困难度。留意两者的区分，勿混淆，见表1-1。表 1-1 算法困难性名称描绘时间困难度执行算法所须要的计算工作量空间困难度执行这个算法所须要的内存空间1.2数据构造1.2.1逻辑构造和存储构造1. 数据构造的根本概念（1）数据构造 指互相有关联的数据元素的集合。（2）数据构造探讨的 3 个方面 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； 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； 对各种数据构造进展的运算。2. 逻辑构造数据的逻辑构造是对数据元素之间的逻辑关系的描绘，它可以用一个数据元素的集合和定义在此集合中的若干关系来表示。数据的逻辑构造有

4、两个要素：一 是数据元素的集合，通常记为 D；二是 D 上的关系，它反映了数据元素之间的前后件关系，通常记为 R。一个数据构造可以表示成：B=(D,R)其中，B 表示数据构造。为了反映 D 中各数据元素之间的前后件关系，一般用二元组来表示。 例如，假如把一年四季看作一个数据构造，则可表示成：B =(D,R)D =春季,夏季,秋季,冬季R =(春季,夏季),(夏季,秋季),(秋季,冬季)3. 存储构造数据的逻辑构造在计算机存储空间中的存放形式称为数据的存储构造（也称 数据的物理构造）。由于数据元素在计算机存储空间中的位置关系可能及逻辑关系不同，因此， 为了表示存放在计算机存储空间中的各数据元素之

5、间的逻辑关系（即前后件关系），在数据的存储构造中，不仅要存放各数据元素的信息，还须要存放各数据元素之间的前后件关系的信息。一种数据的逻辑构造根据须要可以表示成多种存储构造，常用的存储构造有依次、链接等存储构造。依次存储方式主要用于线比例：30。一般10个选择题和5个填空题算法可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报。算法困难度时间困难度和空间困难度时间困难度执行算法所须要的计算工作量空间困难度执行这个算法所须要的内存空间）数据构造 指 逻辑构造 存储构造依次、链接线性的数据构造，它把逻辑上相邻的数据元素存储在物理上相邻的存储单元里，结点之间的关系由存储单元的链接关系来表达。链式存储构造就是在每个

6、结点中至少包含一个指针域，用指针来表达数据元素之间逻辑上的联络。1.2.2线性构造和非线性构造根据数据构造中各数据元素之间前后件关系的困难程度，一般将数据构造分为两大类型：线性构造及非线性构造。（1）假如一个非空的数据构造满意下列两个条件： 有且只有一个根结点； 每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件。 则称该数据构造为线性构造。线性构造又称线性表。在一个线性构造中插入或删除任何一个结点后还应是线性构造。栈、队列、串等都为线性构造。 假如一个数据构造不是线性构造，则称之为非线性构造。数组、广义表、树和图等数据构造都是非线性构造。【重点噢！】（2）线性表的依次存储构造具有以下两个根本特点：

7、线性表中全部元素所占的存储空间是连续的； 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。（3）依次表的运算有查找、插入、删除 3 种。1.3栈1. 栈的根本概念 栈（stack）是一种特殊的线性表，是限定只在一端进展插入及删除的线性表。 在栈中，一端是封闭的，既不允许进展插入元素，也不允许删除元素；另一端是开口的，允许插入和删除元素。通常称插入、删除的这一端为栈顶，另一端 为栈底。当表中没有元素时称为空栈。栈顶元素总是最终被插入的元素，从而也是最先被删除的元素；栈底元素总是最先被插入的元素，从而也是最终才能被删除的元素。栈是根据“先进后出”或“后进先出”的原则组织数据的。例如，枪械的子

8、弹匣就可以用来形象的表示栈构造。子弹匣的一端是完全封闭的，最终被压入弹匣的子弹总是最先被弹出，而最先被压入的子弹最终才能被弹出。2. 栈的依次存储及其运算栈的根本运算有 3 种：入栈、退栈及读栈顶元素。 入栈运算：在栈顶位置插入一个新元素； 退栈运算：取出栈顶元素并赋给一个指定的变量； 读栈顶元素：将栈顶元素赋给一个指定的变量。1.4队列1. 队列的根本概念队列是只允许在一端进展删除，在另一端进展插入的依次表，通常将允许删除的这一端称为队头，允许插入的这一端称为队尾。当表中没有元素时称为空队列。队列的修改是按照先进先出的原则进展的，因此队列也称为先进先出的线性表，或者后进后出的线性表。例如：火

9、车进遂道，最先进遂道的是火车头， 最终是火车尾，而火车出遂道的时候也是火车头先出，最终出的是火车尾。因最先进入队列的元素将最先出队， 所以队列具有先进先出的特性，表达“先来先效劳”的原则。因此，及栈相反，队列又称为“先进先出”（First In First Out，简称 FIFO） 或“后进后出”（Last In Last Out，简称 LILO）的线性表。2. 队列运算入队运算是往队列队尾插入一个数据元素；退队运算是从队列的队头删除一个数据元素。队列的依次存储构造一般采纳队列循环的形式。循环队列 s=0 表示队列空；s=1 且 front=rear 表示队列满。计算循环队列的元素个数：“尾指

10、针减头指针”， 若为负数，再加其容量即可。1.5链表在链式存储方式中，要求每个结点由两部分组成：一部分用于存放数据元素值，称为数据域；另一部分用于存放指针，称为指针域。其中指针用于指向该结点的前一个或后一个结点（即前件或后件）。链式存储方式既可用于表示线性构造，也可用于表示非线性构造。（1）线性链表 线性表的链式存储构造称为线性链表。在某些应用中，对线性链表中的每个结点设置两个指针，一个称为左指针， 用以指向其前件结点；另一个称为右指针，用以指向其后件结点。这样的表称为双向链表。在线性链表中，各数据元素结点的存储空间可以是不连续的，且各数据元素的存储依次及逻辑依次可以不一样。在线性链表中进展插

11、入及删除，不须要挪动链表中的元素。线性单链表中，HEAD（head） 称为头指针，HEAD=NULL（或 0）称为空表。 假如是双项链表的两指针：左指针（Llink）指向前件结点，右指针（Rlink）指向后件结点。 线性链表的根本运算：查找、插入、删除。（2）带链的栈 栈也是线性表，也可以采纳链式存储构造。带链的栈可以用来搜集计算机存储空间中全部空闲的存储结点，这种带链的栈称为可利用栈。1.6二叉树【重点噢！】1.6.1二叉树概念及其根本性质1. 二叉树及其根本概念二叉树是一种很有用的非线性构造，具有以下两个特点： 非空二叉树只有一个根结点； 每一个结点最多有两棵子树，且分别称为该结点的左子树

12、和右子树。 在二叉树中，每一个结点的度最大为 2，即全部子树（左子树或右子树）也均为二叉树。另外，二叉树中的每个结点的子树被明显地分为左子树和右子树。在二叉树中，一个结点可以只有左子树而没有右子树，也可以只有右子树而没有左子树。当一个结点既没有左子树也没有右子树时，该结点即为叶子结点。例如，一个家族中的族谱关系如图 1-1 所示：A 有后代 B，C；B 有后代 D，E；C 有后代 F。 典型的二叉树如图 1-1 所示： 具体讲解二叉树的根本概念，见表 1-2。图 1-1 二叉树图 【重点噢！】表 1-2 二叉树的根本概念父结点（根）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

13、只有一个，称为树的根结点，简称树的根。例如，在图 1-1 中，结点 A 是树的根结点。子结点和叶子结点在树构造中，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。例如，在图 1-1 中，结点 D，E，F 均为叶子结点。度在树构造中，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。例如，在图 1-1 中，根结点 A 和结点 B 的度为 2，结点C的度为 1，叶子结点 D，E，F 的度为 0。所以，该树的度为 2。深度定义一棵树的根结点所在的层次为 1，其他结点所在的层次等于它的父结点所在的层次加 1。树的最大层次称为树的深度。例如，在图 1-1

14、中，根结点A 在第 1 层，结点 B，C 在第 2 层，结点 D，E，F 在第 3 层。该树的深度为 3。子树在树中，以某结点的一个子结点为根构成的树称为该结点的一棵子树。2. 二叉树根本性质二叉树具有以下几特性质：性质 1：在二叉树的第 k 层上，最多有 2k-1 （k1）个结点。 性质 2：深度为 m 的二叉树最多有 2m 1 个结点。【重点噢！】性质 3：在随意一棵二叉树中，度为0的结点（即叶子结点）总是比度为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log2n+1，其中log2n表示 取log2n的整数部分。3. 满二叉树及完全二叉树满二叉树是指这样的一种二叉树：除最

15、终一层外，每一层上的全部结点都有两个子结点。在满二叉树中，每一层上的结点数都到达最大值，即在满二叉树的第 k 层上有 2k -1个结点，且深度为 m 的满二叉树有2m - 1 个结点。 完全二叉树是指这样的二叉树：除最终一层外，每一层上的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。 对于完全二叉树来说，叶子结点只可能在层次最大的两层上出现：对于任何一个结点，若其右分支下的子孙结点的最大层次为 p，则其左分支下的子孙结点的最大层次或为 p，或为 p+1。完全二叉树具有以下两特性质：性质 1：具有 n 个结点的完全二叉树的深度为log2n+1。性质 2：设完全二叉树共有 n 个结点。假如

16、从根结点开场，按层次（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 编号为 INT（k/2）； 若 2kn，则编号为 k 的结点的左子结点编号为 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的结点的右子结点编号为2k+1；否则该结点无右子结点。1.6.2 二叉树的遍历在遍历二叉树的过程中，一般先遍历左子树，再遍历右子树。在先左后右的原则下，根据访问根结点的次序，二叉树的遍历分为三类：前序遍历(DLR 即按中左右的依次)、中序遍

17、历(LDR) 和后序遍历(LRD)。（1）前序遍历 （DLR）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，仍需先访问根结点，然后遍历左子树，最终遍历右子树。例如，对图 1-1 中 的二叉树进展前序遍历的结果（或称为该二叉树的前序序列）为：A，B，D，E， C，F。（2）中序遍历 （LDR）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。例如，对图 1-1 中的二叉树进展中序遍历的结果（或称为该二叉树的中序序列）为：D，B，E，A，C，F。（3）后序遍历 (LRD)先遍历左子树、然后遍历右子树，最

18、终访问根结点；并且，在遍历左、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。例如，对图 1-1 中的二叉树进展后序遍历的结果（或称为该二叉树的后序序列）为：D，E，B，F，C，A。1.7查找1.7.1依次查找查找是指在一个给定的数据构造中查找某个指定的元素。从线性表的第一个元素开场，依次将线性表中的元素及被查找的元素相比拟，若相等则表示查找胜利；若线性表中全部的元素都及被查找元素进展了比拟但都不相等，则表示查找失败。例如，在一维数组21，46，24，99，57，77，86中，查找数据元素 99，首先从第 1 个元素 21 开场进展比拟，比拟结果及要查找的数据不相等，接着及第2 个

19、元素 46 进展比拟，以此类推，当进展到及第 4 个元素比拟时，它们相等， 所以查找胜利。假如查找数据元素100，则整个线性表扫描完毕，仍未找到及100相等的元素，表示线性表中没有要查找的元素。在下列两种状况下也只能采纳依次查找： 假如线性表为无序表，则不管是依次存储构造还是链式存储构造，只能用依次查找； 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。1.7.2二分法查找二分法查找，也称拆半查找，是一种高效的查找方法。能运用二分法查找的线性表必需满意用依次存储构造和线性表是有序表两个条件。“有序”是特指元素按非递减排列，即从小到大排列，但允许相邻元素相等。 下一节排序中，有序的含义

20、也是如此。对于长度为 n 的有序线性表，利用二分法查找元素X的过程如下： 步骤 1：将X及线性表的中间项比拟；步骤 2：假如X的值及中间项的值相等，则查找胜利，完毕查找；步骤 3：假如X小于中间项的值，则在线性表的前半部分以二分法接着查找；步骤 4：假如X大于中间项的值，则在线性表的后半部分以二分法接着查找。例如，长度为8的线性表关键码序列为：6，13，27，30，38，46，47，70，被查元素为 38，首先将及线性表的中间项比拟，即及第4个数据元素30相比拟，38 大于中间项 30 的值，则在线性表38，46，47，70中接着查找；接着及中间项比拟，即及第2个元素46相比拟，38小于46，

21、则在线性表38中接着查找，最终一次比拟相等，查找胜利。依次查找法每一次比拟，只将查找范围削减1，而二分法查找，每比拟一次， 可将查找范围削减为原来的一半，效率大大进步。对于长度为n的有序线性表，在最坏状况下，二分法查找只需比拟log2n次，而依次查找须要比拟n次。1.8排序1. 交换类排序法（1）冒泡排序法 首先，从表头开场往后扫描线性表，逐次比拟相邻两个元素的大小，若前面的元素大于后面的元素，则将它们互换，不断地将两个相邻元素中的大者往后挪动，最终最大者到了线性表的最终。然后，从后到前扫描剩下的线性表，逐次比拟相邻两个元素的大小，若后面的元素小于前面的元素，则将它们互换，不断地将两个相邻元素

22、中的小者往前挪动，最终最小者到了线性表的最前面。对剩下的线性表重复上述过程，直到剩下的线性表变空为止，此时已经排好序。在最坏的状况下，冒泡排序须要比拟次数为 n(n-1)/2。（2）快速排序法 任取待排序序列中的某个元素作为基准（一般取第一个元素），通过一次排序，将待排元素分为左右两个子序列，左子序列元素的排序码均小于或等于基准元素的排序码，右子序列的排序码则大于基准元素的排序码，然后分别对两个子序列接着进展排序，直至整个序列有序。2. 插入类排序法 简洁插入排序法，最坏状况须要 n(n-1)/2 次比拟； 希尔排序法，最坏状况须要 O(n1.5)次比拟。3. 选择类排序法 简洁选择排序法，最

23、坏状况须要 n(n-1)/2 次比拟； 堆排序法，最坏状况须要 O(nlog2n)次比拟。 相比以上几种（除希尔排序法外），堆排序法的时间困难度最小。第 2 章程序设计根底2.1程序设计的方法及风格养成良好的程序设计风格，主要考虑下述因素：（1）源程序文档化 符号名的命名：符号名的命名应具有肯定的实际含义，以便于对程序功能的理解； 程序注释：在源程序中添加正确的注释可扶植人们理解程序。程序注释可分为序言性注释和功能性注释。语句构造清晰第一、效率第二； 视觉组织：通过在程序中添加一些空格、空行和缩进等，使人们在视觉上对程序的构造一目了然。（2）数据说明的方法 为使程序中的数据说明易于理解和维护，

24、可采纳下列数据说明的风格，见表 2-1。表 2-1 数据说明风格数据说明风格具体说明次序应标准化使数据说明次序固定，使数据的属性简洁查找，也有利于测试、排错和维护变量支配有序化当多个变量出如今同一个说明语句中时，变量名应按字母依次排序，以便于查找运用注释在定义一个困难的数据构造时，应通过注解来说明该数据构造的特点（3）语句的构造程序语句的构造程序应当简洁易懂，语句构造应当简洁干脆。（4）输入和输出 输入输出比拟简洁，这里就不作介绍。2.2构造化程序设计1. 构造化程序设计的原则构造化程序设计方法引入了工程思想和构造化思想，使大型软件的开发和编程得到了极大的改善。构造化程序设计方法的主要原则为：

25、自顶向下、逐步求精、 模块化和限制运用 goto 语句。 自顶向上：先考虑整体，再考虑细微环节；先考虑全局目的，再考虑部分目的； 逐步求精：对困难问题应设计一些子目的作为过渡，逐步细化； 模块化：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，把每个小目的称为一个模块。限制运用 goto 语句：在程序开发过程中要限制运用 goto 语句。2. 构造化程序的根本构造构造化程序的根本构造有三种类型：依次构造、选择构造和循环构造。 依次构造：是最根本、最一般的构造形式，根据程序中的语句行的先后依次逐条执行； 选择构造：又称为分支构造，它包括简洁选择和多分支选择构造； 循环构造：根据给定

26、的条件，推断是否要重复执行某一一样的或类似的程序段。循环构造对应两类循环语句：先推断后执行的循环体称为当型循环构造； 先执行循环体后推断的称为直到型循环构造。2.3面对对象方法面对对象方法涵盖对象及对象属性及方法、类、继承、多态性几个根本要素。1. 对象通常把对象的操作也称为方法或效劳。 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。属性值应当指的是纯粹的数据值，而不能指对象。 操作描绘了对象执行的功能，若通过信息的传递，还可以为其他对象运用。对象具有如下特征：标识惟一性、分类性、多态性、封装性、模块独立性。2. 类和实例类是具有共同属性、共同方法的对象的集合。

27、它描绘了属于该对象类型的全部对象的性质，而一个对象则是其对应类的一个实例。类是关于对象性质的描绘，它同对象一样，包括一组数据属性和在数据上的 一组合法操作。3. 消息消息是实例之间传递的信息，它恳求对象执行某一处理或答复某一要求的信息，它统一了数据流和限制流。一个消息由三部分组成：接收消息的对象的名称、消息标识符（消息名）和 零个或多个参数。4. 继承 广义地说，继承是指可以干脆获得已有的性质和特征，而不必重复定义它们。 继承分为单继承及多重继承。单继承是指，一个类只允许有一个父类，即类等级为树形构造。多重继承是指，一个类允许有多个父类。5. 多态性对象根据所承受的消息而做出动作，同样的消息被

28、不同的对象承受时可导致完全不同的行动，该现象称为多态性。第 3 章软件工程根底3.1软件工程根本概念1. 软件定义及软件特点软件指的是计算机系统中及硬件互相依存的另一部分，包括程序、数据和相关文档的完好集合。程序是软件开发人员根据用户需求开发的、用程序设计语言描绘的、合适计算机执行的指令序列。数据是使程序能正常操纵信息的数据构造。文档是及程序的开发、维护和运用有关的图文资料。可见，软件由两部分组成：机器可执行的程序和数据；机器不行执行的，及软件开发、运行、维护、运用等有关的文档。 根据应用目的的不同，软件可分应用软件、系统软件和支撑软件（或工具软件），见表 3-1。表 3-1 软件的分类名称描

29、绘应用软件为解决特定领域的应用而开发的软件系统软件计算机管理自身资源，进步计算机运用效率并为计算机用户供应各种效劳的软件支撑软件（或工具软件）支撑软件是介于两者之间，帮助用户开发软件的工具性软件2. 软件工程为了摆脱软件危机，提出了软件工程的概念。软件工程学是探讨软件开发和维护的普遍原理及技术的一门工程学科。所谓软件工程是指采纳工程的概念、原理、技术和方法指导软件的开发及维护。软件工程学的主要探讨对象包括软件开发及维护的技术、方法、工具和管理等方面。软件工程包括 3 个要素：方法、工具和过程，见表 3-2。表 3-2 软件工程三要素名称描绘方法方法是完成软件工程工程的技术手段工具工具支持软件的

30、开发、管理、文档生成过程过程支持软件开发的各个环节的限制、管理3.2软件生命周期1. 软件生命周期概念 软件产品从提出、实现、运用维护到停顿运用退役的过程称为软件生命周期。软件生命周期分为3个时期共8个阶段，软件定义期：包括问题定义、可行性探讨和需求分析3个阶段；软件开发期：包括概要设计、具体设计、实现和测试4个阶段；运行维护期：即运行维护阶段。软件生命周期各个阶段的活动可以有重复，执行时也可以有迭代，如图 3-1所示。图 3-1 软件生命周期2. 软件生命周期各阶段的主要任务在图 3-1 中的软件生命周期各阶段的主要任务，见表 3-3。表 3-3 软件生命周期各阶段的主要任务任务描绘问题定义

31、确定要求解决的问题是什么可行性探讨及支配制定确定该问题是否存在一个可行的解决方法，指定完成开发任务的施行支配需求分析对待开发软件提出需求进展分析并给出具体定义。编写软件规格说明书及初 步的用户手册，提交评审软件设计通常又分为概要设计和具体设计两个阶段，给出软件的构造、模块的划分、 功能的安排以及处理流程。这阶段提交评审的文档有概要设计说明书、具体设计说明书和测试支配初稿软件实现在软件设计的根底上编写程序。这阶段完成的文档有用户手册、操作手册等面对用户的文档，以及为下一步作打算而编写的单元测试支配软件测试在设计测试用例的根底上，检验软件的各个组成部分。编写测试分析报告运行维护将已交付的软件投入运

32、行，同时不断的维护，进展必要而且可行的扩大和删改3.3软件设计3.3.1软件设计根本概念（1）按技术观点分 从技术观点上看，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； 接口设计是描绘软件内部、软件和协作系统之间以及软件及人之间如何通信； 过程设计则是把系统构造部件转换为软件的过程性描绘。（2）按工程管理角度分 从工程管理角度来看，软件设计分两步完成：概要设计和具体设计。 概要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； 具体设计确立每个模块的实现算法和部分

33、数据构造，用适当方法表示算法和数据构造的细微环节。3.3.2软件设计的根本原理1. 软件设计中应当遵循的根本原理和及软件设计有关的概念（1）抽象 软件设计中考虑模块化解决方案时，可以定出多个抽象级别。抽象的层次从概要设计到具体设计逐步降低。（2）模块化 模块是指把一个待开发的软件分解成若干小的简洁的部分。模块化是指解决一个困难问题时自顶向下逐层把软件系统划分成若干模块的过程。（3）信息隐藏 信息隐藏是指在一个模块内包含的信息（过程或数据），对于不须要这些信息的其他模块来说是不能访问的。（4）模块独立性 模块独立性是指每个模块只完成系统要求的独立的子功能，并且及其他模块的联络最少且接口简洁。模块

34、的独立程度是评价设计好坏的重要度量标准。衡量软件的模块独立性运用耦合性和内聚性两个定性的度量标准。内聚性是信息隐藏 和部分化概念的自然扩展。一个模块的内聚性越强则该模块的模块独立性越强。 一个模块及其他模块的耦合性越强则该模块的模块独立性越弱。2. 衡量软件模块独立性运用耦合性和内聚性两个定性的度量标准内聚性是度量一个模块功能强度的一个相对指标。内聚是从功能角度来衡量 模块的联络，它描绘的是模块内的功能联络。内聚有如下种类，它们之间的内聚度由弱到强排列：偶尔内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、依次内聚、功能内聚。耦合性是模块之间互相连接的严密程度的度量。耦合性取决于各个模块之间接口的

35、困难度、调用方式以及哪些信息通过接口。耦合可以分为多种形势，它们之间的耦合度由高到低排列：内容耦合、公共耦合、外部耦合、限制耦合、标记耦合、数据耦合、非干脆耦合。在程序构造中，各模块的内聚性越强，则耦合性越弱。一般较优秀的软件设计，应尽量做到高内聚，低耦合，即减弱模块之间的耦合性和进步模块内的内聚性，有利于进步模块的独立性。【特殊留意：高内聚，低耦合，这已考过数次！】3.4构造化分析方法1. 构造化分析方法的定义构造化分析方法就是运用数据流图（DFD）、数据字典（DD）、构造化英语、 断定表和断定树的工具，来建立一种新的、称为构造化规格说明的目的文档。构造化分析方法的本质是着眼于数据流、自顶向

36、下、对系统的功能进展逐层分解、以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。2. 构造化分析方法常用工具（1）数据流图（DFD） 数据流图是系统逻辑模型的图形表示，即使不是专业的计算机技术人员也简洁理解它，因此它是分析员及用户之间极好的通信工具。（2）数据字典（DD） 数据字典是对数据流图中全部元素的定义的集合，是构造化分析的核心。 数据流图和数据字典共同构成系统的逻辑模型，没有数据字典数据流图就不严格，若没有数据流图，数据字典也难于发挥作用。数据字典中有 4 种类型的条目：数据流、数据项、数据存储和加工。（3）断定表 有些加工的逻辑用语言形式不简洁表达清晰，而用表的形式则一目了然。假如

37、一个加工逻辑有多个条件、多个操作，并且在不同的条件组合下执行不同的操 作，那么可以运用断定表来描绘。（4）断定树 断定树和断定表没有本质的区分，可以用断定表表示的加工逻辑都能用断定树表示。3. 软件需求规格说明书软件需求规格说明书是需求分析阶段的最终成果，是软件开发的重要文档之 一。它的特点是具有正确性、无歧义性、完好性、可验证性、一样性、可理解性、 可修改性和可追踪性。3.5软件测试3.5.1软件测试的目的和准则1. 软件测试的目的Grenford.J.Myers 给出了软件测试的目的：测试是为了发觉程序中的错误而执行程序的过程；好的测试用例（test case）能发觉迄今为止尚未发觉的错误

38、；一次胜利的测试是能发觉至今为止尚未发觉的错误。 测试的目的是发觉软件中的错误，但是，暴露错误并不是软件测试的最终目的，测试的根本目的是尽可能多地发觉并解除软件中隐藏的错误。2. 软件测试的准则根据上述软件测试的目的，为了能设计出有效的测试方案，以及好的测试用例，软件测试人员必需深化理解，并正确运用以下软件测试的根本准则：全部测试都应追溯到用户需求；在测试之前制定测试支配，并严格执行；充分留意测试中的群集现象；避开由程序的编写者测试自己的程序；不行能进展穷举测试；妥当保存测试支配、测试用例、出错统计和最终分析报告，为维护供应便利。3.5.2软件测试的方法和施行1. 软件测试方法软件测试具有多种

39、方法，根据软件是否须要被执行，可以分为静态测试和动态测试方法。假如按照功能划分，可以分为白盒测试和黑盒测试方法。（1）静态测试和动态测试 静态测试包括代码检查、静态构造分析、代码质量度量等。其中代码检查分为代码审查、代码走查、桌面检查、静态分析等具体形式； 动态测试。静态测试不实际运行软件，主要通过人工进展分析。动态测试就是通常所说的上机测试，是通过运行软件来检验软件中的动态行为和运行结果的正确性。动态测试的关键是运用设计高效、合理的测试用例。测试用例就是为测试设计的数据，由测试输入数据和预期的输出结果两部份组成。测试用例的设计方法一般分为两类：黑盒测试方法和白盒测试方法。（2）黑盒测试和白盒

40、测试 白盒测试。白盒测试是把程序看成装在一只透亮的白盒子里，测试者完全理解程序的构造和处理过程。它根据程序的内部逻辑来设计测试用例，检查程序中的逻辑通路是否都按预定的要求正确地工作； 黑盒测试。黑盒测试是把程序看成一只黑盒子，测试者完全不理解，或不考虑程序的构造和处理过程。它根据规格说明书的功能来设计测试用例，检查程序的功能是否符合规格说明的要求。2. 软件测试的施行软件测试过程分 4 个步骤，即单元测试、集成测试、验收测试和系统测试。单元测试是对软件设计的最小单位模块（程序单元）进展正确性检验测试。单元测试的技术可以采纳静态分析和动态测试。 集成测试是测试和组装软件的过程，主要目的是发觉及接

41、口有关的错误，主要根据是概要设计说明书。集成测试所设计的内容包括：软件单元的接口测试、 全局数据构造测试、边界条件和非法输入的测试等。集成测试时将模块组装成程序，通常采纳两种方式：非增量方式组装和增量方式组装。确认测试的任务是验证软件的功能和性能，以及其他特性是否满意了需求规格说明中确定的各种需求，包括软件配置是否完全、正确。确认测试的施行首先运用黑盒测试方法，对软件进展有效性测试，即验证被测软件是否满意需求规格说明确认的标准系统测试是通过测试确认的软件，作为整个基于计算机系统的一个元素，及计算机硬件、外设、支撑软件、数据和人员等其他系统元素组合在一起，在实际运行（运用）环境下对计算机系统进展

42、一系列的集成测试和确认测试。系统测试的具体施行一般包括：功能测试、性能测试、操作测试、配置测试、 外部接口测试、平安性测试等。3.6程序的调试在对程序进展了胜利的测试之后将进入程序调试（通常称 Debug，即排错）。程序的调试任务是诊断和改正程序中的错误。调试主要在开发阶段进展。程序调试活动由两部分组成，一是根据错误的迹象确定程序中错误的准确性质、缘由和位置；二是对程序进展修改，解除这个错误。 程序调试的根本步骤： 错误定位。从错误的外部表现形式入手，探讨有关部分的程序，确定程序中出错位置，找出错误的内在缘由； 修改设计和代码，以解除错误； 进展回来测试，防止引进新的错误。 软件调试可分为静态

43、调试和动态调试。静态调试主要是指通过人的思维来分析源程序代码和排错，是主要的设计手段，而动态调试是协助静态调试的。 主要的调试方法有：强行排错法、回溯法和缘由解除法 3 种。第 4 章数据库设计根底4.1数据库的根本概念数据是数据库中存储的根本对象，它是描绘事物的符号记录。 数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合，它具有统一的构造形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序所共享，所以数据库技术的根本目的是解决数据共享问题。数据库管理系统（DBMS，Database Management System）是数据库的机构， 它是一种系统软件，负责数据

44、库中的数据组织、数据操作、数据维护、限制及爱护和数据效劳等。数据库管理系统是数据系统的核心。为完成数据库管理系统的功能，数据库管理系统供应相应的数据语言：数据定义语言、数据操纵语言、数据限制语言。4.2数据库系统的开展和根本特点1. 数据库系统的开展数据管理技术的开展经验了 3 个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。关于数据管理三个阶段中的软硬件背景及处理特点，简洁概括可见表4-1。表 4-1 数据管理三个阶段的比拟人工管理阶段文件管理阶段数据库系统管理阶段背景应用目的科学计算科学计算、管理大规模管理硬件背景无干脆存取设备磁盘、磁鼓大容量磁盘软件背景无操作系统有文件系统有数据库管

45、理系统处理方式批处理联机实时处理、 批处理分布处理、联机实时处理和 批处理特点数据管理者人文件系统数据库管理系统数据面对的对象某个应用程序某个应用程序现实世界数据共享程度无共享，冗余度大共享性差，冗余度大共享性大，冗余度小数据的独立性不独立，完全依靠于程序独立性差具有高度的物理独立性和肯定的逻辑独立性数据的构造化无构造记录内有构造，整体无构造整体构造化，用数据模型描绘数据限制实力由应用程序控 制应用程序限制由 DBMS 供应数据平安性、 完好性、并发限制和复原2. 数据库系统的特点数据独立性是数据及程序间的互不依靠性，即数据库中的数据独立于应用程序而不依靠于应用程序。数据的独立性一般分为物理独

46、立性及逻辑独立性两种。物理独立性：当数据的物理构造（包括存储构造、存取方式等）变更时， 如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式变更等，应用程序都不用变更。逻辑独立性：数据的逻辑构造变更了，如修改数据形式、增加新的数据类型、变更数据间联络等，用户程序都可以不变。4.3数据库系统的内部体系构造1. 数据统系统的 3 级形式概念形式，也称逻辑形式，是对数据库系统中全局数据逻辑构造的描绘， 是全体用户（应用）公共数据视图。一个数据库只有一个概念形式；外形式，外形式也称子形式，它是数据库用户可以看见和运用的部分数据的逻辑构造和特征的描绘，它是由概念形式推导而出来的，是数据库用户的数据视图，是及某一应用有关的数据的逻辑表示。一个概念形式可以有若干个外形式；内形式，内形式又称物理形式，它给出了数据库物理存储构造及物理存取方法。内形式处于最底