全国计算机等级考试二级公共基础知识及题目汇总(最全).docx
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1、第一章 数据构造与算法1.1 算法1、算法是指解题方案的准确而完整的描述。换句话说,算法是对特定问题求解步骤的一种描述。2、算法的根本特征1可行性2确定性3有穷性4拥有足够的情报。3、算法复杂度主要包括时间复杂度与空间复杂度。1算法时间复杂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算法空间复杂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、数据构造是指相互有关联的数据元素的集合。2、数据构造主要研究与讨论以下三个方面的问题:数据的逻辑构造、数据的存储构造、对各种数据构造进展的运算。3、数据构造分为两大类型:线性构造与非线性构造。1
2、线性构造:1有且只有一个根结点;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、队列与线性链表等。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、二叉树与图等。1.3 线性表及其顺序存储构造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,除了最后一个外,有且只有一个后件。线性表中数据元素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:顺序与链式。2、线性表的顺序存储构造具
3、有两个根本特点:1线性表中所有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顺序依次存放的。3、顺序表的插入、删除运算1顺性表的插入运算时需要移动元素,在等概率情况下,平均需要移动n/2个元素。2顺性表的删除运算时也需要移动元素,在等概率情况下,平均需要移动n-1/2个元素。插入、删除运算不方便。1.4 栈与队列1、栈及其根本运算栈是限定在一端进展插入与删除运算的线性表。在栈中,允许插入与删除的一端称为栈顶,不允许插入与删除的另一端称为栈底。栈顶元素总是最后被插入的元素,栈底元素总是最先被插入的元素。即栈是按照“先进后出或“后进先出的原那么组织数据的。栈具有记忆作用。栈的
4、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,此时指针无变化。栈的存储方式与线性表类似,也有两种,即顺序栈与链式栈。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。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后一个位置绕到第一个位置,形成逻辑上的环状空间,供队列循环使用。循环队列中元素的个数=rear-front。1.5 线性链表1、线性链表:线性表的链式存储构造称为线性链表,是一种
5、物理存储单元上非连续、非顺序的存储构造,数据元素的逻辑顺序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,每个结点由两局部组成:一局部用于存放数据元素的值,称为数据域;另一局部用于存放指针,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,如以下图所示:线性链表分为单链表、双向链表与循环链表三种类型。在线性链表中插入元素或删除元素时,不需要移动数据元素,只需要修改相关结点指针。1.6 树与二叉树1、树的根本概念树是一种简单的非线性构造。在树这种数据构造中,所有数据元素之间的关系具有明显的层次特性。几个概念:根结点、孩子结点、双亲结点、兄弟结点、叶子、层、度、深度2、二叉树及其
6、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与右子树。2二叉树的根本性质性质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 在任意一棵二叉树中,度数为0的结点即叶子结点总比度为2的结点多一个。n0=n2+1性质4 具有n个结点的二叉树,其深度至少为 ,其中 表示取 的整数局部。3、满二叉树与完全二叉树满二叉树:除最后一层外,每一层上的所有结点都有两个子结点。性质5 具有n个结点的完全二叉树深度为 。4、二叉树的存储构造在计算机中,二叉树通常采用
7、链式存储构造。5、二叉树的遍历 1前序遍历2中序遍历3后序遍历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。1、顺序查找在平均情况下,利用顺序查找法在线性表中查找一个元素,大约要与线性表中一半的元素进展比拟,最坏情况下需要比拟n次。以下两种情况下只能采用顺序查找:1线性表是无序表2采用链式存储构造的链表2、二分法查找特点:比顺序查找方法效率高。最坏的情况下,需要比拟log2n次。*:二分法查找只适用于顺序存储的线性表,且表中元素必须按关键字有序升序排列。1.8 排序技术总结:各种排序法比拟:1、交换类排序法方法:冒泡排序n(n-1)/2,快速排序O(n
8、log2n),最坏n(n-1)/2)。2、插入类排序法方法:简单插入排序n(n-1)/2,希尔排序。3、选择类排序法方法:简单项选择择排序n(n-1)/2,堆排序O(nlog2n)。本章应考点拨:本章内容在笔试中会出现5-6个题目,是公共根底知识局部出题量比拟多的一章,所占分值也比拟大,约10分。第二章 程序设计根底2.1 程序设计风格程序设计的风格主要强调:“清晰第一,效率第二。2.2 构造化程序设计面向过程的程序设计方法1、构造化程序设计方法的主要原那么可以概括为:自顶向下,逐步求精,模块化,限制使用goto语句。2、构造化程序的根本构造:顺序构造,选择构造,重复构造(循环构造)。2.3
9、面向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对象,面向对象方法的本质就是主张从客观世界固有的事物出发来构造系统,提倡人们在现实生活中常用的思维来认识、理解与描述客观事物,强调最终建立的系统能够映射问题域。也就是说,系统中的对象及对象之间的关系能够如实地反映问题域中固有的事物及其关系。面向对象方法的主要优点:1与人类习惯的思维方法一致;2稳定性好;3可重用性好;4易于开发大型软件产品;5可维护性好。*:面向对象的程序设计主要考虑的是提高软件的可重用性。对象是客观世界中的任何实体,对象是实体的抽象。对象是属性与方法的封装体。属性即对象特征。操作描述了对象执行的功能,操作也称为方法或效
10、劳。操作是对象的动态属性。*:一个对象由对象名、属性与操作三局部组成。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。*:信息隐蔽是通过对象的封装性来实现的。 类是指具有共同属性、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。消息是一个实例与另一个实例之间传递的信息。*:在面向对象方法中,一个对象请求另一个对象为其效劳的方式是通过发送消息。继承是指能够直接获得已有的性质与特征,而不必重复定义他们。继承分单继承与多重继承。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与操作的机制,它提高了软件的可重用性。多态性
11、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,也很简单,掌握住根本的概念就可以轻松应对考试了,所以在这局部丢分,比拟可惜。第三章 软件工程根底3.1 软件工程根本概念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整集合。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;2软件的生产与硬件不同,它没有明显的制作过程;3软件在运行、使用期间不存在磨损、老化问题;4软件的开发、运行对计算机系统具有依赖性,受计算机系统的限制,这导致了软件移植的问题;5软件复杂性
12、高,本钱昂贵;6软件开发涉及诸多的社会因素。2、软件危机与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与维护过程中所遇到的一系列严重问题。具体的说,在软件开发与维护过程中,软件危机主要表现在:1软件需求的增长得不到满足。用户对系统不满意的情况经常发生。2软件开发本钱与进度无法控制。开发本钱超出预算,开发周期大大超过规定日期的情况经常发生。3软件质量难以保证。4软件不可维护或维护程度非常低。5软件的本钱不断提高。6软件开发生产率的提高跟不上硬件的开展与应用需求的增长。总之,可以将软件危机可以归结为本钱、质量、生产率等问题。软件工程是应用于计算机软件的定义、开发与维护的一整套
13、方法、工具、文档、实践标准与工序。软件工程的目的就是要建造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那么运用到软件开发过程,它包括3个要素:方法、工具与过程。方法是完成软件工程工程的技术手段;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控制、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与活动。3、软件生命周期软件生命周期:软件产品从提出、实现、使用维护到停顿使用退役的过程。软件生命周期分为软件定义、软件开发及软件运
14、行维护三个阶段:1软件定义阶段:包括制定方案与需求分析。制定方案:确定总目标;可行性研究;探讨解决方案;制定开发方案。需求分析:对待开发软件提出的需求进展分析并给出详细的定义。2软件开发阶段:软件设计:分为概要设计与详细设计两个局部。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:在设计测试用例的根底上检验软件的各个组成局部。3软件运行维护阶段:软件投入运行,并在使用中不断地维护,进展必要的扩大与删改。*: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、软件工程的目标与与原那么1软件工程目标:在给定本钱、进度的前提下,开发出具有有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、
15、可适应性、可移植性、可追踪性与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标应是:付出较低的开发本钱;到达要求的软件功能;取得较好的软件性能;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,及时交付使用。3软件工程原那么:抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性与可验证性。1)抽象:抽象是事物最根本的特性与行为,忽略非本质细节,采用分层次抽象,自顶向下,逐层细化的方法控制软件开发过程的复杂性。2信息隐蔽:采用封装技术,将程序模块的实现细节隐蔽起来,使模块接口尽量简单。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
16、中,模块过大会使模块内部的复杂性增加,不利于模块的理解与修改,也不利于模块的调试与重用;模块太小会导致整个系统表示过于复杂,不利于控制系统的复杂性。4局部化: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:软件开发过程中所有概念的表达应是确定、无歧义且标准的。6一致性:程序内外部接口应保持一致,系统规格说明与系统行为应保持一致。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:应遵循容易检查、测评、评审的原那么,以确保系统的正确性。5、软件开发工具与软件开发环境1软件开发工具软件开发工具的完善与开展将促使软件开发方法的进步与完善,促进软件开发的高速度与高
17、质量。2软件开发环境 软件开发环境或称软件工程环境是全面支持软件开发全过程的软件工具集合。计算机辅助软件工程CASE,Computer Aided Software Engineering将各种软件工具、开发机器与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与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面向对象的分析方法。*:需求分析的任务就是导出目标系统的逻辑模型,解决“做什么的问题。*:需求分析一般分为需求获取、需求分析、编写需求规格说明书与需求评审四
18、个步骤进展。2、构造化分析方法构造化分析方法是构造化程序设计理论在软件需求分析阶段的应用。构造化分析方法的实质:着眼于数据流,自顶向下,逐层分解,建立系统的处理流程,以数据流图与数据字典为主要工具,建立系统的逻辑模型。构造化分析的常用工具:1数据流图DFD;2数据字典DD;3判定树;4判定表。数据流图以图形的方式描绘数据在系统中流动与处理的过程,它反映了系统必须完成的逻辑功能,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
19、文件。源,潭:表示系统与环境的接口,属系统之外的实体。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。以下图是一个数据流图的例如:数据字典:对所有与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,使得用户与系统分析员对于输入、输出、存储成分与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确实切解释。*: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后成果,通过建立完整的信息描述、详细的功能与行为描述、性能需求与设计约束的说明、适宜的验收标准,给出对目标软件的各种需求。3.3 构造化设
20、计方法1、软件设计的根底*: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:描述软件内部、软件与协作系统之间以及软件与人之间如何通信。过程设计:把系统构造部件转换成软件的过程性描述。从工程角度来看,软件设计分两步完成,即概要设计与详细设计。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模式。详细设计:确定每个模块的实现算法与局部数据构造,用适当方法表示算法与数
21、据构造的细节。软件设计的根本原理包括:抽象、模块化、信息隐蔽与模块独立性。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节。2模块化。解决一个复杂问题时自顶向下逐步把软件系统划分成一个个较小的、相对独立但又不相互关联的模块的过程。3信息隐蔽。每个模块的实施细节对于其他模块来说是隐蔽的。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,而与软件系统中其他模块的接口是简单的。*:模块分解的主要指导思想是信息隐蔽与模块独立性。模块的耦合性与内聚性是衡量软件的模块独立性的两个定性指标。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
22、排列,内聚可以分为以下几种:偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚及功能内聚。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、控制耦合、标记耦合、数据耦合以及非直接耦合。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,模块划分的原那么是:模块内具有高内聚度,模块间具有低耦合度。2、总体设计概要设计与详细设计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
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