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1、第1章 数据构造与算法1.1 算法的简单度1. 算法的根本概念利用计算机算法为计算机解题的过程实际上是在实施某种算法。（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、规律运算、关系运算、数据传输。（3） 算法的3种根本掌握构造算法的3种根本掌握构造是：挨次构造、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. 算法简单度算法简单度包括时间简单度和空间简单

2、度。留意两者的区分，无混淆，见表1-1。表1-1 算法简单性名称时间简单度空间简单度描述执行算法所需要的计算工作量 执行这个算法所需要的内存空间1.2 数据构造1.2.1 规律构造和存储构造1. 数据构造的根本概念（1） 数据构造指相互有关联的数据元素的集合。 二级公共根底学问速学教程 2（2） 数据构造争论的3个方面 数据集合中各数据元素之间所固有的规律关系，即数据的规律构造； 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. 规律构造数据的规律构造是对数据元素之间的规律关系的描述，它可以用一个数据元素的集合和定义在此集合中的假设干关系来

3、表示。数据的规律构造有两个要素：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，假设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. 存储构造数据的规律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与规律关系不同，因此，为了表示存放在10计算机存储空间中的各数据元素

4、之间的规律关系即前后件关系，在数据的存储构造中， 不仅要存放各数据元素的信息，还需要存放各数据元素之间的前后件关系的信息。一种数据的规律构造依据需要可以表示成多种存储构造，常用的存储构造有挨次、链接等存储构造。挨次存储方式主要用于线性的数据构造，它把规律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邻接关系来表达。链式存储构造就是在每个结点中至少包含一个指针域，用指针来表达数据元素之间规律上的联系。 二级公共根底学问速学教程 31.2.2 线性构造和非线性构造依据数据构造中各数据元素之间前后件关系的简单程度，一般将数据构造分为两大类型：线性构造与非线性构造。（1） 假

5、设一个非空的数据构造满足以下两个条件： 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。假设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。（2） 线性表的挨次存储构造具有以下两个根本特点： 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规律挨次依次存放的。元素ai的存储地址为：ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)k，ADR(a1)为第一个元素的地址，k代表每个元素占的

6、字节数。（3） 挨次表的运算有查找、插入、删除3种。1.3 栈1. 栈的根本概念栈stack是一种特别的线性表，是限定只在一端进展插入与删除的线性表。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。栈是依据 先进后出 或 后进先出 的原则组织数据的。例如，枪械的子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，

7、而最先被压入的子弹最终才能被弹出。 二级公共根底学问速学教程 42. 栈的挨次存储及其运算栈的根本运算有3种：入栈、退栈与读栈顶元素。 入栈运算：在栈顶位置插入一个元素； 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挨次表，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。队列的修改是依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

8、火车头先出，最终出的是火车尾。假设有队列：Q =(q1,q2,qn)那么，q1为队头元素排头元素， qn为队尾元素。队列中的元素是依据q1，q2，qn 的挨次进入的，退出队列也只能依据这个次序依次退出，即只有在q1，q2，qn-1都退队 之后，qn才能退出队列。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。队头元素q1是最先被插入的元素，也是最先被删除的元素。队尾元素qn是最终被插入的元素， 也是最终被删除的元素。因此，与栈相反，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

9、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。 队列的挨次存储构造一般承受队列循环的形式。循环队列s=0表示队列空；二级公共根底学问速学教程 52. 二叉树根本性质二叉树具有以下几共性质：性质1：在二叉树的第k层上，最多有2k-1k1个结点。性质2：深度为m的二叉树最多有2m-1个结点。性质3：在任意一棵二叉树中，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的整数局部。3. 满二叉树与完全二叉树满二叉树是指这样的一种二叉树：除最终一层外，

10、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假设干结点。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消灭：对于任何一个结点， 假设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共性质：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。假设从根结点开头，按层次每一层从左到右用自然数

11、1，2，n给结点进展编号，则对于编号为kk=1，2，n的结点有以下结论： 假设k=1，则该结点为根结点，它没有父结点；假设k1，则该结点的父结点编号为INTk/2； 假设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； 假设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。 二级公共根底学问速学教程 81.6.2 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，依据访问根结点的次序，二叉树的遍历分为三类：前序遍历、中序遍历和后序遍历。（1） 前序遍历先访问根结点，然后遍历左子树，最终遍历右子树

12、；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

13、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 挨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头，依次将线性表中的元素与被查找的元素相比较，假设相等则表示查找成功；假设线性表中全部的元素都与被查找元素进展了比较但都不相等，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，首二级公共根底学问速学教程 9先从第1个元素21开头进展比较，比较结果与要查找的数据不相等，接着与第2个元素46 进展比较，以此类推，当进展到与第4个元素比较时，它们相等，所以查找成功。假设查找数据元素100，则整个线

14、性表扫描完毕，仍未找到与100相等的元素，表示线性表中没有要查找的元素。在以下两种状况下也只能承受挨次查找：假设线性表为无序表，则不管是挨次存储构造还是链式存储构造，只能用挨次查找；即使是有序线性表，假设承受链式存储构造，也只能用挨次查找。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。能使用二分法查找的线性表必需满足用挨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与线性表的中间项比较；步骤2：假设X的值与中

15、间项的值相等，则查找成功，完毕查找；步骤3：假设X小于中间项的值，则在线性表的前半局部以二分法连续查找； 步骤4：假设X大于中间项的值，则在线性表的后半局部以二分法连续查找。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，首先将与线性表的中间项比较，即与第4个数据元素30相比较，38大于中间项30的值， 则在线性表38，46，47，70中连续查找；接着与中间项比较，即与第2个元素46相比较， 38小于46，则在线性表38中连续查找，最终一次比较相等，查找成功。挨次查找法每一次比较，只将查找范围削减1，而二分法查找，每比较一次，可将查找范围削减

16、为原来的一半，效率大大提高。对于长度为n的有序线性表，在最坏状况下，二分法查找只需比较log2n次，二级公共根底学问速学教程 10而挨次查找需要比较n次。1. 交换类排序法（1） 冒泡排序法1.8 排序首先，从表头开头往后扫描线性表，逐次比较相邻两个元素的大小，假设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移动，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，逐次比较相邻两个元素的大小，假设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中的小者往前移动，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

17、时已经排好序。在最坏的状况下，冒泡排序需要比较次数为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连续进展排序，直至整个序列有序。2. 插入类排序法 简洁插入排序法，最坏状况需要n(n-1)/2次比较； 希尔排序法，最坏状况需要O(n1.5)次比较。3. 选择类排序法 简洁选择排序法，最坏状况需要n(n-1)/2次比较； 堆排序法，最坏状况需要O(nlog2n)次比较。相比以上几种除希尔排序法外，

18、堆排序法的时间简单度最小。 二级公共根底学问速学教程 11第2章 程序设计根底2.1 程序设计的方法与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帮助人们理解程序。程序注释可分为序言性注释和功能性注释。语句构造清楚第一、效率其次；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，可承受以下数据说明的风格，见表2-1。表2-1 数据说明风格数据说明风格次序应标准化变量安排有序

19、化使用注释具体说明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、排错和维护当多个变量消灭在同一个说明语句中时，变量名应按字母挨次排序，以便于查找在定义一个简单的数据构造时，应通过注解来说明该数据构造的特点s=1且front=rear表示队列满。计算循环队列的元素个数： 尾指针减头指针 ，假设为负数，再加其容量即可。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：自顶向下、逐步求精、模块化和限制使用goto语句。 自顶向上：先考虑整体，再考虑细节；先考虑全局目标，再考虑

20、局部目标； 逐步求精：对简单问题应设计一些子目标作为过渡，逐步细化； 模块化：把程序要解决的总目标分解为分目标，再进一步分解为具体的小目标，把每个小目标称为一个模块。限制使用goto语句：在程序开发过程中要限制使用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：挨次构造、选择构造和循环构造。 挨次构造：是最根本、最一般的构造形式，依据程序中的语句行的先后挨次逐条执行； 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：依据给定的条件，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

21、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与方法、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转变。属性值应当指的是纯粹的数据值，而不能指对象。操作描述了对象执行的功能，假设通过信息的传递，还可以为其他对象使用。 二级公共根底学问速学教程 13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。它描述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

22、述，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，它统一了数据流和掌握流。一个消息由三局部组成：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，继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义它们。继承分为单继承与多重继承。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. 多态性对象依据所承受的消息而做出动作，同样的消息被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。 二级公共根底学问速学教程 14第3章 软件工程根

23、底3.1 软件工程根本概念1. 软件定义与软件特点软件指的是计算机系统中与硬件相互依存的另一局部，包括程序、数据和相关文档的完整集合。程序是软件开发人员依据用户需求开发的、用程序设计语言描述的、适合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。文档是与程序的开发、维护和使用有关的图文资料。可见，软件由两局部组成： 机器可执行的程序和数据； 机器不行执行的，与软件开发、运行、维护、使用等有关的文档。依据应用目标的不同，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 应用软件系统软件支撑软件或工具软件2. 软件工程描述为解决特定领域的应用而开

24、发的软件计算机治理自身资源，提高计算机使用效率并为计算机用户供给各种效劳的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为了摆脱软件危机，提出了软件工程的概念。软件工程学是争论软件开发和维护的普遍原理与技术的一门工程学科。所谓软件工程是指承受工程的概念、原理、技术和方法指导软件的开发与维护。软件工程学的主要争论对象包括软件开发与维护的技术、方法、工具和治理等方面。 二级公共根底学问速学教程软件工程包括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方法工具过程描述方法是完成软件工程工程的技术手段工具支持软件的开发、治理、文档生成过程支持软件开发的各个环节的掌握、治

25、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、使用维护到停顿使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、可行性争论和需求分析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15 二级公共根底学问速学教程 162. 软件生命周期各阶段的主要任务任务问题定义可行性争论与打算制定需求分析软件设计软件实现软件测试运行维护描述确定要求解决的问题是什么 打算该问题是否存在一个可行的解决方法，

26、指定完成开发任务的实施打算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 设计说明书和测试打算初稿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，以及为下一步作预备而编写的单元测试打算在设计测试用例的根底上，检验软件的各个组成局部。编写测试分析报告将已交付的软件投入运行，同时不断的维护，进展必要而且可行的扩大和删改在图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

27、件生命周期各阶段的主要任务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； 接口设计是描述软件内部、软件和协作系统之间以及软件与人之间如何通信； 过程设计则是把系统构造部件转换为软件的过程性描述。（2） 按工程治理角度分从工程治理角度来看，软件设计分两步完成：概要设计和具体设计。 二级公共根底学问速学教程 17 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模式； 具体设计确立每个模块的

28、实现算法和局部数据构造，用适当方法表示算法和数据构造的细节。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与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假设干小的简洁的局部。模块化是指解决一个简单问题时自顶向下逐层把软件系统划分成假设干模块的过程。（3） 信息隐蔽信息隐蔽是指在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，并且与其他模块的联系最少且接

29、口简洁。模块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使用耦合性和内聚性两个定性的度量标准。内聚性是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。一个模块的内聚性越强则该模块的模块独立性越强。一个模块与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使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系，它 描述的是模块内的功能联系。内聚有如下种类，它们之间的内聚度由弱到强排列：偶然内聚、规律内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、挨次内聚、功能内聚。耦合性是模块之间相互连接的严密程度的度量。耦合性取决于各个模块之

30、间二级公共根底学问速学教程 18接口的简单度、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、掌握耦合、标记耦合、数据耦合、非直接耦合。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提高模块内的内聚性，有利于提高模块的独立 性。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使用数据流图DFD、数据字典DD、构造化英语、判定表和判定树的工具，来建立一种的、称为构造化规格说明的目标文档。构造化分析方法的实质是着眼于数据流、自顶向下、对系统的

31、功能进展逐层分解、以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的规律模型。2. 构造化分析方法常用工具（1） 数据流图DFD数据流图是系统规律模型的图形表示，即使不是专业的计算机技术人员也简洁理解它，因此它是分析员与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规律模型，没有数据字典数据流图就不严格，假设没有数据流图，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） 判定表有些加工的规律用语言形式不简洁表达清楚，而用表的形式则一目了然。假设一个加工规律有多个条件、

32、多个操作，并且在不同的条件组合下执行不同的操作，那么可以使用判定表来描述。（4） 判定树判定树和判定表没有本质的区分，可以用判定表表示的加工规律都能用判定二级公共根底学问速学教程 19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、完整性、可验证性、全都性、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： 测试是为了觉察程序中的错误而执行程序的过程； 好的测试用例test case能觉察迄今为止尚未觉察的错

33、误； 一次成功的测试是能觉察至今为止尚未觉察的错误。测试的目的是觉察软件中的错误，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觉察并排解软件中隐蔽的错误。2. 软件测试的准则依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入理解，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打算，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； 妥当保存测试打算、测试用例、出错统计和最终分析报告，为维护供给便利。3.5.2 软件测试的方法和实施1. 软件测试方法

34、软件测试具有多种方法，依据软件是否需要被执行，可以分为静态测试和动二级公共根底学问速学教程 20态测试方法。假设依照功能划分，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。动态测试的关键是使用设计高效、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：

35、黑盒测试方法和白盒测试方法。（2） 黑盒测试和白盒测试 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，测试者完全了解程序的构造和处理过程。它依据程序的内部规律来设计测试用例，检查程序中的规律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，测试者完全不了解，或不考虑程序的构造和处理过程。它依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. 软件测试的实施软件测试过程分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承受静态分析和动态测试。集成测试是

36、测试和组装软件的过程，主要目的是觉察与接口有关的错误，主要依据是概要设 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，通常承受两种方式：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足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。确认测试的实施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足需求规格二级公共根底学问速学教程 21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，与计算机硬件、外设、支撑软件、

37、数据和人员等其他系统元素组合在一起，在实际运行使用环境下对计算机系统进展一系列的集成测试和确认测试。系统测试的具体实施一般包括：功能测试、性能测试、操作测试、配置测试、外部接口测试、安全性测试等。3.6 程序的调试在对程序进展了成功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。程序调试活动由两局部组成，一是依据错误的迹象确定程序中错误的精准性质、缘由和位置； 二是对程序进展修改，排解这个错误。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，争论有关局部的程序，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

38、，以排解错误； 进展回归测试，防止引进的错误。软件调试可分为静态调试和动态调试。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，而动态调试是关心静态调试的。主要的调试方法有：强行排错法、回溯法和缘由排解法3种。二级公共根底学问速学教程 22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，它是描述事物的符号记录。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标是解决数据共享问题。数据库治理系统DBMS，Databas

39、e Management System是数据库的机构，它是一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操作、数据维护、掌握及保护和数据效劳等。数据库治理系统是数据系统的核心。为完成数据库治理系统的功能，数据库治理系统供给相应的数据语言：数据定义语言、数据操纵语言、数据掌握语言。4.2 数据库系统的进展和根本特点1. 数据库系统的进展数据治理技术的进展经受了3个阶段：人工治理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。关于数据治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。数据治理三个阶段的比较应用目的科学计算科学计算、大规模管治理理人工治理阶段背景文件治理阶段数据库系统治理阶段硬件背景无直接

40、存取 设备磁盘、磁鼓大容量磁盘软无操作系有文件系有数据库件背统统治理系统景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2. 数据库系统的特点数据独立性是数据与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立性与规律独立性两种。物理独立性：当数据的物理构造包括存储构造、存取方式等转变时，如存储设备的更换、物理存储的更换、存取方式转变等，应用程序都不用转变。规律独立性：数据的规律构造转变了，如修改数据模式、增加的数据类型、转变数据间联系等，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级模式概念模式，也

41、称规律模式，是对数据库系统中全局数据规律构造的描述，是全体用户应用公共数据视图。一个数据库只有一个概念模式；外模式，外模式也称子模式，它是数据库用户能够观察和使用的局部数据的规律构造和特征的描述，它是由概念模式推导而出来的，是数据库用户的数据二级公共根底学问速学教程 24视图，是与某一应用有关的数据的规律表示。一个概念模式可以有假设干个外模式；内模式，内模式又称物理模式，它给出了数据库物理存储构造与物理存取方法。内模式处于最底层，它反映了数据在计算机物理构造中的实际存储形式，概念模式处于中间层，它反映了设计者的数据全局规律要求，而外模式处于最外层，它反映了用户对数据的要求。2. 数据库系统的两

42、级映射两级映射保证了数据库系统中数据的独立性。概念模式到内模式的映射。该映射给出了概念模式中数据的全局规律构造到数据的物理存储构造间的对应关系；外模式到概念模式的映射。概念模式是一个全局模式而外模式是用户的局部模式。一个概念模式中可以定义多个外模式，而每个外模式是概念模式的一个根本视图。4.4 数据模型的根本概念数据模型从抽象层次上描述了数据库系统的静态特征、动态行为和约束条件，因此数据模型通常由数据构造、数据操作及数据约束三局部组成。数据库治理系统所支持的数据模型分为3种：层次模型、网状模型和关系模型。数据模型特点见表4-2。层次模型进展阶段表 4-2 各种数据模型的特点主要特点用树形构造表

43、示实体及其之间联系的模型称为层次模型，上级结点与下级结点之间为一对多的联系网状模型用网状构造表示实体及其之间联系的模型称为网状模型，网关系模型中的每一个结点代表一个实体类型，允许结点有多于一个的父结点，可以有一个以上的结点没有父结点用二维表构造来表示实体以及实体之间联系的模型称为关系模型，在关系模型中把数据看成是二维表中的元素，一张二维表就是一个关系4.5 E-R模型1. E-R模型的根本概念实体：现实世界中的事物可以抽象成为实体，实体是概念世界中的根本单位，它们是客观存在的且又能相互区分的事物；属性：现实世界中事物均有一些特性，这些特性可以用属性来表示；码：唯一标识实体的属性集称为码；域：属

44、性的取值范围称为该属性的域；联系：在现实世界中事物间的关联称为联系。两个实体集间的联系实际上是实体集间的函数关系，这种函数关系可以有下面几种：一对一的关系、一对多或多对一关系、多对多关系。2. E-R模型的的图示法E-R模型用E-R图来表示。实体表示法：在E-R图中用矩形表示实体集，在矩形内写上该实体集的名字；属性表示法：在E-R图中用椭圆形表示属性，在椭圆形内写上该属性的名称；联系表示法：在E-R图中用菱形表示联系，菱形内写上联系名。4.6 关系模型关系模式承受二维表来表示，一个关系对应一张二维表。可以这么说，一个关系就是一个二维表，但是一个二维表不肯定是一个关系。 元组：在一个二维表一个具

45、体关系中，水平方向的行称为元组。元组对应存储文件中的一个具体记录； 属性：二维表中垂直方向的列称为属性，每一列有一个属性名； 域：属性的取值范围，也就是不同元组对同一属性的取值所限定的范围。在二维表中惟一标识元组的最小属性值称为该表的键或码。二维表中可能有假设干个健，它们 称为表的侯选码或侯选健。从二维表的全部侯选键选取一个作为二级公共根底学问速学教程26用户使用的键称为主键或主码。表A中的某属性集是某表B的键，则称该属性值为A的外键 或外码。关系模型承受二维表来表示，二维表一般满足下面7共性质：二维表中元组个数是有限的元组个数有限性；二维表中元组均不一样元组的唯一性；二维表中元组的次序可以任意交换元组的次序无关性；二维表中元组的重量是不行分割的根本数据项元组重量的原子性；二维表中属性名各不一样属性名唯一性；二维表中属性与次序无关，可任意交换属性的次序无关性；二维表属性的重量具有与该属性一样的值域重量值域的统一性。关系操纵：数据查询、数据的删除、数据插入、数据修改。关系模型允许定义三类数据约束，它们是实体完整性约束、参照完整性约束以及用户定义的完整性约束。4.7 关系代数1. 传统的集合运算（1） 投影运算从关系模式中指定假设干个属性组成的关系称为投影