計算機二級基礎(chǔ)知識速成(公共基礎(chǔ)知識

1、=第1章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1.1 算法的復(fù)雜度1. 算法的基本概念利用計算機算法為計算機解題的過程實際上是在實施某種算法。 （1）算法的基本特征 算法一般具有4個基本特征：可行性、確定性、有窮性、擁有足夠的情報。 （2）算法的基本運算和操作 算法的基本運算和操作包括：算術(shù)運算、邏輯運算、關(guān)系運算、數(shù)據(jù)傳輸。 （3）算法的3種基本控制結(jié)構(gòu) 算法的3種基本控制結(jié)構(gòu)是：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。 （4）算法基本設(shè)計方法 算法基本設(shè)計方法：列舉法、歸納法、遞推、遞歸、減半遞推技術(shù)、回溯法。 （5）指令系統(tǒng) 所謂指令系統(tǒng)指的是一個計算機系統(tǒng)能執(zhí)行的所有指令的集合。 2. 算法復(fù)雜度算法復(fù)雜度包括時間復(fù)雜

2、度和空間復(fù)雜度。注意兩者的區(qū)別，無混淆，見表1-1。 表1-1 算法復(fù)雜性名稱 描述 時間復(fù)雜度執(zhí)行算法所需要的計算工作量空間復(fù)雜度 執(zhí)行這個算法所需要的內(nèi)存空間 1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.2.1 邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究的3個方面 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，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)； 在對數(shù)據(jù)進行處理時，各數(shù)據(jù)元素在計算機中的存儲關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)； 對各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行的運算。 2. 邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是對數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系的描述，它可以用一個數(shù)據(jù)元素的集合和定義在此集合中的若干關(guān)系來表示。數(shù)據(jù)的

3、邏輯結(jié)構(gòu)有兩個要素：一是數(shù)據(jù)元素的集合，通常記為D；二是D上的關(guān)系，它反映了數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，通常記為R。一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以表示成：B=(D,R) 其中，B表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了反映D中各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，一般用二元組來表示。 例如，如果把一年四季看作一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則可表示成：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. 存儲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計算機存儲空間中的存放形式稱為數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)（也稱數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)）。 由于數(shù)據(jù)元素在計算機存儲空間中的位置關(guān)系可能與邏輯關(guān)系不同，因此，為了表示存放在計算機存儲空間中的各數(shù)據(jù)元素之

4、間的邏輯關(guān)系（即前后件關(guān)系），在數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)中，不僅要存放各數(shù)據(jù)元素的信息，還需要存放各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系的信息。 一種數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以表示成多種存儲結(jié)構(gòu)，常用的存儲結(jié)構(gòu)有順序、鏈接等存儲結(jié)構(gòu)。 順序存儲方式主要用于線性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它把邏輯上相鄰的數(shù)據(jù)元素存儲在物理上相鄰的存儲單元里，結(jié)點之間的關(guān)系由存儲單元的鄰接關(guān)系來體現(xiàn)。 鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)就是在每個結(jié)點中至少包含一個指針域，用指針來體現(xiàn)數(shù)據(jù)元素之間邏輯上的聯(lián)系。1.2.2 線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各數(shù)據(jù)元素之間前后件關(guān)系的復(fù)雜程度，一般將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩大類型：線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu)。 （1）如果一個非空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿足

5、下列兩個條件： 有且只有一個根結(jié)點； 每一個結(jié)點最多有一個前件，也最多有一個后件。 則稱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為線性結(jié)構(gòu)。線性結(jié)構(gòu)又稱線性表。在一個線性結(jié)構(gòu)中插入或刪除任何一個結(jié)點后還應(yīng)是線性結(jié)構(gòu)。棧、隊列、串等都為線性結(jié)構(gòu)。 如果一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不是線性結(jié)構(gòu)，則稱之為非線性結(jié)構(gòu)。數(shù)組、廣義表、樹和圖等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是非線性結(jié)構(gòu)。 （2）線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)具有以下兩個基本特點： 線性表中所有元素所占的存儲空間是連續(xù)的； 線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲空間中是按邏輯順序依次存放的。 元素ai的存儲地址為：ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)k，ADR(a1)為第一個元素的地址，k代表每個元素占的字節(jié)數(shù)。 （3）順

6、序表的運算有查找、插入、刪除3種。 1.3 棧1. 棧的基本概念棧（stack）是一種特殊的線性表，是限定只在一端進行插入與刪除的線性表。 在棧中，一端是封閉的，既不允許進行插入元素，也不允許刪除元素；另一端是開口的，允許插入和刪除元素。通常稱插入、刪除的這一端為棧頂，另一端為棧底。當(dāng)表中沒有元素時稱為空棧。棧頂元素總是最后被插入的元素，從而也是最先被刪除的元素；棧底元素總是最先被插入的元素，從而也是最后才能被刪除的元素。 棧是按照“先進后出”或“后進先出”的原則組織數(shù)據(jù)的。例如，槍械的子彈匣就可以用來形象的表示棧結(jié)構(gòu)。子彈匣的一端是完全封閉的，最后被壓入彈匣的子彈總是最先被彈出，而最先被壓入

7、的子彈最后才能被彈出。2. 棧的順序存儲及其運算棧的基本運算有3種：入棧、退棧與讀棧頂元素。 入棧運算：在棧頂位置插入一個新元素； 退棧運算：取出棧頂元素并賦給一個指定的變量； 讀棧頂元素：將棧頂元素賦給一個指定的變量。 1.4 隊列1. 隊列的基本概念隊列是只允許在一端進行刪除，在另一端進行插入的順序表，通常將允許刪除的這一端稱為隊頭，允許插入的這一端稱為隊尾。當(dāng)表中沒有元素時稱為空隊列。 隊列的修改是依照先進先出的原則進行的，因此隊列也稱為先進先出的線性表，或者后進后出的線性表。例如：火車進遂道，最先進遂道的是火車頭，最后是火車尾，而火車出遂道的時候也是火車頭先出，最后出的是火車尾。若有隊

8、列： Q =(q1,q2,qn) 那么，q1為隊頭元素（排頭元素），qn為隊尾元素。隊列中的元素是按照q1，q2，qn的順序進入的，退出隊列也只能按照這個次序依次退出，即只有在q1，q2，qn-1都退隊之后，qn才能退出隊列。因最先進入隊列的元素將最先出隊，所以隊列具有先進先出的特性，體現(xiàn)“先來先服務(wù)”的原則。 隊頭元素q1是最先被插入的元素，也是最先被刪除的元素。隊尾元素qn是最后被插入的元素，也是最后被刪除的元素。因此，與棧相反，隊列又稱為“先進先出”（First In First Out，簡稱FIFO） 或“后進后出”（Last In Last Out，簡稱LILO）的線性表。 2. 隊

9、列運算入隊運算是往隊列隊尾插入一個數(shù)據(jù)元素；退隊運算是從隊列的隊頭刪除一個數(shù)據(jù)元素。 隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)一般采用隊列循環(huán)的形式。循環(huán)隊列s=0表示隊列空；s=1且front=rear表示隊列滿。計算循環(huán)隊列的元素個數(shù)：“尾指針減頭指針”，若為負(fù)數(shù)，再加其容量即可。 1.5 鏈表在鏈?zhǔn)酱鎯Ψ绞街校竺總€結(jié)點由兩部分組成：一部分用于存放數(shù)據(jù)元素值，稱為數(shù)據(jù)域；另一部分用于存放指針，稱為指針域。其中指針用于指向該結(jié)點的前一個或后一個結(jié)點（即前件或后件）。 鏈?zhǔn)酱鎯Ψ绞郊瓤捎糜诒硎揪€性結(jié)構(gòu)，也可用于表示非線性結(jié)構(gòu)。 （1）線性鏈表 線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)稱為線性鏈表。 在某些應(yīng)用中，對線性鏈表中的每個

10、結(jié)點設(shè)置兩個指針，一個稱為左指針，用以指向其前件結(jié)點；另一個稱為右指針，用以指向其后件結(jié)點。這樣的表稱為雙向鏈表。 在線性鏈表中，各數(shù)據(jù)元素結(jié)點的存儲空間可以是不連續(xù)的，且各數(shù)據(jù)元素的存儲順序與邏輯順序可以不一致。在線性鏈表中進行插入與刪除，不需要移動鏈表中的元素。 線性單鏈表中，HEAD稱為頭指針，HEAD=NULL（或0）稱為空表。 如果是雙項鏈表的兩指針：左指針（Llink）指向前件結(jié)點，右指針（Rlink）指向后件結(jié)點。 線性鏈表的基本運算：查找、插入、刪除。 （2）帶鏈的棧 棧也是線性表，也可以采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。帶鏈的?？梢杂脕硎占嬎銠C存儲空間中所有空閑的存儲結(jié)點，這種帶鏈的棧稱為

11、可利用棧。 1.6 二叉樹1.6.1 二叉樹概念及其基本性質(zhì)1. 二叉樹及其基本概念二叉樹是一種很有用的非線性結(jié)構(gòu)，具有以下兩個特點：子樹，且分別稱為該結(jié)點的左子樹和右子樹。 在二叉樹中，每一個結(jié)點的度最大為2，即所有子樹（左子樹或右子樹）也均為二叉樹。另外，二叉樹中的每個結(jié)點的子樹被明顯地分為左子樹和右子樹。 在二叉樹中，一個結(jié)點可以只有左子樹而沒有右子樹，也可以只有右子樹而沒有左子樹。當(dāng)一個結(jié)點既沒有左子樹也沒有右子樹時，該結(jié)點即為葉子結(jié)點。 例如，一個家族中的族譜關(guān)系如圖1-1所示： A有后代B，C；B有后代D，E；C有后代F。 典型的二叉樹如圖1-1所示： 詳細(xì)講解二叉樹的基本概念，見

12、表1-2。 圖1-1 二叉樹圖 表1-2 二叉樹的基本概念父結(jié)點（根） 在樹結(jié)構(gòu)中，每一個結(jié)點只有一個前件，稱為父結(jié)點，沒有前件的結(jié)點只有一個，稱為樹的根結(jié)點，簡稱樹的根。例如，在圖1-1中，結(jié)點A是樹的根結(jié)點。 子結(jié)點和 葉子結(jié)點 在樹結(jié)構(gòu)中，每一個結(jié)點可以有多個后件，稱為該結(jié)點的子結(jié)點。沒有后件的結(jié)點稱為葉子結(jié)點。例如，在圖1-1中，結(jié)點D，E，F(xiàn)均為葉子結(jié)點。 度 在樹結(jié)構(gòu)中，一個結(jié)點所擁有的后件的個數(shù)稱為該結(jié)點的度，所有結(jié)點中最大的度稱為樹的度。例如，在圖1-1中，根結(jié)點A和結(jié)點B的度為2，結(jié)點C的度為1，葉子結(jié)點D，E，F(xiàn)的度為0。所以，該樹的度為2。 深度 定義一棵樹的根結(jié)點所在的

13、層次為1，其他結(jié)點所在的層次等于它的父結(jié)點所在的層次加1。樹的最大層次稱為樹的深度。例如，在圖1-1中，根結(jié)點A在第1層，結(jié)點B，C在第2層，結(jié)點D，E，F(xiàn)在第3層。該樹的深度為3。子樹 在樹中，以某結(jié)點的一個子結(jié)點為根構(gòu)成的樹稱為該結(jié)點的一棵子樹。 2. 二叉樹基本性質(zhì)二叉樹具有以下幾個性質(zhì)： 性質(zhì)1：在二叉樹的第k層上，最多有2k-1（k1）個結(jié)點。 性質(zhì)2：深度為m的二叉樹最多有2m-1個結(jié)點。 性質(zhì)3：在任意一棵二叉樹中，度為0的結(jié)點（即葉子結(jié)點）總是比度為2的結(jié)點多一個。 性質(zhì)4：具有n個結(jié)點的二叉樹，其深度至少為log2n+1，其中l(wèi)og2n表示取log2n的整數(shù)部分。 3. 滿二

14、叉樹與完全二叉樹滿二叉樹是指這樣的一種二叉樹：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點都有兩個子結(jié)點。在滿二叉樹中，每一層上的結(jié)點數(shù)都達(dá)到最大值，即在滿二叉樹的第k層上有2k-1個結(jié)點，且深度為m的滿二叉樹有2m-1個結(jié)點。 完全二叉樹是指這樣的二叉樹：除最后一層外，每一層上的結(jié)點數(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。 對于完全二叉樹來說，葉子結(jié)點只可能在層次最大的兩層上出現(xiàn)：對于任何一個結(jié)點，若其右分支下的子孫結(jié)點的最大層次為p，則其左分支下的子孫結(jié)點的最大層次或為p，或為p+1。 完全二叉樹具有以下兩個性質(zhì)： 性質(zhì)1：具有n個結(jié)點的完全二叉樹的深度為log2n+1。 性質(zhì)2：設(shè)完全二叉

15、樹共有n個結(jié)點。如果從根結(jié)點開始，按層次（每一層從左到右）用自然數(shù)1，2，n給結(jié)點進行編號，則對于編號為k（k=1，2，n）的結(jié)點有以下結(jié)論： 若k=1，則該結(jié)點為根結(jié)點，它沒有父結(jié)點；若k1，則該結(jié)點的父結(jié)點編號為INT（k/2）； 若2kn，則編號為k的結(jié)點的左子結(jié)點編號為2k；否則該結(jié)點無左子結(jié)點（顯然也沒有右子結(jié)點）； 若2k+1n，則編號為k的結(jié)點的右子結(jié)點編號為2k+1；否則該結(jié)點無右子結(jié)點。1.6.2 二叉樹的遍歷在遍歷二叉樹的過程中，一般先遍歷左子樹，再遍歷右子樹。在先左后右的原則下，根據(jù)訪問根結(jié)點的次序，二叉樹的遍歷分為三類：前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷。 （1）前序遍歷 先

16、訪問根結(jié)點，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹；并且在遍歷左、右子樹時，仍需先訪問根結(jié)點，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹。例如，對圖1-1中的二叉樹進行前序遍歷的結(jié)果（或稱為該二叉樹的前序序列）為：A，B，D，E，C，F(xiàn)。 （2）中序遍歷 先遍歷左子樹、然后訪問根結(jié)點，最后遍歷右子樹；并且，在遍歷左、右子樹時，仍然先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點，最后遍歷右子樹。例如，對圖1-1中的二叉樹進行中序遍歷的結(jié)果（或稱為該二叉樹的中序序列）為： D，B，E， A，C，F(xiàn)。 （3）后序遍歷 先遍歷左子樹、然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點；并且，在遍歷左、右子樹時，仍然先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點

17、。例如，對圖1-1中的二叉樹進行后序遍歷的結(jié)果（或稱為該二叉樹的后序序列）為： D， E，B， F，C，A。 1.7 查找1.7.1 順序查找查找是指在一個給定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找某個指定的元素。從線性表的第一個元素開始，依次將線性表中的元素與被查找的元素相比較，若相等則表示查找成功；若線性表中所有的元素都與被查找元素進行了比較但都不相等，則表示查找失敗。 例如，在一維數(shù)組21，46，24，99，57，77，86中，查找數(shù)據(jù)元素99，首先從第1個元素21開始進行比較，比較結(jié)果與要查找的數(shù)據(jù)不相等，接著與第2個元素46進行比較，以此類推，當(dāng)進行到與第4個元素比較時，它們相等，所以查找成功。如果查找數(shù)

18、據(jù)元素100，則整個線性表掃描完畢，仍未找到與100相等的元素，表示線性表中沒有要查找的元素。 在下列兩種情況下也只能采用順序查找： 如果線性表為無序表，則不管是順序存儲結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，只能用順序查找； 即使是有序線性表，如果采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，也只能用順序查找。 1.7.2 二分法查找二分法查找，也稱拆半查找，是一種高效的查找方法。能使用二分法查找的線性表必須滿足用順序存儲結(jié)構(gòu)和線性表是有序表兩個條件。 “有序”是特指元素按非遞減排列，即從小到大排列，但允許相鄰元素相等。下一節(jié)排序中，有序的含義也是如此。 對于長度為n的有序線性表，利用二分法查找元素X的過程如下： 步驟1：將X與線性表的

19、中間項比較； 步驟2：如果X的值與中間項的值相等，則查找成功，結(jié)束查找； 步驟3：如果X小于中間項的值，則在線性表的前半部分以二分法繼續(xù)查找； 步驟4：如果X大于中間項的值，則在線性表的后半部分以二分法繼續(xù)查找。 例如，長度為8的線性表關(guān)鍵碼序列為：6，13，27，30，38，46，47，70，被查元素為38，首先將與線性表的中間項比較，即與第4個數(shù)據(jù)元素30相比較，38大于中間項30的值，則在線性表38，46，47，70中繼續(xù)查找；接著與中間項比較，即與第2個元素46相比較，38小于46，則在線性表38中繼續(xù)查找，最后一次比較相等，查找成功。 順序查找法每一次比較，只將查找范圍減少1，而二分

20、法查找，每比較一次，可將查找范圍減少為原來的一半，效率大大提高。 對于長度為n的有序線性表，在最壞情況下，二分法查找只需比較log2n次，查找需要比較n次。 1.8 排序1. 交換類排序法（1）冒泡排序法 首先，從表頭開始往后掃描線性表，逐次比較相鄰兩個元素的大小，若前面的元素大于后面的元素，則將它們互換，不斷地將兩個相鄰元素中的大者往后移動，最后最大者到了線性表的最后。 然后，從后到前掃描剩下的線性表，逐次比較相鄰兩個元素的大小，若后面的元素小于前面的元素，則將它們互換，不斷地將兩個相鄰元素中的小者往前移動，最后最小者到了線性表的最前面。 對剩下的線性表重復(fù)上述過程，直到剩下的線性表變空為止

21、，此時已經(jīng)排好序。 在最壞的情況下，冒泡排序需要比較次數(shù)為n(n-1)/2。 （2）快速排序法 任取待排序序列中的某個元素作為基準(zhǔn)（一般取第一個元素），通過一次排序，將待排元素分為左右兩個子序列，左子序列元素的排序碼均小于或等于基準(zhǔn)元素的排序碼，右子序列的排序碼則大于基準(zhǔn)元素的排序碼，然后分別對兩個子序列繼續(xù)進行排序，直至整個序列有序。 2. 插入類排序法 簡單插入排序法，最壞情況需要n(n-1)/2次比較； 希爾排序法，最壞情況需要O(n1.5)次比較。 3. 選擇類排序法 簡單選擇排序法，最壞情況需要n(n-1)/2次比較； 堆排序法，最壞情況需要O(nlog2n)次比較。 相比以上幾種（

22、除希爾排序法外），堆排序法的時間復(fù)雜度最小。第2章程序設(shè)計基礎(chǔ) 2.1 程序設(shè)計的方法與風(fēng)格養(yǎng)成良好的程序設(shè)計風(fēng)格，主要考慮下述因素： （1）源程序文檔化 符號名的命名：符號名的命名應(yīng)具有一定的實際含義，以便于對程序功能的理解； 程序注釋：在源程序中添加正確的注釋可幫助人們理解程序。程序注釋可分為序言性注釋和功能性注釋。語句結(jié)構(gòu)清晰第一、效率第二； 視覺組織：通過在程序中添加一些空格、空行和縮進等，使人們在視覺上對程序的結(jié)構(gòu)一目了然。 （2）數(shù)據(jù)說明的方法 為使程序中的數(shù)據(jù)說明易于理解和維護，可采用下列數(shù)據(jù)說明的風(fēng)格，見表2-1。 表2-1 數(shù)據(jù)說明風(fēng)格數(shù)據(jù)說明風(fēng)格 詳細(xì)說明 次序應(yīng)規(guī)范化 使

23、數(shù)據(jù)說明次序固定，使數(shù)據(jù)的屬性容易查找，也有利于測試、排錯和維護 變量安排有序化 當(dāng)多個變量出現(xiàn)在同一個說明語句中時，變量名應(yīng)按字母順序排序，以便于查找 使用注釋 在定義一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)通過注解來說明該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點 （3）語句的結(jié)構(gòu)程序 語句的結(jié)構(gòu)程序應(yīng)該簡單易懂，語句構(gòu)造應(yīng)該簡單直接。 （4）輸入和輸出 輸入輸出比較簡單，這里就不作介紹。2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計1. 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的原則結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法引入了工程思想和結(jié)構(gòu)化思想，使大型軟件的開發(fā)和編程得到了極大的改善。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的主要原則為：自頂向下、逐步求精、模塊化和限制使用goto語句。 自頂向上：先考慮整體，再考慮細(xì)

24、節(jié)；先考慮全局目標(biāo)，再考慮局部目標(biāo)； 逐步求精：對復(fù)雜問題應(yīng)設(shè)計一些子目標(biāo)作為過渡，逐步細(xì)化； 模塊化：把程序要解決的總目標(biāo)分解為分目標(biāo)，再進一步分解為具體的小目標(biāo)，把每個小目標(biāo)稱為一個模塊。 限制使用goto語句：在程序開發(fā)過程中要限制使用goto語句。 2. 結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)有三種類型：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。 順序結(jié)構(gòu)：是最基本、最普通的結(jié)構(gòu)形式，按照程序中的語句行的先后順序逐條執(zhí)行； 選擇結(jié)構(gòu)：又稱為分支結(jié)構(gòu)，它包括簡單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu)； 循環(huán)結(jié)構(gòu)：根據(jù)給定的條件，判斷是否要重復(fù)執(zhí)行某一相同的或類似的程序段。循環(huán)結(jié)構(gòu)對應(yīng)兩類循環(huán)語句：先判斷后執(zhí)行的循環(huán)

25、體稱為當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)；先執(zhí)行循環(huán)體后判斷的稱為直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)。 2.3 面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蠓椒êw對象及對象屬性與方法、類、繼承、多態(tài)性幾個基本要素。 1. 對象通常把對象的操作也稱為方法或服務(wù)。 屬性即對象所包含的信息，它在設(shè)計對象時確定，一般只能通過執(zhí)行對象的操作來改變。屬性值應(yīng)該指的是純粹的數(shù)據(jù)值，而不能指對象。 操作描述了對象執(zhí)行的功能，若通過信息的傳遞，還可以為其他對象使用。對象具有如下特征：標(biāo)識惟一性、分類性、多態(tài)性、封裝性、模塊獨立性。 2. 類和實例類是具有共同屬性、共同方法的對象的集合。它描述了屬于該對象類型的所有對象的性質(zhì)，而一個對象則是其對應(yīng)類的一個實例。 類是關(guān)于對象性

26、質(zhì)的描述，它同對象一樣，包括一組數(shù)據(jù)屬性和在數(shù)據(jù)上的一組合法操作。 3. 消息消息是實例之間傳遞的信息，它請求對象執(zhí)行某一處理或回答某一要求的信息，它統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流。 一個消息由三部分組成：接收消息的對象的名稱、消息標(biāo)識符（消息名）和零個或多個參數(shù)。 4. 繼承廣義地說，繼承是指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征，而不必重復(fù)定義它們。 繼承分為單繼承與多重繼承。單繼承是指，一個類只允許有一個父類，即類等級為樹形結(jié)構(gòu)。多重繼承是指，一個類允許有多個父類。 5. 多態(tài)性對象根據(jù)所接受的消息而做出動作，同樣的消息被不同的對象接受時可導(dǎo)致完全不同的行動，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。第3章軟件工程基礎(chǔ) 3.1 軟

27、件工程基本概念1. 軟件定義與軟件特點軟件指的是計算機系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，包括程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的完整集合。 程序是軟件開發(fā)人員根據(jù)用戶需求開發(fā)的、用程序設(shè)計語言描述的、適合計算機執(zhí)行的指令序列。 數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文檔是與程序的開發(fā)、維護和使用有關(guān)的圖文資料。 可見，軟件由兩部分組成： 機器可執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)； 機器不可執(zhí)行的，與軟件開發(fā)、運行、維護、使用等有關(guān)的文檔。 根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)的不同，軟件可分應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件和支撐軟件（或工具軟件），見表3-1。表3-1 軟件的分類 名稱 描述 應(yīng)用軟件 為解決特定領(lǐng)域的應(yīng)用而開發(fā)的軟件 系統(tǒng)軟件 計算機管理自身資源

28、，提高計算機使用效率并為計算機用戶提供各種服務(wù)的軟件 支撐軟件（或工具軟件） 支撐軟件是介于兩者之間，協(xié)助用戶開發(fā)軟件的工具性軟件 2. 軟件工程為了擺脫軟件危機，提出了軟件工程的概念。軟件工程學(xué)是研究軟件開發(fā)和維護的普遍原理與技術(shù)的一門工程學(xué)科。所謂軟件工程是指采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法指導(dǎo)軟件的開發(fā)與維護。軟件工程學(xué)的主要研究對象包括軟件開發(fā)與維護的技術(shù)、方法、工具和管理等方面。具和過程，見表3-2。 表3-2 軟件工程三要素名稱 描述 方法 方法是完成軟件工程項目的技術(shù)手段 工具 工具支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成 過程 過程支持軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的控制、管理 3.2 軟件生命周期

29、1. 軟件生命周期概念軟件產(chǎn)品從提出、實現(xiàn)、使用維護到停止使用退役的過程稱為軟件生命周期。 軟件生命周期分為3個時期共8個階段， 軟件定義期：包括問題定義、可行性研究和需求分析3個階段； 軟件開發(fā)期：包括概要設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、實現(xiàn)和測試4個階段； 運行維護期：即運行維護階段。 軟件生命周期各個階段的活動可以有重復(fù)，執(zhí)行時也可以有迭代，如圖3-1所示。 圖3-1 軟件生命周期2. 軟件生命周期各階段的主要任務(wù)在圖3-1中的軟件生命周期各階段的主要任務(wù)，見表3-3。 表3-3 軟件生命周期各階段的主要任務(wù)任務(wù) 描述 問題定義 確定要求解決的問題是什么 可行性研究與計劃制定 決定該問題是否存在一個可行

30、的解決辦法，指定完成開發(fā)任務(wù)的實施計劃需求分析 對待開發(fā)軟件提出需求進行分析并給出詳細(xì)定義。編寫軟件規(guī)格說明書及初步的用戶手冊，提交評審 軟件設(shè)計 通常又分為概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計兩個階段，給出軟件的結(jié)構(gòu)、模塊的劃分、功能的分配以及處理流程。這階段提交評審的文檔有概要設(shè)計說明書、詳細(xì)設(shè)計說明書和測試計劃初稿 軟件實現(xiàn) 在軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上編寫程序。這階段完成的文檔有用戶手冊、操作手冊等面向用戶的文檔，以及為下一步作準(zhǔn)備而編寫的單元測試計劃 軟件測試 在設(shè)計測試用例的基礎(chǔ)上，檢驗軟件的各個組成部分。編寫測試分析報告運行維護 將已交付的軟件投入運行，同時不斷的維護，進行必要而且可行的擴充和刪改3.3 軟

31、件設(shè)計3.3.1 軟件設(shè)計基本概念（1）按技術(shù)觀點分 從技術(shù)觀點上看，軟件設(shè)計包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)設(shè)計、接口設(shè)計、過程設(shè)計。 結(jié)構(gòu)設(shè)計定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系； 數(shù)據(jù)設(shè)計將分析時創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義； 接口設(shè)計是描述軟件內(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； 過程設(shè)計則是把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換為軟件的過程性描述。 （2）按工程管理角度分 從工程管理角度來看，軟件設(shè)計分兩步完成：概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計。 概要設(shè)計將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)、確定系統(tǒng)級接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式； 詳細(xì)設(shè)計確立每個模塊的實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用適當(dāng)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。 3.

32、3.2 軟件設(shè)計的基本原理1. 軟件設(shè)計中應(yīng)該遵循的基本原理和與軟件設(shè)計有關(guān)的概念（1）抽象 軟件設(shè)計中考慮模塊化解決方案時，可以定出多個抽象級別。抽象的層次從概要設(shè)計到詳細(xì)設(shè)計逐步降低。 （2）模塊化 模塊是指把一個待開發(fā)的軟件分解成若干小的簡單的部分。模塊化是指解決一個復(fù)雜問題時自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干模塊的過程。 （3）信息隱蔽 信息隱蔽是指在一個模塊內(nèi)包含的信息（過程或數(shù)據(jù)），對于不需要這些信息的其他模塊來說是不能訪問的。 （4）模塊獨立性 模塊獨立性是指每個模塊只完成系統(tǒng)要求的獨立的子功能，并且與其他模塊的聯(lián)系最少且接口簡單。模塊的獨立程度是評價設(shè)計好壞的重要度量標(biāo)準(zhǔn)。衡量軟

33、件的模塊獨立性使用耦合性和內(nèi)聚性兩個定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)聚性是信息隱蔽和局部化概念的自然擴展。一個模塊的內(nèi)聚性越強則該模塊的模塊獨立性越強。一個模塊與其他模塊的耦合性越強則該模塊的模塊獨立性越弱。 2. 衡量軟件模塊獨立性使用耦合性和內(nèi)聚性兩個定性的度量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)聚性是度量一個模塊功能強度的一個相對指標(biāo)。內(nèi)聚是從功能角度來衡量模塊的聯(lián)系，它描述的是模塊內(nèi)的功能聯(lián)系。內(nèi)聚有如下種類，它們之間的內(nèi)聚度由弱到強排列：偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時間內(nèi)聚、過程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚、功能內(nèi)聚。 耦合性是模塊之間互相連接的緊密程度的度量。耦合性取決于各個模塊之間接口的復(fù)雜度、調(diào)用方式以及哪些信息通過接口。耦合可以分

34、為多種形勢，它們之間的耦合度由高到低排列：內(nèi)容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合、非直接耦合。 在程序結(jié)構(gòu)中，各模塊的內(nèi)聚性越強，則耦合性越弱。一般較優(yōu)秀的軟件設(shè)計，應(yīng)盡量做到高內(nèi)聚，低耦合，即減弱模塊之間的耦合性和提高模塊內(nèi)的內(nèi)聚性，有利于提高模塊的獨立性。 3.4 結(jié)構(gòu)化分析方法1. 結(jié)構(gòu)化分析方法的定義結(jié)構(gòu)化分析方法就是使用數(shù)據(jù)流圖（DFD）、數(shù)據(jù)字典（DD）、結(jié)構(gòu)化英語、判定表和判定樹的工具，來建立一種新的、稱為結(jié)構(gòu)化規(guī)格說明的目標(biāo)文檔。 結(jié)構(gòu)化分析方法的實質(zhì)是著眼于數(shù)據(jù)流、自頂向下、對系統(tǒng)的功能進行逐層分解、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。 2

35、. 結(jié)構(gòu)化分析方法常用工具（1）數(shù)據(jù)流圖（DFD） 數(shù)據(jù)流圖是系統(tǒng)邏輯模型的圖形表示，即使不是專業(yè)的計算機技術(shù)人員也容易理解它，因此它是分析員與用戶之間極好的通信工具。 （2）數(shù)據(jù)字典（DD） 數(shù)據(jù)字典是對數(shù)據(jù)流圖中所有元素的定義的集合，是結(jié)構(gòu)化分析的核心。 數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典共同構(gòu)成系統(tǒng)的邏輯模型，沒有數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)流圖就不嚴(yán)格，若沒有數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)字典也難于發(fā)揮作用。 數(shù)據(jù)字典中有4種類型的條目：數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)存儲和加工。 （3）判定表 有些加工的邏輯用語言形式不容易表達(dá)清楚，而用表的形式則一目了然。如果一個加工邏輯有多個條件、多個操作，并且在不同的條件組合下執(zhí)行不同的操作，那么可以使

36、用判定表來描述。 （4）判定樹 判定樹和判定表沒有本質(zhì)的區(qū)別，可以用判定表表示的加工邏輯都能用判定樹表示。 3. 軟件需求規(guī)格說明書軟件需求規(guī)格說明書是需求分析階段的最后成果，是軟件開發(fā)的重要文檔之一。它的特點是具有正確性、無歧義性、完整性、可驗證性、一致性、可理解性、可修改性和可追蹤性。 3.5 軟件測試3.5.1 軟件測試的目的和準(zhǔn)則1. 軟件測試的目的Grenford.J.Myers給出了軟件測試的目的： 測試是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤而執(zhí)行程序的過程； 好的測試用例（test case）能發(fā)現(xiàn)迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤； 一次成功的測試是能發(fā)現(xiàn)至今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤。 測試的目的是發(fā)現(xiàn)軟件中的

37、錯誤，但是，暴露錯誤并不是軟件測試的最終目的，測試的根本目的是盡可能多地發(fā)現(xiàn)并排除軟件中隱藏的錯誤。 2. 軟件測試的準(zhǔn)則根據(jù)上述軟件測試的目的，為了能設(shè)計出有效的測試方案，以及好的測試用例，軟件測試人員必須深入理解，并正確運用以下軟件測試的基本準(zhǔn)則： 所有測試都應(yīng)追溯到用戶需求； 在測試之前制定測試計劃，并嚴(yán)格執(zhí)行； 充分注意測試中的群集現(xiàn)象； 避免由程序的編寫者測試自己的程序； 不可能進行窮舉測試； 妥善保存測試計劃、測試用例、出錯統(tǒng)計和最終分析報告，為維護提供方便。 3.5.2 軟件測試的方法和實施1. 軟件測試方法軟件測試具有多種方法，依據(jù)軟件是否需要被執(zhí)行，可以分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試

38、方法。如果依照功能劃分，可以分為白盒測試和黑盒測試方法。 （1）靜態(tài)測試和動態(tài)測試 靜態(tài)測試包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量等。其中代碼檢查分為代碼審查、代碼走查、桌面檢查、靜態(tài)分析等具體形式； 動態(tài)測試。靜態(tài)測試不實際運行軟件，主要通過人工進行分析。動態(tài)測試就是通常所說的上機測試，是通過運行軟件來檢驗軟件中的動態(tài)行為和運行結(jié)果的正確性。 動態(tài)測試的關(guān)鍵是使用設(shè)計高效、合理的測試用例。測試用例就是為測試設(shè)計的數(shù)據(jù)，由測試輸入數(shù)據(jù)和預(yù)期的輸出結(jié)果兩部份組成。測試用例的設(shè)計方法一般分為兩類：黑盒測試方法和白盒測試方法。 （2）黑盒測試和白盒測試 白盒測試。白盒測試是把程序看成裝在一只透明的

39、白盒子里，測試者完全了解程序的結(jié)構(gòu)和處理過程。它根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來設(shè)計測試用例，檢查程序中的邏輯通路是否都按預(yù)定的要求正確地工作； 黑盒測試。黑盒測試是把程序看成一只黑盒子，測試者完全不了解，或不考慮程序的結(jié)構(gòu)和處理過程。它根據(jù)規(guī)格說明書的功能來設(shè)計測試用例，檢查程序的功能是否符合規(guī)格說明的要求。 2. 軟件測試的實施軟件測試過程分4個步驟，即單元測試、集成測試、驗收測試和系統(tǒng)測試。 單元測試是對軟件設(shè)計的最小單位模塊（程序單元）進行正確性檢驗測試。單元測試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動態(tài)測試。 集成測試是測試和組裝軟件的過程，主要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯誤，主要依據(jù)是概要設(shè)計說明書。集成測試所

40、設(shè)計的內(nèi)容包括：軟件單元的接口測試、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、邊界條件和非法輸入的測試等。集成測試時將模塊組裝成程序，通常采用兩種方式：非增量方式組裝和增量方式組裝。 確認(rèn)測試的任務(wù)是驗證軟件的功能和性能，以及其他特性是否滿足了需求規(guī)格說明中確定的各種需求，包括軟件配置是否完全、正確。確認(rèn)測試的實施首先運用黑盒測試方法，對軟件進行有效性測試，即驗證被測軟件是否滿足需求規(guī)格說明確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)測試是通過測試確認(rèn)的軟件，作為整個基于計算機系統(tǒng)的一個元素，與計算機硬件、外設(shè)、支撐軟件、數(shù)據(jù)和人員等其他系統(tǒng)元素組合在一起，在實際運行（使用）環(huán)境下對計算機系統(tǒng)進行一系列的集成測試和確認(rèn)測試。 系統(tǒng)測試的具體實

41、施一般包括：功能測試、性能測試、操作測試、配置測試、外部接口測試、安全性測試等。 3.6 程序的調(diào)試在對程序進行了成功的測試之后將進入程序調(diào)試（通常稱Debug，即排錯）。 程序的調(diào)試任務(wù)是診斷和改正程序中的錯誤。調(diào)試主要在開發(fā)階段進行。 程序調(diào)試活動由兩部分組成，一是根據(jù)錯誤的跡象確定程序中錯誤的確切性質(zhì)、原因和位置；二是對程序進行修改，排除這個錯誤。 程序調(diào)試的基本步驟： 錯誤定位。從錯誤的外部表現(xiàn)形式入手，研究有關(guān)部分的程序，確定程序中出錯位置，找出錯誤的內(nèi)在原因； 修改設(shè)計和代碼，以排除錯誤； 進行回歸測試，防止引進新的錯誤。 軟件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試主要是指通過人的

42、思維來分析源程序代碼和排錯，是主要的設(shè)計手段，而動態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試的。 主要的調(diào)試方法有：強行排錯法、回溯法和原因排除法3種。第4章數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ) 4.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象，它是描述事物的符號記錄。 數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合，它具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式并存放于統(tǒng)一的存儲介質(zhì)內(nèi)，是多種應(yīng)用數(shù)據(jù)的集成，并可被各個應(yīng)用程序所共享，所以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的根本目標(biāo)是解決數(shù)據(jù)共享問題。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS，Database Management System）是數(shù)據(jù)庫的機構(gòu)，它是一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)維護、控制及保

43、護和數(shù)據(jù)服務(wù)等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)系統(tǒng)的核心。 為完成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)語言：數(shù)據(jù)定義語言、數(shù)據(jù)操縱語言、數(shù)據(jù)控制語言。 4.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展和基本特點1. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了3個階段：人工管理階段、文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。 關(guān)于數(shù)據(jù)管理三個階段中的軟硬件背景及處理特點，簡單概括可見表4-1。 表4-1 數(shù)據(jù)管理三個階段的比較人工管理階段文件管理階段 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段 背景 應(yīng)用目的 科學(xué)計算 科學(xué)計算、管理 大規(guī)模管理 硬件背景 無直接存取 設(shè)備 磁盤、磁鼓 大容量磁盤 軟件背景 無操作系統(tǒng) 有文件系統(tǒng) 有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 處

44、理方式 批處理 聯(lián)機實時處理、批處理 分布處理、聯(lián)機實時處理和批處理 特點 數(shù)據(jù)管理者 人 文件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)面向的 對象 某個應(yīng)用程序某個應(yīng)用程序 現(xiàn)實世界 數(shù)據(jù)共享程度 無共享，冗余度大 共享性差，冗余度大 共享性大，冗余度小 數(shù)據(jù)的獨立性 不獨立，完全依賴于程序 獨立性差 具有高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性 數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化 無結(jié)構(gòu) 記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)，整體無結(jié)構(gòu) 整體結(jié)構(gòu)化，用數(shù)據(jù)模型 描述 數(shù)據(jù)控制能力 由應(yīng)用程序控制 應(yīng)用程序控制 由DBMS提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復(fù) 2. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點數(shù)據(jù)獨立性是數(shù)據(jù)與程序間的互不依賴性，即數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)獨立于應(yīng)用程序而不依

45、賴于應(yīng)用程序。 數(shù)據(jù)的獨立性一般分為物理獨立性與邏輯獨立性兩種。 物理獨立性：當(dāng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)、存取方式等）改變時，如存儲設(shè)備的更換、物理存儲的更換、存取方式改變等，應(yīng)用程序都不用改變。 邏輯獨立性：數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，如修改數(shù)據(jù)模式、增加新的數(shù)據(jù)類型、改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，用戶程序都可以不變。 4.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)1. 數(shù)據(jù)統(tǒng)系統(tǒng)的3級模式概念模式，也稱邏輯模式，是對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，是全體用戶（應(yīng)用）公共數(shù)據(jù)視圖。一個數(shù)據(jù)庫只有一個概念模式； 外模式，外模式也稱子模式，它是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它是由概念模式推導(dǎo)

46、而出來的，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。一個概念模式可以有若干個外模式； 內(nèi)模式，內(nèi)模式又稱物理模式，它給出了數(shù)據(jù)庫物理存儲結(jié)構(gòu)與物理存取方法。 內(nèi)模式處于最底層，它反映了數(shù)據(jù)在計算機物理結(jié)構(gòu)中的實際存儲形式，概念模式處于中間層，它反映了設(shè)計者的數(shù)據(jù)全局邏輯要求，而外模式處于最外層，它反映了用戶對數(shù)據(jù)的要求。 2. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級映射兩級映射保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的獨立性。 概念模式到內(nèi)模式的映射。該映射給出了概念模式中數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)到數(shù)據(jù)的物理存儲結(jié)構(gòu)間的對應(yīng)關(guān)系； 外模式到概念模式的映射。概念模式是一個全局模式而外模式是用戶的局部模式。一個概念模式中可以定義多個外模式，而每個外模式是概念模式的一個基本視圖。 4.4 數(shù)據(jù)模型的基本概念數(shù)據(jù)模型從抽象層次上描述了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動態(tài)行為和約束條件，因此數(shù)據(jù)模型通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作及數(shù)據(jù)約束三部分組成。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型分為3種：層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。數(shù)據(jù)模型特點見表4-2。 表4-2 各種數(shù)據(jù)模型的特點發(fā)展階段 主要特點 層次模型用樹形結(jié)構(gòu)表示實體及其之間聯(lián)系的模型稱為層次模型，上級結(jié)點與下級結(jié)點之間為一對多的聯(lián)系 網(wǎng)狀模型 用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實體及其之間聯(lián)系的模型稱為網(wǎng)狀模型，網(wǎng)中的每一個結(jié)點代表一個實體類型，允許結(jié)點有多于一個的父結(jié)點，可以有一個以上的結(jié)點沒有