全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)

1、全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)（C語言）2017年8月18日第一章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法11.1 算法11.3 線性表與其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)11.4線性鏈表21.5棧和隊(duì)列21.6 樹與二叉樹 31.7 查找技術(shù)51.8 排序技術(shù)5第二章 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)62.1 程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格62.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)62.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)6第三章 軟件工程基礎(chǔ)83.1 軟件工程基本概念83.2 結(jié)構(gòu)化分析方法93.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法93.4 軟件測試103.5 程序的調(diào)試11第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)124.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念124.2 數(shù)據(jù)模型134.3 關(guān)系代數(shù)144.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法和步驟14第

2、 22 頁第一章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1.1 算法 算法是解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。通俗地說，算法就是計(jì)算機(jī)解題的過程。算法不等于程序，也不等于計(jì)算方法，程序的編制不可能優(yōu)于算法的設(shè)計(jì)。（1）確定性，算法中每一步驟都必須有明確定義，不允許有模棱兩可的解釋，不允許有多義性；（2）有窮性，算法必須能在有限的時(shí)間內(nèi)做完，即能在執(zhí)行有限個(gè)步驟后終止；（3）可行性，算法原則上能夠精確地執(zhí)行；（4）擁有足夠的情報(bào)。算法效率的度量算法復(fù)雜度：算法時(shí)間復(fù)雜度和算法空間復(fù)雜度。算法時(shí)間復(fù)雜度：指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量。即算法執(zhí)行過程中所需要的基本運(yùn)算次數(shù)。算法空間復(fù)雜度：指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3、的基本概念數(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。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究的三個(gè)方面：（1） 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)；（2） 在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；（3） 對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。線性結(jié)構(gòu)的條件（一個(gè)非空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）：（1） 有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)；（2） 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有一個(gè)前件，也最多有一個(gè)后件。（3） 非線性結(jié)構(gòu)：不滿足線性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。1.3 線性表與其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有以下兩個(gè)基本特點(diǎn)：（1）線性表中所有元素所占的存儲(chǔ)空間是連續(xù)的；（2）線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)空間中是按邏輯順序依次存放的。順

4、序表的運(yùn)算：查找、插入、刪除。1.4線性鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)存儲(chǔ)單元，這種存儲(chǔ)單元稱為存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，簡稱結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：（1）用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素值，稱為數(shù)據(jù)域；（2）用于存放指針，稱為指針域，用于指向前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)。在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)空間可以不連續(xù)，各數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)順序與數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系可以不一致，而數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系是由指針域來確定的。鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式即可用于表示線性結(jié)構(gòu)，也可用于表示非線性結(jié)構(gòu)。線性鏈表的基本運(yùn)算：查找、插入、刪除。1.5棧和隊(duì)列棧：限定在一端進(jìn)行插入與刪除的線性表。其允許插入與刪除的一端稱為棧頂，用指針top表示棧頂位置。不允

5、許插入與刪除的另一端稱為棧底，用指針bottom表示棧底。棧按照“先進(jìn)后出”（FILO）或“后進(jìn)先出”（LIFO）組織數(shù)據(jù)，棧具有記憶作用。棧的存儲(chǔ)方式有順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。 棧的基本運(yùn)算： （1）入棧運(yùn)算，在棧頂位置插入元素；（2）退棧運(yùn)算，刪除元素（取出棧頂元素并賦給一個(gè)指定的變量）；（3）讀棧頂元素，將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量，此時(shí)指針無變化。隊(duì)列：指允許在一端（隊(duì)尾）進(jìn)入插入，而在另一端（隊(duì)頭）進(jìn)行刪除的線性表。用rear指針指向隊(duì)尾，用front指針指向隊(duì)頭元素的前一個(gè)位置。 隊(duì)列是“先進(jìn)先出”（FIFO）或“后進(jìn)后出”（LILO）的線性表。 隊(duì)列運(yùn)算：（1）入隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)尾插入一

6、個(gè)元素；（2）退隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)頭刪除一個(gè)元素；計(jì)算循環(huán)隊(duì)列的元素個(gè)數(shù)：“尾指針減頭指針”，若為負(fù)數(shù)，再加其容量即可。即：當(dāng) 尾指針-頭指針>0 時(shí),尾指針-頭指針當(dāng) 尾指針-頭指針<0 時(shí),尾指針-頭指針+容量計(jì)算棧的個(gè)數(shù)：棧底棧頂+11.6 樹與二叉樹 1. 樹的基本概念樹是一種簡單的非線性結(jié)構(gòu)，其所有元素之間具有明顯的層次特性。在樹結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)前件，稱為父結(jié)點(diǎn)。沒有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，稱為樹的根結(jié)點(diǎn)，簡稱樹的根。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件，稱為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。沒有后件的結(jié)點(diǎn)稱為葉子結(jié)點(diǎn)。在樹結(jié)構(gòu)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件的個(gè)數(shù)稱為該結(jié)點(diǎn)的度。所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱為樹的度

7、。樹的最大層次稱為樹的深度。2. 二叉樹與其基本性質(zhì)  滿足下列兩個(gè)特點(diǎn)的樹，即為二叉樹：（1）非空二叉樹只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)；（2）每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹，且分別稱為該結(jié)點(diǎn)的左子樹與右子樹。二叉樹基本性質(zhì)：性質(zhì)1：在二叉樹的第k層上，最多有個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)2：深度為m的二叉樹最多有個(gè)個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)3：在任意一棵二叉樹中，度數(shù)為0的結(jié)點(diǎn)（即葉子結(jié)點(diǎn)）總比度為2的結(jié)點(diǎn)多一個(gè)。性質(zhì)4：具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹，其深度至少為，其中表示取的整數(shù)部分。3. 滿二叉樹與完全二叉樹 滿二叉樹：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)。完全二叉樹：除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)到最大值；在最后一層上只缺

8、少右邊的若干結(jié)點(diǎn)。下圖a表示的是滿二叉樹，下圖b表示的是完全二叉樹：4. 二叉樹的遍歷 二叉樹的遍歷是指不重復(fù)地訪問二叉樹中的所有結(jié)點(diǎn)。二叉樹的遍歷可以分為以下三種：（1）前序遍歷（DLR）：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：首先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹；并且，在遍歷左右子樹時(shí)，仍然先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹。（2）中序遍歷（LDR）：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：首先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹；并且，在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹。（3）后序遍歷（LRD）：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：首先遍歷左子樹

9、，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)，并且，在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)。該二叉樹前序遍歷為：F C A D B E G H P 該二叉樹中序遍歷為：A C B D F E H G P 該二叉樹后序遍歷為：A B D C H P G E F 1.7 查找技術(shù)查找：根據(jù)給定的某個(gè)值，在查找表中確定一個(gè)其關(guān)鍵字等于給定值的數(shù)據(jù)元素。查找結(jié)果：（查找成功：找到；查找不成功：沒找到。）平均查找長度：查找過程中關(guān)鍵字和給定值比較的平均次數(shù)。查找分為：順序查找二分法查找對(duì)于長度為n的有序線性表，最壞情況只需比較次，而順序查找需要比較n次。1.8 排序技術(shù)排序是指將一個(gè)無

10、序序列整理成按值非遞減順序排列的有序序列。1. 交換類排序法（冒泡排序，快速排序）2. 插入類排序法（簡單插入排序，希爾排序）3. 選擇類排序法（簡單選擇排序，堆排序）冒泡排序法、快速排序法、簡單插入排序法、簡單選擇排序法，最壞需要比較的次數(shù)為n(n-1)/2。希爾排序，最壞需要比較的次數(shù)為堆排序，最壞需要比較的次數(shù)為。第二章 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2.1 程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法和風(fēng)格“清晰第一、效率第二”已成為當(dāng)今主導(dǎo)的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格需注意：1. 源程序文檔化；2. 數(shù)據(jù)說明的方法；3 語句的結(jié)構(gòu)；4. 輸入和輸出。注釋分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。2.2 結(jié)

11、構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四條原則是：1. 自頂向下；2 逐步求精；3. 模塊化；4. 限制使用goto語句。結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：（1）順序結(jié)構(gòu)：一種簡單的程序設(shè)計(jì)，最基本、最常用的結(jié)構(gòu)；（2）選擇結(jié)構(gòu)：又稱分支結(jié)構(gòu)，包括簡單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu)，可根據(jù)條件，判斷應(yīng)該選擇哪一條分支來執(zhí)行相應(yīng)的語句序列；（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)：又稱重復(fù)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)給定條件，判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同或類似的程序段。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：只有一個(gè)入口和出口。2.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)：（1）與人類習(xí)慣的思維方法一致；（2）穩(wěn)定性好；（3）可重用性好；（4）易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品；（5）可維

12、護(hù)性好。對(duì)象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍?，可以用來表示客觀世界中的任何實(shí)體，對(duì)象是實(shí)體的抽象。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法中，對(duì)象是由數(shù)據(jù)的容許的操作組成的封裝體，是系統(tǒng)中用來描述客觀事物的一個(gè)實(shí)體，是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單位，由一組表示其靜態(tài)特征的屬性和它可執(zhí)行的一組操作組成。操作描述了對(duì)象執(zhí)行的功能，是對(duì)象的動(dòng)態(tài)屬性，操作也稱為方法或服務(wù)。對(duì)象的基本特點(diǎn)：（1）標(biāo)識(shí)惟一性；（2）分類性；（3）多態(tài)性；（4）封裝性；（5）模塊獨(dú)立性好。類是指具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集合。類是關(guān)于對(duì)象性質(zhì)的描述。類是對(duì)象的抽象，對(duì)象是其對(duì)應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例。消息是一個(gè)實(shí)例與另一個(gè)實(shí)例之間傳遞的信息。對(duì)象間的通信靠消

13、息傳遞。它請(qǐng)求對(duì)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。繼承是使用已有的類定義作為基礎(chǔ)建立新類的定義技術(shù)，廣義指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征，而不必重復(fù)定義他們。繼承具有傳遞性，一個(gè)類實(shí)際上繼承了他上層的全部基類的特性。 繼承分單繼承和多重繼承。多態(tài)性是指同樣的消息被不同的對(duì)象接受時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng)的現(xiàn)象。第三章 軟件工程基礎(chǔ)3.1 軟件工程基本概念1. 軟件的相關(guān)概念計(jì)算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)與相關(guān)文檔的完整集合。軟件的特點(diǎn)包括：（1）軟件是一種邏輯實(shí)體，而不是物理實(shí)體，具有抽象性；（2）軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒有明顯的制作過程；（3）軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損

14、、老化問題；（4）軟件的開發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題；（5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；（6）軟件開發(fā)涉與諸多的社會(huì)因素。2. 軟件危機(jī)與軟件工程軟件工程源自軟件危機(jī)。所謂軟件危機(jī)是泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。軟件工程的主要思想是將工程化原則運(yùn)用到軟件開發(fā)過程，它包括3個(gè)要素：方法、工具和過程。方法是完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段；工具是支持軟件的開發(fā)、管理、文檔生成；過程支持軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理。軟件工程過程是把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)。3. 軟件生命周期軟件生命周期：軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維

15、護(hù)到停止使用退役的過程。軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(fā)與軟件運(yùn)行維護(hù)三個(gè)階段：（1）軟件定義階段：包括制定計(jì)劃和需求分析。制定計(jì)劃：確定總目標(biāo)；可行性研究；探討解決方案；制定開發(fā)計(jì)劃。需求分析：對(duì)待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義。（2）軟件開發(fā)階段：軟件設(shè)計(jì)：分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。 軟件實(shí)現(xiàn)：把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。軟件測試：在設(shè)計(jì)測試用例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分。（3）軟件運(yùn)行維護(hù)階段：軟件投入運(yùn)行，并在使用中不斷地維護(hù)，進(jìn)行必要的擴(kuò)充和刪改。4. 軟件工程的目標(biāo)和與原則（1）軟件工程目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、

16、可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。（2）軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)應(yīng)是：付出較低的開發(fā)成本；達(dá)到要求的軟件功能；取得較好的軟件性能；開發(fā)的軟件易于移植；需要較低的維護(hù)費(fèi)用；能按時(shí)完成開發(fā)，與時(shí)交付使用。（3）軟件工程原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。1）抽象：2）信息隱蔽：3）模塊化：4）局部化：5）確定性：6）一致性：7）完備性：8）可驗(yàn)證性：3.2 結(jié)構(gòu)化分析方法1. 需求分析需求分析方法有：（1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；（2）面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?. 結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理

17、論在軟件需求分析階段的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì)：著眼于數(shù)據(jù)流，自頂向下，逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，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。 結(jié)構(gòu)化分析的常用工具：（1）數(shù)據(jù)流圖（DFD）；（2）數(shù)據(jù)字典（DD）；（3）判定樹；（4）判定表。數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素：加工（轉(zhuǎn)換）：輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。數(shù)據(jù)流：沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，一般在旁邊標(biāo)注數(shù)據(jù)流名。存儲(chǔ)文件（數(shù)據(jù)源）：表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。源，潭：表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實(shí)體。 3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法1. 軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 從技術(shù)觀點(diǎn)來看，軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)

18、。從工程角度來看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成，即概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)：又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)級(jí)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(jì)：確定每個(gè)模塊的實(shí)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)。軟件設(shè)計(jì)的基本原理包括：抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。（1）抽象。抽象是一種思維工具，就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來而不考慮其他細(xì)節(jié)。（2）模塊化。解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個(gè)個(gè)較小的、相對(duì)獨(dú)立但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。（3）信息隱蔽。每個(gè)模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)對(duì)于其他模塊來說是隱蔽的。（4）模塊獨(dú)立性。軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉與軟件要

19、求的具體的子功能，而和軟件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡單的。*：模塊分解的主要指導(dǎo)思想是信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨(dú)立性的兩個(gè)定性指標(biāo)。內(nèi)聚性：是一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素間彼此結(jié)合的緊密程度的度量。*：按內(nèi)聚性由弱到強(qiáng)排列，內(nèi)聚可以分為以下幾種：偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚、過程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚與功能內(nèi)聚。耦合性：是模塊間互相連接的緊密程度的度量。*：按耦合性由高到低排列，耦合可以分為以下幾種：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)耦合以與非直接耦合。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，模塊劃分的原則是：模塊內(nèi)

20、具有高內(nèi)聚度，模塊間具有低耦合度。2. 總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）和詳細(xì)設(shè)計(jì)（1）總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）軟件概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：1）設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；3）編寫概要設(shè)計(jì)文檔；4）概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審。常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具是結(jié)構(gòu)圖，也稱程序結(jié)構(gòu)圖。程序結(jié)構(gòu)圖的基本圖符：模塊用一個(gè)矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋的箭頭表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。還可用帶實(shí)心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息，空心圓箭心表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息。（2）詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用某種選定的表達(dá)工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。 常用的

21、過程設(shè)計(jì)（即詳細(xì)設(shè)計(jì)）工具有以下幾種：圖形工具：程序流程圖、N-S（方盒圖）、PAD（問題分析圖）和HIPO（層次圖+輸入/處理/輸出圖）。表格工具：判定表。語言工具：PDL（偽碼）3.4 軟件測試1. 軟件測試定義：使用人工或自動(dòng)手段來運(yùn)行或測定某個(gè)系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。軟件測試的目的：盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，不能也不可能證明程序沒有錯(cuò)誤。軟件測試的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)測試用例，一個(gè)好的測試用例能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。2. 軟件測試方法：靜態(tài)測試和動(dòng)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。不實(shí)際運(yùn)行軟件，主要通

22、過人工進(jìn)行。動(dòng)態(tài)測試：是基于計(jì)算機(jī)的測試，主要包括白盒測試方法和黑盒測試方法。（1）白盒測試白盒測試方法也稱為結(jié)構(gòu)測試或邏輯驅(qū)動(dòng)測試。它是根據(jù)軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程，檢查內(nèi)部成分，以確認(rèn)每種內(nèi)部操作符合設(shè)計(jì)規(guī)格要求。白盒測試的基本原則：保證所測模塊中每一獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次；保證所測模塊所有判斷的每一分支至少執(zhí)行一次；保證所測模塊每一循環(huán)都在邊界條件和一般條件下至少各執(zhí)行一次；驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。*：白盒測試法的測試用例是根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來設(shè)計(jì)的，主要用軟件的單元測試，主要方法有邏輯覆蓋、基本路徑測試等。A、邏輯覆蓋。邏輯覆蓋泛指一系列以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試用例設(shè)計(jì)技術(shù)。

23、通常程序中的邏輯表示有判斷、分支、條件等幾種表示方法。語句覆蓋：選擇足夠的測試用例，使得程序中每一個(gè)語句至少都能被執(zhí)行一次。路徑覆蓋：執(zhí)行足夠的測試用例，使程序中所有的可能的路徑都至少經(jīng)歷一次。判定覆蓋：使設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)取值分支（T或F）至少經(jīng)歷一次。條件覆蓋：設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)條件的可能取值至少執(zhí)行一次。判斷-條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠的測試用例，使判斷中每個(gè)條件的所有可能取值至少執(zhí)行一次，同時(shí)每個(gè)判斷的所有可能取值分支至少執(zhí)行一次。*：邏輯覆蓋的強(qiáng)度依次是：語句覆蓋<路徑覆蓋<判定覆蓋<條件覆蓋<判斷-條件覆蓋。B、基本路徑測試。

24、其思想和步驟是，根據(jù)軟件過程性描述中的控制流程確定程序的環(huán)路復(fù)雜性度量，用此度量定義基本路徑集合，并由此導(dǎo)出一組測試用例，對(duì)每一條獨(dú)立執(zhí)行路徑進(jìn)行測試。（2）黑盒測試 黑盒測試方法也稱為功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測試。黑盒測試是對(duì)軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能是否滿足需求進(jìn)行測試和驗(yàn)證。黑盒測試主要診斷功能不對(duì)或遺漏、接口錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤、性能錯(cuò)誤、初始化和終止條件錯(cuò)誤。黑盒測試不關(guān)心程序內(nèi)部的邏輯，只是根據(jù)程序的功能說明來設(shè)計(jì)測試用例，主要方法有等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測法等，主要用軟件的確認(rèn)測試。3. 軟件測試過程一般按4個(gè)步驟進(jìn)行：單元測試、集成測試、確認(rèn)測試和系統(tǒng)測試。3.5

25、程序的調(diào)試程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤，主要在開發(fā)階段進(jìn)行，調(diào)試程序應(yīng)該由編制源程序的程序員來完成。程序調(diào)試的基本步驟：（1）錯(cuò)誤定位；（2）糾正錯(cuò)誤；（3）回歸測試。軟件的調(diào)試后要進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。軟件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試主要是指通過人的思維來分析源程序代碼和排錯(cuò)，是主要的調(diào)試手段，而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。對(duì)軟件主要的調(diào)試方法可以采用：（1）強(qiáng)行排錯(cuò)法；（2）回溯法；（3）原因排除法。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1. 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（1）數(shù)據(jù)（2）數(shù)據(jù)庫（DB）（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）：一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)

26、據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)維護(hù)、控制與保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等，是數(shù)據(jù)庫的核心。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能：1）數(shù)據(jù)模式定義2）數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建3）數(shù)據(jù)操縱4）數(shù)據(jù)的完整性、安生性定義與檢查5）數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)6）數(shù)據(jù)的服務(wù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的根本目標(biāo)是解決數(shù)據(jù)的共享問題。2. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理發(fā)展至今已經(jīng)歷了三個(gè)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。3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點(diǎn)（1）數(shù)據(jù)的高集成性。（2）數(shù)據(jù)的高共享性與低冗余性。（3）數(shù)據(jù)獨(dú)立性：數(shù)據(jù)獨(dú)立性一般分為物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性兩級(jí)。物理獨(dú)立性：物理獨(dú)立性即是數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，存取方式等）的改變，如存儲(chǔ)設(shè)備

27、的更換、物理存儲(chǔ)的更換、存取方式改變等都不影響數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，從而不致引起應(yīng)用程序的變化。邏輯獨(dú)立性：數(shù)據(jù)庫總體邏輯結(jié)構(gòu)的改變，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，不需要相應(yīng)修改應(yīng)用程序，這就是數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。4. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系（1）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式：1）概念模式：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。2）外模式：也稱子模式或用戶模式，它是用戶的數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶所見到的數(shù)據(jù)模式，它由概念模式推導(dǎo)而出。3）內(nèi)模式：又稱物理模式，它給出了數(shù)據(jù)庫物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與物理存取方法。內(nèi)模式的物理性主要體現(xiàn)在操作系統(tǒng)

28、與文件級(jí)上，它還未深入到設(shè)備級(jí)上（如磁盤與磁盤操作）。內(nèi)模式對(duì)一般用戶是透明的，但它的設(shè)計(jì)直接影響數(shù)據(jù)庫的性能。（2）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級(jí)映射：1）概念模式/內(nèi)模式的映射：實(shí)現(xiàn)了概念模式到內(nèi)模式之間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，通過修改相應(yīng)的概念模式/內(nèi)模式的映射，使得數(shù)據(jù)庫的邏輯模式不變，其外模式不變，應(yīng)用程序不用修改，從而保證數(shù)據(jù)具有很高的物理獨(dú)立性。2）外模式/概念模式的映射：實(shí)現(xiàn)了外模式到概念模式之間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)邏輯模式發(fā)生變化時(shí)，通過修改相應(yīng)的外模式/邏輯模式映射，使得用戶所使用的那部分外模式不變，從而應(yīng)用程序不必修改，保證數(shù)據(jù)具有較高的邏輯獨(dú)立性。4.2 數(shù)據(jù)模型1. 數(shù)據(jù)模型2. 實(shí)體聯(lián)系模型與E-R圖E-R模型的圖示法：1）實(shí)體集：用矩形表示。2）屬性：用橢圓形表示。3）聯(lián)系：用菱形表示。4）實(shí)體集與屬性間的聯(lián)接關(guān)系：用無向線段表示。5）實(shí)體集與聯(lián)系間的聯(lián)接關(guān)系：用無向線段表示。3. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)常見的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型三種。4.3 關(guān)系代數(shù)1. 關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)