c語(yǔ)言公共基礎(chǔ)知識(shí)b

1、c語(yǔ)言公共基礎(chǔ)知識(shí)(B)2009-07-2422:39第三章軟件工程基礎(chǔ)3.1軟件工程基本概念計(jì)算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(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；(2)軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒(méi)有明顯的制作過(guò)程；(3)軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問(wèn)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(wèn)題；(5)軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；(6)軟件開發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素。軟件按功能分為應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件、支撐軟件(或工具軟件)。軟件危機(jī)主要表現(xiàn)在成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問(wèn)題。軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開發(fā)和維護(hù)的一整套方法、工具

2、、文檔、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和工序。軟件工程包括3個(gè)要素：方法、工具和過(guò)程。軟件工程過(guò)程是把軟件轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)，包含4種基本活動(dòng)：(1)P軟件規(guī)格說(shuō)明；(2)D軟件開發(fā)；(3)C軟件確認(rèn)；(4)A軟件演進(jìn)。軟件周期：軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過(guò)程。軟件生命周期三個(gè)階段：軟件定義、軟件開發(fā)、運(yùn)行維護(hù)，主要活動(dòng)階段是：(1)可行性研究與計(jì)劃制定；(2)需求分析；(3)軟件設(shè)計(jì)；(4)軟件實(shí)現(xiàn)；(5)軟件測(cè)試；(6)運(yùn)行和維護(hù)。軟件工程的目標(biāo)和與原則：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、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

3、互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。基本目標(biāo)：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)軟件易于移植；需要較低的費(fèi)用；能按時(shí)完成開發(fā)，及時(shí)交付使用?；驹瓌t：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。軟件工程的理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容主要包括：軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。軟件開發(fā)技術(shù)包括：軟件開發(fā)方法學(xué)、開發(fā)過(guò)程、開發(fā)工具和軟件工程環(huán)境。軟件工程管理包括：軟件管理學(xué)、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、軟件心理學(xué)等內(nèi)容。軟件管理學(xué)包括人員組織、進(jìn)度安排、質(zhì)量保證、配置管理、項(xiàng)目計(jì)劃等。軟件工程原則包括抽象、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。3.2結(jié)構(gòu)

4、化分析方法結(jié)構(gòu)化方法的核心和基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論。需求分析方法有(1)結(jié)構(gòu)化需求分析方法；(2)面向?qū)ο蟮姆治龅姆椒ā男枨蠓治鼋⒌哪Ｐ偷奶匦詠?lái)分：靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。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；(2)數(shù)據(jù)字典；(3)判定樹；(4)判定表。數(shù)據(jù)流圖：描述數(shù)據(jù)處理過(guò)程的工具，是需求理解的邏輯模型的圖形表示，它直接支持系統(tǒng)功能建模。數(shù)據(jù)字典：對(duì)所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個(gè)有組織的列表，以及精確的、嚴(yán)格的定義，使得用戶和系統(tǒng)分析員對(duì)于輸入、輸出、存儲(chǔ)成分和中

5、間計(jì)算結(jié)果有共同的理解。判定樹：從問(wèn)題定義的文字描述中分清哪些是判定的條件，哪些是判定的結(jié)論，根據(jù)描述材料中的連接詞找出判定條件之間的從屬關(guān)系、并列關(guān)系、選擇關(guān)系，根據(jù)它們構(gòu)造判定樹。判定表：與判定樹相似，當(dāng)數(shù)據(jù)流圖中的加工要依賴于多個(gè)邏輯條件的取值，即完成該加工的一組動(dòng)作是由于某一組條件取值的組合而引發(fā)的，使用判定表描述比較適宜。數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析的核心。軟件需求規(guī)格說(shuō)明書的特點(diǎn)：(1)正確性；(2)無(wú)岐義性；(3)完整性；(4)可驗(yàn)證性；(5)一致性；(6)可理解性；(7)可追蹤性。3.3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是用比較抽象概括的方式確定目標(biāo)系統(tǒng)如何完成預(yù)定的任務(wù)，軟件設(shè)計(jì)是確定

6、系統(tǒng)的物理模型。軟件設(shè)計(jì)是開發(fā)階段最重要的步驟，是將需求準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為完整的軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)的唯一途徑。從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)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(guò)程設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：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(jì)：將分析時(shí)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(jì)：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(guò)程設(shè)計(jì)：把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過(guò)程描述。從工程管理角度來(lái)看：概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)的一般過(guò)程：軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代的過(guò)程；先進(jìn)行高層次的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；后進(jìn)行低層次的過(guò)程設(shè)計(jì);穿插進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)。衡量軟件模塊獨(dú)立性使用耦合性和內(nèi)聚性兩個(gè)定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。在

7、程序結(jié)構(gòu)中各模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)，則耦合性越弱。優(yōu)秀軟件應(yīng)高內(nèi)聚，低耦合。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)及數(shù)據(jù)庫(kù)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。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(guò)程中來(lái)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)。結(jié)構(gòu)圖的基本形式：基本形式、順序形式、重復(fù)形式、選擇形式。結(jié)構(gòu)圖有四種模塊類型：傳入模塊、傳出模塊、變換模塊和協(xié)調(diào)模塊。典型的數(shù)據(jù)流類型有兩種：變換型和事務(wù)型。變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由輸入、中心變換、輸出三部分組成。事務(wù)型數(shù)據(jù)流的

8、特點(diǎn)是：接受一項(xiàng)事務(wù)，根據(jù)事務(wù)處理的特點(diǎn)和性質(zhì)，選擇分派一個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚韱卧缓蠼o出結(jié)果。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)。常見(jiàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)工具有：圖形工具(程序流程圖)、表格工具(判定表)、語(yǔ)言工具(PDDo3.4軟件測(cè)試軟件測(cè)試定義：使用人工或自動(dòng)手段來(lái)運(yùn)行或測(cè)定某個(gè)系統(tǒng)的過(guò)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(cè)試的目的：發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程。軟件測(cè)試方法：靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。靜態(tài)測(cè)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，主要通過(guò)人工進(jìn)行。動(dòng)態(tài)測(cè)試

9、：是基本計(jì)算機(jī)的測(cè)試，主要包括白盒測(cè)試方法和黑盒測(cè)試方法。白盒測(cè)試：在程序內(nèi)部進(jìn)行，主要用于完成軟件內(nèi)部操作的驗(yàn)證。主要方法有邏輯覆蓋、基本基路徑測(cè)試。黑盒測(cè)試：主要診斷功能不對(duì)或遺漏、界面錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)錯(cuò)誤、性能錯(cuò)誤、初始化和終止條件錯(cuò)，用于軟件確認(rèn)。主要方法有等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測(cè)法、因果圖等。軟件測(cè)試過(guò)程一般按4個(gè)步驟進(jìn)行：?jiǎn)卧獪y(cè)試、集成測(cè)試、驗(yàn)收測(cè)試(確認(rèn)測(cè)試)和系統(tǒng)測(cè)試。4.5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。程序調(diào)試的基本步驟：(1)錯(cuò)誤定位；(2)修改設(shè)計(jì)和代碼，以排除錯(cuò)誤；(3)進(jìn)行回歸測(cè)試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。軟

10、件調(diào)試可分表靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試主要是指通過(guò)人的思維來(lái)分析源程序代碼和排錯(cuò)，是主要的設(shè)計(jì)手段，而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。主要調(diào)試方法有：(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(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)5.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)：實(shí)際上就是描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：有一定的結(jié)構(gòu)，有型與值之分，如整型、實(shí)型、字符型等。而數(shù)據(jù)的值給出了符合定型的值，如整型值15。數(shù)據(jù)庫(kù)：是數(shù)據(jù)的集合，具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式并存放于統(tǒng)一的存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)，是多種應(yīng)用數(shù)據(jù)的集成，并可被各個(gè)應(yīng)用程序共享。數(shù)據(jù)庫(kù)存放數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)模式存放的，具有集成與共享的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：一種系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)

11、據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù)據(jù)維護(hù)、控制及保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等，是數(shù)據(jù)庫(kù)的核心。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能：(1)數(shù)據(jù)模式定義：即為數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建其數(shù)據(jù)框架；(2)數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建：為數(shù)據(jù)模式的物理存取與構(gòu)建提供有效的存取方法與手段；(3)數(shù)據(jù)操縱：為用戶使用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)提供方便，如查詢、插入、修改、刪除等以及簡(jiǎn)單的算術(shù)運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)；(4)數(shù)據(jù)的完整性、安生性定義與檢查；(5)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制與故障恢復(fù)；(6)數(shù)據(jù)的服務(wù)：如拷貝、轉(zhuǎn)存、重組、性能監(jiān)測(cè)、分析等。為完成以上六個(gè)功能，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供以下的數(shù)據(jù)語(yǔ)言：(1)數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的模式定義與數(shù)據(jù)的物理存取構(gòu)建；(2)數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱，

12、如查詢與增、刪、改等；(3)數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)完整性、安全性的定義與檢查以及并發(fā)控制、故障恢復(fù)等。數(shù)據(jù)語(yǔ)言按其使用方式具有兩木結(jié)構(gòu)形式：交互式命令(又稱自含型或自主型語(yǔ)言)宿主型語(yǔ)言(一般可嵌入某些宿主語(yǔ)言中)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員：對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、維護(hù)、監(jiān)視等的專業(yè)管理人員。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù))、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(軟件)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(人員)、硬件平臺(tái)(硬件)、軟件平臺(tái)(軟件)五個(gè)部分構(gòu)成的運(yùn)行實(shí)體。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、應(yīng)用軟件及應(yīng)用界面三者組成。文件系統(tǒng)階段：提供了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)管理能力，但是它無(wú)法提供完整的、統(tǒng)一的、管理和數(shù)據(jù)共享的能力。層次數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系

13、統(tǒng)階段：為統(tǒng)一與共享數(shù)據(jù)提供了有力支撐。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)：數(shù)據(jù)的集成性、數(shù)據(jù)的高共享性與低冗余性、數(shù)據(jù)獨(dú)立性(物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性)、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式：(1)概念模式：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，全體用戶公共數(shù)據(jù)視圖；(2)外模式：也稱子模式與用戶模式。是用戶的數(shù)據(jù)視圖，也就是用戶所見(jiàn)到的數(shù)據(jù)模式；(3)內(nèi)模式：又稱物理模式，它給出了數(shù)據(jù)庫(kù)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與物理存取方法。+數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映射：(1)概念模式到內(nèi)模式的映射；(2)外模式到概念模式的映射。4.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的概念：是數(shù)據(jù)特征的抽象，從抽象層次上描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)行為

14、和約束條件，為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的信息表與操作提供一個(gè)抽象的框架。描述了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作及數(shù)據(jù)約束。E-R模型的基本概念(1)實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中的事物；(2)屬性：事物的特性；(3)聯(lián)系：現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)系。實(shí)體集的關(guān)系有一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的聯(lián)系。E-R模型三個(gè)基本概念之間的聯(lián)接關(guān)系：實(shí)體是概念世界中的基本單位，屬性有屬性域，每個(gè)實(shí)體可取屬性域內(nèi)的值。一個(gè)實(shí)體的所有屬性值叫元組。E-R模型的圖本法：(1)實(shí)體集表不法；(2)屬性表法；(3)聯(lián)系表不法。層次模型的基本結(jié)構(gòu)是樹形結(jié)構(gòu)，具有以下特點(diǎn)：(1)每棵樹有且僅有一個(gè)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn)，稱為根；(2)樹中除根外所有結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親。從圖論上看，網(wǎng)

15、狀模型是一個(gè)不加任何條件限制的無(wú)向圖。關(guān)系模型采用二維表來(lái)表示，簡(jiǎn)稱表，由表框架及表的元組組成。一個(gè)二維表就是一個(gè)關(guān)系。在二維表中凡能唯一標(biāo)識(shí)元組的最小屬性稱為鍵或碼。從所有侯選健中選取一個(gè)作為用戶使用的鍵稱主鍵。表A中的某屬性是某表B的鍵，則稱該屬性集為A的外鍵或外碼。關(guān)系中的數(shù)據(jù)約束：(1)實(shí)體完整性約束：約束關(guān)系的主鍵中屬性值不能為空值；(2)參照完全性約束：是關(guān)系之間的基本約束；(3)用戶定義的完整性約束：它反映了具體應(yīng)用中數(shù)據(jù)的語(yǔ)義要求。4.3關(guān)系代數(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)之一是它建立在數(shù)據(jù)理論的基礎(chǔ)之上，有很多數(shù)據(jù)理論可以表示關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操作，其中最為著名的是關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算。關(guān)

16、系模型的基本運(yùn)算：(1)插入(2)刪除(3)修改(4)查詢(包括投影、選擇、笛卡爾積運(yùn)算)4.4數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)應(yīng)用的核心。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的兩種方法：(1)面向數(shù)據(jù)：以信息需求為主，兼顧處理需求；(2)面向過(guò)程：以處理需求為主，兼顧信息需求。數(shù)據(jù)庫(kù)的生命周期：需求分析階段、概念設(shè)計(jì)階段、邏輯設(shè)計(jì)階段、物理設(shè)計(jì)階段、編碼階段、測(cè)試階段、運(yùn)行階段、進(jìn)一步修改階段。需求分析常用結(jié)構(gòu)析方法和面向?qū)ο蟮姆椒?。結(jié)構(gòu)化分析(簡(jiǎn)稱SA)方法用自頂向下、逐層分解的方式分析系統(tǒng)。用數(shù)據(jù)流圖表達(dá)數(shù)據(jù)和處理過(guò)程的關(guān)系。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)講，數(shù)據(jù)字典是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要結(jié)果。數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合，包括5個(gè)部分：數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流(可以是數(shù)據(jù)項(xiàng)，也可以是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理過(guò)程。數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)的目的是分析數(shù)據(jù)內(nèi)在語(yǔ)義關(guān)系。設(shè)計(jì)的方法有兩種(1)集中式模式設(shè)計(jì)法(適用于小型或并不復(fù)雜的單位或部門)；(2)視圖集成設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)方法：E-R模型與視圖集成。視圖設(shè)計(jì)一般有三種設(shè)計(jì)次序：自頂向下、由底向上、由內(nèi)向外。視圖集成的幾種沖突：命