2023計(jì)算機(jī)二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)

第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)學(xué)問(wèn)點(diǎn)：

1.算法的概念、算法時(shí)間困難度及空間困難度的概念

2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)及物理結(jié)構(gòu)的定義

3.棧的定義及其運(yùn)算、線性鏈表的存儲(chǔ)方式

4.樹(shù)與二叉樹(shù)的概念、二叉樹(shù)的基本性質(zhì)、完全二叉樹(shù)的概念、二叉樹(shù)的遍歷

5.二分查找法

6.冒泡排序法

考點(diǎn)1算法的基本概念

1.算法的基本特征：可行性、確定性、有窮性、擁有足夠的情報(bào)。

2.算法的基本要素；

(1)算法中對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算利操作

一個(gè)算法由兩種基本要素組成：一是對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的運(yùn)算和操作；二是算法的限制結(jié)構(gòu)。

在一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,基本的運(yùn)算和操作有以下4類：算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算和數(shù)據(jù)

傳輸。

(2)算法的限制結(jié)構(gòu)；算法中各操作之間的執(zhí)行依次稱為算法的限制結(jié)構(gòu)。

描述算法的工具通常有傳統(tǒng)流程圖、N6結(jié)構(gòu)化流程圖、算法描述語(yǔ)言等。一個(gè)算法一般

都可以用依次、選擇、循環(huán)3種基本限制結(jié)構(gòu)組合而成，

考點(diǎn)2算法困難度

1.算法的時(shí)間困難度

算法的時(shí)間困難度是指執(zhí)行算法所須要的計(jì)算工作量。認(rèn)為一個(gè)特定算法”運(yùn)行工作量”的

大小，只依靠于問(wèn)題的規(guī)模(通常用整數(shù)n表示)，它是問(wèn)題規(guī)模的函數(shù)。即

算法的工作量=f(n)

2,算法的空間困難度

算法的空間困難度是指執(zhí)行這個(gè)算法所須要的內(nèi)存空間。

一個(gè)算法所占用的存儲(chǔ)空間包括算法程序所占的空間、輸入的初始數(shù)據(jù)所占的存儲(chǔ)空間以

及算法執(zhí)行過(guò)程中所須要的額外空間。其中額外空間包括算法程序執(zhí)行過(guò)程中的工作單元以及

某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所須要的附加存儲(chǔ)空間。假如額外空間量相對(duì)于問(wèn)題規(guī)模來(lái)說(shuō)是常數(shù)，則稱該算

法是原地工作的。在很多實(shí)際問(wèn)題中，為了削減算法所占的存儲(chǔ)空間，通常采納壓縮存儲(chǔ)技術(shù),

以便盡量削減不必要的額外空間。

考點(diǎn)3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計(jì)算機(jī)的一門學(xué)科，主要探討和探討以下三個(gè)方面：

(1)數(shù)據(jù)集合中個(gè)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)元素進(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。

數(shù)據(jù)；是對(duì)客觀事物的符號(hào)表示，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是指全部能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)

程序處理的符號(hào)的總稱。

數(shù)據(jù)元素：是數(shù)據(jù)的基本單位，在計(jì)算機(jī)程序中通常作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮和處理。

數(shù)據(jù)對(duì)象：是性質(zhì)相同的數(shù)據(jù)元素的集合，是數(shù)據(jù)的一個(gè)子集。

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是對(duì)數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系的描述，它可以用一個(gè)數(shù)據(jù)元素的集合和定

義在此集合中的若干關(guān)系來(lái)表示。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)有兩個(gè)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(gè)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，一股用二元組來(lái)表示。

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的存放形式稱為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的各數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系（即前后件關(guān)系），在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，不

僅要存放各數(shù)據(jù)元素的信息，還須要存放各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系的信息。

考點(diǎn)4線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu)

依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各數(shù)據(jù)元素之間前后件關(guān)系的困難程度，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)。假如一個(gè)非空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿意下列兩個(gè)條件：

（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。

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(gè)線性結(jié)構(gòu)中插入或刪除任何一

個(gè)結(jié)點(diǎn)后還應(yīng)是線性結(jié)構(gòu)。假如一個(gè)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)6

考點(diǎn)5棧及其基本運(yùn)算

1.棧的基本概念

棧是限定只在一端進(jìn)行插入與刪除的線性表，通常稱插入、刪除的這一端為枝頂，另一端

為棧底。當(dāng)表中沒(méi)有元素時(shí)稱為空棧。棧頂元素總是后被插入的元素，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，從而也是最終才能被刪除的元素。棧是依據(jù)“先進(jìn)后出

"或"后進(jìn)先出"的原則組織數(shù)據(jù)的。

2.棧的依次存儲(chǔ)及其運(yùn)算

用一維數(shù)組S（1:m）作為棧的依次存儲(chǔ)空間，其中m為最大容量。

在棧的依次存儲(chǔ)空間S（1：m）中，S（bottom）為棧底元素，S（top）為棧頂元素。top=0

表示棧空；top=m表示棧滿。

棧的基本運(yùn)算有三種：入棧、退棧與讀棧頂元素。

（1）入棧運(yùn)算：入棧運(yùn)算是指在棧頂位置插入一個(gè)新元素。首先將棧頂指針加一（即bp

加1),然后將新元素插入到棧頂指針指向的位置。當(dāng)棧頂指針已經(jīng)指向存儲(chǔ)空間的最終一個(gè)位

置時(shí)，說(shuō)明棧空間已滿，不行能再進(jìn)行入棧操作。這種狀況稱為?！鄙弦?錯(cuò)誤。

(2)退棧運(yùn)算；退棧是指取出棧頂元素并賦給一個(gè)指定的變量。首先將棧頂元素(棧頂指

針指向的元素)賦給一個(gè)指定的變量，然后將棧頂指針減?(即top減1)。當(dāng)枝頂指針為。時(shí)，

說(shuō)明棧空，不行進(jìn)行退棧操作。這種狀況稱為棧的“下溢”錯(cuò)誤。

(3)讀找頂元素：讀枝頂元素是指將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量。這個(gè)運(yùn)算不刪除板頂

元素，只是將它賦給一個(gè)變量，因此棧頂指針不會(huì)變更。當(dāng)棧頂指針為0時(shí)，說(shuō)明?？?，讀不到

棧頂元素。

考點(diǎn)6線性鏈表的基本概念

在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式中，要求每個(gè)結(jié)點(diǎn)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(diǎn)的前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)(即

前件或后件)。

鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式既可用于表示線性結(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?chǔ)結(jié)構(gòu)稱為線性鏈表。

在某些應(yīng)用中，對(duì)線性鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)指針，一個(gè)稱為左指針，用以指向其前

件結(jié)點(diǎn)；另一個(gè)稱為右指針，用以有向其后件結(jié)點(diǎn)。這樣的表稱為雙向鏈表。

(2)帶鏈的棧

棧也是線性表，也可以采納鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。帶鏈的?？梢杂脕?lái)收集計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中全部

空閑的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，這種帶鏈的棧稱為可利用棧。

考點(diǎn)7樹(shù)與二叉樹(shù)及其基本性質(zhì)

誤區(qū)警示：

滿二叉樹(shù)也是完全二叉樹(shù)，而完全二叉樹(shù)一般不是滿二叉樹(shù)。應(yīng)當(dāng)留意二者的區(qū)分。

1、樹(shù)的基本概念

樹(shù)(tree)是一種簡(jiǎn)潔的非線性結(jié)構(gòu)。在樹(shù)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(méi)有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，稱為樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件，它們稱為該結(jié)點(diǎn)的

子結(jié)點(diǎn),沒(méi)有后件的結(jié)點(diǎn)稱為葉子結(jié)點(diǎn)。

在樹(shù)結(jié)構(gòu)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件個(gè)數(shù)稱為該結(jié)點(diǎn)的度。葉子結(jié)點(diǎn)的度為0。在樹(shù)中，全

部結(jié)點(diǎn)中的最大的度稱為樹(shù)的度。

2、二叉樹(shù)及其基本性質(zhì)

(1)二叉樹(shù)的定義

二叉樹(shù)是一種很有用的非線性結(jié)構(gòu)，具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

①非空二叉樹(shù)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(shù)：且分別稱為該結(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)和右子樹(shù)。

由以上特點(diǎn)可以看出，在二叉樹(shù)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度最大為2,即全部子樹(shù)(左子樹(shù)或右子

樹(shù))也均為二叉樹(shù)，而樹(shù)結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度可以是隨意的。另外，二叉樹(shù)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)

考點(diǎn)9依次查找

查找是指在一個(gè)給定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找某個(gè)指定的元素。從線性表的第一個(gè)元素起先，依

次將線性表中的元素與被查找的元素相比較，若相等則表示查找勝利；若線性表中全部的元素

都與被查找元素進(jìn)行了比較但都不相等，則表示資找失敗。

在下列兩種狀況下也只能采納依次查找：

(1)假如線性表為無(wú)序表，則不管是依次存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，只能用依次查找。

(2)即使是有序線性表，假如采納鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，也只能用依次查找。

考點(diǎn)10二分法查找

二分法只適用于依次存儲(chǔ)的，或非遞減排列的有序表，其方法如下；

設(shè)有序線性表的長(zhǎng)度為n,被查找的元素為i,

(1)將i與線性表的中間項(xiàng)進(jìn)行比較；

(2)若i與中間項(xiàng)的值相等，則查找勝利；

(3)若i小于中間項(xiàng)，則在線性表的前半部分以相同的方法查找：

(4)若i大于中間項(xiàng)，則在線性表的后半部分以相同的方法查找。

二分查找法只適用于依次存儲(chǔ)的有序表。在此所說(shuō)的有序表是指線性表中的元素按值非遞

減排列(即從小到大，但允許相鄰元素值相等)。

這個(gè)過(guò)程始終進(jìn)行到查找勝利或子表長(zhǎng)度為。為止6

對(duì)于長(zhǎng)度為n的有序線性表，在最壞狀況下，二分查找只須要比較log2n次。

考點(diǎn)11交換類排序法

冒泡排序法和快速排序法都屬于交換類排序法。

(1)冒泡排序法

首先，從表頭起先往后掃描線性表，逐次比較相鄰兩個(gè)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(gè)相鄰元素中的大者往后移動(dòng)，最終最大者到了線性表

的最終。

然后，從后到前掃描剩卜?的線性表，逐次比較相鄰兩個(gè)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(gè)相鄰元素中的小者往前移動(dòng)，最終最小者到了線性表

的最前面。

對(duì)剩下的線性表重復(fù)上述過(guò)程，直到剩下的線性表變空為止，此時(shí)已經(jīng)排好序。

在最壞的狀況下，冒泡排序須要比較次數(shù)為n(n-1)/2。

(2)快速排序法

它的基本思想是；任取待排序序列中的某個(gè)元素作為基準(zhǔn)(一般取第一個(gè)元素)，通過(guò)一趟

排序，將待排元素分為左右兩個(gè)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(duì)兩個(gè)子序列接著進(jìn)行排序，直至

整個(gè)序列有序。

■疑難解答；冒泡排序和快速排序的平均執(zhí)行時(shí)間分別是多少？

冒泡排序法的平均執(zhí)行時(shí)間是0(乃)，而快速排序法的平均執(zhí)行時(shí)間是0(nlog2n)o

例題詳解

一、選擇題

【例1】莫法的時(shí)間困難度取決于0（考點(diǎn)2）

A）問(wèn)題的規(guī)模B）待處理的數(shù)據(jù)的初態(tài)

C）問(wèn)題的難度D）A）和B）

解析：算法的時(shí)間困難度不僅與問(wèn)題的規(guī)模有關(guān)，在同一個(gè)問(wèn)題規(guī)模下，而且與輸入數(shù)據(jù)

有關(guān)。即與輸入數(shù)據(jù)全部的可能取值范圍、輸入各種數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)集的概率有關(guān)。

答案：D）

【例3】以下不是棧的基本運(yùn)算。（考點(diǎn)5）

A）推斷棧是否為素空B）將棧置為空棧

C）刪除棧頂元素D）刪除棧底元素

解析：棧的基本運(yùn)算有：入棧，出棧（刪除棧頂元素），初始化、置空、推斷棧是否為空或

滿、提取棧頂元素等，對(duì)枝的操作都是在棧頂進(jìn)行的。

答案：D）

【例4】能表不具備的特點(diǎn)是o（考點(diǎn)6）

A）可隨機(jī)訪問(wèn)隨意一個(gè)結(jié)點(diǎn)B）插入和刪除穴須要移動(dòng)任何元素

C）不必事先估計(jì)存儲(chǔ)空間D）所需空間與其長(zhǎng)度成正比

解析：依次表可以隨機(jī)訪問(wèn)隨意一個(gè)結(jié)點(diǎn)，而鏈表必需從第一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)動(dòng)身，逐一查找

每個(gè)結(jié)點(diǎn)。所以答案為A）。

答案；A）

【例5】已知某二叉樹(shù)的后序遍歷序列是DACBE,中序遍歷序列是DEBAC,則它的前序遍

歷序列是,（考點(diǎn)8）

A）ACBEDB）DEABC

C）DECABD）EDBAC

解析：后序遍歷的依次是"左子樹(shù)一石子樹(shù)一根結(jié)點(diǎn)”；中序遍歷依次是"左子樹(shù)一根結(jié)點(diǎn)一

右子樹(shù)"：前序遍歷依次是”根結(jié)點(diǎn)一左子樹(shù)一右子樹(shù)"。依據(jù)各種遍歷算法，不難得出前序遍歷

序列是EDBAC。所以答案為D）。

答案：D）

【例6】設(shè)有一個(gè)己按各元素的值排好序的線性表（長(zhǎng)度大于2）,對(duì)給定的值k,分別用依

次查找法和二分查找法查找一個(gè)與k相等的元素，比較的次數(shù)分別是s和b,在查找不勝利的狀況

下，s和b的關(guān)系是。（考點(diǎn)9）

A）s=bB）s>bC）s<bD）s^b

解析：對(duì)于依次查找，查找不勝利時(shí)和給定關(guān)鍵字比較的次數(shù)為n+1。二分查找查找不勝

利的關(guān)鍵字比較次數(shù)為[logzn]+1o當(dāng)nN2時(shí)，明顯n+1>[logsn]+1。

答案：B）

【例7】在快速排序過(guò)程中，每次劃分，將被劃分的表（或子表）分成左、右兩個(gè)子表，考

慮這兩個(gè)子表，下列結(jié)論肯定正確的是o（考點(diǎn)11）

A）左、右兩個(gè)子表都已各自排好序

B）左邊子表中的元素都不大于右邊子表中的元素

C）左邊子表的長(zhǎng)度小于右邊子表的長(zhǎng)度

D）左、右兩個(gè)子表中元素的平均值相等

解析：快速排序基本思想是：狂取待排序表中的某個(gè)元素作為基準(zhǔn)（一般取第一個(gè)元素），

通過(guò)一趟排序，將待排元素分為左右兩個(gè)子表，左子表元素的排序碼均小于或等于基準(zhǔn)元素的

排序碼，右子表的排序碼則大于基準(zhǔn)元索的排序碼，然后分別對(duì)兩個(gè)子表接著進(jìn)行排序，直至

整個(gè)表有序。

答窠：B）

二、填空題

［例I】問(wèn)題處理方案的正確而完整的描述稱為°（考點(diǎn)1）

解析：計(jì)算機(jī)解題的過(guò)程事實(shí)上是在實(shí)施某種算法，這種算法稱為計(jì)算機(jī)算法。

答案；算法

【例2】一個(gè)空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是按線性結(jié)構(gòu)處理的，則屬于。（考點(diǎn)4）

解析：一個(gè)空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是線性結(jié)構(gòu)或是非線性結(jié)構(gòu)，要依據(jù)具體狀況而定。假如對(duì)數(shù)據(jù)

結(jié)構(gòu)的運(yùn)算是按線性結(jié)構(gòu)來(lái)處理的，則屬于線性結(jié)構(gòu)，否則屬于非線性結(jié)構(gòu)。

答案：線性結(jié)構(gòu)

【例3】設(shè)樹(shù)T的度為4,其中度為1、2、3和4的結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)分別為4、2.1.1,

則T中葉子結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為。（考點(diǎn)7）

解析；依據(jù)樹(shù)的性質(zhì)；樹(shù)的結(jié)點(diǎn)數(shù)等于全部結(jié)點(diǎn)的度與對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)乘積之和加L

因此樹(shù)的結(jié)點(diǎn)數(shù)為1x4+2x2+3x1+4x1+1=16。葉子結(jié)點(diǎn)數(shù)目等于樹(shù)結(jié)點(diǎn)總數(shù)

減去度不為0的結(jié)點(diǎn)數(shù)之和，即16—（4+2+1+1）=80

答案:8

【例4】二分法查找的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)僅限于且是有序的。（考點(diǎn)10）

解析；二分查找，也稱折半查找，它是一種高效率的查找方法。但二分查找有條件限制；

要求表必需用依次存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，且表中元素必需按關(guān)鍵字有序（升序或降序均可）。

答案：依次存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

其次章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)學(xué)問(wèn)點(diǎn)：

1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四個(gè)原則

2.對(duì)象、類、消息、繼承的概念、類與實(shí)例的區(qū)分

考點(diǎn)1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的原則

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則為：自頂向下、逐步求精、模塊化和限制運(yùn)用goto語(yǔ)句o

考點(diǎn)2面對(duì)對(duì)象方法的基本概念

面對(duì)對(duì)象方法涵蓋對(duì)象及對(duì)象屬性與方法、類、繼承、多態(tài)性幾個(gè)基本要素。

(1)對(duì)象

通常把對(duì)對(duì)象的操作也稱為方法或服務(wù)。

屬性即對(duì)象所包含的信息，它在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)確定，一般只能通過(guò)執(zhí)行對(duì)象的操作來(lái)變更。

屬性值應(yīng)當(dāng)指的是純粹的數(shù)據(jù)值，而不能指對(duì)象。

操作描述了對(duì)象執(zhí)行的功能，若通過(guò)信息的傳遞，還可以為其他對(duì)象運(yùn)用。

對(duì)象具有如下特征：標(biāo)識(shí)惟一性、分類性、多態(tài)性、封裝性、模塊獨(dú)立性。

(2)類和實(shí)例

類是具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集合。它描述了屬于該對(duì)象類型的全部對(duì)象的性質(zhì),

而一個(gè)對(duì)象則是其對(duì)應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例a

類是關(guān)于對(duì)象性質(zhì)的描述，它同對(duì)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(shí)例之間傳遞的信息，它懇求對(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)流和限制流。

一個(gè)消息由三部分組成：接收哨息的對(duì)象的名稱、消息標(biāo)識(shí)符(消息名)和零個(gè)或多個(gè)參

數(shù)。

(4)繼承

廣義地說(shuō)，繼承是指能夠干脆獲得已有的性質(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(gè)類只允許有一個(gè)父類，即類等級(jí)為樹(shù)形結(jié)

構(gòu)。多重繼承是指，一個(gè)類允許有多個(gè)父類。

(5)多態(tài)性

對(duì)象依據(jù)所接收的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對(duì)象接收時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行

動(dòng)，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。

例題詳解

一、選擇題

【例2】結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則有下列4項(xiàng)，不正確的是o(考點(diǎn)1)

A)自下向上B)逐步求精

C)模塊化D)限制運(yùn)用goto語(yǔ)句

解析；結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則為；

(1)自頂向下：即先考慮總體，后考慮細(xì)微環(huán)節(jié)：先考慮全局目標(biāo)，后考慮局部目標(biāo)。

(2)逐步求精：對(duì)困難問(wèn)題，應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)作過(guò)渡，逐步細(xì)化。

(3)模塊化：把程序要解決的總目標(biāo)分解為分目標(biāo)，再進(jìn)一步分解為具體的小目標(biāo)，把每

個(gè)小目標(biāo)稱為一個(gè)模塊。

(4)限制運(yùn)用got。語(yǔ)句。

答案:A)

【例3】面對(duì)對(duì)象的開(kāi)發(fā)方法中，類與對(duì)象的關(guān)系是o（考點(diǎn)2）

A）抽象與具體B）具體與抽象

C）部分與整體D）整體與部分

解析：現(xiàn)實(shí)世界中的很多事物都具有相像的性質(zhì)，把具有相像的屬性和操作的對(duì)象歸為類,

也就是說(shuō)類是具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集合，是對(duì)對(duì)象的抽象。它描述了該對(duì)象類型

的全部對(duì)象的性質(zhì)，而一個(gè)對(duì)象則是對(duì)應(yīng)類的一個(gè)具體實(shí)例e所以本題正確答案為A）項(xiàng),

答案：A）

二、填空題

【例1】在面對(duì)對(duì)象方法中，運(yùn)用已經(jīng)存在的類定義作為基礎(chǔ)建立新的類定義，這樣的技術(shù)

叫做。（考點(diǎn)2）

解析：繼承是面對(duì)對(duì)象方法的一個(gè)主要特征。繼承是運(yùn)用已有的類定義作為基礎(chǔ)建立新類的

定義技術(shù)。己有的類可當(dāng)作基類來(lái)引用，則新類相應(yīng)地可當(dāng)作派生類來(lái)弓I用。

答案：繼承

【例3】對(duì)象依據(jù)所接收的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對(duì)象所接收時(shí)可能導(dǎo)致完

全不同的行為，這種現(xiàn)象稱為。（考點(diǎn)2）

解析：對(duì)象依據(jù)所接收的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對(duì)象接收時(shí)可導(dǎo)致完全不

同的行為，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。

答案：多態(tài)性

第三章軟件工程基礎(chǔ)

具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)學(xué)問(wèn)點(diǎn)：

1.軟件的概念、軟件生命周期的概念及各階段所包含的活動(dòng)

2?概要設(shè)計(jì)與具體設(shè)計(jì)的概念、模塊獨(dú)立性及其度量的標(biāo)準(zhǔn)、具體設(shè)計(jì)常用的工具

3.軟件測(cè)試的目的、軟件測(cè)試的4個(gè)步驟、

4.軟件調(diào)試的任務(wù)

考點(diǎn)1軟件定義與軟件特點(diǎn)

軟件指的是計(jì)算機(jī)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(kāi)發(fā)人員依據(jù)用戶需求開(kāi)發(fā)的、用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述的、適合計(jì)算機(jī)執(zhí)行的

指令序列6數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6文檔是與程序的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和運(yùn)用有關(guān)

的圖文資料?？梢?jiàn)，軟件由兩部分組成：

（1）機(jī)器可執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)；

（2）機(jī)器不行執(zhí)行的，與軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)、運(yùn)用等有關(guān)的文檔。

軟件的特點(diǎn)：

（1）軟件是邏輯實(shí)體，而不是物理實(shí)體，具有抽象性；

（2）沒(méi)有明顯的制作過(guò)程，可進(jìn)行大量的復(fù)制；

（3）運(yùn)用期間不存在磨損、老化問(wèn)題：

（4）軟件的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依靠性：

（5）軟件困難性高，成本昂貴；

（6）軟件開(kāi)發(fā)涉及諸多社會(huì)因素。

依據(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）。

考點(diǎn)2軟件工程過(guò)程與軟件生命周期

軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)用維護(hù)到停止運(yùn)用退役的過(guò)程稱為軟件生命周期。一般包括可

行性分析探討與需求分析、交付運(yùn)用以及維護(hù)等活動(dòng)，如圖3—1所示。

定義階段

開(kāi)發(fā)階段

卸階段

圖3-1軟件生命周期

還可以將軟件生命周期分為如上圖所示的軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)和軟件運(yùn)行維護(hù)3個(gè)階段。

生命周期的主要活動(dòng)階段是，可行性探討與安排制定、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)施、

軟件測(cè)試及運(yùn)行與維護(hù)。

考點(diǎn)3軟件設(shè)計(jì)的基本概念

誤區(qū)警示：

在程序結(jié)構(gòu)中，各模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)，則耦合性越弱。軟件設(shè)計(jì)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(dú)立性。

1.軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

從技術(shù)觀點(diǎn)上看，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)。

（1）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：

（2）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；

（3）接口設(shè)計(jì)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：

（4）過(guò)程設(shè)計(jì)則是把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換為軟件的過(guò)程性描述。

從工程管理角度來(lái)看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成：概要設(shè)計(jì)和具體設(shè)計(jì)，

（1）概要設(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(kù)

模式；

（2）具體設(shè)計(jì)確立每個(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)微環(huán)節(jié)。

2.軟件設(shè)計(jì)的基本原理

（1）抽象：軟件設(shè)計(jì)中考慮模塊化解決方案時(shí)，可以定出多個(gè)抽象級(jí)別。抽象的層次從概

要設(shè)計(jì)到具體設(shè)計(jì)逐步降低。

（2）模塊化：模塊是指把一個(gè)待開(kāi)發(fā)的軟件分解成若干小的簡(jiǎn)潔的部分。模塊化是指解決

一個(gè)困難問(wèn)題時(shí)自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃分成若干模塊的過(guò)程。

（3）信息隱藏：信息隱藏是指在一個(gè)模塊內(nèi)包含的信息（過(guò)程或數(shù)據(jù)），對(duì)于不須要這些

信息的其他模塊來(lái)說(shuō)是不能訪問(wèn)的.

（4）模塊獨(dú)立性；模塊獨(dú)立性是指每個(gè)模塊只完成系統(tǒng)要求的獨(dú)立的子功能，并且與其他

模塊的聯(lián)系最少且接口簡(jiǎn)潔。模塊的獨(dú)立程度是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)好壞的重要度量標(biāo)準(zhǔn)。衡量軟件的模

塊獨(dú)立性運(yùn)用耦合性和內(nèi)聚性兩個(gè)定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)聚性是信息隱藏和局部化概念的自然擴(kuò)

展。一個(gè)模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)則該模塊的模塊獨(dú)立性越強(qiáng)。一個(gè)模塊與其他模塊的耦合性越強(qiáng)則

該模塊的模塊獨(dú)立性越弱。

內(nèi)聚性是度量一個(gè)模塊功能強(qiáng)度的一個(gè)相對(duì)指標(biāo)。內(nèi)聚是從功能角度來(lái)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(qiáng)排列：偶然內(nèi)聚、

邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚、過(guò)程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、依次內(nèi)聚、功能內(nèi)聚。

耦合性是模塊之間相互連接的緊密程度的度量。耦合性取決于各個(gè)模塊之間接口的困難度、

調(diào)用方式以及哪些信息通過(guò)接口。耦合可以分為下列幾種，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、限制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合、非干脆耦合。

在程序結(jié)構(gòu)中，各模塊的內(nèi)聚性越強(qiáng)，則耦合性越弱。一般較優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)，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(dú)立

性。

考點(diǎn)4具體設(shè)計(jì)

具體設(shè)計(jì)的任務(wù)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每個(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)表示工具算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)微環(huán)節(jié)。

具體過(guò)程設(shè)計(jì)的常用工具有：

（1）圖形工具:程序流程圖,N-S,PAD,HIPO-

（2）表格工具：判定表。

（3）語(yǔ)言工具；PDL（偽碼）.

程序流程圖的5種限制結(jié)構(gòu)：依次型、選擇駕、先推斷重復(fù)型、后推斷重復(fù)型和多分支選擇

型。

方框圖中僅含5種基本的限制結(jié)構(gòu)，即依次型、選擇型、多分支選擇型、WHILE重復(fù)型和

UNTIL重復(fù)型。

PAD圖表示5種基本限制結(jié)構(gòu)，即依次型、選擇型、多分支選擇型、WHILE重復(fù)型和UNTIL

重復(fù)型。

過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言（PDL）也稱為結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)言和偽碼，它是一種混合語(yǔ)言，采納英語(yǔ)的詞匯

和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，類似編程語(yǔ)言。

PDL可以由編程語(yǔ)言轉(zhuǎn)換得到，也可以是特地為過(guò)程描述而設(shè)計(jì)的。

考點(diǎn)5軟件測(cè)試的目的

軟件測(cè)試是在軟件投入運(yùn)行前時(shí)軟件需求、設(shè)計(jì)、編碼的最終審核。其工作量、成本占總

工作量、總成本的40%以上，而且具有較高的組織管理和技術(shù)難度。

（1）軟件測(cè)試是為了發(fā)覺(jué)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程；

（2）一個(gè)好的測(cè)試用例是能夠發(fā)覺(jué)至今尚未發(fā)覺(jué)的錯(cuò)誤的用例；

（3）一個(gè)勝利的測(cè)試是發(fā)覺(jué)了至今尚未發(fā)覺(jué)的錯(cuò)誤的測(cè)試。

考點(diǎn)6軟件測(cè)試的實(shí)施

軟件測(cè)試過(guò)程分4個(gè)步驟，即單元測(cè)試、集成測(cè)試、驗(yàn)收測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。

單元測(cè)試是對(duì)軟件設(shè)計(jì)的最小單位-模塊（程序單元）進(jìn)行正確性檢驗(yàn)測(cè)試。單元測(cè)試的

技術(shù)可以采納靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)測(cè)試.

集成測(cè)試是測(cè)試和組裝軟件的過(guò)程，主要目的是發(fā)覺(jué)與接口有關(guān)的錯(cuò)誤，主要依據(jù)是概要

設(shè)計(jì)說(shuō)明書。集成測(cè)試所設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括；軟件單元的接口測(cè)試、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測(cè)試、邊界條

件和非法輸入的測(cè)試等。集成測(cè)試時(shí)將模塊組裝成程序，通常采納兩種方式：非增量方式組裝

和增量方式組裝，

確認(rèn)測(cè)試的任務(wù)是驗(yàn)證軟件的功能和性能，以及其他特性是否滿意了需求規(guī)格說(shuō)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(cè)試的實(shí)施首先運(yùn)用黑盒測(cè)試方法，對(duì)軟件

進(jìn)行有效性測(cè)試，即驗(yàn)證被測(cè)軟件是否滿意需求規(guī)格說(shuō)明確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)測(cè)試是通過(guò)測(cè)試確認(rèn)軟件,作為整個(gè)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)元素，與計(jì)算機(jī)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(shí)際運(yùn)行（運(yùn)用）環(huán)境下對(duì)計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)進(jìn)行一系列的集成測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試。

系統(tǒng)測(cè)試的具體實(shí)施一般包括：功能測(cè)試、性能測(cè)試、操作測(cè)試、配置測(cè)試、外部接口測(cè)

試、平安性測(cè)試等。

考點(diǎn)7軟件調(diào)試的基本概念

誤區(qū)警示：

程序經(jīng)調(diào)試改錯(cuò)后還應(yīng)進(jìn)行再測(cè)試，因?yàn)榻?jīng)調(diào)試后有可能產(chǎn)生新的錯(cuò)誤，而且測(cè)試是貫穿生命

周期的整個(gè)過(guò)程。

在對(duì)程序進(jìn)行了勝利的測(cè)試之后將進(jìn)入程序調(diào)試（通常稱Debug,即排錯(cuò)打程序的調(diào)試任

務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤。調(diào)試主要在開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行。

程序調(diào)試活動(dòng)由兩部分組成，一是依據(jù)錯(cuò)誤的跡象確定程序中錯(cuò)誤的準(zhǔn)確性質(zhì)、緣由和位

置：二是對(duì)程序進(jìn)行修改，解除這個(gè)錯(cuò)誤。程序調(diào)試的基本步驟：

（1）錯(cuò)誤定位。從錯(cuò)誤的外部表現(xiàn)形式入手，探討有關(guān)部分的程序，確定程序中出錯(cuò)位置,

找出錯(cuò)誤的內(nèi)在緣由：

（2）修改設(shè)計(jì)和代碼，以解除錯(cuò)誤；

（3）進(jìn)行回來(lái)測(cè)試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。

調(diào)試原則可以從以下兩個(gè)方面考慮：

（1）確定錯(cuò)誤的性質(zhì)和位置時(shí)的留意事項(xiàng)

分析思索與錯(cuò)誤征兆有關(guān)的信息：避開(kāi)死胡同；只把調(diào)試工具當(dāng)作協(xié)助手段來(lái)運(yùn)用；避開(kāi)

用摸索法，最多只能把它當(dāng)作最終手段。

（2）修改錯(cuò)誤原則

在出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，很可能有別的錯(cuò)誤：修改錯(cuò)誤的一個(gè)常見(jiàn)失誤是只修改了這個(gè)錯(cuò)誤的征兆

或這個(gè)錯(cuò)誤的表現(xiàn)，而沒(méi)有修改錯(cuò)誤本身；留意修正一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)有可能會(huì)引入新的錯(cuò)誤；

修改錯(cuò)誤的過(guò)程將迫使人們短暫回到程序設(shè)計(jì)階段；修改源代碼程序，不要變更目標(biāo)代碼。

?疑難解答；軟件測(cè)試與軟件調(diào)試有何不同？

軟件測(cè)試是盡可能多地發(fā)覺(jué)軟件中的錯(cuò)誤，而軟件調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤。

軟件測(cè)試貫穿整個(gè)軟件生命周期，調(diào)試主要在開(kāi)發(fā)階段。

例題詳解

一、選擇題

【例1】對(duì)軟件的特點(diǎn)，下面描述正確的是o（考點(diǎn)1）

A）軟件是一種物理實(shí)體

B）軟件在運(yùn)行運(yùn)用期間不存在老化問(wèn)題

C）軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)沒(méi)有依靠性，不受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制

D）軟件的生產(chǎn)有一個(gè)明顯的制作過(guò)程

解析：軟件在運(yùn)行期間不會(huì)因?yàn)榻橘|(zhì)的磨損而老化，只可能因?yàn)檫m應(yīng)硬件環(huán)境以及需求變

更進(jìn)行修改而引入錯(cuò)誤，導(dǎo)致失效率上升從而軟件退化，所以本題正確答案為B）。

答案；B）

【例2】以下哪項(xiàng)是軟件生命周期的主要活動(dòng)階段？（考點(diǎn)2）

A）需求分析B）軟件開(kāi)發(fā)

C）軟件確認(rèn)D）軟件演進(jìn)

解析：B）、C）、D）項(xiàng)都是軟件工程過(guò)程的基本活動(dòng)，還有一個(gè)是軟件規(guī)格說(shuō)明。

答案；A）

【例4】以下哪個(gè)是軟件測(cè)試的目的？（考點(diǎn)5）

A）證明程序沒(méi)有錯(cuò)誤B）演示程序的正確性

C）發(fā)覺(jué)程序中的錯(cuò)誤D）改正程序中的錯(cuò)誤

解析：關(guān)于測(cè)試目的的基本學(xué)問(wèn)，IEEE的定義是：運(yùn)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)它是否滿意規(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，所以正確答案是C）。

答案：C）

【例5】以下哪個(gè)測(cè)試要對(duì)接口測(cè)試？，（考點(diǎn)6）

A）單元測(cè)試B）集成測(cè)試

C）驗(yàn)收測(cè)試D）系統(tǒng)測(cè)試

解析；檢查對(duì)測(cè)試實(shí)施各階段的了解，集成測(cè)試時(shí)要進(jìn)行接口測(cè)試、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測(cè)試、

邊界條件測(cè)試和非法輸入的測(cè)試等，所以正確答案是B）。

答案：B）

【例6】程序調(diào)試的主要任務(wù)是6（考點(diǎn)7）

A）檢查錯(cuò)誤B）改正錯(cuò)誤

C）發(fā)覺(jué)錯(cuò)誤D）以上都不是

解析：程序的調(diào)試任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤。調(diào)試主要在開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行。

答案：B）

【例7】以下哪些不是程序調(diào)試的基本步驟？（考點(diǎn)7）

A）分析錯(cuò)誤緣由B）錯(cuò)誤定位

0）修改設(shè)計(jì)代碼以解除錯(cuò)誤D）回來(lái)測(cè)試，防止引入新錯(cuò)誤

解析，程序調(diào)試的基本步驟：

（1）錯(cuò)誤定位。從錯(cuò)誤的外部表現(xiàn)形式入手，探討有關(guān)部分的程序，確定程序中出錯(cuò)位置,

找出錯(cuò)誤的內(nèi)在緣由。

（2）修改設(shè)計(jì)和代碼，以解除錯(cuò)誤。

（3）進(jìn)行回來(lái)測(cè)試，防止引道新的錯(cuò)誤。

答案：A）

【例8】在修改錯(cuò)誤時(shí)應(yīng)遵循的原則有°（考點(diǎn)7）

A）留意修改錯(cuò)誤本身而不僅僅是錯(cuò)誤的征兆和表現(xiàn)

B）修改錯(cuò)誤的是源代碼而不是目標(biāo)代碼

C）遵循在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種方法和原則

D）以上3個(gè)都是

解析：修改錯(cuò)誤原則；

（1）在出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，很可能有別的錯(cuò)誤；

（2）修改錯(cuò)誤的一個(gè)常見(jiàn)失誤是只修改了這個(gè)錯(cuò)誤的征兆或這個(gè)錯(cuò)謾的表現(xiàn)，而沒(méi)有修改

錯(cuò)誤本身：

（3）留意修正一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)有可能會(huì)引入新的錯(cuò)誤：

（4）修改錯(cuò)誤的過(guò)程將迫使人們短暫回到程序設(shè)計(jì)階段；

（5）修改源代碼程序，不要變更目標(biāo)代碼。

答案:D）

二、填空題

【例1】軟件設(shè)計(jì)是軟件工程的重要階段，是一個(gè)把軟件需求轉(zhuǎn)換為的過(guò)程。（考

點(diǎn)3）

解析：軟件設(shè)計(jì)是軟件工程的重要階段，是一個(gè)把軟件需求轉(zhuǎn)換為軟件表示的過(guò)程。其基

本目標(biāo)是用比較抽象概括的方式確定口標(biāo)系統(tǒng)如何完成預(yù)定的任務(wù)，即軟件設(shè)計(jì)是確定系統(tǒng)的

物理模型。

答案：軟件表示

【例2】是指把一個(gè)待開(kāi)發(fā)的軟件分解成若干小的簡(jiǎn)潔的部分。（考點(diǎn)3）

解析：模塊化是指把一個(gè)待開(kāi)發(fā)的軟件分解成若干小的簡(jiǎn)潔的部分0如高級(jí)語(yǔ)言中的過(guò)程、

函數(shù)、子程序等。每個(gè)模塊可以完成一個(gè)特定的子功能，各個(gè)模塊可以按肯定的方法組裝起來(lái)

成為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能,

答案：模塊化

【例3】數(shù)據(jù)流圖采納4種符號(hào)表示、數(shù)據(jù)源點(diǎn)和終點(diǎn)、數(shù)據(jù)流向和數(shù)據(jù)加工。（考

點(diǎn)4）

解析；數(shù)據(jù)流圖可以表達(dá)軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)源點(diǎn)和終點(diǎn)、數(shù)據(jù)流向和數(shù)據(jù)加工。

其中，用箭頭表示數(shù)據(jù)流向，用圓或者橢圓表示數(shù)據(jù)加工，用雙杠表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，用方框來(lái)表

示數(shù)據(jù)源點(diǎn)和終點(diǎn)。

答案：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

第四章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)學(xué)問(wèn)點(diǎn)；

1.數(shù)據(jù)的概念、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)供應(yīng)的數(shù)據(jù)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)管理員的主要工作、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

階段的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性及邏輯獨(dú)立性、數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與限制、三級(jí)模式及兩級(jí)映射的

概念

2.數(shù)據(jù)模型3個(gè)描述內(nèi)容、E-R模型的概念及其E-R圖表示法、關(guān)系操縱、關(guān)系模型三類

數(shù)據(jù)約束

3.關(guān)系模型的基本操作、關(guān)系代數(shù)中的擴(kuò)充運(yùn)算

4.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)生命周期法的4個(gè)階段

考點(diǎn)1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的基本對(duì)象，描述事物的符號(hào)記錄。

數(shù)據(jù)庫(kù)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)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(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)用程序所共享。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS,DatabaseManagementSystem）是數(shù)據(jù)庫(kù)的機(jī)構(gòu)，它是一種

系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)巾的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)維護(hù)、限制及愛(ài)護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等。數(shù)據(jù)

庫(kù)管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)系統(tǒng)的核心，主要有如下功能：數(shù)據(jù)模式定義、數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建、數(shù)據(jù)

操縱、數(shù)據(jù)的完整性、平安性定義和檢查、數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)限制與故障賃原、數(shù)據(jù)的服務(wù)。

為完成數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)供應(yīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)語(yǔ)言：數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言、數(shù)

據(jù)操縱語(yǔ)言、數(shù)據(jù)限制語(yǔ)言。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的主要工作如下：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)效率。

考點(diǎn)2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展

考點(diǎn)3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

數(shù)據(jù)獨(dú)立性是數(shù)據(jù)與程序間的互不依靠性，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)獨(dú)立于應(yīng)用程序而不依靠于

應(yīng)用程序。

數(shù)據(jù)的獨(dú)立性一般分為物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性兩種。

(1)物理獨(dú)立性；指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)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)變更時(shí)，如存儲(chǔ)設(shè)備的更換、物理存儲(chǔ)的更換、

存取方式變更等，應(yīng)用程序都不用變更。

(2)邏輯獨(dú)立性：指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的6數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)

變更了，如修改數(shù)據(jù)模式、增加新的數(shù)據(jù)類型、變更數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，用戶程序都可以不變。

數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與限制主要包括以下3個(gè)方面；數(shù)據(jù)的完整性檢查、數(shù)據(jù)的平安性愛(ài)護(hù)和并發(fā)

限制。

考點(diǎn)4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系

誤區(qū)警示；

一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)概念模式。一個(gè)概念模式可以有若干個(gè)外模式。三級(jí)模式都有幾種名稱，

讀者應(yīng)當(dāng)熟記每個(gè)模式的另一些名稱。

1.數(shù)據(jù)統(tǒng)系統(tǒng)的3級(jí)模式

(1)概念模式，也稱邏輯模式，是對(duì)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，是全體用戶

〈應(yīng)用〉公共數(shù)據(jù)視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)概念模式。

(2)外模式，外模式也稱子模式，它是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶能夠望見(jiàn)和運(yùn)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)而出來(lái)的，是數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)概念模式可以有若干個(gè)外模式。

(3)內(nèi)模式，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。

內(nèi)模式處于最底層，它反映了數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)物理結(jié)構(gòu)中的實(shí)際存儲(chǔ)形式，概念模式處于中

間層，它反映了設(shè)計(jì)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(duì)數(shù)據(jù)的要

?小提示：內(nèi)模式處于最底層，它反映了數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)物理結(jié)構(gòu)中的實(shí)際存儲(chǔ)形式，概

念模式處于中間層，它反映了設(shè)計(jì)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(duì)數(shù)據(jù)的要求。

2.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的兩級(jí)映射

兩級(jí)映射保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。

(1)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(chǔ)結(jié)構(gòu)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

(2)外模式到概念模式的映射。概念模式是一個(gè)全局模式而外模式是用戶的局部模式。一

個(gè)概念模式中可以定義多個(gè)外模式，而每個(gè)外模式是概念模式的一個(gè)基本視圖。

考點(diǎn)5數(shù)據(jù)模型的基本概念

數(shù)據(jù)模型用來(lái)抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。分為兩個(gè)階段：把現(xiàn)實(shí)世界中

的客觀對(duì)象抽象為概念模型；把概念模型轉(zhuǎn)換為某一DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。

數(shù)據(jù)模型所描述的內(nèi)容有3個(gè)部分，它們是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作與數(shù)據(jù)約束。

考點(diǎn)6E?R模型

1.E-R模型的基本概念

(1)實(shí)體；現(xiàn)實(shí)世界中的事物可以抽象成為實(shí)體，實(shí)體是概念世界中的基本單位，它們是

客觀存在的且又能相互區(qū)分的事物.

(2)屬性：現(xiàn)實(shí)世界中事物均有一些特性，這些特性可以用屬性來(lái)表示。

(3)碼：唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性集稱為碼。

(4)域：屬性的取值范圉稱為該屬性的域。

(5)聯(lián)系：在現(xiàn)實(shí)世界中事物間的關(guān)聯(lián)稱為聯(lián)系。

兩個(gè)實(shí)體集間的聯(lián)系事實(shí)上是實(shí)體集間的函數(shù)關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系可以有下面幾種：一對(duì)

一的聯(lián)系、一對(duì)多或多對(duì)一聯(lián)系、多對(duì)多。

2.E?R模型的圖示法

E?R模型用E?R圖來(lái)表示。

(1)實(shí)體表示法：在E?R圖中用矩形表示實(shí)體集，在矩形內(nèi)寫上該實(shí)體集的名字。

(2)屬性表示法：在E?R圖中用橢圓形表示屬性，在橢圓形內(nèi)寫上該屬性的名稱。

(3)聯(lián)系表示法；在E-R圖中用菱形表示聯(lián)系，菱形內(nèi)寫上聯(lián)系名。

考點(diǎn)7層次模型

滿意下面兩個(gè)條件的基本層次聯(lián)系的集合為層次模型。

(1)有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒(méi)有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)；

(2)除根結(jié)點(diǎn)以外的其他結(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。

考點(diǎn)8關(guān)系模型

關(guān)系模型采納二維表來(lái)表示，二維表一般滿意下面7特性質(zhì)；

(1)二維表中元組個(gè)數(shù)是有限的一元組個(gè)數(shù)有限性；

(2)二維表中元組均不相同--元組的唯一性；

(3)二維表中元組的次序可以隨意交換一元組的次序無(wú)關(guān)性；

(4)二維表中元組的重量是不行分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)--元組重量的原子性；

(5)二維表中屬性名各不相同--屬性名唯一性；

(6)二維表中屬性與次序無(wú)關(guān)，可隨意交換?一屬性的次序無(wú)關(guān)性：

(7)二維表屬性的重量具有與該屬性相同的值域-重量值域的統(tǒng)一性。

在二維表中惟一標(biāo)識(shí)元組的最小屬性值稱為該表的鍵或碼。二維表中可能有若干個(gè)健，它

們稱為表的侯選碼或侯選健。從二維表的全部侯選鍵選取一個(gè)作為用戶運(yùn)用的鍵稱為主鍵或主

碼。表A中的某屬性集是某表B的鍵，則稱該屬性值為A的外鍵或外碼。

關(guān)系操縱：數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)插入、數(shù)據(jù)修改。

關(guān)系模型允許定義三類數(shù)據(jù)約束，它們是實(shí)體完整性約束、參照完整性約束以及用戶定義

的完整性約束。

考點(diǎn)9關(guān)系代數(shù)

1.關(guān)系模型的基本操作

關(guān)系模型的基本操作：插入、刪除、修改和查詢。

其中查詢包含如下運(yùn)算：

①投影運(yùn)算。從R中選擇出若干屬性列組成新的關(guān)系。

②選擇運(yùn)算。選擇運(yùn)算是一個(gè)一元運(yùn)算，關(guān)系R通過(guò)選擇運(yùn)算(并由該運(yùn)算給出所選擇的

邏輯條件)后仍為一個(gè)關(guān)系。設(shè)關(guān)系的邏輯條件為F,則R滿意F的選擇N算可寫成：aF(R)

③笛卡爾積運(yùn)算。設(shè)有n元關(guān)系R及m元關(guān)系S,它們分別有p、q個(gè)元組，則關(guān)系R與S經(jīng)笛

卡爾積記為RxS,該關(guān)系是一個(gè)n+m元關(guān)系，元組個(gè)數(shù)是pxq,由R與S的有序組組合而成。

2.關(guān)系代數(shù)中的擴(kuò)充運(yùn)算

(1)交運(yùn)算；關(guān)系R與S經(jīng)交運(yùn)算后所得到的關(guān)系是由那些既在R內(nèi)又在S內(nèi)的有序組所組

成，記為RCIS。

(2)除運(yùn)算

假如將笛卡爾積運(yùn)算看作乘運(yùn)算的話，除運(yùn)算就是它的逆運(yùn)算。當(dāng)關(guān)系T二RxS時(shí)，則可將

除運(yùn)算寫成：14^=5或丁用=$

S稱為T除以R的商。除法運(yùn)算不是基本運(yùn)算，它可以由基本運(yùn)算推導(dǎo)而出。

(3)連接與自然連接運(yùn)算

連接運(yùn)算又可稱為。運(yùn)算，這是一種二元運(yùn)算，通過(guò)它可以將兩個(gè)關(guān)系合并成一個(gè)大關(guān)系。

設(shè)有關(guān)系R、S以及比較式i6j,其中i為R中的域，j為S中的域，8含義同前。則可以將R、S在域

i,j上的。連接記為：

R|x|S

在0連接中假如e為就稱此連接為等值連接，否則稱為不等值連接；如。為時(shí)稱為小

于連接；如。為少'時(shí)稱為大于連接。

自然連接(naturaljoin)是一種特別的等值連接，它滿意下面的條件：

①兩關(guān)系間有公共域；

②通過(guò)公共域的等值進(jìn)行連接。

設(shè)有關(guān)系R、S,R有域Ai,A2,An,S有域Bi,B2........Bm,并且，Aii,Ai2,

Aij,與&,B2,…，Bj分別為相同域，此時(shí)它們自然連接可記為；

R|x|S

自然連接的含義可用下式表示：

R|x|S=HA1.A2........An,Bj>1,……Bm(QAi1=B1AAi2?B2A...AAij=,Bj(RxS))

考點(diǎn)10數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中有兩種方法，面對(duì)數(shù)據(jù)的方法和面對(duì)過(guò)程的方法：

面對(duì)數(shù)據(jù)的方法是以信息需求為主，兼顧處理需求；面對(duì)過(guò)程的方法是以處理需求為主，

兼顧信息需求。由于數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中穩(wěn)定性高，數(shù)據(jù)已成為系統(tǒng)的核心，因此面對(duì)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方

法己成為主流。

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)目前一般采納生命周期法，即將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)分解成目標(biāo)獨(dú)立的

若干階段。它們是：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)行階段和進(jìn)一步修改階段。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中采納前4個(gè)階段。

例題詳解

一、選擇題

【例1】對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，確定存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略及平安授權(quán)等工

作的是°（考點(diǎn)1）

A）應(yīng)用程序員B）用戶

O數(shù)據(jù)庫(kù)管理員D）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)員

解析：數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（簡(jiǎn)稱DBA）,具有如.卜的職能：設(shè)計(jì)、定義數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：幫助用戶運(yùn)

用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；監(jiān)督與限制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)用和運(yùn)行；改進(jìn)和重組數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；轉(zhuǎn)儲(chǔ)和復(fù)原數(shù)

據(jù)庫(kù)；重構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)。所以，定義數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，確定存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略及平安授權(quán)等是數(shù)據(jù)庫(kù)

管理員（DBA）的職責(zé)。

答