公共基础课本总结

1、晋中高教职业技能培训中心学员内部资料 公共基础课本总结第1章数据结构与算法1.1算法算法：是指解题方案的准确而完整的描述。算法的基本特征：可行性、确定性、有穷性(有限的时间)、拥有足够的情报。*算法的控制结构：算法中各操作之间的执行顺序。包括：顺序、选择、循环算法设计的基本方法：列举法、归纳法、递推、递归、减半递推技术、回溯法算法的复杂度：时间复杂度（算法所需要的计算工作量，即算法所执行的基本运算次数）、空间复杂度（执行这个算法所需要的内存空间）1.2数据结构的基本概念数据结构：是指相互有关联的数据元素的集合。所谓结构就是指数据元素之间的前后件关系。在数据结构中没有前件的结点称为根结点，没有后

2、件的结点为叶子结点（终端结点）。数据结构研究的三个问题：1）数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系，即数据的逻辑结构。2）在对数据进行处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即数据的存储结构。3）对各种数据结构进行的运算。*数据的逻辑结构：指反应数据元素之间逻辑关系的数据结构。*数据的存储结构（物理结构）：数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式。（常用：顺序、链接、索引等结构） 数据处理：是指对数据集合中的各元素以各种方式进行运算，包括插入、删除、查找、更改等运算，也包括对数据元素进行分析空的数据结构：一个元素都没有的数据结构。数据结构分类：线性结构、非线性结构。*线性结构：有且只有一个

3、根结点，每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件。（线性表、栈、队列、线性链表） *非线性结构：不满足线性结构特点的数据结构。树、二叉树、图1.3线性表及其顺序存储线性表由一组数据元素组成。线性表中的每一个数据元素，除了第一个外，有且只有一个前件，除了最后一个外，有且只有一个后件。线性表中数据元素的个数n称为线性表的长度。线性表可以为空表：n=0。线性表是一种存储结构，它的存储方式：顺序和链式。线性表的顺序存储结构有两个基本特点：1. 所有元素所占的存储空间是连续的。2.各元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的，前后件两个元素在存储空间中是紧邻的。在长度为n的顺序存储的线性表中，当在任何位置

4、上插入或删除一个元素概率都相等时，它们所需移动元素的平均个数是为n/2。1.4栈和队列栈是限定在一端进行插入与删除的线性表。 栈顶：允许插入与删除的一端。 栈底：不允许插入与删除的一端。栈是按照“先进后出”或“后进先出”的原则组织数据的。 栈中元素个数：栈底-栈顶+1栈的基本运算：入栈运算（上溢）、退栈运算（下溢）、读栈顶元素栈的存储方式和线性表类似，也有两种：顺序栈和链式栈。队列允许在一端进行插入、而在另一端进行删除的线性表。队尾（rear）：允许插入的一端。 队头（front）：允许删除的一端。队列是按照“先进先出”或“后进后出”的原则组织数据的。 队中元素个数：队尾-对头（队尾>对

5、头） 队中元素个数：队尾-对头+容量（队尾<对头）队列的基本运算：入队运算、退队运算 循环队列：将队列存储空间的最后一个位置绕到第一个位置，形成逻辑上的环状空间1.5线性链表线性链表：线性表的链式存储结构，是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构*在链式存储结构中，每个数据结点由两部分组成：数据域（存放数据元素的值）、指针域（存放下一结点的存储地址）。*在链式存储结构中，存储数据结构的存储空间可以不连续，各数据结点的存储顺序与数据元素的逻辑关系可以不一致，而数据元素之间的逻辑关系是由指针域来确定的。*线性链表的优点：在线性链表中插入或删除一个元素时，不需要移动元素的位置，只需改变指针

6、的指向就行了。*循环链表的优点：只要指出表中任何一个结点的位置，就可以从它出发访问到表中其他所有的结点，而线性单链表做不到这一点。栈和队列也可采用链式存储结构线性链表基本运算：插入、删除、合并、分解、逆转、复制、排序、查找1.6树与二叉树父结点：每一个结点只有一个前件，称为父结点。 根结点：没有前件的结点只有一个，称为根结点，简称为根。子结点：每一个结点可以有多个后件，这些后件称为子结点。叶子结点：没有后件的结点。结点的度：一个结点所拥有的后件个数。 树的度：所有结点中的最大的度。 树的深度：树的最大层次（几层）*根结点在第1层。叶子结点没有子树。二叉树的特点：非空二叉树只有一个根结点，每一个

7、结点最多有2颗子树，且分别称为该结点的左子树与右子树。二叉树的度：可以为0（叶子结点）、1（只有1颗子树）或2（有2颗子树）二叉树的性质：1.在二叉树的第k层上，最多有2k-1（k>=1）个结点 2.深度为m的二叉树最多有2m-1个结点3.度为0的结点（叶子结点）总是比度为2的结点多一个4.具有n个结点的二叉树，其深度至少为log2n+1 5.具有n个结点的完全二叉树，深度为log2n+1满二叉树：除最后一层外，每一层上的所有结点都有2各子结点。完全二叉树：除最后一层外，每一层上的结点数均达到最大值；在最后一层上只缺少右边的若干结点。*根据完全二叉树的定义可得出：度为1的结点的个数为0或

8、1。*一般二叉树采用链式存储结构，对于满二叉树与完全二叉树来说，可以按层序进行顺序存储。二叉树的遍历：是指不重复的访问二叉树中的所有结点。分类：前序遍历（根左右）、中序遍历（左根右）、后序遍历（左右根）*当完全二叉树总结点n为偶数时，叶子节点的个数为：n/2 *当完全二叉树总结点n为奇数时，叶子节点的个数为：(n+1)/21.7查找技术顺序查找：n（最坏）。 适用范围：无序线性表、线性表的链式存储结构。二分法查找：log2n（最坏）。适用范围：顺序存储的线性表。1.8排序技术交换类排序：冒泡排序法：n(n-1)/2（最坏） 快速排序法：n(n-1)/2（最坏） O(nlog2n)（平均）插入类

9、排序：简单插入排序法：n(n-1)/2（最坏） 希尔排序法：O(n1. 5)（最坏）选择类排序：简单选择排序法：n(n-1)/2（最坏） 堆排序法：O(nlog2n) （最坏）第2章程序设计基础2.1程序设计方法与风格程序设计风格：清晰第一，效率第二注释一般分为：序言性注释和功能性注释2.2结构化程序设计结构化程序设计的原则：自顶向下，逐步求精，模块化，限制使用 goto 语句结构化程序的基本结构：顺序结构、选择结构、重复结构（循环结构）2.3面向对象的程序设计面向对象方法的优点：与人类习惯的思维方法一致、稳定性好、可重用性好（主要考虑）、易于开发大型软件产品、可维护性好面向对象思想中的三个主

10、要特征是：封装性、继承性、多态性。对象：客观世界中的任何实体。 *对象是属性和方法的封装体。 *对象是类的一个实例。对象特点：标志唯一性、分类性、多态性、封装性（信息隐蔽是通过对象的封装性来实现的）、模块独立性好类：具有共同属性、共同方法的对象的集合。消息：是一个实例与另一个实例之间传递的信息，请求对象执行某一处理或回答某一要求的信息，它统一了数据流和控制流。继承：能够直接获得已有的性质和特性，而不必重复定义他们。 *类的继承性是类之间共享属性和操作的机制。继承性的优点：相似的对象可以共享程序的代码和数据结构,从而大大减少了程序中的冗余信息,提高软件的可重用性,便于软件修改维护多态性：是指同样

11、的消息被不同的对象接受时可导致完全不同的行动的现象。第3章软件工程基础3.1软件工程基本概念软件：包括程序、数据及相关文档的完整集合。 *软件按功能分为：应用软件、系统软件、支撑软件（或工具软件）软件工程概念的出现源自软件危机。软件危机：是泛指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。 *软件危机归结为成本、质量、生产率等问题。 软件工程：是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。软件工程的目的：1.软件开发技术：软件开发方法学、开发过程、开发工具和软件工程环境。（主体内容：软件开发方法学） 2.软件工程管理：软件管理学、软件工程经济学、软件心理

12、学。软件工程3要素：方法（完成软件工程项目的技术手段）、工具（支持软件的开发、管理、文档、生成）、过程（支持软件开发的各个环节的控制、管理）*软件工程过程：是把输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。*软件工程基本活动： P(Plan)软件规格说明、D (Do)软件开发、C(Check)软件确认、A(Action)软件演进软件生命周期：将软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役的过程。软件生命周期分为：软件定义、软件开发、软件运行和维护（花费时间最长）*软件定义：可行性研究与计划制定（软件开发费用）、需求分析（确定软件系统功能）*软件开发：1.软件设计（概要设计和详细设计）、2.软件实现

13、（软件开发工具）、3.软件测试*软件开发方法（分析方法、设计方法、程序设计方法）*软件维护活动包括：改正性维护、适应性维护、完善性维护和预防性维护。软件工程需要达到的基本目标应是：付出较低的开发成本、达到要求的软件功能、取得较好的软件性能、开发的软件易于移植、需要较低的维护费用、能按时完成开发，及时交付使用软件工程原则：抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性、可验证性*软件开发工具、软件开发环境（或称软件工程环境是全面支持软件开发全过程的软件工具集合）*软件开发模型包括：瀑布模型、快速原型法模型、螺旋模型3.2结构化分析方法软件需求：是指用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设

14、计约束等方面的期望。需求分析的任务：发现需求、求精、建模和定义需求的过程需求分析的工作：需求获取、需求分析、编写规格需求说明书、需求评审需求分析方法：结构化分析方法（面向数据结构的Jackson方法）、面向对象的分析方法（静态分析方法和动态分析方法）结构化分析方法：是使用数据流图(DFD)、数据字典(DD)、结构化英语、判定表、判定树等工具，来建立一种新的、称为结构化规格说明的目标文档。 结构化分析的常用工具：数据流图（DFD：描述数据处理过程的工具）、数据字典（DD：结构化分析方法的核心）、判定树、判定表*数据流图以图形的方式描绘数据在系统中流动和处理的过程，它反映了系统必须完成的逻辑功能圆

15、圈：加工（转换） 箭头：数据流 两条横线：存储文件 矩形：源，潭软件需求规格说明书：是需求分析阶段的最后成果，是软件开发中的重要文档之一。*软件需求规格说明书的作用：便于用户、开发人员进行理解和交流、反映出用户问题的结构，可以作为软件开发工作的基础和依据、 作为确认测试和验收的依据*软件需求规格说明书的特点：正确性、无歧义性（最重要）、完整性、可验证性、一致性、可理解性、可修改性、可追踪性3.3结构化设计方法软件设计从技术观点看，软件设计包括软件结构设计、数据设计、接口设计、过程设计软件设计从工程管理角度看，软件设计分两步完成：概要设计和详细设计软件设计的基本原理：抽象、模块化 、信息隐蔽、模

16、块独立性 *衡量软件独立性依据：耦合性（是模块间互相连接的紧密程度的度量）内聚性（是一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程度的度量）*内聚：偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚*耦合：内容耦合、公共耦合、外部耦合、控制耦合、标记耦合、数据耦合、非直接耦合*优秀的软件设计应做到“高内聚，低耦合”。 模块划分的原则：模块内具有高内聚度，模块间具有低耦合度。与结构化需求分析方法对应的是结构化设计方法。*常用的软件结构设计工具是结构图（程序结构图）。其中箭头表示模块间的调用关系。典型的数据流类型有两种：变换型和事务型。详细设计的任务，是为软件结构图中的每一个模块确定实现

17、算法和局部数据结构，用某种选定的工具表示算法和数据结构的细节。常见的过程设计工具：1.图形工具（程序流程图、NS、PAD：问题分析图、HIPO）、2.表格工具（判定表）、3.语言工具（PDL：伪码、过程设计语言）*程序流程图是一种传统的、应用广泛的软件过程设计表示工具，通常也称为程序框图。程序流程图表达直观、清晰，易于学习掌握，且独立于任何一种程序设计语言。构成程序流程图的最基本的图符及含义如下：箭头表示控制流 矩形表示加工步骤；菱形表示逻辑条件N-S图：为了避免流程图在描述程序逻辑时的随意性与灵活性，提出了用方框图代替传统的程序流程图，通常也把这种图称为NS图。3.4软件测试软件测试的目的：

18、是为了发现错误而执行程序的过程 软件测试的准则：所有测试都应追溯到需求、严格执行测试计划，排除测试的随意性、充分注意测试中的群集现象、程序员应避免检查自己的程序、穷举测试不可能（测试只能证明程序中有错误，不能证明程序中没有错误）、妥善保存测试计划、测试用例、出错统计和最终分析报告，为维护提供方便软件测试的方法：静态测试和动态测试：设计设计高效合理的测试用例（输入值集，输出值集）（包括白盒测试和黑盒测试）白盒测试：也称结构测试或逻辑测试。根据程序的内部逻辑来设计，主要用软件的单元测试*白盒测试的基本原则：保证所侧模块中每一独立路径至少执行一次（穷举路径测试） *白盒测试的方法：逻辑覆盖测试（语句

19、、路径、判定、条件、判断条件覆盖）、基本路径测试黑盒测试：也称功能测试或数据驱动测试。根据程序的功能说明来设计，主要用软件的确认测试 *黑盒测试的方法：等价类划分法、边界值分析法、错误推测法、因果图软件测试的过程：单元测试（发现可能的错误）、集成测试、确认测试（验证软件是否满足了需求规格说明中确定的各种需求）、系统测试3.5程序的调试程序调试的任务：诊断和改正程序中的错误（主要在开发阶段）。 软件测试是尽可能多地发现软件中的错误。程序调试的基本步骤：错误定位、纠正错误（修改设计和代码，以排除错误）、回归测试（进行回归测试，防止引进新的错误）程序调试的方法：强行排错发、回溯法、原因排除法第4章数

20、据库设计基础4.1数据库系统的基本概念1.数据：是描述事物的符号记录。有型和值之分。2.数据库(DB)：数据的集合。 *数据库中的数据具有“集成”、“共享”的特点。3.数据库管理系统(DBMS)：是一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等。 是数据库系统的核心，位于用户和操作系统（OS）之间。*DBMS功能：数据模式定义、数据存取的物理构建、数据操纵、数据的完整性、安全性定义与检查、数据库的并发控制与故障恢复、数据的服务。*数据定义语言（DDL）：负责数据的模式定义与数据的物理存取构建。*数据操纵语言（DML）：负责数据的操作，包括查询及增、删、改等操作

21、。*数据控制语言（DCL）：负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等功能。4.数据库管理员（DBA）：数据库设计、数据库维护、改善系统性能，提高系统效率。5.数据库系统（DBS）：数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件）6.数据库应用系统（DBAS）：是数据库系统再加上应用软件及应用界面这三者所组成。*数据库管理经历阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段（共享性高，冗余度小）数据库系统基本特点：数据的集成性、数据的高共享性与低冗余性、数据独立性（物理独立性与逻辑独立性）、数据统一管理与控制*物理独立性：数据的物

22、理结构（包括存储结构和存取方式等）的改变，不影响数据库的逻辑结构，从而不致引起应用程序的变化。*逻辑独立性：数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式、增加新的数据类型等，不需要相应修改应用程序。数据库系统三级模式：概念模式：全体用户（应用）公共数据视图、外模式：子模式、用户模式，用户的数据视图、内模式：物理模式数据库系统二级映射：概念模式到内模式的映射（保证数据物理独立性）、外模式到概念模式的映射（保证数据逻辑独立性）4.2数据模型数据模型描述的内容：数据结构、数据操作、数据约束数据模型分类：概念数据模型（ER模型即实体联系模型）、逻辑数据模型(层次模型、网状模型、关系模型)、物理数据模型ER模型基本概念：实体：现实世界中的事物、属性：事物的特性、