计算机软件技术基础(第3版)

计算机软件技术基础第1章信息与信息时代

第7章管理信息系统第2章常用数据结构及其运算第3章操作系统

第8章信息与计算机系统的安全保护第4章数据库系统第5章计算机网络与信息高速公路第6章软件工程技术基础第1章信息与信息时代1.1信息与信息时代1.2计算机发展简史1.3计算机与计算机系统1.4计算机软件技术发展过程数据与信息的关系信息的三种不同层次示意图1.1信息与信息时代1.1.1什么是信息1.1.2信息化是社会经济发展的必然结果1.背景认识基础技术基础经济基础社会基础2.特点市场环境变化机遇挑战并存风险效益并存多媒体、互联网、信息高速公路计算机的逻辑判断1.1.3信息与计算机应用1.信息技术2.计算机的特点高速自动的操作记忆逻辑判断精确高速的计算1.2计算机发展简史1.2.1计算机发展的几个重要阶段1.2.2计算机应用的领域1.2.3计算机在现代人类活动中的地位和作用1.2.4计算机的现在与未来1.2.1计算机发展的几个重要阶段

1.几个阶段（时间）第一代、第二代、第三代、第四代2.应用大型机、小型机、个人机、全球网络3.数字化信息的特点容易交换、大容量（高速）传输、稳定性高1.2.2计算机应用的领域科学研究和科学计算事务处理计算机辅助生产过程控制人工智能网络通信计算机教育多媒体讨论环节

1.2.3计算机在现代人类活动中的地位和作用

1.2.4计算机的现在与未来计算机硬件系统1.3计算机与计算机系统

1.3.1计算机系统的组成硬件系统说计算机系统示意图计算机广义系统硬件与软件结合说广义系统说1.3.1计算机系统的组成1.3.2计算机的硬件与软件

1.硬件系统主机：中央处理器（CPU）﹑内存储器外存储器：磁盘﹑光盘等输入设备：键盘﹑鼠标﹑扫描仪等输出设备：显示器﹑打印机等系统总线：数据﹑地址﹑控制总线2.软件系统系统软件：操作系统、编译程序、诊断程序、系统服务程序等应用软件：特定应用程序、软件工具等3.硬件与软件的关系互相依存、无严格界面、相互促进1.3.3多媒体计算机

1.定义：媒体、多媒体计算机2.基本要素：文本、图形、图像、动画、音频、视频3.基本配置：硬件配置、软件配置程序的三种基本结构具有GOTO语句的程序1.4计算机软件技术发展过程1.4.1高级语言阶段1.4.2结构程序设计阶段程序的正确性程序的三种基本结构具有GOTO语句的程序1.4.2结构程序设计阶段程序设计方法论软件生产管理第四代语言和其他软件技术的关系第四代语言工作示意图1.4.3自动程序设计阶段

第2章常用数据结构及其运算

2.1概述2.2线性表2.3栈与队2.4数组2.5树与二叉树2.6图2.7查找2.8排序2.1概述1.什么是数据结构2.基本概念和术语数据数据元素数据对象数据结构逻辑结构与物理结构数据类型数据结构与算法

【举例】对一个n×n的矩阵A自乘后送入矩阵B，算法步骤为：

该算法中，语句3重复n2，语句5重复n3。设语句3执行时间t1,语句5执行时间t2,忽略其他语句执行时间，则算法近似耗时：2.1概述

3.算法算法语言、算法描述语言4.算法分析时间复杂度、空间复杂度各种时间复杂度的增长率2.1概述

其中，为时间复杂度为频度常见的时间复杂度有：常量型、多项式型、对数型、指数型2.2线性表2.2.1线性表的定义和运算一般形式：定义：其中基本运算：插入、删除、查找、排序顺序存储线性表的存储形式2.2.2顺序存储线性表

1.顺序存储结构向量式存储结构、随机存储结构存储地址存储形式顺序存储线性表的插入过程2.2.2顺序存储线性表

2.插入运算顺序存储线性表的删除过程2.2.2顺序存储线性表

3.删除运算2.2.2顺序存储线性表4.运算的时间分析线性表的链式结构2.2.3线性链表

1.链式存储结构数据域指针域：头指针、空指针指针类型结构线性链表的基本操作2.2.3线性链表

2.基本运算2.2.3线性链表

（1）结点的生成及回收从空白链表中获取一个结点，由指针P指向回收一个由P指针指向的结点，放回空白链表线性链表的插入过程2.2.3线性链表

（2）插入运算LRU页面替换过程FIFO页面淘汰过程2.2.3线性链表

3.线性链表的其他形式循环链表双向链表2.2.3线性链表

3.线性链表的其他形式一元多项式的链式结构用链式结构进行多项式求和2.2.3线性链表

4.应用实例——一元多项式相加2.2.3线性链表

4.应用实例——一元多项式相加2.2.4向量和链表的比较1.线性表的长度是否固定2.线性表的主要操作是什么3.采用的算法语言栈的插入与删除栈结构2.3栈与队2.3.1栈的结构和运算1.栈的定义2.顺序栈链栈表达式求值过程2.3.1栈的结构和运算

3.链栈

表达式A/B**C+D4.栈的应用

（1）表达式求值运算符优先级操作数（NS）、运算符（OS）两个栈表达式求值的算法2.3.1栈的结构和运算

过程嵌套调用示意图过程递归调用示意图2.3.1栈的结构和运算

（2）过程嵌套和递归调用求解背包问题时栈的变化状况2.3.1栈的结构和运算

（3）回溯求解算法队的假溢出现象循环队列队结构循环队列的插入和删除算法2.3.2队的结构和运算1.队的定义2.顺序队队的假溢出现象循环队列队结构循环队列的插入和删除算法2.3.2队的结构和运算3.链队LRU页面替换过程FIFO页面淘汰过程2.3.2队的结构和运算4.队的应用多道程序中的CPU管理缓冲区的设计用线性表定义其中2.4数组2.4.1数组的定义二维数组按行优先顺序存放三维数组按行优先顺序存放2.4.2数组的顺序存储结构

1.按行优先顺序存放二维数组按列优先顺序存放三维数组按列优先顺序存放2.4.2数组的顺序存储结构

2.按列优先顺序存放2.4.2数组的顺序存储结构

3.特殊矩阵的存放方式（1）下三角阵的存储方式下三角阵非零元素按行优先顺序存放非零元素个数非零元素优先顺序存放三对角阵2.4.2数组的顺序存储结构

（2）三对角阵的存储方式稀疏矩阵三元组表示实现矩阵转置2.4.3稀疏矩阵1.三元组表示访问x行y列元素行辅助向量构造POS与NUM向量2.4.3稀疏矩阵2.带辅助向量的三元组表示列辅助向量稀疏矩阵的转置算法2.4.3稀疏矩阵2.带辅助向量的三元组表示2.十字链表结构十字链表中元素结点组成十字链表2.4.4数组的链式存储结构1.带行指针向量的单链表1.树的定义和术语术语：结点、结点的度、叶子、孩子、双亲、兄弟、结点的层次、深度、森林、有序树2.树的存储结构异构型、同构型2.5树与二叉树2.5.1树的定义及其存储结构

二叉树2.5.2二叉树及其性质1.二叉树定义及其存储结构2.二叉树的基本性质（1）满二叉树（2）完全二叉树（3）平衡二叉树2.5.2二叉树及其性质3.几种特殊的二叉树2.5.2二叉树及其性质4.一般树转换为二叉树DLR:先序遍历ABCDEFGLDR:中序遍历CBDAEGFLDR:后序遍历CDBGFEA遍历二叉树2.5.2二叉树及其性质4.一般树转换为二叉树-求二叉树中的叶子节点数（如下）-求结点的双亲-求结点的孩子-判断结点所在的层次-计算二叉树的深度2.5.3二叉树的遍历遍历方法是二叉树操作的基础：（1）定义（2）生成二叉排序树插入过程2.5.4二叉树的应用1.二叉排序树2.5.4二叉树的应用（3）删除二叉排序树上的结点-P是叶子结点-P只有左（右）子树-P的左右子树均非空-P是根结点树的路径长度（1）树的路径长度（2）树的带权路径长度树的带权路径长度

2.5.4二叉树的应用2.哈夫曼树算法2.5.4二叉树的应用（3）哈夫曼树的构造–哈夫曼编码哈夫曼编码对应A,C,N,H,I的哈夫曼树2.5.4二叉树的应用（4）哈夫曼树的应用-最佳判定算法1.定义图无向图有向图图网

2.6图2.6.1图的定义及基本术语（2）度、入度和出度（3）路径和回路（4）连通图和连通分量（1）子图2.6.1图的定义及基本术语

2.有关图的基本术语

无向图无向网2.6.2图的存储结构1.邻接矩阵2.6.2图的存储结构2.邻接表深度优先遍历2.6.3图的遍历1.深度优先搜索2.6.3图的遍历2.广度优先搜索算法思想计算过程及结果2.6.4图的应用1.单源最短路径2.6.4图的应用算法描述AOV网拓扑排序过程拓扑排序的邻接表和链栈2.6.4图的应用2.拓扑排序2.6.4图的应用2.拓扑排序算法关键路径AOE网关键活动2.6.4图的应用3.关键路径2.7查找2.7.1查找的基本概念数据元素（记录）数据项主关键字、次关键字查找的定义K值过程流程图1流程图2平均查找长度2.7.2线性查找

顺序查找判定树2.7.3对分查找

算法思想索引表与块的平均长度和对分查找顺序查找2.7.4分块查找索引顺序查找算法思想两次查找不同插入次序的二叉排序树2.7.5二叉排序树查找动态查找查找长度2.7.6哈希表技术及其查找１.哈希表－关键字、哈希函数、哈希地址－哈希函数构造、冲突问题－[举例]学生姓名{Wang,Li,Zhao,Shen,Gao,Fung,Bai,Chang,Ren,Ma}422，836，281，396，515，853，135对最后取（2）平方取中法对（0100,1100,1200,1160,2060,2061,2163,2261,2262）取(010,210,440,345,243,247,678,112,116)（4）折叠法-移位折叠-边界折叠对123203241112202.7.6哈希表技术及其查找2.构造哈希函数（1）数字分析法（3）除留余数法（2）平方探测再散列（3）随机探测再散列2.7.6哈希表技术及其查找3.解决冲突的方法（1）线性探测再散列2.7.6哈希表技术及其查找几种探测方法比较（13,29,01,23,44,55,20,84,27,68,11,10,79,14）2.7.6哈希表技术及其查找（4）链地址法2.7.6哈希表技术及其查找4.哈希表的查找性能分析

对于n=14的线性表线性探测线性查找平方探测对分查找随机探测若哈希表是均匀的链地址法2.8排序2.8.1排序的基本概念定义稳定、不稳定内部、外部选择、插入、交换排序关键字的比较、记录的移动分析算法比较次数记录移动次数2.8.2选择排序1.简单选择排序过程（1）堆的构造2.8.2选择排序2.堆排序（1）堆的构造-将完全二叉树构成堆（2）堆排序

两个步骤（3）算法分析

2.对半插入排序2.8.3插入排序1.线性插入排序最小最大2.8.4交换排序1.冒泡排序2.快速排序

2.8.5排序方法的比较和选择原则：带排序的记录个数记录本身的大小关键字的分布情况对排序稳定性要求现有语言工具条件结论：几类情况第3章操作系统3.1引论3.2存储管理3.3处理器管理3.4设备管理3.5文件管理3.6操作系统的用户接口1.定义2.发展阶段-手工操作阶段-早期批处理阶段（联机、脱机）-多道程序系统-执行系统阶段脱机批处理系统中断系统工作原理3.1引论3.1.1什么是操作系统3.1.2操作系统的分类三大类：1.多道批处理操作系统多道、批处理

2.分时系统3.实时系统实时过程控制、实时信息处理2.特性并发性共享性不确定性文件管理执行效率、可靠性、可维护性等3.1.3操作系统的功能和特性1.功能处理器管理存储管理设备管理文件管理用户接口程序一级的接口作业控制语言和操作命令界地址寄存器名空间、地址空间和存储空间3.2.1存储管理的功能及有关概念（3）内存保护（4）内存扩展3.2存储管理1.存储器的分级结构2.存储管理功能（1）内存分配（2）地址转换或重定位-静态重定位-动态重定位占用块、空闲块表示动态存储管理控制信息区内存状态表3.2.2实存储管理1.分区分配（1）固定分区分配（2）可变分区分配空间分配

空间回收过程算法空间回收时与左右邻接块关系1.分区分配

空间回收空闲区分配首次适应算法最佳适应算法最差适应算法策略分析动态重定位2.可重定位分区分配

3.覆盖技术2.可重定位分区分配3.覆盖技术碎片问题、存储器紧缩程序浮动、重定位ROOTA—(B—F,C—(D,F));END4.交换技术分区分配

页面和页架分页管理中地址转换3.2.3虚拟存储管理1.分页管理（1）基本概念

（2）地址转换页面、页架分页管理的地址结构页表与页表地址寄存器LRU页面替换过程FIFO页面淘汰过程1.分页管理

（3）页面更换算法先进先出法（FIFO）最近最少使用法（LRU）（4）存储保护（5）分页管理的优缺点地址转换分段地址结构程序的分段结构2.分段存储管理

（1）基本概念段分管管理的地址结构段表与段地址寄存器（2）地址转换（3）存储保护越界保护存取控制保护（4）分段管理的优缺点段页管理地址结构地址转换3.段页式存储管理

（1）基本概念段页结构段页管理的地址结构段表、页表、段地址寄存器（2）地址转换（3）段页式管理的优缺点128次中断128*128次中断4.分页情况下程序的行为特性

（1）局部性概念与工作集时间、空间局部性工作集理论、工作集尺寸（2）页面大小的确定（3）程序结构对系统运行效率的影响3.3处理器管理3.3.1基本概念与术语1.作业和进程作业、作业步进程和程序2.特权指令、处理器状态特权指令、非特权指令管态、目态3.处理器管理作业调度进程调度作业控制与作业队列2.作业调度的功能选取作业、分配内存和外设、建立进程、撤销JCB和进程3.作业调度算法先来先服务基于优先级分时和优先级结合3.3.2作业调度1.作业状态转换及作业控制块

四种状态JCB2.进程控制非结构系统树形结构系统进程家族、原语创建、挂起、激活、撤销进程的层级结构3.3.3进程调度1.进程的状态转换和进程控制块三种状态PCB3.进程调度的算法优先数法轮转调度法分级调度法3.3.4多道程序并发运行出现的问题1.进程的同步与互斥同步与互斥现象解决工具：P-V操作用P-V操作实现同步非对称制约双向制约1.进程的同步与互斥

用P-V操作实现互斥2.进程通信

直接通信Send(P,Msg)Receive(P,Msg)信箱通信Send(A,Msg)Receive(A,Msg)死锁图解进程循环链3.死锁原因系统资源不足、进程顺序不当必要条件所涉及的资源非共享进程在等待新资源时，继续占用已分配资源进程占用的资源不能被其他进程强行抢占一个进程获得的资源同时被另一个进程所请求，形成一个进程的循环链解决死锁的方法死锁的预防——破换上述必要条件死锁的避免——不严格限制必要条件死锁的检测和恢复3.死锁

-死锁的避免银行算法算法规定3.死锁

-死锁的避免Habermann算法进程请求矩阵可完全化简不可完全化简分配矩阵请求矩阵3.死锁

-死锁的检测和恢复进程-资源有向图可完全化简不可完全化简死锁定理用矩阵和向量表示不是死锁状态死锁状态3.死锁

-死锁的检测和恢复3.3.5多道程序设计基础——并行程序设计1.顺序程序设计程序的顺序性、程序环境的封闭性、程序运行的确定性和可再观性2.并行程序设计并行性、共享性、同步与互斥3.并行程序设计语言PASCAL,CSP/K,MODULA,并行C,AdaAda语言同步问题互斥问题缓冲池多缓冲区3.4设备管理

3.4.1设备管理的功能和基本概念功能方便性、设备独立性、并行性、有效性与平衡性设备分类使用性质：独享、共享、虚拟设备逻辑设备与物理设备：绝对设备号、相对设备号、相对号、符号名通道与中断循环测试I/O方式、程序中断I/O方式、通道I/O方式缓冲技术单缓冲区和双缓冲区、多缓冲区、缓冲池（输入数据、输出数据、空白）DCB，CUCB和CCB

通道、控制器、设备连接方式

3.4.2设备管理的工作过程1.通道、控制器和设备2.设备分配程序先请求先服务优先数法3.设备处理程序Spooling系统工作示意图3.4.3虚拟设备——假脱机系统脱机外围操作连机外围操作Spooling输入Spooling输出Spooling磁盘结构示意图3.5文件管理3.5.1基本概念及术语1.文件及文件系统文件、文件名、记录、信息项、字符、字节、文件系统2.文件分类按用途分：系统文件、库文件、用户文件按存取权限分：可执行文件、只读文件、读写文件、不保护文件3.文件存储介质及其物理单位磁盘、磁鼓、磁带、光盘等等长和变长记录文件等长及非等长记录文件的顺序结构文件的链接结构

文件的索引结构3.5.2文件结构及存取方式1.文件的逻辑结构记录：变长和等长2.文件的物理结构及存取方式顺序结构链接结构索引结构二级目录结构多级目录结构3.5.3文件目录1.包含内容符号名、内部名、外存中起始地址、结构形式、类型、存取控制说明、建立及修改时间2.一级目录结构一张目录表、符号名不能相重3.二级目录结构主目录文件、用户目录文件4.多级目录结构树形结构、路径名、当前目录空白块链回收空白块3.5.4文件存储空间的管理1.空白文件目录2.位示图

3.空白块链3.5.5文件的共享与文件系统的安全性1.文件的共享通过文件路径实现通过联接实现2.文件的存取控制存取控制矩阵按用户分类存取控制：文件主、同组用户、一般用户口令3.5.6文件的操作使用命令及文件系统一般模型

1.基本操作查询文件目录，“活动文件表”建立、打开、读、写、关闭、撤销文件2.一般模型执行文件命令：READ(MYFILE,4,12000)（1）查找目录，找出MYFILE文件表目（2）从文件表目中取出相关信息（3）根据存取保护权决定是否允许发送请求命令（4）求逻辑记录4的逻辑字节地址（5）由逻辑字节地址计算物理块号及物理块相对地址（6）将物理块7读入主存缓冲区（7）按物理块相对地址，从缓冲区后半部分（500~999）送入主存12000~12499单元文件系统的层次模型

文件MYFILE存储结构文件目录

2.一般模型

3.6操作系统的用户接口分类：程序一级的接口：广义指令作业控制方面的接口：操作系统类型

常用操作系统：

UNIXDOSWindows

UNIX系统软件结构3.6.1UNIX操作系统UNIX操作系统：小型和微型机通用的、交互式的分时系统内核、外壳（shell语言）UNIX系统调用Shell语言3.6.1UNIX操作系统3.6.2DOS操作系统磁盘操作系统4.0以下单用户单任务4.0以上多任务MS-DOS、IBMPC-DOS、CCDOS命令形式：内部命令、外部命令、专用键3.6.2DOS操作系统专用键、外部命令3.6.3Windows操作系统最主流的操作系统从16位、32位到64位操作系统。从最初的windows1.0到大家熟知的windows95、NT、97、98、2000、Me、XP、Server、Vista，Windows7等各种版本对CAI,办公自动化应用及事务处理等软件的开发起到很大促进作用特点：全新的、友善的用户界面功能强大的应用程序，包括书写软件、绘图软件、桌面办公工具及多媒体播放器多任务并行处理功能，各应用程序之间可以方便地进行切换和交换信息强大的内存管理能力，支持扩展内存功能，提高系统运行效率第4章数据库系统

4.1概述4.2关系数据库系统4.3关系数据语言4.4应用系统开发4.5数据库技术的发展方向学校管理系统4.1.1数据管理的三个阶段4.1概述1.人工管理阶段2.文件管理系统3.数据库系统学校管理系统4.1.1数据管理的三个阶段4.1概述1.人工管理阶段2.文件管理系统3.数据库系统信息管理系统工作流程2.实体间的联系1-1关系1-m关系m-m关系4.1.2数据描述1.信息的三个领域现实世界信息世界数据世界层次模型DEPT—EMP层次模型用记录值表示的层次模型

4.1.3数据库组织1.数据模型层次模型SUPP—PART网状模型网状模型1.数据模型

网状模型SUPP与PART关系模型DEPT与EMP关系模型1.数据模型

关系模型数据库系统的层次关系数据库分级结构示意图2.数据库的结构DBSDBMS、OS、DB分级：用户级、概念级和物理级局部E-R视图全局E-R视图各实体及其属性的E-R图4.1.4数据库设计1.内容与步骤结构特性、行为特性设计需求分析、逻辑设计、物理设计、应用程序设计及测试性能测试及企业确认、装配数据库2.需求分析系统调查、系统分析、视图定义4.2关系数据库系统4.2.1关系数据库的特点数据结构简单能够一次获取多个记录数据可以直接处理多对多的关系数据独立性较高有较坚实的理论基础4.2.2基本概念和术语关系关键字关系模式关系模型关系数据库4.2.3关系代数并运算、交运算、差运算、笛卡尔积、投影运算、选择运算、连接运算4.2.4关系数据库的设计问题1.关系模型转换（1）实体及属性确定（2）建立实体之间的联系2.模型规范化（1）函数依赖法属性间的关系1-1关系1-m关系m-m关系函数依赖完全函数依赖传递函数依赖（2）关系模式的范式第一范式（1NF）第二范式（2NF）第三范式（3NF）关系SPJ1的有向图表示关系SPJ和关系SUPP的有向图表示

关系SC和关系CS的有向图表示

三种范式间的转换关系2.模型规范化

3.物理设计第二范式（2NF）：问题及改进第三范式（3NF）：问题及改进4.3关系数据语言4.3.1数据语言的功能1.数据定义2.数据操纵3.数据控制4.3.2关系数据语言的特点1.一体化2.非过程化3.面向集合的存取方式4.两种使用形式自含系统宿主系统4.3.3SQL简介1.SQL特点（1）一体化数据语言（2）非过程化语言（3）使用方式两种自含式嵌入式（4）完善的故障恢复功能（5）灵活分散的授权方式2.SQL基本命令关系为表、属性为列、元组为行以EMP和DEPT为例说明2.SQL基本命令(1)数据定义①定义关系（TABLE）类型：NUMBER(n,d)数字型、CHAR(n)字符型、DATE日期型②定义视图（VIEW）：从一个或多个关系中建立格式：CREATEVIEW<视图名>ASSELECT属性名1,属性名2,…,属性名nFROM<关系名>WHERE<条件>③定义索引（INDEX）格式：CREATEINDEX<索引表名>ON<关系名（索引关键字）>④撤销定义（DROP）DROPTABLEEMP,DROPVIEWEMP-DEPT,DROPINDEXEMP-ENAME(2)查询①查询列格式：SELECT<列表名>FROM<关系名>2.SQL基本命令②查询行格式：SELECT*FROM<关系名>WHERE<条件>③排序格式：SELECT<列表名>FROM<关系名>ORDERBY<关键字>[DESC](3)数据操纵①插入格式：INSERTINTO<关系名>(列表名)VALUES(列表值)②更新数据格式：UPDATE<关系名>SET数据项名=更新数据WHERE<条件>③删除行格式：DELETEFROM<关系名>WHERE<条件>(4)控制嵌入SQL源程序编译过程2.SQL基本命令&3.SQL文件&4.SQL对主语言的嵌入

2.SQL基本命令(4)控制①授权格式：GRANT(授权的内容)ON<关系名>TO<用户名>②撤销授权格式：REVOKE(授权内容)ON(关系名)FROM(用户名)③数据的完整性、一致性主关键字不为空且唯一3.SQL文件4.SQL对主语言的嵌入（1）源程序的结构及书写要求（2）预编译以数据为中心的系统开发流程图4.4应用系统开发4.4.1以数据为中心的系统1.数据特点数据量大且随时间增长2.应用程序设计应用子程序、维护子程序安全性、完整性、友好用户界面

以处理为中心的系统开发流程图某职工人事管理系统层次结构图应用程序的总体层次结构图

4.4.2以处理为中心的系统

1.需求分析数据分析、功能分析2.总体设计自顶向下

3.模块设计基本功能、数据流图4.编码测试4.5数据库技术的发展方向1.存在的不足2.发展研究方向面向对象的数据库技术基于知识的数据库管理系统多媒体数据库系统第5章计算机网络与信息高速公路

5.1什么是计算机网络5.2计算机网络体系结构

5.3网络互联与因特网

5.4信息高速公路定义计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。与多用户系统的区别与分布式系统的区别5.1什么是计算机网络5.1.1计算机网络的发展过程1.远程终端计算机通信网2.以通信子网为中心的计算机网络3.网络互联与网络层次协议复杂的体系结构，OSI模型互联网的层次结构5.1.2计算机网络的分类1.按拓扑结构星形、总线形、环形、网状、层次形2.按作用范围局域网(LAN)星形网、环形网、总线网广域网(WAN)互联网5.1.3计算机网络的功能与应用1.客户机/服务器模式（C/S）2.文件传输(FTP)3.远程登录(Telnet)4.网络数据库(NDBS)5.电子邮件(Email)6.其他应用目录服务远程作业录入图形及公共电信服务OSI环境下两台主机通信示意图5.2计算机网络体系结构5.2.1网络的分层体系结构1.网络协议：语法、语义、同步2.层次结构的优点

独立、灵活、针对性、维护、标准化5.2.2开放系统互联参考模型OSI物理层数据链路层网络层传送层会话层表示层应用层5.2.3网络操作系统定义：多模块，开放式、面向网络分类：局域网操作系统、广域网操作系统局域网评价：支持多用户、硬件独立、桥接能力、支持多服务器、网络管理、用户接口广域网评价：高性能操作功能、支持多种通信协议、独立于硬件、支持其他计算机工作平台、方便用户访问网络资源、支持远程过程调用、容错技术及网络管理工具各种中继系统的功能

网络互联形式

5.3网络互联与因特网5.3.1网络互联基本要求：在网络之间提供一条连接的链路在不同网络的进程之间提供合适的路由交换数据不对互联在一起的网络的体系结构进行修改1.转发器2.网桥3.路由器4.网关IP地址的4种格式TCP/IP协议分层模型

5.3.2因特网简介1.概述讨论2.网络协议TCP/IP协议应用层、传输层、网间网层、网络接口层3.因特网地址和域名系统(1)IP地址：网络号、主机号A类地址、B类地址、C类地址网间网名字服务5.3.2因特网简介(2)域名系统：字符型主机名字全局唯一性、便于管理、便于映射网点名、组名、本地名（local.group.site）组织：COM、EDU、NET、ORG、INT国名：US、CN、JP、UK4.因特网的信息服务和未来基本业务：电子邮件、文件传输、远程登录、信息查询Archic、Gopher、Wais、WWW教育、图书馆、科研、商业、家庭5.4信息高速公路1.背景2.构成要素与关键技术基础：电子、通信、计算机技术，多媒体技术与数字高清电视，因特网关键：交互性、高速性、广域性3.问题展望对经济、社会的影响技术问题、只是产权、信息安全、信息争夺、电子污染等4.中国的发展中国国家信息基础结构CNII第6章软件工程技术基础

6.1软件工程的基本原则

6.2软件开发过程

6.3软件开发中的系统分析与设计方法

6.4软件开发管理技术6.1软件工程的基本原则1.划分软件生命期定义、开发、维护可行性论证、开发计划和需求分析，概要设计、详细设计和编码，测试、运行维护2.进行计划评审项目实施总计划、软件配置管理计划、软件质量保证计划、测试计划、安全保密计划、系统安装计划、运行和管理计划3.编制软件文档作为开发人员的工作结果和结束标志，便于管理人员检查进度，记录开发的技术信息，提供软件维护、培训、流通和运行信息，向用户介绍软件的功能和能力瀑布模型渐增模型6.2软件开发过程6.2.1软件开发过程模型1.瀑布模型2.渐增模型6.2.2可行性论证1.内容：经济可行性、技术可行性2.可行性报告：背景情况、系统描述、成本效益分析、技术风险评价等6.2.3需求分析1.确定系统的要求：功能、性能、运行、未来2.分析系统的数据要求：数据流图、数据词典3.修正开发计划4.编写文档2.模块化软件设计的基本概念和原理（1）模块化（2）信息隐蔽和局部化（3）模块独立（4）模块划分的原则提高模块独立性，规模适中，深度、宽度、扇入、扇出适当、单入口单出口3.软件结构的表示层次图、Yourdon结构图软件成本与模块的关系

软件结构表示方法6.2.4概要设计1.概要设计的过程（1）选取最佳实现方案（2）设计软件总体结构（3）设计主要数据结构（4）完成用户手册（5）制定初步测试计划（6）概要设计评审流程图的基本符号

盒图的基本符号6.2.5详细设计工具：图形、表格和语言1.程序流程图2.盒图（NS图）优缺点优缺点

PAD图的基本符号6.2.5详细设计3.问题分析图（PAD图）4.过程设计语言（PDL）优缺点优缺点3.软件测试的方法黑盒测试白盒测试4.设计测试方案测试的功能、输入数据和预期结构测试用例5.测试的步骤单元测试组装测试确认测试软件维护必要性内容：改正性维护、适应性维护、完善性维护6.2.6软件编码&6.2.7软件测试&6.2.8软件维护软件编码（1）程序内部文档（2）语句构造（3）输入输出（4）效率软件测试1.测试目标找出错误、暴露尚未发现的错误2.测试原则开发人员不测试不应默认不会出错说明预期测试结果合法和非法输入条件均测试6.3软件开发中的系统分析与设计方法6.3.1结构化系统方法1.结构化分析方法（SA）判定表、判定树、数据流图、数据词典、结构化语言（1）数据流图（DFD）：系统组成及相互关系数据流（箭头）、加工（圆圈）、文件（短粗线）、数据远点与数据终点（圆角方框）（2）数据词典（DD）：说明数据元素的含义6.3.1结构化系统方法

2.结构化设计方法（SD）（1）步骤研究、分析并审查数据流图，据此决定问题的类型（2）典型程序结构交换型（示意图、结构图）事务处理型6.3.1结构化系统方法

（3）从数据流图导出初始结构图变换型问题6.3.1结构化系统方法

3.结构化编程方法（SP）原则：代码编写，尽量采用单入口单出口的基本控制结构，避免使用GOTO语句。软件设计和实现过程，提倡使用自顶向下和逐步细化的原则。优点：自顶向下逐步细化方法符合解决复杂问题的普遍规律，提高开发的成功率和生产率。结构化程序有清晰地层次结构，易于理解和阅读。使用单入口单出口的控制结构而不使用GOTO语句，使得程序结构清晰，易读易懂易测试，容易保证程序的正确性。6.3.2快速原型方法快速原型方法：迅速地根据软件系统的需求产生出软件系统的一个原型的过程

1.使用原因（1）并非所有需求都能预先定义（2）项目参加者之间存在通信障碍（3）目前存在建造快速原型的工具2.实现途径（1）用于验证软件需求的原型（2）用于验证设计方案的原型（3）用于演进成目标系统的原型6.3.3面向对象方法（OO）1.产生原因传统方法面向过程，无法应对多变的需求。系统对象是最稳定的，直接描述问题域。传统方法表示方法迥异，面向对象方法采用同样的表示方法。2.优点可重用性、可维护性、表示方法的一致性3.基本概念面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面向对象编程（OOP）对象（object）、类（class）、方法（method）、消息（message）、继承（inheritance）、封装（encapsulation）OOA/OOD模型基本符号OOD模型6.3.3面向对象方法（OO）4.面向对象的分析和设计方法简介Coad和yourdon的OOA&OOD方法OOA模型：类及对象层、结构层、主题层、属性层、服务层构造OOA模型方法：发现对象及类、识别结构、区分主题、定义属性、定义服务OOD模型的分层和定义类似。6.4软件开发管理技术6.4.1质量管理1.软件质量ISO质量度量模型：高、中、低层次高层模型：正确性、可靠性、效率、安全性、可使用性、可维护性、灵活性、连接性2.质量管理技术审查、管理审查、测试6.4.2计划管理基本内容：阶段计划、组织计划、测试计划、变动控制计划、文档计划、培训计划、复审和报告计划、安装和运行计划、资源和配置计划一般用图示法莱表示进度，如甘特图和PERT图6.4.3人员管理&6.4.4文档管理人员管理组织原则：尽早落实责任、减少接口组织结构模式：按课题划分、按职能划分、矩阵模式开发小组内部形式：民主制、主程序员制文档管理文档类型：可行性研究报告、项目开发计划、软件需求说明书、概要设计说明书、详细设计说明书、用户操作手册、测试计划、测试报告、开发进度月报、项目开发总结报告质量要求：针对性、精确性、清晰性、完整性管理和维护第7章管理信息系统7.1概述7.2管理信息系统的开发方法与工具7.3管理信息系统的开发步骤7.4管理信息系统的新进展综合结构示意图综合结构实例7.1概述7.1.1管理信息系统MIS三要素：系统的观点、数学的方式、计算机的应用7.1.2管理信息系统的结构职能式结构、横向综合结构纵向综合结构、总的综合结构7.1.3建立管理信息系统的基础组织基础:认识问题、科学管理基础、人才问题技术基础：计算机系统技术、数据通信与计算机网络技术文字信息处理技术和数据库技术系统生命周期图原型法开发过程示意图7.2管理信息系统的开发方法与工具7.2.1开发原则效益驱动、使用可靠、系统、逐步完善、逐步发展开放性、符合软件工程规范7.2.2开发方法1.生命周期法：软件生存期系统调查与分析系统设计系统实施与转换系统管理与维护2.原型法：基本需求7.2.2开发方法

3.生成法要点：建立一个可重用的软部件库建立一个与部件库对应的综合数据库关系模式系统生成的机制4.方法选择大规模、关系复杂、开发周期长宜用生命周期法；规模适中、需求不确定性高，宜用原型法；规模小、复杂程度不高，宜用生成法。初次开发，经验不足的人员，用生命周期法；经验丰富，用原型法；基础较好，有开发实例用生成法。用户的技术水平、科学管理基础、领导重视程度等环境条件也会影响方法选择。7.2.3开发工具分类：各种文本或图形的编辑工具、生成型工具、管理型工具趋势：集成化、交互式图形表示、可视化和商品化发展第四代语言（用户驱动语言）lutus-1-2-3管理信息系统开发观景（MISDE）：信息数据库、软部件库、工具库、交互式的人际界面7.3管理信息系统的开发步骤7.3.1基本原则原则：开发过程的阶段化、层次化、工程化分步：系统定义、系统设计、系统实施7.3.2系统定义1.系统规划定义系统环