全國計算機等級考試二級C語言輔導講義

1、全國計算機等級考試二級公共基礎(chǔ)知識輔導講義第一章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1.1 算法1 對特定問題求解 步驟的一種描述 。*:算法不等于程序,也不等于計算方法。程序的編制不可能優(yōu)于算法的設(shè)計。2、算法的基本特征(1 可行性。 針對實際問題而設(shè)計的算法,執(zhí)行后能夠得到滿意的結(jié)果。(2 確定性。 每一條指令的含義明確,無二義性。并且在任何條件下,算法只 有唯一的一條執(zhí)行路徑,即相同的輸入只能得出相同的輸出。(3 有窮性。 算法必須在有限的時間內(nèi)完成。有兩重含義,一是算法中的操作 步驟為有限個,二是每個步驟都能在有限時間內(nèi)完成。(4 擁有足夠的情報。 算法中各種運算總是要施加到各個運算對象上,而這些 運算對

2、象又可能具有某種初始狀態(tài),這就是算法執(zhí)行的起點或依據(jù)。因此, 一個 算法執(zhí)行的結(jié)果總是與輸入的初始數(shù)據(jù)有關(guān),不同的輸入將會有不同的結(jié)果輸 出。當輸入不夠或輸入錯誤時,算法將無法執(zhí)行或執(zhí)行有錯。一般說來,當算法 擁有足夠的情報時, 此算法才是有效的; 而當提供的情報不夠時, 算法可能無效。 *:綜上所述,所謂算法,是一組嚴謹?shù)囟x運算順序的規(guī)則,并且每一個規(guī)則 都是有效的,且是明確的,此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止。3、算法復雜度主要包括時間復雜度和空間復雜度。(1 程中所需基本運算的執(zhí)行次數(shù)來度量。(2內(nèi)存空間 。 1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念1 2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究和討論以下三個方面的問題:(1

3、數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)包含:1表示數(shù)據(jù)元素的信息; 2表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后 件關(guān)系。(2在對數(shù)據(jù)進行處理時,各數(shù)據(jù)元素在計算機中的存儲關(guān)系,即數(shù)據(jù)的存儲 結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu) 有 順序、鏈接、索引等 。1 順序存儲 。它是把 邏輯上相鄰 的結(jié)點存儲在 物理位置相鄰的存儲單元里 ,結(jié) 點間的邏輯關(guān)系由存儲單元的鄰接關(guān)系來體現(xiàn)。 由此得到的存儲表示稱為順序存 儲結(jié)構(gòu)。2 鏈接存儲。 它 不要求邏輯上相鄰 的結(jié)點在 物理位置上亦相鄰 ,結(jié)點間的邏輯 關(guān)系是由附加的指針字段表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈式存儲結(jié)構(gòu)。3索引存儲:除建立存儲結(jié)點信息外, 還建立附加的索引表來標識結(jié)點的地址。 *:數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)

4、構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系,數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)(也稱數(shù)據(jù) 的物理結(jié)構(gòu) 是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計算機存儲空間中的存放形式。 同一種邏輯結(jié) 構(gòu)的數(shù)據(jù)可以采用不同的存儲結(jié)構(gòu),但影響數(shù)據(jù)處理效率。(3對各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行的運算。3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了用二元關(guān)系表示外, 還可以直觀地用圖形表示。 在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示中, 對于數(shù)據(jù)集合 D 中的每一個數(shù)據(jù)元素用中間標有元素值的方框表示, 一般稱之為數(shù)據(jù) 結(jié)點, 并簡稱為結(jié)點; 為了進一步表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系, 對于關(guān)系 R 中的 每一個二元組,用一條有向線段從前件結(jié)點指向后件結(jié)點。4、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 分為兩大類型 (11 僅有一個根結(jié)點 ;

5、 2每一個結(jié)點最 多有一個前件,也最多有一個后件。*:常見的線性結(jié)構(gòu)有線性表、棧、隊列和線性鏈表等。(2 *:常見的非線性結(jié)構(gòu)有樹、二叉樹和圖等。1.3 線性表及其順序存儲結(jié)構(gòu)1 間的相對位置是線性的。線性表是由 n(n 0 個數(shù)據(jù)元素組成的一個有限序列, 表中的每一個數(shù)據(jù)元素,除了第一個外,有且只有一個前件,除了最后一個外, 有且只有一個后件(除了 第一個和最后一個元素以外,其余的都存在唯一的前件和后件 長度 。線性表可以為空表。*:線性表是一種存儲結(jié)構(gòu),它的存儲方式:順序和鏈式。2、線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)具有兩個基本特點:(1線性表中所有元素所占的存 儲空間是連續(xù)的 (連續(xù)的存儲空間 ;(2

6、線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲空間中 是按邏輯順序依次存放的 (邏輯相鄰的放在物理相鄰的存儲單元里 。*:由此可以看出,在線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)中,其前后件兩個元素在存儲空間 中是緊鄰的, 且前件元素一定存儲在后件元素的前面, 可以通過計算機直接確定 第 i 個結(jié)點的存儲地址。3、順序表的插入、刪除運算(1順序表的插入運算:在一般情況下,要在第 i (1 i n 個元素之前插入 一個新元素時,首先要從最后一個(即第 n 個元素開始,直到第 i 個元素之間 共 n-i+1個元素依次向后移動一個位置, 移動結(jié)束后,第 i 個位置就被空出, 然 后將新元素插入到第 i 項。插入結(jié)束后,線性表的長度就增加了

7、1。*:順性表的插入運算時需要移動元素,在等概率情況下, 平均需要移動 n/2個 元素。代碼 :(i=i-1,i<=n-i+1,i+A (i+1 = A(i,A (i = B(2順序表的刪除運算:在一般情況下,要刪除第 i (1 i n 個元素時,則 要從第 i+1個元素開始, 直到第 n 個元素之間共 n-i 個元素依次向前移動一個位 置。刪除結(jié)束后,線性表的長度就減小了 1。代碼: (i=i-1,i<=n-i,i+A(i = A(i+1*:進行順性表的刪除運算時也需要移動元素,在等概率情況下,平均需要移動 (n-1 /2個元素。插入、刪除運算不方便。1.4 棧和隊列1、棧及其基

8、本運算 (棧是一種特殊的線性表,只能從 一端進出 。在棧中, 允許插入與刪除的一端稱為棧頂, 不允許插入與刪除的另一端稱為棧底。 棧頂元素總是最后被插入的元素, 棧底元素總是最先被插入的元素。 即棧是按照 “先進后出”或“后進先出”的原則組織數(shù)據(jù)的。 (棧棧具有記憶作用。棧的基本運算 :1 插入元素稱為入棧運算;代碼:Int Push seqstack(seqstack *s,datatype x if (/ 判斷棧是否未滿;return 0;else s datastop=x ;return 1;2 刪除元素稱為退棧運算;代碼:Int Push seqstack(seqstack *s,da

9、tatype x if ( / 判斷棧是否為空;return 0;else ;s top - - ;return 1;3讀棧頂元素是將棧頂元素賦給一個指定的變量,此時指針無變化。棧的存儲方式和線性表類似,也有兩種,即順序棧和鏈式棧。2、隊列及其基本運算 (是一種特殊的線性表 。尾指針(Rear 指向隊尾元素,頭指針(front 指 向排頭元素的前一個位置(隊頭。 (隊列隊列運算包括:1入隊運算:從隊尾插入一個元素; 2退隊運算:從隊頭刪除 一個元素。循環(huán)隊列及其運算:所謂循環(huán)隊列, 就是將隊列存儲空間的最后一個位置繞到第 一個位置,形成邏輯上的環(huán)狀空間,供隊列循環(huán)使用。在循環(huán)隊列中,用隊尾指

10、針 rear 指向隊列中的隊尾元素, 用排頭指針 front 指向排頭元素的前一個位置, 因此,從頭指針 front 指向的后一個位置直到隊尾指針 rear 指向的位置之間, 所有的元素均為隊列中的元素。*:循環(huán)隊列中元素的個數(shù) =rear-front。1.5 線性鏈表1、線性表順序存儲的缺點:(1插入或刪除的 運算效率很低 。在順序存儲的線 性表中,插入或刪除數(shù)據(jù)元素時需要移動大量的數(shù)據(jù)元素;(2線性表的順序 存儲結(jié)構(gòu)下,線性表的 存儲空間不便于擴充; (3線性表的順序存儲結(jié)構(gòu) 不便 于 對存儲空間的 動態(tài)分配 。2、線性鏈表:線性表的鏈式存儲結(jié)構(gòu)稱為線性鏈表,是一種物理存儲單元上非 連續(xù)、

11、 非順序的存儲結(jié)構(gòu), 數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接來實現(xiàn) 的。因此,在鏈式存儲方式中,每個結(jié)點由兩部分組成:一部分用于存放數(shù)據(jù)元 素的值,稱為數(shù)據(jù)域;另一部分用于存放指針,稱為指針域,用于指向該結(jié)點的 前一個或后一個結(jié)點(即前件或后件,如下圖所示: 線性鏈表分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種類型。在單鏈表中, 每一個結(jié)點只有一個指針域,由這個指針只能找到其后件結(jié)點,而 不能找到其前件結(jié)點。因此, 在某些應用中, 對于線性鏈表中的每個結(jié)點設(shè)置兩 個指針,一個稱為左指針,指向其前件結(jié)點;另一個稱為右指針,指向其后件結(jié) 點,這種鏈表稱為雙向鏈表,如下圖所示: 3、線性鏈表的基本運算(1在

12、線性鏈表中包含指定元素的結(jié)點之前插入一個新元素。*:在線性鏈表中插入元素時,不需要移動數(shù)據(jù)元素,只需要修改相關(guān)結(jié)點指針 即可,也不會出現(xiàn)“上溢”現(xiàn)象。(2在線性鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點。*:在線性鏈表中刪除元素時,也不需要移動數(shù)據(jù)元素,只需要修改相關(guān)結(jié)點指 針即可。(3將兩個線性鏈表按要求合并成一個線性鏈表。 (4將一個線性鏈表按要求進行分解。 (5逆轉(zhuǎn)線性鏈表。 (6復制線性鏈表。(7線性鏈表的排序。(8線性鏈表的查找。 *:線性鏈表不能隨機存取。 4、循環(huán)鏈表及其基本運算在線性鏈表中,其插入與刪除的運算雖然比較方便,但還存在一個問題, 在運算 過程中對于空表和對第一個結(jié)點的處理必須單獨

13、考慮, 使空表與非空表的運算不 統(tǒng)一。為了克服線性鏈表的這個缺點,可以采用另一種鏈接方式,即循環(huán)鏈表。數(shù)據(jù)域 指針域HEAD (a結(jié)點結(jié)構(gòu) (b一個非空的線性鏈表示意圖右指針左指針 數(shù)據(jù)域 (a結(jié)點結(jié)構(gòu) HEAD(b一個非空的雙向鏈表示意圖與前面所討論的線性鏈表相比,循環(huán)鏈表具有以下兩個特點:1在鏈表中增加 了一個表頭結(jié)點, 其數(shù)據(jù)域為任意或者根據(jù)需要來設(shè)置, 指針域指向線性表的第 一個元素的結(jié)點,而循環(huán)鏈表的頭指針指向表頭結(jié)點; 2循環(huán)鏈表中最后一個 結(jié)點的指針域不是空,而是指向表頭結(jié)點。即在循環(huán)鏈表中, 所有結(jié)點的指針構(gòu) 成了一個環(huán)狀鏈。下圖 a 是一個非空的循環(huán)鏈表,圖 b 是一個空的循

14、環(huán)鏈表: 循環(huán)鏈表的優(yōu)點主要體現(xiàn)在兩個方面:一是在循環(huán)鏈表中, 只要指出表中任何一 個結(jié)點的位置, 就可以從它出發(fā)訪問到表中其他所有的結(jié)點, 而線性單鏈表做不 到這一點;二是由于在循環(huán)鏈表中設(shè)置了一個表頭結(jié)點,在任何情況下, 循環(huán)鏈 表中至少有一個結(jié)點存在,從而使空表與非空表的運算統(tǒng)一。*:循環(huán)鏈表是在單鏈表的基礎(chǔ)上增加了一個表頭結(jié)點,其插入和刪除運算與單 鏈表相同。 但它可以從任一結(jié)點出發(fā)來訪問表中其他所有結(jié)點, 并實現(xiàn)空表與非 空表的運算的統(tǒng)一。 1.6 樹與二叉樹 1、樹的基本概念 非線性結(jié)構(gòu) 。 在樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中, 所有數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系具 有明顯的層次特性。 在樹結(jié)構(gòu)中, 沒有前件

15、的結(jié)點只有一個, 稱為樹的根結(jié)點,簡稱樹的根。 每一個結(jié)點可以有一個或者多個后件,稱為該結(jié) 沒有后件 在樹結(jié)構(gòu)中,一個 結(jié)點 所擁有 的后件的個數(shù) 結(jié)點 中最大 2、二叉樹及其基本性質(zhì) (1什么是二叉樹 1非空二叉樹只有 一個根結(jié)點; 2每一個結(jié)點最多有兩棵子樹,且分別稱為該結(jié)點的左子樹與右 子樹。*:根據(jù)二叉樹的概念可知,二叉樹的度可以為 0(葉結(jié)點、 1(只有一棵子樹 或 2(有 2棵子樹。 (2二叉樹的基本性質(zhì)性質(zhì) 1 在二叉樹的第 k 層上,最多有 個結(jié)點。 性質(zhì) 2 深度為 m 的二叉樹最多有個 個結(jié)點。性質(zhì) 3 在任意一棵二叉樹中,度數(shù)為 0的結(jié)點(即葉子結(jié)點總比度為 2的結(jié) 點多

16、一個。性質(zhì) 4 具有 n 個結(jié)點的二叉樹,其深度至少為 ,其中 表示取 的整數(shù)部分。 是二杈樹的前提下 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)點都有兩個子結(jié)點。完全二叉樹:除最后一層外, 每一層上的結(jié)點數(shù)均達到最大值; 在最后一層上只 缺少右邊的若干結(jié)點。*:根據(jù)完全二叉樹的定義可得出:度為 1的結(jié)點的個數(shù)為 0或 1。1(21-k k 12-m 1log2+n log2n n 2log下圖 a 表示的是滿二叉樹,下圖 b 表示的是完全二叉樹: 完全二叉樹還具有如下兩個特性:性質(zhì) 5 具有 n 個結(jié)點的完全二叉樹深度為。 性質(zhì) 6 設(shè)完全二叉樹共有 n 個結(jié)點,如果從

17、根結(jié)點開始,按層序(每一層從左 到右用自然數(shù) 1, 2, n 給結(jié)點進行編號,則對于編號為 k (k=1, 2, n 的結(jié)點有以下結(jié)論:若 k=1,則該結(jié)點為根結(jié)點,它沒有父結(jié)點;若 k>1,則該結(jié)點的父結(jié)點的編 號為 INT(k/2。若 2k n , 則編號為 k 的左子結(jié)點編號為 2k ;否則該結(jié)點無左子結(jié)點 (顯然也 沒有右子結(jié)點。若 2k+1 n ,則編號為 k 的右子結(jié)點編號為 2k+1;否則該結(jié)點無右子結(jié)點。 4、二叉樹的存儲結(jié)構(gòu)在計算機中,二叉樹通常采用鏈式存儲結(jié)構(gòu)。與線性鏈表類似, 用于存儲二叉樹中各元素的存儲結(jié)點也由兩部分組成:數(shù)據(jù)域 和指針域。但在二叉樹中,由于每一個

18、元素可以有兩個后件(即兩個子結(jié)點, 因此, 用于存儲二叉樹的存儲結(jié)點的指針域有兩個:一個用于指向該結(jié)點的左子 結(jié)點的存儲地址, 稱為左指針域; 另一個用于指向該結(jié)點的右子結(jié)點的存儲地址, 稱為右指針域。*:一般二叉樹通常采用鏈式存儲結(jié)構(gòu),對于滿二叉樹與完全二叉樹來說,可以 按層序進行順序存儲。 5、二叉樹的遍歷(a滿二叉樹(b完全二叉樹 1log2 n二叉樹的遍歷是指不重復地訪問二叉樹中的所有結(jié)點。 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, 然后遍歷左子樹,最后遍歷右子樹;并且,在遍歷左右子樹時,仍然先訪問根結(jié) 點,然后遍歷左子樹

19、,最后遍歷右子樹。 (根左右 (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,最后遍歷右子樹;并且,在遍歷左、右子樹時,仍然先遍歷左 子樹,然后訪問根結(jié)點,最后遍歷右子樹。 (左根右(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, 然后遍歷右子樹,最后訪問根結(jié)點,并且,在遍歷左、右子樹時,仍然先遍歷左 子樹,然后遍歷右子樹,最后訪問根結(jié)點。 (左右根1.7 查找技術(shù)查找:根據(jù)給定的某個值, 在查找表中確定一個其關(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

20、的平均次數(shù)。1、順序查找基本思想:從表中的 第一個元素開始 , 將給定的值與表中逐個元素的關(guān)鍵字進行 比較, 直到兩者相符, 查到所要 找到 的元素 為止 。 否則就是表中沒有要找的元素, 查找不成功。在平均情況下, 利用順序查找法在線性表中查找一個元素, 大約要與線性表中一 半的元素進行比較,最壞情況下需要比較 n 次。順序查找一個具有 n 個元素的線性表,其平均復雜度為 O (n 。下列兩種情況下只能采用順序查找:1如果線性表是無序表(即表中的元素是無序的,則不管是順序存儲結(jié)構(gòu)還 是鏈式存儲結(jié)構(gòu),都只能用順序查找。2即使是有序線性表,如果采用鏈式存儲結(jié)構(gòu),也只能用順序查找。2、二分法查找思

21、想:先確定待查找記錄所在的范圍, 然后逐步縮小范圍, 直到找到或確認找不 到該記錄為止。前提:必須在具有順序存儲結(jié)構(gòu)的有序表中進行。查找過程:1若中間項(中間項 mid=(n-1/2, mid 的值四舍五入取整的值等于 x ,則說 明已查到;2若 x 小于中間項的值,則在線性表的前半部分查找;3若 x 大于中間項的值,則在線性表的后半部分查找。最多需要比較log2n 次。 *:二分法查找只適用于順序存儲的線性表,且表中元素必須按關(guān)鍵字有序(升 序排列。對于無序線性表和線性表的鏈式存儲結(jié)構(gòu)只能用順序查找。在長度為 n 的有序線性表中進行二分法查找,其時間復雜度為 O (log2n 。1.8 排序

22、技術(shù)排序是指將一個無序序列整理成按值非遞減順序排列的有序序列, 即是將無序的 記錄序列調(diào)整為有序記錄序列的一種操作。1、交換類排序法(方法:冒泡排序,快速排序。2、插入類排序法(方法:簡單插入排序,希爾排序。3、選擇類排序法(方法:簡單選擇排序,堆排序 ?？偨Y(jié):各種排序法比較: 本章應考點撥:本章內(nèi)容在筆試中會出現(xiàn) 5-6個題目,是公共基礎(chǔ)知識部分出 題量比較多的一章,所占分值也比較大,約 10分。第二章 程序設(shè)計基礎(chǔ)2.1 程序設(shè)計風格程序設(shè)計的風格主要強調(diào):“清晰第一,效率第二” 。 主要應注重和考慮下述一些 因素:(1源程序文檔化。1符號名的命名。符號名能反映它所代表的實際東西 (見名知

23、其意 ,應有一定 的實際含義。2 程序的注釋。分為 序言性注釋 和 功能性注釋。序言性注釋:位于程序開頭部分,包括程序標題、程序功能說明、主要算法、接 口說明、程序位置、開發(fā)簡歷、程序設(shè)計者、復審者、復審日期及修改日期等。 功能性注釋:嵌在源程序體之中,用于描述其后的語句或程序的主要功能。 3視覺組織。利用空格、空行、縮進等技巧使程序 層次清晰 。(2 數(shù)據(jù)說明。 1 數(shù)據(jù)說明的次序規(guī)范化; 2 說明語句中變量安排有序化; 3 使用注釋來說明復雜數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。(3語句的結(jié)構(gòu)。 1在一行內(nèi)只寫一條語句; 2程序編寫應優(yōu)先考慮清晰性; 3程序編寫要做到清晰第一,效率第二; 4在保證程序正確的基礎(chǔ)上再

24、要求提 高效率; 5避免使用臨時變量而使程序的可讀性下降; 6避免不必要的轉(zhuǎn)移; 7盡量使用庫函數(shù); 8避免采用復雜的條件語句; 9盡量減少使用“否定” 條件語句; 10數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡化; 11要模塊化,使模塊功能盡可 能單一化; 12利用信息隱蔽,確保每一個模塊的獨立性; 13從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu) 造程序; 14不要修補不好的程序,要重新編寫。(4輸入和輸出。 1對輸入數(shù)據(jù)檢驗數(shù)據(jù)的合法性; 2檢查輸入項的各種重 要組合的合法性; 3輸入格式要簡單,使得輸入的步驟和操作盡可能簡單; 4 輸入數(shù)據(jù)時,應允許使用自由格式; 5應允許缺省值; 6輸入一批數(shù)據(jù)時,最 好使用輸入結(jié)束標志; 7在以

25、交互式輸入 /輸出方式進行輸入時, 要在屏幕上使 用提示符明確提示輸入的請求, 同時在數(shù)據(jù)輸入過程中和輸入結(jié)束時, 應在屏幕 上給出狀態(tài)信息; 8當程序設(shè)計語言對輸入格式有嚴格要求時,應保持輸入格 式與輸入語句的一致性;給所有的輸出加注釋,并設(shè)計輸出報表格式。2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(面向過程的程序設(shè)計方法1、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的主要原則可以概括為:自頂向下,逐步求精,模塊化, 限制使用 goto 語句。(1自頂向下。程序設(shè)計時,應先考慮總體,后考慮細節(jié);先考慮全局目標, 后考慮局部目標。 不要一開始就過多追求眾多的細節(jié), 先從最上層總目標開始設(shè) 計,逐步使問題具體化。(2逐步求精。對復雜問題,

26、應設(shè)計一些子目標作過渡,逐步細化。(3模塊化。一個復雜問題,肯定是由若干稍簡單的問題構(gòu)成。模塊化是把程 序要解決的總目標分解為分目標, 再進一步分解為具體的小目標, 把每個小目標 稱為一個模塊。(4限制使用 goto 語句。2、結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),重復結(jié)構(gòu)。1順序結(jié)構(gòu)。一種簡單的程序設(shè)計,即按照程序語句行的自然順序,一條語句 一條語句地執(zhí)行程序,它是最基本、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, 判斷應該選擇哪一條分支來執(zhí)行相應的語句序列。3重復結(jié)構(gòu)。又稱循環(huán)結(jié)構(gòu),可根據(jù)給定的條件,判斷是否需要重復執(zhí)行某一 相同的或類似的程序段

27、。僅僅使用順序、 選擇和循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)就足以表達各種其他形式結(jié)構(gòu), 從 而實現(xiàn)任何單入口 /單出口的程序。2.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計客觀世界中任何一個事物都可以被看成是一個對象, 面向?qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)就是主 張從客觀世界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng), 提倡人們在現(xiàn)實生活中常用的思維來 認識、理解和描述客觀事物,強調(diào)最終建立的系統(tǒng)能夠映射問題域。也就是說, 系統(tǒng)中的對象及對象之間的關(guān)系能夠如實地反映問題域中固有的事物及其關(guān)系。 面向?qū)ο蠓椒ǖ闹饕獌?yōu)點:(1 與人類習慣的思維方法一致; (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可維護性好。*:面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計主要考慮

28、的是提高軟件的可重用性。 可以用來表示客觀世界中的任何實體, 對 象是實體的抽象。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法中的對象是系統(tǒng)中用來描述客觀事物 的一個實體, 是構(gòu)成系統(tǒng)的一個基本單位, 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。對象是屬性和方法的封裝體。它在設(shè)計對象時確定, 一般只能通過執(zhí)行對象的操作 來改變。 *:一個對象由對象名、屬性和操作三部分組成。對象的基本特點:標識惟一性,分類性,多態(tài)性,封裝性,模塊獨立性好。(1標識惟一性。指對象是可區(qū)分的,并且由對象的內(nèi)在本質(zhì)來區(qū)分,而不是 通過描述來區(qū)分。(2分類性。指可以將具有相同屬性的操作的對象抽象成類。(3多態(tài)性。指同一個操作可以

29、是不同對象的行為。(4封裝性。從外面看只能看到對象的外部特性,即只需知道數(shù)據(jù)的取值范圍 和可以對該數(shù)據(jù)施加的操作,根本無需知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn)操作的算 法。對象的內(nèi)部,即處理能力的實行和內(nèi)部狀態(tài),對外是不可見的。從外面不能 直接使用對象的處理能力, 也不能直接修改其內(nèi)部狀態(tài), 對象的內(nèi)部狀態(tài)只能由 其自身改變。*:信息隱蔽是通過對象的封裝性來實現(xiàn)的。(5模塊獨立性好。對象是面向?qū)ο蟮能浖幕灸K,它是由數(shù)據(jù)及可以對 這些數(shù)據(jù)施加的操作所組成的統(tǒng)一體, 而且對象是以數(shù)據(jù)為中心的, 操作圍繞對 其數(shù)據(jù)所需做的處理來設(shè)置,沒有無關(guān)的操作。從模塊的獨立性考慮, 對象內(nèi)部 各種元素彼此結(jié)合得很緊

30、密,內(nèi)聚性強。 共同方法的對象的集合。 所以類是對象的抽象, 對象是對 應類的一個實例。 消息的組成包括:(1 接收消息 的對象的名稱; (2消息標識符,也稱消息名; (3零個或多個參數(shù)。*:在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?一個對象請求另一個對象為其服務的方式是通過發(fā)送消 息。 而不必重復定義他們。 繼承分單繼承 和多重繼承。 單繼承指一個類只允許有一個父類, 多重繼承指一個類允許有多個 父類。*:類的繼承性是類之間共享屬性和操作的機制,它提高了軟件的可重用性。 本章應考點撥:本章在考試中會出現(xiàn)約 1個題目,所占分值大約占 2分,是出 題量較小的一章。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

31、關(guān)概念計算機軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。軟件的特點包括:1軟件是一種邏輯實體,而不是物理實體,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軟件在運行、使用期間不 存在磨損、老化問題; 4軟件的開發(fā)、運行對計算機系統(tǒng)具有依賴性,受計算 機系統(tǒng)的限制,這導致了軟件移植的問題; 5軟件復雜性高,成本昂貴; 6軟 件開發(fā)涉及諸多的社會因素。2、軟件危機與軟件工程軟件工程源自軟件危機。 所謂軟件危機是泛指在計算機軟件的開發(fā)和維護過程中 所遇到的一系列嚴重問題。具體的說, 在軟件開發(fā)和維護過程中, 軟件危機主要 表現(xiàn)在:1軟件需求的增長得不到滿足。用戶對系統(tǒng)不滿意的情況

32、經(jīng)常發(fā)生。2軟件開發(fā)成本和進度無法控制。開發(fā)成本超出預算,開發(fā)周期大大超過規(guī)定 日期的情況經(jīng)常發(fā)生。3軟件質(zhì)量難以保證。4軟件不可維護或維護程度非常低。5軟件的成本不斷提高。6軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高跟不上硬件的發(fā)展和應用需求的增長。 總之,可以將軟件危機可以歸結(jié)為成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問題。實踐標準和工序。 軟件工程的目的就是要建造一個優(yōu)良的軟件系統(tǒng), 它所包含的 內(nèi)容概括為以下兩點:1軟件開發(fā)技術(shù),主要有軟件開發(fā)方法學、軟件工具、軟件工程環(huán)境。2軟件工程管理,主要有軟件管理、軟件工程經(jīng)濟學。軟件工程的主要思想是將工程化原則運用到軟件開發(fā)過程, 它包括 3個要素:方 法、 工具和過程。 方法是完成

33、軟件工程項目的技術(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。3、軟件生命周期 軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運行維護三個階段:1軟件定義階段:包括制定計劃和需求分析。制定計劃:確定總目標;可行性研究;探討解決方案;制定開發(fā)計劃。需求分析:對待開發(fā)軟件提出的需求進行分析并給出詳細的定義。2軟件開發(fā)階段:軟件設(shè)計:分為概要設(shè)計和詳細設(shè)計兩個部分。軟件實現(xiàn):把軟件設(shè)計轉(zhuǎn)換成計算機可以接受的程序代碼。軟件測試:在設(shè)計測試用例的基礎(chǔ)上檢驗軟件的各個組成部分。3軟件運行維護階段:軟件投入運行,

34、并在使用中不斷地維護,進行必要的擴 充和刪改。*:軟件生命周期中所花費最多的階段是軟件運行維護階段。4、軟件工程的目標和與原則(1軟件工程目標:在給定成本、進度的前提下,開發(fā)出具有有效性、可靠性、 可理解性、可維護性、可重用性、可適應性、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軟件工程需要達到的基本目標應是:付出較低的開發(fā)成本;達到要求的軟 件功能;取得較好的軟件性能;開發(fā)的軟件易于移植;需要較低的維護費用;能 按時完成開發(fā),及時交付使用。(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 備性和可驗證性。 自頂向下,逐層細化的辦法控制軟件開發(fā)過程的復雜性。

35、2 量簡單。3 接口定義。模塊的大小要適中,模塊過大會使模塊內(nèi)部的復雜性增加,不利于模 塊的理解和修改, 也不利于模塊的調(diào)試和重用; 模塊太小會導致整個系統(tǒng)表示過 于復雜,不利于控制系統(tǒng)的復雜性。4 5 6 程序內(nèi)外部接口應保持一致, 系統(tǒng)規(guī)格說明與系統(tǒng)行為應保持一致。 7 85、軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境(1軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具的完善和發(fā)展將促使軟件開發(fā)方法的進步和完善, 促進軟件開發(fā)的 高速度和高質(zhì)量。 軟件開發(fā)工具的發(fā)展是從單項工具的開發(fā)逐步向集成工具發(fā)展 的, 軟件開發(fā)工具為軟件工程方法提供了自動的或半自動的軟件支撐環(huán)境。 同時, 軟件開發(fā)方法的有效應用也必須得到相應工具的支持,

36、否則方法將難以有效的實 施。(2軟件開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)環(huán)境 (或稱軟件工程環(huán)境 是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合。 CASE , Computer Aided Software Engineering將各種 軟件工具、 開發(fā)機器和一個存放開發(fā)過程信息的中心數(shù)據(jù)庫組合起來, 形成軟件 工程環(huán)境。它將極大降低軟件開發(fā)的技術(shù)難度并保證軟件開發(fā)的質(zhì)量。3.2 結(jié)構(gòu)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)計理論。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? *:需求分析一般分為需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書和需求評審四 個步驟進行。2、結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)

37、化分析方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計理論在軟件需求分析階段的應用。 結(jié)構(gòu)化分析方法的實質(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。 它反映了系統(tǒng)必須 完成的邏輯功能,是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。 上圖是數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素:輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。 :表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟:自外向內(nèi),自頂向下,逐層細化,完善求精。 下圖是一個數(shù)據(jù)流圖的示例: 加工 數(shù)據(jù)流 存儲文件 源、潭 對所有與系統(tǒng)相關(guān)

38、的數(shù)據(jù)元素的一個有組織的列表, 以及精確的、 嚴 格的定義,使得用戶和系統(tǒng)分析員對于輸入、 輸出、 存儲成分和中間計算結(jié)果有 共同的理解。*:數(shù)據(jù)字典的作用是對數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋。 *:數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。3、軟件需求規(guī)格說明書(SRS 通過建立完整的信息描述、 詳 細的功能和行為描述、性能需求和設(shè)計約束的說明、合適的驗收標準, 給出對目 標軟件的各種需求。3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法 1、軟件設(shè)計的基礎(chǔ)*:需求分析主要解決“做什么”的問題,而軟件設(shè)計主要解決“怎么做”的問 題。從技術(shù)觀點來看, 軟件設(shè)計包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計、 數(shù)據(jù)設(shè)計、 接口設(shè)計、過程設(shè)計。 從工程

39、角度來看,軟件設(shè)計分兩步完成,即概要設(shè)計和詳細設(shè)計。 全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式。確定每個模塊的實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 用適當方法表示算法和數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)的細節(jié)。 軟件設(shè)計的基本原理包括:抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨立性。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 其他細節(jié)。2 模塊化。 解決一個復雜問題時自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個個較小的、 相對獨立但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。3信息隱蔽。每個模塊的實施細節(jié)對于其他模塊來說是隱蔽的。4模塊獨立性。軟件系統(tǒng)中每個模塊只涉及軟件要求的具體的子功能,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思想是

40、信息隱蔽和模塊獨立性。 模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨立性的兩個定性指標。 *:按內(nèi)聚性由弱到強排列,內(nèi)聚可以分為以下幾種:偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時 間內(nèi)聚、過程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚及功能內(nèi)聚。 *: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、標記耦合、數(shù)據(jù)耦合以及非直接耦合。一個設(shè)計良好的軟件系統(tǒng)應具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中,模塊劃分的原則是:模塊內(nèi)具有高內(nèi)聚度, 模塊間具有低 耦合度。2、總體設(shè)計(概要設(shè)計和詳細設(shè)計(1總體設(shè)計(概要設(shè)計軟件概要設(shè)計的基本任務是:1 設(shè)計軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu); 2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計;3編寫概

41、要設(shè)計文檔;4概要設(shè)計文檔評審。常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計工具是結(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。 經(jīng)常使用的結(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。 其表示形式如下圖: 它們的含義分別是: 上級模塊。 程序結(jié)構(gòu)圖的例圖及有關(guān)術(shù)語列舉如下: 上級模塊、從屬模塊:上、下兩層模塊 a 和 b ,且有 a 調(diào)用 b ,則 a 是上級模塊, b 是從屬模塊。 原子模塊:樹中位于葉子結(jié)

42、點的模塊。面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計方法定義了一些不同的映射方法, 利用這些方法可以把數(shù)據(jù)流 圖變換成結(jié)構(gòu)圖表示軟件的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)流的類型:大體可以分為兩種類型,變換型和事務型。A 、變換型:變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為三步,即取得數(shù)據(jù)、變換 數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。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。 B 、事務型:事務型數(shù)據(jù)處理問題的工作機理是接受一項事務,根據(jù)事務處理的 特點和性質(zhì),選擇分派一個適當?shù)奶幚韱卧?然后給出結(jié)果。(2詳細設(shè)計詳細設(shè)計是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個模塊確定實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 用某種 選定的表達工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細節(jié)。*:詳細設(shè)計的任務是確定實現(xiàn)算法和局部

43、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不同于編碼或編程。 常用的過程設(shè)計(即詳細設(shè)計工具有以下幾種: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:使用人工或自動手段來運行或測定某個系統(tǒng)的過程,其目的 在于檢驗它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預期結(jié)果與實際結(jié)果之間的差別。 *:軟件測試的目的:盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤,不能也不可能證明程序沒 有錯誤。 軟件測試的關(guān)鍵是設(shè)計測試用例, 一個好的測試用例能找到迄今為止尚 未發(fā)現(xiàn)的錯誤。2、軟件測試方法:靜態(tài)測試和動態(tài)測試。 要通過人工

44、進行。 (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,以確認每種內(nèi)部操作符合設(shè)計規(guī)格要求。白盒測試的基本原則:保證所測模塊中每一獨立路徑至少執(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) 計技術(shù)。通常程序中的邏輯表示有判斷、分支、條件等幾種表示方法。

45、語句覆蓋:選擇足夠的測試用例,使得程序中每一個語句至少都能被執(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)計的測試用例保證程序中每個判斷的每個取值分支(T 或 F 至 少經(jīng)歷一次。條件覆蓋:設(shè)計的測試用例保證程序中每個判斷的每個條件的可能取值至少執(zhí)行 一次。判斷 -條件覆蓋:設(shè)計足夠的測試用例,使判斷中每個條件的所有可能取值至少 執(zhí)行一次,同時每個判斷的所有可能取值分支至少執(zhí)行一次。*:邏輯覆蓋的強度依次是: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。其思想和步驟是,根據(jù)軟件

46、過程性描述中的控制流程確定程 序的環(huán)路復雜性度量,用此度量定義基本路徑集合,并由此導出一組測試用例, 對每一條獨立執(zhí)行路徑進行測試。(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)動測試。 黑盒測試是對軟件已經(jīng)實現(xiàn)的功 能是否滿足需求進行測試和驗證。黑盒測試主要診斷功能不對或遺漏、 接口錯誤、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯誤、 性能錯誤、初始化和終止條件錯誤。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)計測試用例, 主 要方法有等價類劃分法、 邊界值分析法、 錯誤推測法等, 主要用軟件的確認測試。 A 入數(shù)據(jù)劃分成若干部分(及若干等價類 ,然后從每個等價類中選取數(shù)據(jù)作為測試用例。B它

47、是對各種輸入、 輸出范圍的邊界情況設(shè)計測試用例的方法。 C 有針對性地編寫檢查這些錯誤的用例。3、軟件測試過程一般按 4個步驟進行:單元測試、集成測試、確認測試和系統(tǒng) 測試。(1單元測試 (程序單元 進行正確性檢測的測試, 目的是發(fā)現(xiàn)各模塊內(nèi)部可能存在的各種錯誤。 單元測試根據(jù)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來設(shè)計測試用例, 其依據(jù)是詳細設(shè)計說明書和源程 序。 單元測試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動態(tài)測試。 對動態(tài)測試通常以白盒測試 為主,輔之以黑盒測試。單元測試的內(nèi)容包括:模塊接口測試、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、 錯誤處理測試和邊界 測試。*:在進行單元測試時, 要用一些輔助模塊去模擬與被測模塊相聯(lián)系的其他模塊, 即為被

48、測模塊設(shè)計和搭建驅(qū)動模塊和樁模塊。 擬其他被調(diào)用模塊,不必將子模塊的所有功能帶入。( 2集成測試 它是把模塊在按照設(shè)計要求組裝起來的同時 進行測試,主要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯誤。集成測試的依據(jù)是概要設(shè)計說明書。集成測試所涉及的內(nèi)容包括:軟件單元的接口測試、全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、 邊界條 件和非法輸入的測試等。集成測試通常采用兩種方式:非增量方式組裝與增量方式組裝。 然后再把所有模塊組裝在一起進行測試,最終得到要求的軟件系統(tǒng)。又稱漸增式集成方式。 首先對一個個模塊進行模塊測試, 然后將 這些模塊逐步組裝成較大的系統(tǒng), 在組裝的過程中邊連接邊測試, 以發(fā)現(xiàn)連接過 程中產(chǎn)生的問題。 最后通過增殖逐步組

49、裝成要求的軟件系統(tǒng)。 增量方式組裝又包 括自頂向下、自底向上、自頂向下與自底向上相結(jié)合等三種方式。(3確認測試 即驗證軟件的功能和性能及其他特性是否 與用戶的要求一致。確認測試的主要依據(jù)是軟件需求規(guī)格說明書。確認測試主要運用黑盒測試法。(4系統(tǒng)測試 發(fā)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)定義不符 合或與之矛盾的地方。 系統(tǒng)測試的測試用例應根據(jù)需求分析規(guī)格說明來設(shè)計, 并在實際使用環(huán)境下來運 行。 系統(tǒng)測試的具體實施一般包括:功能測試、性能測試、操作測試、配置測試、外 部接口測試、安全性測試等。3.5 程序的調(diào)試 程序調(diào)試的任務是診斷和改正程序中的錯誤, 主要在開發(fā)階段進行, 調(diào)試程序應 該由編制源程序的程序員來完成。

50、程序調(diào)試的基本步驟:(1錯誤定位; (2糾正錯誤; (3回歸測試。 *:軟件的調(diào)試后要進行回歸測試,防止引進新的錯誤。 軟件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試和動態(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,是主要的調(diào)試手段,而動態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。對軟件主要的調(diào)試方法可以采用:(1強行排錯法。主要方法有:通過內(nèi)存全部打印來排錯;在程序特定部位設(shè) 置打印語句;自動調(diào)試工具。(2回溯法。發(fā)現(xiàn)了錯誤,分析錯誤征兆,確定發(fā)現(xiàn)“癥狀”的位置。一般用 于小程序。(3原因排除法。是通過演繹、歸納和二分法來實現(xiàn)的。1演繹法。根據(jù)已有的測試用例,設(shè)想及枚舉出所有可能出錯的原因作為假設(shè); 然后再用原始測試數(shù)

51、據(jù)或新的測試,從中逐個排除不可能正確的假設(shè);最后, 再 用測試數(shù)據(jù)驗證余下的假設(shè)確定出錯的原因。2歸納法。從錯誤征兆著手,通過分析它們之間的關(guān)系來找出錯誤。大致分四 步:收集有關(guān)的數(shù)據(jù);組織數(shù)據(jù);提出假設(shè);證明假設(shè)。3二分法。在程序的關(guān)鍵點給變量賦正確值,然后運行程序并檢查程序的輸出。 如果輸出結(jié)果正確,則錯誤原因在程序的前半部分;反之, 錯誤原因在程序的后 半部分。本章應考點撥:本章在筆試中一般占 8分左右,約 3道選擇題, 1道填空題,是 公共基礎(chǔ)部分比較重要的一章。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(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):實際上就是描述事物的符號記錄。數(shù)據(jù)

52、的特點:有一定的結(jié)構(gòu),有型與值之分。數(shù)據(jù)的型給出了數(shù)據(jù)表示的類型, 如整型、實型、字符型等。而數(shù)據(jù)的值給出了符合給定型的值,如整型(INT 值 15。(2 介質(zhì)內(nèi),是多種應用數(shù)據(jù)的集成,并可被各個應用程序所共享。數(shù)據(jù)庫存放數(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, 亦 即是數(shù)據(jù)庫集中了各種應用的數(shù)據(jù), 進行統(tǒng)一的構(gòu)造和存儲, 而使它們可被不同 應用程序所使用。( 3據(jù)操縱、數(shù)據(jù)維護、控制及保護和數(shù)據(jù)服務等,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。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負責為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模式,也就是為數(shù)據(jù)庫構(gòu) 建其數(shù)據(jù)框架。2數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負責為數(shù)據(jù)模式的

53、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。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為用戶使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提供方便,它一般提 供如查詢、插入、修改以及刪除數(shù)據(jù)的功能。此外,它自身還具有做簡單的算術(shù) 運算及統(tǒng)計的能力, 而且還可以與某些過程性語言結(jié)合, 使其具有強大的過程性 操作能力。4數(shù)據(jù)的完整性、安生性定義與檢查。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有內(nèi)在語義上的關(guān)聯(lián) 性與一致性, 它們構(gòu)成了數(shù)據(jù)的完整性, 數(shù)據(jù)的完整性是保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)正確 的必要條件,因此必須經(jīng)常檢查以維護數(shù)據(jù)正確。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有共享性, 而數(shù)據(jù)共享可能會引發(fā)數(shù)據(jù)的非法使用, 因此必須要對數(shù)據(jù)正確使用做出必要的 規(guī)定,并在使用時做檢查, 這就是數(shù)據(jù)的安

54、全性。數(shù)據(jù)完整性與安全性的維護是 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本功能。5數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復。數(shù)據(jù)庫是一個集成、共享的數(shù)據(jù)集合體,它 能為多個應用程序服務, 所以就存在著多個應用程序?qū)?shù)據(jù)庫的并發(fā)操作。 在并 發(fā)操作中如果不加控制和管理, 多個應用程序間就會相互干擾, 從而對數(shù)據(jù)庫中 的數(shù)據(jù)造成破壞。 因此, 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須對多個應用程序的并發(fā)操作做必要 的控制以保證數(shù)據(jù)不受破壞, 這就是數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制。 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一旦遭 到破壞,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須有能力及時進行恢復,這就是數(shù)據(jù)庫的故障恢復。 6數(shù)據(jù)的服務。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的多種服務功能,如數(shù)據(jù) 拷貝、轉(zhuǎn)存、重組、性能監(jiān)測、

55、分析等。(4 理人員。(5 庫管理員(人員、硬件平臺(硬件、軟件平臺(軟件五個部分構(gòu)成的運行 實體。(6數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng):由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應用軟件及應用界面三者組成。*:數(shù)據(jù)庫技術(shù)的根本目標是解決數(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(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。*:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減少數(shù)據(jù)冗余,但無法避免一切冗余。(3 獨立于應用程序而不依賴于應用程序。也就是說,數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、 存儲結(jié)構(gòu)與 存取方式的改變不會影響應用程序。數(shù)據(jù)獨立性一般分為物理獨立性與邏輯獨立性兩級。1

56、的改變, 如存儲設(shè)備的更換、 物理存儲的更換、 存取方式改變等都不影響數(shù)據(jù)庫 的邏輯結(jié)構(gòu),從而不致引起應用程序的變化。2 類型、 改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等, 不需要相應修改應用程序, 這就是數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。 (4數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制主要包含以下三個方面:1數(shù)據(jù)的完整性檢查:檢查數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性以保證數(shù)據(jù)的正確。2數(shù)據(jù)的安全性保護:檢查數(shù)據(jù)庫訪問者以防止非法訪問。3并發(fā)控制:控制多個應用的并發(fā)訪問所產(chǎn)生的相互干擾以保證其正確性。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)的三級模式:1 共數(shù)據(jù)視圖。2 的數(shù)據(jù)模式,它由概念模式推導而出。3 模式的物理性主要體現(xiàn)在操作系統(tǒng)及文件級上, 它還未深入到設(shè)備級上 (如磁盤及磁盤操作 。 內(nèi)模式對一般用戶是透明的, 但它的設(shè)計直接影響數(shù)據(jù)庫的性能。 (2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級映射:1 實現(xiàn)了概念模式到內(nèi)模式之間的相互轉(zhuǎn)換。 當數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時,通過修改相應的概念模式 /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, 應用程序不用修改,