2023年全國(guó)計(jì)算機(jī)二級(jí)考試公共基礎(chǔ)知識(shí)完整版整合

第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法通過(guò)對(duì)部分考生的調(diào)查以及對(duì)近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)常考察的是算法復(fù)雜度、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念、棧、二叉樹(shù)的遍歷、二分法查找，讀者應(yīng)對(duì)此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)：1．算法的概念、算法時(shí)間復(fù)雜度及空間復(fù)雜度的概念2．?dāng)?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1.1算法考點(diǎn)1算法的基本概念30%，計(jì)算機(jī)解題的過(guò)程事實(shí)上是在實(shí)行某種算法，這種算法稱為計(jì)算機(jī)算法。1．算法的基本特性：可行性、擬定性、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)算和操作一個(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；二是算法的控制結(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）算法的控制結(jié)構(gòu)：算法中各操作之間的執(zhí)行順序稱為算法的控制結(jié)構(gòu)。描述算法的工具通常有傳統(tǒng)流程圖、N-S結(jié)構(gòu)化流程圖、算法描述語(yǔ)言等。一個(gè)算法一般都可以用順序、選擇、循環(huán)3種基本控制結(jié)構(gòu)組合而成?？键c(diǎn)2算法復(fù)雜度70%，1.算法的時(shí)間復(fù)雜度算法的時(shí)間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量。同一個(gè)算法用不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，或者用不同的編譯程序進(jìn)行編譯，或者在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)營(yíng)，效率均不同。這表白使用絕對(duì)的時(shí)間單位衡量算法的效率是不合適的。撇開(kāi)這些與計(jì)算機(jī)硬件、軟件有關(guān)的因素，可以認(rèn)為一個(gè)特定算法"運(yùn)營(yíng)工作量"的大小，只依賴于問(wèn)題的規(guī)模（通常用整數(shù)n表達(dá)），它是問(wèn)題規(guī)模的函數(shù)。即算法的工作量=f（n）2.算法的空間復(fù)雜度算法的空間復(fù)雜度是指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。一個(gè)算法所占用的存儲(chǔ)空間涉及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)程中所需要的額外空間。其中額外空間涉及算法程序執(zhí)行過(guò)程中的工作單元以及某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所需要的附加存儲(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。在許多實(shí)際問(wèn)題中，為了減少算法所占的存儲(chǔ)空間，通常采用壓縮存儲(chǔ)技術(shù)，以便盡量減少不必要的額外空間。疑難解答：算法的工作量用什么來(lái)計(jì)算？算法的工作量用算法所執(zhí)行的基本運(yùn)算次數(shù)來(lái)計(jì)算，而算法所執(zhí)行的基本運(yùn)算次數(shù)是問(wèn)題規(guī)模的函數(shù)，即算法的工作量=f（n），其中n是問(wèn)題的規(guī)模。1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念考點(diǎn)3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義70%，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計(jì)算機(jī)的一門學(xué)科，重要研究和討論以下三個(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)行解決時(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)表達(dá)，在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是指所有能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)程序解決的符號(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)行考慮和解決。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)表達(dá)。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)可以表達(dá)成B=（D，R）其中B表達(dá)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，一般用二元組來(lái)表達(dá)。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)系也許與邏輯關(guān)系不同，因此，為了表達(dá)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，還需要存放各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系的信息。一種數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以表達(dá)成多種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，常用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。而采用不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)解決的效率是不同的。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)解決時(shí)，選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是很重要的?？键c(diǎn)4線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu)30%，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各數(shù)據(jù)元素之間前后件關(guān)系的復(fù)雜限度，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)滿足下列兩個(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)。疑難解答：空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是線性結(jié)構(gòu)還是非線性結(jié)構(gòu)？一個(gè)空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)究竟是屬于線性結(jié)構(gòu)還是屬于非線性結(jié)構(gòu)，這要根據(jù)具體情況來(lái)擬定。假如對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法是按線性結(jié)構(gòu)的規(guī)則來(lái)解決的，則屬于線性結(jié)構(gòu)；否則屬于非線性結(jié)構(gòu)。1.3棧及線性鏈表考點(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、刪除的這一端為棧頂，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，從而也是最后才干被刪除的元素。棧是按照"先進(jìn)后出"或"后進(jìn)先出"的原則組織數(shù)據(jù)的。2．棧的順序存儲(chǔ)及其運(yùn)算用一維數(shù)組S（1∶m）作為棧的順序存儲(chǔ)空間，其中m為最大容量。在棧的順序存儲(chǔ)空間S（1∶m）中，S（bottom）為棧底元素，S（top）為棧頂元素。top=0表達(dá)?？?；top=m表達(dá)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。一方面將棧頂指針加一（即top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)空間的最后一個(gè)位置時(shí)，說(shuō)明?？臻g已滿，不也許再進(jìn)行入棧操作。這種情況稱為棧"上溢"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。一方面將棧頂元素（棧頂指針指向的元素）賦給一個(gè)指定的變量，然后將棧頂指針減一（即top減1）。當(dāng)棧頂指針為0時(shí)，說(shuō)明?？?，不可進(jìn)行退棧操作。這種情況稱為棧的"下溢"錯(cuò)誤。（3）讀棧頂元素：讀棧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)算不刪除棧頂元素，只是將它賦給一個(gè)變量，因此棧頂指針不會(huì)改變。當(dāng)棧頂指針為0時(shí)，說(shuō)明?？?，讀不到棧頂元素。小技巧：棧是按照"先進(jìn)后出"或"后進(jìn)先出"的原則組織數(shù)據(jù)，但是出棧方式有多種選擇，在考題中經(jīng)?？疾旄鞣N不同的出棧方式?？键c(diǎn)6線性鏈表的基本概念30%，在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式中，規(guī)定每個(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)方式既可用于表達(dá)線性結(jié)構(gòu)，也可用于表達(dá)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)立兩個(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，用以指向其后件結(jié)點(diǎn)。這樣的表稱為雙向鏈表。（2）帶鏈的棧棧也是線性表，也可以采用鏈?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)空間中所有空閑的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，這種帶鏈的棧稱為可運(yùn)用棧。疑難解答：在鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)空間位置關(guān)系與邏輯關(guān)系是什么？在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)空間可以不連續(xù)，各數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)順序與數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系可以不一致，而數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系是由指針域來(lái)擬定的。1.4樹(shù)與二叉樹(shù)考點(diǎn)7樹(shù)與二叉樹(shù)及其基本性質(zhì)1、樹(shù)的基本概念樹(shù)(tree）是一種簡(jiǎn)樸的非線性結(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，所有結(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，即所有子樹(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)的度可以是任意的。此外，二叉樹(shù)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)的子樹(shù)被明顯地分為左子樹(shù)和右子樹(shù)。在二叉樹(shù)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以只有左子樹(shù)而沒(méi)有右子樹(shù)，也可以只有右子樹(shù)而沒(méi)有左子樹(shù)。當(dāng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)既沒(méi)有左子樹(shù)也沒(méi)有右子樹(shù)時(shí)，該結(jié)點(diǎn)即為葉子結(jié)點(diǎn)。（2）二叉樹(shù)的基本性質(zhì)二叉樹(shù)具有以下幾個(gè)性質(zhì)：性質(zhì)1：在二叉樹(shù)的第k層上，最多有2k-1（k≥1）個(gè)結(jié)點(diǎn)；性質(zhì)2：深度為m的二叉樹(shù)最多有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)；性質(zhì)3：在任意一棵二叉樹(shù)中，度為0的結(jié)點(diǎn)（即葉子結(jié)點(diǎn)）總是比度為2的結(jié)點(diǎn)多一個(gè)。性質(zhì)4：具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹(shù)，其深度至少為［log2n］+1，其中［log2n］表達(dá)取log2n的整數(shù)部分。小技巧：在二叉樹(shù)的遍歷中，無(wú)論是前序遍歷，中序遍歷還是后序遍歷，二叉樹(shù)的葉子結(jié)點(diǎn)的先后順序都是不變的。3、滿二叉樹(shù)與完全二叉樹(shù)滿二叉樹(shù)是指這樣的一種二叉樹(shù)：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)。在滿二叉樹(shù)中，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)都達(dá)成最大值，即在滿二叉樹(shù)的第k層上有2k-1個(gè)結(jié)點(diǎn)，且深度為m的滿二叉樹(shù)有2m－1個(gè)結(jié)點(diǎn)。完全二叉樹(shù)是指這樣的二叉樹(shù)：除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)成最大值；在最后一層上只缺少右邊的若干結(jié)點(diǎn)。對(duì)于完全二叉樹(shù)來(lái)說(shuō)，葉子結(jié)點(diǎn)只也許在層次最大的兩層上出現(xiàn)：對(duì)于任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)，若其右分支下的子孫結(jié)點(diǎn)的最大層次為p，則其左分支下的子孫結(jié)點(diǎn)的最大層次或?yàn)閜，或?yàn)閜+1。完全二叉樹(shù)具有以下兩個(gè)性質(zhì)：性質(zhì)5:具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹(shù)的深度為［log2n］+1。性質(zhì)6:設(shè)完全二叉樹(shù)共有n個(gè)結(jié)點(diǎn)。假如從根結(jié)點(diǎn)開(kāi)始，按層次（每一層從左到右）用自然數(shù)1，2，……，n給結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，則對(duì)于編號(hào)為k（k=1，2，……，n）的結(jié)點(diǎn)有以下結(jié)論：①若k=1，則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，它沒(méi)有父結(jié)點(diǎn)；若k>1，則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)編號(hào)為INT（k/2）。②若2k≤n，則編號(hào)為k的結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k；否則該結(jié)點(diǎn)無(wú)左子結(jié)點(diǎn)（顯然也沒(méi)有右子結(jié)點(diǎn)）。③若2k+1≤n，則編號(hào)為k的結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k+1；否則該結(jié)點(diǎn)無(wú)右子結(jié)點(diǎn)。考點(diǎn)8二叉樹(shù)的遍歷30%，在遍歷二叉樹(shù)的過(guò)程中，一般先遍歷左子樹(shù)，再遍歷右子樹(shù)。在先左后右的原則下，根據(jù)訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)的順序，二叉樹(shù)的遍歷分為三類：前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷。（1）前序遍歷：先訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)、然后遍歷左子樹(shù)，最后遍歷右子樹(shù)；并且，在遍歷左、右子樹(shù)時(shí)，仍然先訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹(shù)，最后遍歷右子樹(shù)。（2）中序遍歷：先遍歷左子樹(shù)、然后訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹(shù)；并且，在遍歷左、右子樹(shù)時(shí)，仍然先遍歷左子樹(shù)，然后訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹(shù)。（3）后序遍歷：先遍歷左子樹(shù)、然后遍歷右子樹(shù)，最后訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)；并且，在遍歷左、右子樹(shù)時(shí)，仍然先遍歷左子樹(shù)，然后遍歷右子樹(shù)，最后訪問(wèn)根結(jié)點(diǎn)。疑難解答：樹(shù)與二叉樹(shù)的不同之處是什么？在二叉樹(shù)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度最大為2，即所有子樹(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)的度可以是任意的。1.5查找技術(shù)考點(diǎn)9順序查找30%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)元素開(kāi)始，依次將線性表中的元素與被查找的元素相比較，若相等則表達(dá)查找成功；若線性表中所有的元素都與被查找元素進(jìn)行了比較但都不相等，則表達(dá)查找失敗。在下列兩種情況下也只能采用順序查找：（1）假如線性表為無(wú)序表，則不管是順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，只能用順序查找。（2）即使是有序線性表，假如采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，也只能用順序查找。考點(diǎn)10二分法查找30%二分法只合用于順序存儲(chǔ)的，按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，則查找成功；（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。疑難解答：二分查找法合用于哪種情況？二分查找法只合用于順序存儲(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)程一直進(jìn)行到查找成功或子表長(zhǎng)度為0為止。對(duì)于長(zhǎng)度為n的有序線性表，在最壞情況下，二分查找只需要比較log2n次。1.6排序技術(shù)考點(diǎn)11互換類排序法30%，冒泡排序法和快速排序法都屬于互換類排序法。（1）冒泡排序法一方面，從表頭開(kāi)始往后掃描線性表，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)，最后最大者到了線性表的最后。然后，從后到前掃描剩下的線性表，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)，最后最小者到了線性表的最前面。對(duì)剩下的線性表反復(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。在最壞的情況下，冒泡排序需要比較次數(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)子序列繼續(xù)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O（n2），而快速排序法的平均執(zhí)行時(shí)間是O（nlog2n）。1.7例題詳解一、選擇題【例1】算法的時(shí)間復(fù)雜度取決于_______。（考點(diǎn)2）A）問(wèn)題的規(guī)模 B）待解決的數(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)間復(fù)雜度不僅與問(wèn)題的規(guī)模有關(guān)，在同一個(gè)問(wèn)題規(guī)模下，并且與輸入數(shù)據(jù)有關(guān)。即與輸入數(shù)據(jù)所有的也許取值范圍、輸入各種數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)集的概率有關(guān)。答案：D）【例2】在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，從邏輯上可以把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提成_______。（考點(diǎn)3）A）內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu) B）線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)C）緊湊結(jié)構(gòu)和非緊湊結(jié)構(gòu) D）動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和靜態(tài)結(jié)構(gòu)解析：邏輯結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系，線性結(jié)構(gòu)表達(dá)數(shù)據(jù)元素之間為一對(duì)一的關(guān)系，非線性結(jié)構(gòu)表達(dá)數(shù)據(jù)元素之間為一對(duì)多或者多對(duì)一的關(guān)系，所以答案為B）。答案：B）【例3】以下_______不是棧的基本運(yùn)算。（考點(diǎn)5）A）判斷棧是否為素空 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、判斷棧是否為空或滿、提取棧頂元素等，對(duì)棧的操作都是在棧頂進(jìn)行的。答案：D）【例4】鏈表不具有的特點(diǎn)是_______。（考點(diǎn)6）A）可隨機(jī)訪問(wèn)任意一個(gè)結(jié)點(diǎn) B）插入和刪除不需要移動(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：順序表可以隨機(jī)訪問(wèn)任意一個(gè)結(jié)點(diǎn)，而鏈表必須從第一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)出發(fā)，逐個(gè)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）ACBED B）DEABCC）DECAB D）EDBAC解析：后序遍歷的順序是"左子樹(shù)－右子樹(shù)－根結(jié)點(diǎn)"；中序遍歷順序是"左子樹(shù)－根結(jié)點(diǎn)－右子樹(shù)"；前序遍歷順序是"根結(jié)點(diǎn)－左子樹(shù)－右子樹(shù)"。根據(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)已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，分別用順序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，在查找不成功的情況下，s和b的關(guān)系是_______。（考點(diǎn)9）A）s=b B）s>b C）s<b D）s≥b解析：對(duì)于順序查找，查找不成功時(shí)和給定關(guān)鍵字比較的次數(shù)為n+1。二分查找查找不成功的關(guān)鍵字比較次數(shù)為［log2n］+1。當(dāng)n≥2時(shí)，顯然n+1>［log2n］+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）提成左、右兩個(gè)子表，考慮這兩個(gè)子表，下列結(jié)論一定對(duì)的的是_______。（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：任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)元素的排序碼，然后分別對(duì)兩個(gè)子表繼續(xù)進(jìn)行排序，直至整個(gè)表有序。答案：B）二、填空題【例1】問(wèn)題解決方案的對(duì)的而完整的描述稱為_(kāi)______。（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)行某種算法，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)解決的，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)，要根據(jù)具體情況而定。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)解決的，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_(kāi)______。（考點(diǎn)7）解析：根據(jù)樹(shù)的性質(zhì)：樹(shù)的結(jié)點(diǎn)數(shù)等于所有結(jié)點(diǎn)的度與相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)乘積之和加１。因此樹(shù)的結(jié)點(diǎn)數(shù)為１×４＋２×２＋３×１＋４×１＋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）＝８。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：規(guī)定表必須用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，且表中元素必須按關(guān)鍵字有序(升序或降序均可）。答案：順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)通過(guò)對(duì)部分考生的調(diào)查以及對(duì)近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)?？疾斓氖墙Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的原則、面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍?，讀者應(yīng)對(duì)此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識(shí)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)別2.1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)考點(diǎn)1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的原則30%，20世紀(jì)70年代提出了"結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)"的思想和方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法引入了工程化思想和結(jié)構(gòu)化思想，使大型軟件的開(kāi)發(fā)和編程得到了極大的改善。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的重要原則為：自頂向下、逐步求精、模塊化和限制使用goto語(yǔ)句。疑難解答：如何進(jìn)行自頂向下設(shè)計(jì)方法？程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先考慮總體，后考慮細(xì)節(jié)；先考慮全局目的，后考慮局部目的；不要一開(kāi)始就過(guò)多追求眾多的細(xì)節(jié)，先從最上層總目的開(kāi)始設(shè)計(jì)，逐步使問(wèn)題具體化。2.2面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)考點(diǎn)2面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍羁荚囨溄樱?0%，面向?qū)ο蠓椒êw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)擬定，一般只能通過(guò)執(zhí)行對(duì)象的操作來(lái)改變。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，還可認(rèn)為其他對(duì)象使用。對(duì)象具有如下特性：標(biāo)記惟一性、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)象類型的所有對(duì)象的性質(zhì)，而一個(gè)對(duì)象則是其相應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例。類是關(guān)于對(duì)象性質(zhì)的描述，它同對(duì)象同樣，涉及一組數(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，它請(qǐng)求對(duì)象執(zhí)行某一解決或回答某一規(guī)定的信息，它統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流。一個(gè)消息由三部分組成：接受消息的對(duì)象的名稱、消息標(biāo)記符（消息名）和零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。（4）繼承廣義地說(shuō)，繼承是指可以直接獲得已有的性質(zhì)和特性，而不必反復(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)象根據(jù)所接受的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對(duì)象接受時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng)，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。疑難解答：能舉一下現(xiàn)實(shí)中的對(duì)象及其屬性和操作嗎？一輛汽車是一個(gè)對(duì)象，它包含了汽車的屬性（如顏色、型號(hào)等）及其操作（如啟動(dòng)、剎車等）。一個(gè)窗口是對(duì)象，它包含了窗口的屬性（如大小、顏色等）及其操作（如打開(kāi)、關(guān)閉等）。2.3例題詳解一、選擇題【例1】結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法提出于_______。（考點(diǎn)1）A）20世紀(jì)50年代 B）20世紀(jì)60年代C）20世紀(jì)70年代 D）20世紀(jì)80年代解析：20世紀(jì)70年代提出了"結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)（structuredprogramming）"的思想和方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法引入了工程化思想和結(jié)構(gòu)化思想，使大型軟件的開(kāi)發(fā)和編程得到了極大的改善。答案：C）【例2】結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的重要原則有下列4項(xiàng)，不對(duì)的的是_______。（考點(diǎn)1）A）自下向上 B）逐步求精C）模塊化 D）限制使用goto語(yǔ)句解析：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的重要原則為：（1）自頂向下：即先考慮總體，后考慮細(xì)節(jié)；先考慮全局目的，后考慮局部目的。（2）逐步求精：對(duì)復(fù)雜問(wèn)題，應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目的作過(guò)渡，逐步細(xì)化。（3）模塊化：把程序要解決的總目的分解為分目的，再進(jìn)一步分解為具體的小目的，把每個(gè)小目的稱為一個(gè)模塊。（4）限制使用goto語(yǔ)句。答案：A）【例3】面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法中，類與對(duì)象的關(guān)系是_______。（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似的性質(zhì)，把具有相似的屬性和操作的對(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)象類型的所有對(duì)象的性質(zhì)，而一個(gè)對(duì)象則是相應(yīng)類的一個(gè)具體實(shí)例。所以本題對(duì)的答案為A）項(xiàng)。答案：A）二、填空題【例1】在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，使用已?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：繼承是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€(gè)重要特性。繼承是使用已有的類定義作為基礎(chǔ)建立新類的定義技術(shù)。已有的類可當(dāng)作基類來(lái)引用，則新類相應(yīng)地可當(dāng)作派生類來(lái)引用。答案：繼承【例2】對(duì)象的基本特點(diǎn)涉及_______、分類性、多態(tài)性、封裝性和模塊獨(dú)立性好等5個(gè)特點(diǎn)。（考點(diǎn)2）解析：對(duì)象具有如下的基本特點(diǎn)：（1）標(biāo)記惟一性。對(duì)象是可區(qū)分的，并且由對(duì)象的內(nèi)在本質(zhì)來(lái)區(qū)分；（2）分類性?？梢詫⒕哂邢嗤瑢傩院筒僮鞯膶?duì)象抽象成類；（3）多態(tài)性。同一個(gè)操作可以是不同對(duì)象的行為；（4）封裝性。只能看到對(duì)象的外部特性，無(wú)需知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)操作的算法；（5）模塊獨(dú)立性。面向?qū)ο笫怯蓴?shù)據(jù)及可以對(duì)這些數(shù)據(jù)施加的操作所組成的統(tǒng)一體。答案：標(biāo)記惟一性【例3】對(duì)象根據(jù)所接受的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對(duì)象所接受時(shí)也許導(dǎo)致完全不同的行為，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)______。（考點(diǎn)2）解析：對(duì)象根據(jù)所接受的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對(duì)象接受時(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)通過(guò)對(duì)部分考生的調(diào)查以及對(duì)近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)?？疾斓氖擒浖芷?、軟件設(shè)計(jì)的基本原理，軟件測(cè)試的目的、軟件調(diào)試的基本概念，讀者應(yīng)對(duì)此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識(shí)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)環(huán)節(jié)、4．軟件調(diào)試的任務(wù)3.1軟件工程基本概念考點(diǎn)1軟件定義與軟件特點(diǎn)70%，軟件指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件互相依存的另一部分，涉及程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的完整集合。程序是軟件開(kāi)發(fā)人員根據(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。數(shù)據(jù)是使程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文檔是與程序的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用有關(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)器不可執(zhí)行的，與軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、使用等有關(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）使用期間不存在磨損、老化問(wèn)題；（4）軟件的開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性；（5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；（6）軟件開(kāi)發(fā)涉及諸多社會(huì)因素。根據(jù)應(yīng)用目的的不同，軟件可分應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件和支撐軟件（或工具軟件）。小提醒：應(yīng)用軟件是為解決特定領(lǐng)域的應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的軟件；系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)管理自身資源，提高計(jì)算機(jī)使用效率并為計(jì)算機(jī)用戶提供各種服務(wù)的軟件；支撐軟件是介于兩者之間，協(xié)助用戶開(kāi)發(fā)軟件的工具性軟件?？键c(diǎn)2軟件工程過(guò)程與軟件生命周期30%，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)程稱為軟件生命周期。一般涉及可行性分析研究與需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、交付使用以及維護(hù)等活動(dòng)，如圖3－1所示。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)營(yíng)維護(hù)3個(gè)階段。生命周期的重要活動(dòng)階段是：可行性研究與計(jì)劃制定、需求分析、軟件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)行、軟件測(cè)試及運(yùn)營(yíng)與維護(hù)。3.2結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法考點(diǎn)3軟件設(shè)計(jì)的基本概念考試鏈接：70%，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)涉及軟件結(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)各重要部件之間的關(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)分兩步完畢：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)、擬定系統(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)方法表達(dá)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)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)逐步減少。（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)樸的部分。模塊化是指解決一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)自頂向下逐層把軟件系統(tǒng)劃提成若干模塊的過(guò)程。（3）信息隱蔽：信息隱蔽是指在一個(gè)模塊內(nèi)包含的信息（過(guò)程或數(shù)據(jù)），對(duì)于不需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)模塊只完畢系統(tǒng)規(guī)定的獨(dú)立的子功能，并且與其他模塊的聯(lián)系最少且接口簡(jiǎn)樸。模塊的獨(dú)立限度是評(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)立性使用耦合性和內(nèi)聚性兩個(gè)定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)聚性是信息隱蔽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：偶爾內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚、過(guò)程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚、功能內(nèi)聚。耦合性是模塊之間互相連接的緊密限度的度量。耦合性取決于各個(gè)模塊之間接口的復(fù)雜度、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、控制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合、非直接耦合。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，有助于提高模塊的獨(dú)立性。小提醒：上面僅是對(duì)耦合機(jī)制進(jìn)行的一個(gè)分類?？梢?jiàn)一個(gè)模塊與其他模塊的耦合性越強(qiáng)則該模塊獨(dú)立性越弱。原則上講，模塊化設(shè)計(jì)總是希望模塊之間的耦合表現(xiàn)為非直接耦合方式。但是，由于問(wèn)題所固有的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的原則，非直接耦合是不存在的?？键c(diǎn)4具體設(shè)計(jì)考試鏈接：30%，具體設(shè)計(jì)的任務(wù)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每個(gè)模塊擬定實(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)表達(dá)工具算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)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：鑒定表。（3）語(yǔ)言工具：PDL（偽碼）。程序流程圖的5種控制結(jié)構(gòu)：順序型、選擇型、先判斷反復(fù)型、后判斷反復(fù)型和多分支選擇型。方框圖中僅含5種基本的控制結(jié)構(gòu)，即順序型、選擇型、多分支選擇型、WHILE反復(fù)型和UNTIL反復(fù)型。PAD圖表達(dá)5種基本控制結(jié)構(gòu)，即順序型、選擇型、多分支選擇型、WHILE反復(fù)型和UNTIL反復(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，采用英語(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，也可以是專門為過(guò)程描述而設(shè)計(jì)的。疑難解答：程序流程圖，N-S圖，PAD圖的控制結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)是什么？相同點(diǎn)是三種圖都有順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)和多分支選擇，并且N-S圖和PAD圖尚有相同的WHILE反復(fù)型、UNTIL反復(fù)型；不同點(diǎn)是程序流程圖沒(méi)有WHILE反復(fù)型、UNTIL反復(fù)型而有后判斷反復(fù)型和先判斷反復(fù)型。3.3軟件測(cè)試考點(diǎn)5軟件測(cè)試的目的考試鏈接：70%，軟件測(cè)試是在軟件投入運(yùn)營(yíng)前對(duì)軟件需求、設(shè)計(jì)、編碼的最后審核。其工作量、成本占總工作量、總成本的40%以上，并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)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過(guò)程；（2）一個(gè)好的測(cè)試用例是可以發(fā)現(xiàn)至今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的用例；（3）一個(gè)成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了至今尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測(cè)試?？键c(diǎn)6軟件測(cè)試的實(shí)行考試鏈接：30%，軟件測(cè)試過(guò)程分4個(gè)環(huán)節(jié)，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)行對(duì)的性檢查測(cè)試。單元測(cè)試的技術(shù)可以采用靜態(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，重要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯(cuò)誤，重要依據(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)容涉及：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，通常采用兩種方式：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足了需求規(guī)格說(shuō)明中擬定的各種需求，涉及軟件配置是否完全、對(duì)的。確認(rèn)測(cè)試的實(shí)行一方面運(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)軟件是否滿足需求規(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)營(yíng)（使用）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)行一般涉及：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、安全性測(cè)試等。3.4軟件的調(diào)試考點(diǎn)7軟件調(diào)試的基本概念考試鏈接：70%，在對(duì)程序進(jìn)行了成功的測(cè)試之后將進(jìn)入程序調(diào)試（通常稱Debug，即排錯(cuò)）。程序的調(diào)試任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤。調(diào)試重要在開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行。程序調(diào)試活動(dòng)由兩部分組成，一是根據(jù)錯(cuò)誤的跡象擬定程序中錯(cuò)誤的確切性質(zhì)、因素和位置；二是對(duì)程序進(jìn)行修改，排除這個(gè)錯(cuò)誤。程序調(diào)試的基本環(huán)節(jié)：（1）錯(cuò)誤定位。從錯(cuò)誤的外部表現(xiàn)形式入手，研究有關(guān)部分的程序，擬定程序中犯錯(cuò)位置，找犯錯(cuò)誤的內(nèi)在因素；（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。調(diào)試原則可以從以下兩個(gè)方面考慮：（1）擬定錯(cuò)誤的性質(zhì)和位置時(shí)的注意事項(xiàng)分析思考與錯(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)作輔助手段來(lái)使用；避免用試探法，最多只能把它當(dāng)作最后手段。（2）修改錯(cuò)誤原則在出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，很也許有別的錯(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)誤自身；注意修正一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)有也許會(huì)引入新的錯(cuò)誤；修改錯(cuò)誤的過(guò)程將迫使人們暫時(shí)回到程序設(shè)計(jì)階段；修改源代碼程序，不要改變目的代碼。疑難解答：軟件測(cè)試與軟件調(diào)試有何不同？軟件測(cè)試是盡也許多地發(fā)現(xiàn)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)試重要在開(kāi)發(fā)階段。3.5例題詳解一、選擇題【例1】對(duì)軟件的特點(diǎn)，下面描述對(duì)的的是_______。（考點(diǎn)1）A）軟件是一種物理實(shí)體B）軟件在運(yùn)營(yíng)使用期間不存在老化問(wèn)題C）軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)對(duì)計(jì)算機(jī)沒(méi)有依賴性，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)營(yíng)期間不會(huì)由于介質(zhì)的磨損而老化，只也許由于適應(yīng)硬件環(huán)境以及需求變化進(jìn)行修改而引入錯(cuò)誤，導(dǎo)致失效率升高從而軟件退化，所以本題對(duì)的答案為B）。答案：B）【例2】以下哪項(xiàng)是軟件生命周期的重要活動(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)，尚有一個(gè)是軟件規(guī)格說(shuō)明。答案：A）【例3】從技術(shù)觀點(diǎn)看，軟件設(shè)計(jì)涉及_______。（考點(diǎn)3）A）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)B）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)C）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、文檔設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)計(jì)D）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、文檔設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)解析：技術(shù)角度，要進(jìn)行結(jié)構(gòu)、接口、數(shù)據(jù)、過(guò)程的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是定義系統(tǒng)各部件關(guān)系，數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是根據(jù)分析模型轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，接口設(shè)計(jì)是描述如何通信，過(guò)程設(shè)計(jì)是把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)化為軟件的過(guò)程性描述。答案：B）【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）演示程序的對(duì)的性C）發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤 D）改正程序中的錯(cuò)誤解析：關(guān)于測(cè)試目的的基本知識(shí)，IEEE的定義是：使用人工或自動(dòng)手段來(lái)運(yùn)營(yíng)或測(cè)定某個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程，其目的在于檢查它是否滿足規(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，所以對(duì)的答案是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：檢核對(duì)測(cè)試實(shí)行各階段的了解，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，所以對(duì)的答案是B）。答案：B）【例6】程序調(diào)試的重要任務(wù)是_______。（考點(diǎn)7）A）檢查錯(cuò)誤 B）改正錯(cuò)誤C）發(fā)現(xiàn)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)試重要在開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行。答案：B）【例7】以下哪些不是程序調(diào)試的基本環(huán)節(jié)？_______（考點(diǎn)7）A）分析錯(cuò)誤因素 B）錯(cuò)誤定位C）修改設(shè)計(jì)代碼以排除錯(cuò)誤 D）回歸測(cè)試，防止引入新錯(cuò)誤解析：程序調(diào)試的基本環(huán)節(jié)：（1）錯(cuò)誤定位。從錯(cuò)誤的外部表現(xiàn)形式入手，研究有關(guān)部分的程序，擬定程序中犯錯(cuò)位置，找犯錯(cuò)誤的內(nèi)在因素。（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。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）注意修改錯(cuò)誤自身而不僅僅是錯(cuò)誤的征兆和表現(xiàn)B）修改錯(cuò)誤的是源代碼而不是目的代碼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，很也許有別的錯(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)誤的表現(xiàn)，而沒(méi)有修改錯(cuò)誤自身；(3）注意修正一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)有也許會(huì)引入新的錯(cuò)誤；(4）修改錯(cuò)誤的過(guò)程將迫使人們暫時(shí)回到程序設(shè)計(jì)階段；(5）修改源代碼程序，不要改變目的代碼。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_(kāi)______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)換為軟件表達(dá)的過(guò)程。其基本目的是用比較抽象概括的方式擬定目的系統(tǒng)如何完畢預(yù)定的任務(wù)，即軟件設(shè)計(jì)是擬定系統(tǒng)的物理模型。答案：軟件表達(dá)【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)樸的部分。（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)樸的部分。如高級(jí)語(yǔ)言中的過(guò)程、函數(shù)、子程序等。每個(gè)模塊可以完畢一個(gè)特定的子功能，各個(gè)模塊可以按一定的方法組裝起來(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)流圖采用4種符號(hào)表達(dá)_______、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，用箭頭表達(dá)數(shù)據(jù)流向，用圓或者橢圓表達(dá)數(shù)據(jù)加工，用雙杠表達(dá)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，用方框來(lái)表達(dá)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)通過(guò)對(duì)部分考生的調(diào)查以及對(duì)近年真題的總結(jié)分析，筆試部分經(jīng)常考察的是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)基本特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式及二級(jí)映射，E-R模型，關(guān)系模型和關(guān)系代數(shù)，讀者應(yīng)對(duì)此部分進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí)。具體重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)：1．?dāng)?shù)據(jù)的概念、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)管理員的重要工作、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)一管理與控制、三級(jí)模式及兩級(jí)映射的概念2．?dāng)?shù)據(jù)模型3個(gè)描述內(nèi)容、E-R模型的概念及其E-R圖表達(dá)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．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)生命周期法的4個(gè)階段4.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念考點(diǎn)1數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)70%，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)中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)維護(hù)、控制及保護(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，重要有如下功能：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、安全性定義和檢查、數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制與故障恢復(fù)、數(shù)據(jù)的服務(wù)。為完畢數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供相應(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)控制語(yǔ)言。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的重要工作如下：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?？键c(diǎn)2數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展30%，數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段，見(jiàn)表4-1：表4-1各階段特點(diǎn)的具體說(shuō)明考點(diǎn)3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)30%，數(shù)據(jù)獨(dú)立性是數(shù)據(jù)與程序間的互不依賴性，即數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)獨(dú)立于應(yīng)用程序而不依賴于應(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)是互相獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方式等）改變時(shí)，如存儲(chǔ)設(shè)備的更換、物理存儲(chǔ)的更換、存取方式改變等，應(yīng)用程序都不用改變。（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)是互相獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，如修改數(shù)據(jù)模式、增長(zhǎng)新的數(shù)據(jù)類型、改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，用戶程序都可以不變。數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制重要涉及以下3個(gè)方面：數(shù)據(jù)的完整性檢查、數(shù)據(jù)的安全性保護(hù)和并發(fā)控制?？键c(diǎn)4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系30%，1．?dāng)?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)用戶可以看見(jiàn)和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特性的描述，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)的邏輯表達(dá)。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)模式處在最底層，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，概念模式處在中間層，它反映了設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)全局邏輯規(guī)定，而外模式處在最外層，它反映了用戶對(duì)數(shù)據(jù)的規(guī)定。小提醒：內(nèi)模式處在最底層，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，概念模式處在中間層，它反映了設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)全局邏輯規(guī)定，而外模式處在最外層，它反映了用戶對(duì)數(shù)據(jù)的規(guī)定。2．?dāng)?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)間的相應(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。疑難解答：數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是什么樣的？數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的7個(gè)部分以一定的邏輯層次結(jié)構(gòu)方式組成一個(gè)有機(jī)的整體，它們的結(jié)構(gòu)關(guān)系是：應(yīng)用系統(tǒng)工、應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、硬件。4.2數(shù)據(jù)模型考點(diǎn)5數(shù)據(jù)模型的基本概念70%，數(shù)據(jù)模型用來(lái)抽象、表達(dá)和解決現(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?？键c(diǎn)6E-R模型30%，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互相區(qū)別的事物。（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)表達(dá)。（3）碼：唯一標(biāo)記實(shí)體的屬性集稱為碼。（4）域：屬性的取值范圍稱為該屬性的域。（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)表達(dá)。（1）實(shí)體表達(dá)法：在E-R圖中用矩形表達(dá)實(shí)體集，在矩形內(nèi)寫上該實(shí)體集的名字。（2）屬性表達(dá)法：在E-R圖中用橢圓形表達(dá)屬性，在橢圓形內(nèi)寫上該屬性的名稱。（3）聯(lián)系表達(dá)法：在E-R圖中用菱形表達(dá)聯(lián)系，菱形內(nèi)寫上聯(lián)系名?？键c(diǎn)7層次模型30%，滿足下面兩個(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70%，當(dāng)對(duì)關(guān)系模型進(jìn)行查詢運(yùn)算，涉及到多種運(yùn)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意它們之間的先后順序，由于有也許進(jìn)行投影運(yùn)算時(shí)，把符合條件的記錄過(guò)濾，產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。關(guān)系模型采用二維表來(lái)表達(dá)，二維表一般滿足下面7個(gè)性質(zhì)：（1）二維表中元組個(gè)數(shù)是有限的--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）二維表中元組的順序可以任意互換--元組的順序無(wú)關(guān)性；（4）二維表中元組的分量是不可分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)--元組分量的原子性；（5）二維表中屬性名各不相同--屬性名唯一性；（6）二維表中屬性與順序無(wú)關(guān)，可任意互換--屬性的順序無(wú)關(guān)性；（7）二維表屬性的分量具有與該屬性相同的值域--分量值域的統(tǒng)一性。在二維表中惟一標(biāo)記元組的最小屬性值稱為該表的鍵或碼。二維表中也許有若干個(gè)健，它們稱為表的侯選碼或侯選健。從二維表的所有侯選鍵選取一個(gè)作為用戶使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。小提醒：關(guān)系模式采用二維表來(lái)表達(dá)，一個(gè)關(guān)系相應(yīng)一張二維表。可以這么說(shuō)，一個(gè)關(guān)系就是一個(gè)二維表，但是一個(gè)二維表不一定是一個(gè)關(guān)系。疑難解答：E-R圖是如何向關(guān)系模式轉(zhuǎn)換的？從E-R圖到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換是比較直接的，實(shí)體與聯(lián)系都可以表達(dá)成關(guān)系，E-R圖中屬性也可以轉(zhuǎn)換成關(guān)系的屬性。實(shí)體集也可以轉(zhuǎn)換成關(guān)系。4.3關(guān)系代數(shù)考點(diǎn)9關(guān)系代數(shù)30%，當(dāng)對(duì)關(guān)系模型進(jìn)行查詢運(yùn)算，涉及到多種運(yùn)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意它們之間的先后順序，由于有也許進(jìn)行投影運(yùn)算時(shí)，把符合條件的記錄過(guò)濾，產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。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滿足F的選擇運(yùn)算可寫成：σF(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R×S，該關(guān)系是一個(gè)n+m元關(guān)系，元組個(gè)數(shù)是p×q，由R與S的有序組組合而成。小提醒：當(dāng)關(guān)系模式進(jìn)行笛卡爾積運(yùn)算時(shí)，讀者應(yīng)當(dāng)注意運(yùn)算后的結(jié)果是n+m元關(guān)系，元組個(gè)數(shù)是p×q，這是經(jīng)?；煜?。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R∩S。（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=R×S時(shí)，則可將除運(yùn)算寫成：T÷R=S或T/R=SS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θ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iθj，其中i為R中的域，j為S中的域，θ含義同前。則可以將R、S在域i，j上的θ連接記為：R|×|Siθj在θ連接中假如θ為"="，就稱此連接為等值連接，否則稱為不等值連接；如θ為"<"時(shí)稱為小于連接；如θ為">"時(shí)稱為大于連接。自然連接（naturaljoin）是一種特殊的等值連接，它滿足下面的條件：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A1，A2，…，An，S有域B1，B2，…，Bm，并且，Ai1，Ai2，…，Aij，與B1，B2，…，Bj分別為相同域，此時(shí)它們自然連接可記為：R|×|S自然連接的含義可用下式表達(dá)：R|×|S=πA1，A2，……An,Bj+1,……Bm（σAi1=B1^Ai2=B2^…^Aij=,Bj(R×S)）疑難解答：連接與自然連接的不同之處在什么？一般的連接操作是從行的角度進(jìn)行運(yùn)算，但自然連接還需要取消反復(fù)列，所以是同時(shí)從行和列的角度進(jìn)行運(yùn)算。4.4數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與管理考點(diǎn)10數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述30%，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中有兩種方法，面向數(shù)據(jù)的方法和面向過(guò)程的方法：面向數(shù)據(jù)的方法是以信息需求為主，兼顧解決需求；面向過(guò)程的方法是以解決需求為主，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，因此面向數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)方法已成為主流。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)目前一般采用生命周期法，即將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)分解成目的獨(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)營(yíng)階段和進(jìn)一步修改階段。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中采用前4個(gè)階段。疑難解答：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的前4個(gè)階段的成果分別是什么？數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中一般采用前4個(gè)階段，它們的成果分別是需求說(shuō)明書、概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式。4.4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，決定存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略及安全授權(quán)等工作的是_______。（考點(diǎn)1）A）應(yīng)用程序員 B）用戶C）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），具有如下的職能：設(shè)計(jì)、定義數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；幫助用戶使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；監(jiān)督與控制數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的使用和運(yùn)營(yíng)；改善和重組數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)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，決定存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略及安全授權(quán)