4、公共基础复习资料a.docx.pdf
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1、二级公共基础知识总结 第一章数据结构与算法 1.1算法 私I :是指解题方案的准确而完整的描述C 算法不等于程序,也不等计算机方法,程序的编制不可能优于算法的设计。 算法的基本特征:是一组严谨地定义运算顺序的规则,每一个规则都是冇效的,是叨确的,此顺序将在有限的次数下终 止。特征包括: (1)可行性; (2)确定性,算法中每一步骤都必须有明确定义,不充许有模棱两可的解释,不允许有多义。(3)有穷 性,算法必须 能在有限的时间内做完,即能在执行有限个步骤后终止,包括合理的执行时间的含义; (4)拥冇足够的情报。 算法的基木要素:一是对数据对象的运算和操作;二是算法的控制结构。 指令系统:一个计算
2、机系统能执行的所有指令的集合。 基本运算包括:算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。 算法的控制结构:顺序结构、选择结构、循环结构I。 算法基本设计方法:列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。 算法复杂度:僚法时间复杂应和| 算法空间复殛 算法时间复杂度是指执行算法所需耍的计算工作量。 算法空间复杂度是指执行这个算法所需耍的内存空间。 1.2数据结构的基本基本概念 数据结构研究的二个方面: (1)数据集合屮各数据元素之间所固有的逻辑关系,即I数据的逻辑结丽 ; (2)在对数据进行处理时,各数据元素在计算机屮的存储关系,即I数据的存储结狗I ; (3)対各种数据结构述行的运算 数据
3、结构是指和互有关联的数据兀素的集合。 数据的逻辑结构包含: (1)表示数据元素的信息; (2)表示各数据元索Z间的前后件关系。 数据的存储结构有顺序、链接、索引等。 线性结构条件: (1)冇且只冇 ?个根结点; (2)每一个结点最多冇一个前件,也最多冇一个后件 IF?线性结构:不满足线性结构条件的数据结构。 1.3线性表及莫顺丿芋存储结构 线性衣I是由 组数据兀素构成,数据兀素的位置只取决于nc的序号,兀素之间的和对位置是线性的。在复杂线性农中 , 由若T?项数据元素组成的数据元素称为唾而由多个记录构成的线性表又称为画 非空线性表的结构特征: (1)且只有一个根结点al,它无前件; (2)有且
4、只有一个终端结点an,它无后件 ; (3)除根结点与终端结点外,其他所有结点有且只有一个前件,也有且只有一个后件。结点个数n称为 线性表白勺长 度当n二0时,称为国。 线性表的顺序存储结构具冇以下两个基木特点: (1)线性表屮所有元索的所占的存储空间是连续的; (2)线性表中齐数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。 ai的存储地址为:ADR (ai )=ADR (al ) + (i-l)k, , ADR (a 1)为第一个元素的地址,k代表每个元素占的字节 数。 顺序表的运算:插入、删除。(详见14-16页) 1. 4栈和队列 囲是限定在一端进行插入9删除的线性表,允许插入与删除的一端称
5、为栈顶,不允许插入9删除的另一端称为栈底。 栈按照先进疔眄(FILO)或后进先岀(LIFO)组织数据,栈具有记忆作用。用top表示栈顶位置,用bottom表示栈底。 栈的基木运算:(1)插入元素称为入栈运算;(2)删除元素称为退栈运算;(3)读栈顶元素是将栈顶元素赋给一个指 定的变量,此时指针无变化。 呵是指允许在 - 端(队尾)进入插入,而在另?端(队头)进行删除的线性农。Rwr指针指向队尾,front指针指向队头。 队列是 | “先进行出I (FIFO)或1*后进后出町(L1L0)的线性表。 队列运算包括(1)入队运算:从队尾插入一个元素;(2)退队运算:从队头删除一个元索。 循环队列:s
6、二0表示队列空,s二1且front=rear表示队列满 1. 5线性链表 数据结构屮的每 ?个结点对应于 ?个存储单兀,这种存储单兀称为存储结点,简称师。 结点rh两部分组成:(1)用于存储数据元素值,称为壓國;(2)用于存放指针,称为瘗画,用于指向前一个或后一个 结点。 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索Z间的逻辑关系可以不 - 致,而数据元素之间的逻辑关系是由指针域來确定的。 链式存储方式即可用丁 ?表不线性结构,也可用r表示非线性结构。 线性链表,HEAD称为头指针 ,HEAD二NULL (或0)称为融如果是两指针:| 左指针 | (Lli
7、nk )指向前件结点, | 右指针 | (Klink )指向后件结点。 线性链表的基本运算:查找、插入、删除。 1. 6树与二叉树 树是?种简单的非线性结构, 所有元素之间具有明显的层次特性。 在树结构屮,每一个结点只冇一个前件,称为父结点,没冇前件的结点只冇一个,称为树的根结点,简称树的根。每一个 结点可以冇多个后件,称为该结点的子结点。没冇后件的结点称为叶了结点。 在树结构屮,一个结点所拥有的麻件的个数称为该结点的度,所有结点屮最人的度称为树的度。树的垠人层次称为树的深 度。 三顽的特点:(1)非空二叉树只有个根结点;(2)每个结点戢多有两棵子树,且分别称为该结点的左了树与右了树。 二叉树
8、的基本性质: (1)在二义树的第k层上,最多有2k-l (kN 1)个结点; (2)深度为m的一义树最多冇2旷1个结点; (3)度为0的结点(即叶子结点)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 +l,其中log2n 表示取log2n的整数部分; (5)具有n个结点的完全二叉树的深度为log2n +l ; (6)设完全二叉树共有n个结点。如果从根结点开始,按层序(每一层从左到右)用自然数1, 2, ?.n 给结点进 行编号(k二1,2 ? n),有以下结论: 若21,则该结点为根结点 , 它没有父结点 ; 若kl,则该结点的父结点编号为INT(k/2 );
9、若2kWn, 则编号为k的结点 的左了结点编号为2k;否则该结点无左了结点(也无右子结点);若2k+lWn,则编 号为k的结点的右子结点编号为 2k+l ;否则该结点无右子结点。 满二义牠I是指除最麻一层外,每一层匕的所有结点育两个子结点,则k层匕育2k-l个结点深度为m的满 二叉树有2旷 1个结点。 完全一 ?叉删是指除最后- 层外,每层上的结点数均达到最人值,在最后-层上只缺少右边的若 ?结点。一叉树存储结 构采用I链式存储结构I,对于满二叉树与完全二叉树可以按层序进行顺序存储。 一?义树的遍历: (1) 前序遍 丿力 (DLR ),首先访问根结点 , 然后遍历左子树 , 最后遍历右子树
10、; (2) 屮丿T; 遍历 (LDR ),首先遍历左子树,然肩访问根结点,址麻遍历右子树; (3) 后序遍历(LRD )首先遍历左子树 , 然后访问遍历右子树, 最后访问根结点。 1. 7查找技术 顺序查找的使川情况: (1)线性表为无序表; (2)表采用链式存储结构。 一?分法查找只适川丁J顺序存储的自序农I ,对丁长度为n的有序线性表,最坏情况只需比较莎亦次。 1. 8排序技术 排序是指将一个无序序列整理成按值非递减顺序排列的冇序序列。 交换类排序法:(1)冒泡排序法,需要比较的次数为|n (n-l )/2| ;(2)快速排序法。 插入类排序法:(1)简单插入排序法,最坏情况需要來叶1)/
11、2 |次比较;(2)希尔排序法,最坏情况需耍匝可次比 较。(0为算法的时间复杂度) 选择类排序法 :(1)简单选择排序法,最坏情况需要|n (n-l )/2 次比较 ;(2)堆排序法,最坏情况需要|0 (nlogm)|次比较。(0为算法的时间复杂度) 第二章程序设计基础 2.1程序设计设计方法和风格 如何形成良好的程序设计风格 1、源程序文档化;2、数据说明的方法 ; 3、 语句的结构;4、输入和输出。 结构化程序的族本结构和特点: (1)顺序结构:一种简单的程序设计,最基本、最常用的结构; (2)选择结构:乂称分支结构,包括简单选择和多分支选择结构,可根据条件,判断应该选择哪一条分支來执行相
12、应 的语句序列; (3)循环结构:可根据给定条件,判断是否需要重复执行某一和同程序段。 2.3面向对象的程序设计 面向对彖的程序设计:以60年代末挪威奥斯陆大学和挪威计算机中心研制的SIMULA语言为标志。 面向对象方法的优点: (1)与人类习惯的思维方法一致; (2)稳定性好; (3)可重用性好; (4)易于开发大型软件产品; (5)可维护性好。 陋是面向对彖方法中最基木的概念,可以用来表示客观世界中的任何实体,对象是实体的抽彖。 而向对象的程序设计方法中的对象是系统中用來描述客观事物的-个实体,是构成系统的一个基本单位, 由一组表示英静态 特征的属性和它可执行的一组操作组成。 画即对象所包
13、含的信息,操作描述了对象执行的功能,操作也称为丽或顾。 对象的基本特点: (1)标识惟 ?性 ; (2)分类性; (3)多态性; (4)封装性; (5)模块独立性好 困是指具有共同属性、共同方法的对象的集介。所以类是对象的抽象,对象是对应类的一个实例。砲是?个实例与另 ?个 实例之间传递的倍息。 消息的组成包括(1)接收消息的对象的名称;(2)消息标识符,也称消息名;(3)零个或多个参数。極I是指能够巨 接获得已冇的性质和特征,而不必重复定义他们。 继承分单继承和多巫继承。单继承指一个类只允许冇一个父类,多巫继承指一个类允许仃多个父类 多态性I是指同样的 消息被不同的对象接受时可导致完全不同的
14、行动的现象第三章软件工程基础 3.1软件工程慕本概念计算机软件是包括丽耳丽及 | 相关文档 | 的完整集合。 软件的特点包括: (1)软件是一种逻辑实体; (2)软件的牛产与硬件不同,它没有明显的制作过程; (3)软件在运行、使用期间不存在磨损、老化问题; (心软件的开发、运行对计算机系统具有依赖性,受计算机系统的限制,这导致了软件移植的问题; (5)软件复杂性高,成本昂贵; (6)软件开发涉及诸多的社会因素。 软件按功能分为应用软件、系统软件、支掠软件(或工只软件)。 软件危机主要表现在成本、质量、生产率等问题。 软件工制是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工貝、文档、实践标准
15、和工序。软件工程包折3个要 索: 祛| 、冋利莎 | 。 软件工程过程是把软件转化为输出的一- 组彼此相关的资源和活动,包含4种基本活动: (1) P 一软件规格说明 ; (2) D 一软件开发; (3) C 软件确认; (4) A 软件演进。 软件周规I :软件产品从提出、实现、使川维护到停止使川退役的过程。软件牛命周期二个阶段: 做五図、I软件开发I、 肚行维护上要活动阶段是: (1)可行性研究与计划制定; (2)需求分析; (3)软件设计; (4)软件实现; (5)软件测试; (6)运行和维护。 软件工程的目标和与原则: 目标:在给定成本、进度的前提下,开发出具有有效性、可靠性、可理解性
16、、可维护性、可重用性、可适应性、可移植 性、可追踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。 基本H标: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;开发软件易于移植;需要较低的费用;能 按时完成开发,及时交付使用。 卑木原则:抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性和可验证性。 软件工程的理论和技术性研究的内容主要包括?:软件开发技术和软件工程管理。 软件开发技术包括:软件开发方法学、开发过程、开发工貝和 软件工程环境 O 软件工程筲理包括:歎件管理卷I、歎件工程经济谓、歐件心理学等内奁I。 软件管理序包括人员组织、进度安排、质虽保证、配置管理、项H计划等。软件工程原则
17、包括抽彖、信息隐蔽、模块化、 局部化、确定性、 ?致性、完备性和可验ill?性。 3.2结构化分析方法 结构化方法的核心和基础是结构化程帀设计理论。 需求分析方法有(1) I结构化需求分析方法;(2)面向对象的分析的方法 O 从需求分析建立的模型的特性來分:静态分析和 动态分析 O 结构化分析方法的实质:着眼丁?数据流,口顶向下,逐层分解,建立系统的处理流科. ,以数据流图和数据字典为卞要 工具, 建立系统的逻辑模型。 结构化分析的常用丁 ?貝 (1)1 数据流图I ; (2)做据殉:(3)画丽;(4)脚加衣 | 。 数据流图:描述数据处理过程的工具,是需求理解的逻辑模型的图形表示,它玄接支持
18、系统功能建模。数据字典:对所冇 与系统相关的数据元素的一个冇组织的列表,以及精确的、严格的定义,使得用户和系统分析员对于输入、输出、存储成 分和中间计算结果冇共同的理解。 判定树:从问题定义的文字描述中分清哪些是判定的条件,哪些是判定的结论,根据描述材料屮的连接词找出判定条件之 间的从属关系、并列关系、选择关系,根据它们构造判定树。 判能表:与判定树相似,当数据流图屮的加工要依赖于多个逻辑条件的取值,即完成该加工的一组动作是由于某一组条件 取值的组合而引发的,使用判定表描述比较适宜。 数据字理I是结构化分析的核心。 软件需求规格说明书的特点: (1)止确性; (2)无岐义性; (3)完整性;
19、(4)可验证性 ; (5)一致性; (6)可理解性; (7) nJ追踪性。 3.3结构化设计方法 敢: 件设计的基木口标是用比较抽象概括的方式确定目标系统如何完成预定的任务,I软件设计是确定糜绕的物理模塑。 软件设ilj是开发阶段最重耍的步骤,是将需求准确地转化为完整的软件产品或系统的唯?途径。 从技术观点來看,软件设计包括软件棒构设训、函函硕、I接口设训、I过程设计I。 结构设计:定义软件系统齐主要部件Z间的关系。 数据设计:将分析时创建的模型转化为数拯结构的定义。 接口设计:描述软件内部、软件和协作系统Z间以及软件与人Z间如何通信。 过程设计:把系统结构部件转换成软件的过程描述。 从丁?程
20、管理角度來看:I槪要设用和I详细设计I。 软件设计的一般过程:软件设计是一个迭代的过程;先进行高层次的结构设计;后进行低层次的过程设计;穿插进行数据 设计和接口设计。 软件概要设计的基本任务是: (1)设计软件系统结构;(2)数据结构及数据库设计; (3)编写概要设计文档;(4)概要设计文档评审。 模块用一个矩形表示,箭头表示模块间的调用关系。 在结构图中还可以川带注释的箭头表示模块调川过程中來回传递的信息。还町丿U带实心员I的箭头表示传递的是控制 信息,空心圆箭心表示传递的是数据。 结构图的基本形式:基本形式、顺序形式、重复形式、选择形犬C 结构图冇四种模块类型:传入模块、传出模块、变换模块
21、和协调模块。典型的数据流类型有两种:毎画和冠巫I。 变换型系统结构图由输入、小心变换、输出-: 部分组成。 事务型数据流的特点是:接受一项事务,根据事务处理的特点和性质,选择分派个适当的处理单元,然后给出结果。 详细设计:是为软件结构图中的每一个模块确述实现算法和局部数据结构,川某种选尬的表达工具表示算法和数据结构的 细节。 常见的过程设计工具有:图形T貝(程序流程图)、表格丁?貝(判定表)、语言工貝(PDL )。 3. 4软件测试 软件测试疋义 : 使用人工或自动手段來运行或测定某个系统的过程,其H的在于检验它是否满足规定的需求或是弄清预期 结果与实际结果Z间的差别。 软件测试的口的:发现错
22、谋而执行- 程序的过程。软件测试方法:懈态测述I和厠态测述I。 静态测试包括代码检查、静态结构分析、代码质量度量。不实际运行软件, 主耍通过人工进行。 动态测试:是基本计算机的测试,主要包括白盒测试方法和黑盒测试方法。 白盒测试 | :在程序内部进行,主要用于完成软件内部CAO作的验证。主要方法冇逻辑覆盖、基本基路径测试。 黑盒测试主要诊断功能不对或遗漏、界面错谋、数据结构或外部数据焊访问错谋、性能错谋、初始化和终止条件错,川丁 软件确认。主耍方法有等价类划分法、边界值分析法、错谋推测法、因果图等。软件测试过程一般按4个步骤进行:单兀 测试、集成测试、验收测试(确认测试)和系统测试。3. 5程
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