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全国计算机等级考试一一二级公共基础知识辅导讲义第一章数据结构与算法1.1 算法1、遨是指解题方案的准确而完整的描述。换句话说，算法是对特定问题求解步骤的一种 描述。*:算法不等于程序，也不等于计算方法。程序的编制不可能优于算法的设计。2、算法的基本特征（1）可行性。针对实际问题而设计的算法，执行后能够得到满意的结果。（2）确定性。每一条指令的含义明确，无二义性。并且在任何条件下，算法只有唯一的一 条执行路径，即相同的输入只能得出相同的输出。（3）有穷性。算法必须在有限的时间内完成。有两重含义，一是算法中的操作步骤为有限 个，二是每个步骤都能在有限时间内完成。（4）拥有足够的情报。算法中各种运算总是要施加到各个运算对象上，而这些运算对象又 可能具有某种初始状态，这就是算法执行的起点或依据。因此，一个算法执行的结果总是与 输入的初始数据有关，不同的输入将会有不同的结果输出。当输入不够或输入错误时，算法 将无法执行或执行有错。一般说来，当算法拥有足够的情报时，此算法才是有效的；而当提 供的情报不够时，算法可能无效。*：综上所述，所谓算法，是一组严谨地定义运算顺序的规那么，并且每一个规那么都是有效的， 且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。3、算法复杂度主要包括时间复杂度和空间复杂度。（1）算法|时间复杂度|是指执行算法所需要的计算工作量,可以用执行算法的过程中所需薨 本运算的执行次数来度量。（2）算法|空间复杂度|是指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1、|数据结构|是指相互有关联的数据元素的集合。2、数据结构主要研究和讨论以下三个方面的问题：（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。数据的逻辑结构包含：1）表示数据元素的信息；2）表示各数据元素之间的前后件关系。（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。 数据的存储结构有顺序、链接、索引等。1）顺序存储。它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑 关系由存储单元的邻接关系来表达。由此得到的存储表示称为顺序存储结构。2）链接存储。它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附 加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储结构。3）索引存储：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。*：数据的逻辑结构反映数据元素之间的逻辑关系，数据的存储结构（也称数据的物理结构） 是数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式。同一种逻辑结构的数据可以采用不同的 存储结构，但影响数据处理效率。（3）对各种数据结构进行的运算。3、数据结构的图形表示一个数据结构除了用二元关系表示外，还可以直观地用图形表示。在数据结构的图形表示中， 对于数据集合D中的每一个数据元素用中间标有元素值的方框表示，一般称之为数据结点，a1Aa2anrear Front（3） 45 分析假设线性表的长度为N,那么在最坏情况下，冒泡排序需要经过N/2遍的 从前往后的扫描和N/2遍的从后往前的扫描，需要比拟的次数为N （N-1） /2。因此此题的 答案是 10X （10-1） 4-2=45（4）空间 分析算法复杂度主要包括时间复杂度和空间复杂度，算法的时间复杂度是 指执行算法所需要的计算机工作量；算法的空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空 间。（5）32 分析根据二叉树的性质，我们可以得出一棵二叉树第N层的结点最多为23 个，因此第6层的结点最多为25=32个。总结：二叉树第1层只有一个根结点（2。），第2 层最多只有两个结点（2D,第3层最多只有4个结点（22）,第n层最多为有2向 个结点（不是2n个）。考生还需要了解一棵深度（高度）为n的二叉树最多拥有的结点总 数是2忆1（20+2+22+2.=2忆1）。这种类型的试题不要死记硬背，有时是2nL有时是2, 所以考生最好采用我们介绍的方法来推导。（6）存储结构分析数据结构分为逻辑结构和存储结构，常用的存储结构有顺序存储 结构、链式存储结构和索引存储结构。常用的数据逻辑结构以及其对应的存储结构如表：逻辑结构对应的存储结构线性表顺序表（线性表的顺序存储结构） 线性链表（链式存储结构） 循环链表（链式存储结构）栈栈的顺序存储结构（一般用一维数组S （l:m）来 表示）带链的栈（链式存储结构）队列循环队列（顺序存储结构） 带链的队列（链式存储结构）树树的链式存储结构（没有顺序存储结构）二叉树二叉树的链式存储结构（没有顺序存储结构）（7） 19 分析在任意一棵二叉树中，度为0的结点（即叶子结点）总是比度为2的 结点多一个。第二章程序设计基础2.1 程序设计风格程序设计的风格主要强调：“清晰第一，效率第二”。主要应注重和考虑下述一些因素: （1）源程序文档化。1）符号名的命名。符号名能反映它所代表的实际东西，应有一定的实际含义。2）程序的注释。分为序言性注释和功能性注释。序言性注释：位于程序开头局部，包括程序标题、程序功能说明、主要算法、接口说明、程 序位置、开发简历、程序设计者、复审者、复审日期及修改日期等。功能性注释：嵌在源程序体之中，用于描述其后的语句或程序的主要功能。3）视觉组织。利用空格、空行、缩进等技巧使程序层次清晰。（2）数据说明。1）数据说明的次序规范化；2）说明语句中变量安排有序化；3）使用注释 来说明复杂数据的结构。（3）语句的结构。1）在一行内只写一条语句；2）程序编写应优先考虑清晰性；3）程序编 写要做到清晰第一，效率第二；4）在保证程序正确的基础上再要求提高效率；5）防止使用 临时变量而使程序的可读性下降；6）防止不必要的转移；7）尽量使用库函数；8）防止采 用复杂的条件语句；9）尽量减少使用“否认”条件语句；10）数据结构要有利于程序的简 化；11）要模块化，使模块功能尽可能单一化；12）利用信息隐蔽，确保每一个模块的独立 性；13）从数据出发去构造程序；14）不要修补不好的程序，要重新编写。（4）输入和输出。1）对输入数据检验数据的合法性；2）检查输入项的各种重要组合的合 法性；3）输入格式要简单，使得输入的步骤和操作尽可能简单；4）输入数据时，应允许使 用自由格式；5）应允许缺省值；6）输入一批数据时，最好使用输入结束标志；7）在以交 互式输入/输出方式进行输入时，要在屏幕上使用提示符明确提示输入的请求，同时在数据 输入过程中和输入结束时，应在屏幕上给出状态信息；8）当程序设计语言对输入格式有严 格要求时，应保持输入格式与输入语句的一致性；给所有的输出加注释，并设计输出报表格 式。2.2 结构化程序设计（面向过程的程序设计方法）1、结构化程序设计方法的主要原那么可以概括为：自顶向下,逐步求精,模块化,限制使用 goto语句。（1）自顶向下。程序设计时，应先考虑总体，后考虑细节；先考虑全局目标，后考虑局部 目标。不要一开始就过多追求众多的细节，先从最上层总目标开始设计，逐步使问题具体化。（2）逐步求精。对复杂问题，应设计一些子目标作过渡，逐步细化。（3）模块化。一个复杂问题，肯定是由假设干稍简单的问题构成。模块化是把程序要解决的 总目标分解为分目标，再进一步分解为具体的小目标，把每个小目标称为一个模块。（4）限制使用goto语句。2、结构化程序的基本结构：顺序结构,选择结构,重复结构。1）顺序结构。一种简单的程序设计，即按照程序语句行的自然顺序，一条语句一条语句地 执行程序，它是最基本、最常用的结构。2）选择结构。又称分支结构，包括简单项选择择和多分支选择结构，可根据条件，判断应该选 择哪一条分支来执行相应的语句序列。3）重复结构。又称循环结构,可根据给定的条件，判断是否需要重复执行某一相同的或类 似的程序段。仅仅使用顺序、选择和循环三种基本控制结构就足以表达各种其他形式结构，从而实现任何 单入口/单出口的程序。2.3 面向对象的程序设计客观世界中任何一个事物都可以被看成是一个对象，面向对象方法的本质就是主张从客观世 界固有的事物出发来构造系统，提倡人们在现实生活中常用的思维来认识、理解和描述客观 事物,强调最终建立的系统能够映射问题域。也就是说，系统中的对象及对象之间的关系能 够如实地反映问题域中固有的事物及其关系。面向对象方法的主要优点：（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。* ：面向对象的程序设计主要考虑的是提高软件的可重用性。避|是面向对象方法中最基本的概念，可以用来表示客观世界中的任何实体，对象是实体 的抽象。面向对象的程序设计方法中的对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，是构成 系统的一个基本单位，由一组表示其静态特征的属性和它可执行的一组操作组成。对象是属 性和方法的封装体。画即对象所包含的信息，它在设计对象时确定，一般只能通过执行对象的操作来改变。 睡描述了对象执行的功能，操作也称为方法或服务。操作是对象的动态属性。* ： 一个对象由对象名、属性和操作三局部组成。对象的基本特点：标识惟一性,分类性,多态性,封装性,模块独立性好。（1）标识惟一性。指对象是可区分的，并且由对象的内在本质来区分，而不是通过描述来 区分。（2）分类性。指可以将具有相同属性的操作的对象抽象成类。（3）多态性。指同一个操作可以是不同对象的行为。（4）封装性。从外面看只能看到对象的外部特性，即只需知道数据的取值范围和可以对该 数据施加的操作，根本无需知道数据的具体结构以及实现操作的算法。对象的内部，即处理 能力的实行和内部状态，对外是不可见的。从外面不能直接使用对象的处理能力，也不能直 接修改其内部状态，对象的内部状态只能由其自身改变。* ：信息隐蔽是通过对象的封装性来实现的。（5）模块独立性好。对象是面向对象的软件的基本模块，它是由数据及可以对这些数据施 加的操作所组成的统一体，而且对象是以数据为中心的，操作围绕对其数据所需做的处理来 设置，没有无关的操作。从模块的独立性考虑，对象内部各种元素彼此结合得很紧密，内聚 性强。国是指具有共同属性、共同方法的对象的集合。所以类是对象的抽象，对象是对应类的一 个实例。是一个实例与另一个实例之间传递的信息。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。* ：在面向对象方法中，一个对象请求另一个对象为其服务的方式是通过发送消息、。鲤是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义他们。继承分单继承和多重继 承。单继承指一个类只允许有一个父类，多重继承指一个类允许有多个父类。* ：类的继承性是类之间共享属性和操作的机制，它提高了软件的可重用性。蓬田是指同样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。本章应考点拨：本章在考试中会出现约1个题目，所占分值大约占2分，是出题量较小的 一章。本章内容比拟少，也很简单，掌握住基本的概念就可以轻松应对考试了，所以在这 局部丢分，比拟可惜。2.4 全真试题训练一、选择题A）符号的命名 B）程序的注释 （2）对建立良好的程序设计风格,A）程序应简单、清晰、可读性好 C）充分考虑程序的执行效率（1）以下哪一项不是从源程序文档化角度要求考虑的因素（）C）视觉组织 D）防止采用复杂的条件语句F面描述正确的选项是（）B）符号名的命名只要符合语法D）程序的注释可有可无（3）按照结构化程序的设计原那么和方法，以下表达中正确的选项是（）A）语言中所没有的控制结构，应该采用前后一致的方法来模拟B）基本结构在程序设计中不允许嵌套C）在程序中不要使用GOTO语句D）选用的结构只准有一个入口，但可以有多个出口（4）继承性机制使得子类不仅可以重用其父类的数据结构和代码，而且可以在父类代码的 基础上方便地修改和扩充，这类个性并不影响对原有类的使用。这表达了面向对象方法的（ ）A）使开发出来的软件易于被人理解B）接近人类的思维习惯C）易于测试和调试D）可重用性好（5）以下哪一项方法不是说明面向对象的易于修改的特征（）A）对象的封装性 B）继承机制 C）隐藏机制D）多态性机制（6）信息隐蔽的概念与以下哪一种概念直接相关（）A）软件结构的定义B）模块的独立性C）模块的分类性D）模块的内聚程序（7）在面向对象方法中，一个对象请求另一个对象为其服务的方式是通过发送（）A）调用语句 B）命令 C） 口令 D）消息（8）消息传递中所传递的消息实质上是哪种对象所具有的操作（方法）名称（）A）发送对象 B）接受对象 C）请求对象 D）调用对象（9）以下对消息机制的描述错误的选项是（）A） 一个对象能接受不同形式、不同内容的多个消息B）相同形式的消息可以送往不同的对象C）不同对象对于形式相同的消息可以有不同的解释，能够做出不同的反响D） 一个对象一次只能向一个对象传递消息，但允许多个对象同时向某个对象传递消息（10）同样的消息被不同对象接受时可导致完全不同的行为，这种现象称为（）A）多态性 B）继承性 C）重载性 D）封装性（11）下面关于形成良好的程序设计风格要注意的因素的描述中正确的选项是（）A）程序的注释不是必要的B）数据说明的次序可以根据程序员自己的爱好和风格来定C）在程序中应该尽量使用临时变量来增强程序的可读性D）输入和输出的方式和格式应尽量方便用户的使用（12）结构化的程序设计主要强调的是（）A）程序的规模B）程序的易读性C）程序的执行效率D）程序的可移植性（13）以下哪一项不是结构化程序设计的原那么？（）A）自顶向下B）逐步求精C）对象化D）模块化（14）三种基本结构中，哪种结构能够简化大量的程序代码行（）A）顺序结构B）分支结构C）选择结构D）重复结构（15）以下关于结构化程序设计原那么和方法的使用的描述错误的选项是（）A）使用程序设计语言中的顺序、选择、循环等有限的控制结构表示程序的控制逻辑B）对程序设计语言中没有的基本控制结构，可以不局限于用基本结构来实现程序的逻辑C）程序语句组成容易识别的块，每块只有一个入口和一个出口D）严格限制GOTO语句的使用二、填空题（1）一般来讲，rii是指编写程序时所表现出的特点、习惯和逻辑思路。（2）注释通常放在每个程序的开头局部，它给出程序的整个说明。（3）在结构化程序设计中要学会使用程序设计语言中的顺序、循环等有限的控制结构来表示程序的控制逻辑。（4） 方法的基本原理是,使用现实世界的概念抽象地思考问题从而自然地解决问题。（5）面向对象方法中，数据以及可以对这些数据施加的所有操作封装在一起的统一体是15 o（6）类是一个支持集成的抽象数据类型，而对象是类的6。（7）在面向对象方法中，信息隐蔽是通过对象的ZL性来实现的。全真试题参考答案一、选择题(1) D (2) A (3) A (4) D(5) C(6) B (7) D (8) B (9) D(10) A(11) D(12) B (13) C (14) D(15) B二、填空题（1） 1程序设计风格（2） 2序言式（3） 3选择或分支（4） 4面向对象（5） 5对象（6） 6实例（7） 7封装第三章软件工程基础3. 1软件工程基本概念1、软件的相关概念计算机软件是包括程序、数据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,而不是物理实体，具有抽象性；2）软件的生产 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；4） 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，本钱昂贵；6）软件开发涉及诸多的社会因素。2、软件危机与软件工程软件工程源自软件危机。所谓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。具体的说，在软件开发和维护过程中，软件危机主要表现在：1）软件需求的增长得不到满足。用户对系统不满意的情况经常发生。2）软件开发本钱和进度无法控制。开发本钱超出预算，开发周期大大超过规定日期的情况 经常发生。3）软件质量难以保证。4）软件不可维护或维护程度非常低。5）软件的本钱不断提高。6）软件开发生产率的提高跟不上硬件的开展和应用需求的增长。总之，可以将软件危机可以归结为本钱、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。软件工程的目的就是要建造一个优良的软件系统,它所包含的内容概括为以下两点: 1）软件开发技术,主要有软件开发方法学、软件工具、软件工程环境。2）软件工程管理,主要有软件管理、软件工程经济学。软件工程的主要思想是将工II化原那么运用到软件开发过程，它包括3个要素：方法、工具和 过程。方法是完成软件工程工程的技术手段；工具是支持软件的开发、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转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。3、软件生命周期软件生命周期|：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、软件开发及软件运行维护三个阶段:1）软件定义阶段：包括制定计划和需求分析。制定计划：确定总目标；可行性研究；探讨解决方案；制定开发计划。需求分析：对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细的定义。2）软件开发阶段：软件设计：分为概要设计和详细设计两个局部。软件实现：把软件设计转换成计算机可以接受的程序代码。软件测试：在设计测试用例的基础上检验软件的各个组成局部。3）软件运行维护阶段：软件投入运行，并在使用中不断地维护，进行必要的扩充和删改。*：软件生命周期中所花费最多的阶段是软件运行维护阶段。4、软件工程的目标和与原那么（1）软件工程目标：在给定本钱、进度的前提下，开发出具有有效性、可靠性、可理解性、 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。（2）软件工程需要到达的基本目标应是：付出较低的开发本钱；到达要求的软件功能；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。（3）软件工程原那么：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。1）丽:抽象是事物最基本的特性和行为，忽略非本质细节，采用分层次抽象，自顶向下, 逐层细化的方法控制软件开发过程的复杂性。2） |信息隐蔽|：采用封装技术，将程序模块的实现细节隐蔽起来，使模块接口尽量简单。3） 座四：模块是程序中相对独立的成分，一个独立的编程单位，应有良好的接口定义。模块的大小要适中，模块过大会使模块内部的复杂性增加，不利于模块的理解和修改，也不局部化确定性一致性155局部化确定性一致性1554)5)6)7)8)5、利于模块的调试和重用；模块太小会导致整个系统表示过于复杂，不利于控制系统的复杂性。：保证模块间具有松散的耦合关系，模块内部有较强的内聚性。：软件开发过程中所有概念的表达应是确定、无歧义且规范的。：程序内外部接口应保持一致，系统规格说明与系统行为应保持一致。：软件系统不丧失任何重要成分，完全实现系统所需的功能。软件开发工具与软件开发环境可验证性：应遵循容易检查、测评、评审的原那么，以确保系统的正确性。软件开发工具软件开发工具的完善和开展将促使软件开发方法的进步和完善，促进软件开发的高速度和高 质量。软件开发工具的开展是从单项工具的开发逐步向集成工具开展的，软件开发工具为软 件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境。同时，软件开发方法的有效应用也必须 得到相应工具的支持，否那么方法将难以有效的实施。（2）软件开发环境软件开发环境（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。计算机辅助软件工程（CASE, Computer Aided Software Engineering）将各种软件工具、 开发机器和一个存放开发过程信息的中心数据库组合起来，形成软件工程环境。它将极大降 低软件开发的技术难度并保证软件开发的质量。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序设计理论。1、需求分析需求分析方法有：1）结构化需求分析方法；2）面向对象的分析方法。*： |需求分析|的任务就是导出目标系统的逻辑模型,解决“做什么”的问题。*：需求分析一般分为需求获取、需求分析、编写需求规格说明书和需求评审四个步骤进行。2、结构化分析方法结构化分析方法是结构化程序设计理论在软件需求分析阶段的应用。结构化分析方法的实质：着眼于数据流，自顶向下,逐层分解,建立系统的处理流程,以数 据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。结构化分析的常用工具：1）数据流图（DFD）； 2）数据字典（DD）； 3）判定树;4）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，是结构化分析方法中用于表示系统逻辑模型的一种工具。加工数据流 存储文件源、潭上图是数据流图的基本图形元素：逗（转换）：输入数据经加工变换产生输出。数据流|：沿箭头方向传送数据的通道，一般在旁边标注数据流名。存储文件| （数据源）：表示处理过程中存放各种数据的文件。源，潭|：表示系统和环境的接口，属系统之外的实体。画数据流图的基本步骤：自外向内，自顶向下，逐层细化，完善求精。以下图是一个数据流图的例如:帐卡以及精确的、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有共同的理解。*:数据字典的作用是对数据流图中出现的被命名的图形元素确实切解释。*:数据字典是结构化分析方法的核心。3、软件需求规格说明书（SRS）软件需求规格说丽|是需求分析阶段的最后成果,通过建立完整的信息描述、详细的功能 和行为描述、性能需求和设计约束的说明、合适的验收标准，给出对目标软件的各种需求。 3. 3结构化设计方法1、软件设计的基础*：需求分析主要解决“做什么”的问题，而软件设计主要解决“怎么做”的问题。从技术观点来看，软件设计包括软件结构设计、数据设计、接口设计、过程设计。结构设计数据设计接口设计过程设计：定义软件系统各主要部件之间的关系。：将分析时创立的模型转化为数据结构的定义。：描述软件内部、软件和协作系统之间以及软件与人之间如何通信。：把系统结构部件转换成软件的过程性描述。从工程角度来看，软件设计分两步完成，即概要设计和详细设计。概要设计|：又称结构设计，将软件需求转化为软件体系结构，确定系统级接口、全局数据 结构或数据库模式。详细设计|：确定每个模块的实现算法和局部数据结构，用适当方法表示算法和数据结构的 细节。软件设计的基本原理包括：型邃、模块化、信息隐蔽和模块独立性。1）抽象。抽象是一种思维工具，就是把事物本质的共同特性提取出来而不考虑其他细节。2）模块化。解决一个复杂问题时自顶向下逐步把软件系统划分成一个个较小的、相对独立 但又不相互关联的模块的过程。3）信息隐蔽。每个模块的实施细节对于其他模块来说是隐蔽的。4）模块独立性。软件系统中每个模块只涉及软件要求的具体的子功能，而和软件系统中其 他的模块的接口是简单的。* ：模块分解的主要指导思想是信息隐蔽和模块独立性。模块的耦合性和内聚性是衡量软件的模块独立性的两个定性指标。丙函性:是一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程度的度量。* ：按内聚性由弱到强排列，内聚可以分为以下几种：偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过 程内聚、通信内聚、顺序内聚及功能内聚。耐性:是模块间互相连接的紧密程度的度量。* ：按耦合性由高到低排列，耦合可以分为以下几种：内容耦合、公共耦合、外部耦合、控 制耦合、标记耦合、数据耦合以及非直接耦合。一个设计良好的软件系统应具有高内聚、低耦合的特征。在结构化程序设计中，模块划分的原那么是：模块内具有高内聚度，模块间具有低耦合度。2、总体设计（概要设计）和详细设计（1）总体设计（概要设计）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。常用的软件结构设计工具是结构图，也称程序结构图。程序结构图的基本图符：模块用一个矩形表示，箭头表示模块间的调用关系。在结构图中还可以用带注释的箭头表示 模块调用过程中来回传递的信息。还可用带实心圆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信息。一般模块数据信息控制信息(b)(b)叫fcI变赢块I(d)经常使用的结构图有四种模块类型：传入模块、传出模块、变换模块和协调模块。其表示形 式如以下图：传入横块I “A（a）1传入模块|传出模块变换模块协调模块它们的含义分别是: ：从下属模块取得数据，经处理再将其传送给上级模块。：从上级模块取得数据，经处理再将其传送给下属模块。：从上级模块取得数据，进行特定的处理，转换成其他形式，再传送给上级模块。：对所有下属模块进行协调和管理的模块。程序结构图的例图及有关术语列举如下:模块。 m： 扇入: 前:深度卜表示控制的层数。上级模块、附属模块：上、下两层模块a和b,且有a调用b,那么a是上级模块，b是附属 整体控制跨度（最大模块数的层）的表示。调用一个给定模块的模块个数。一个模块直接调用的其他模块数。原子模块：树中位于叶子结点的模块。 面向数据流的设计方法定义了一些不同的映射方法，利用这些方法可以把数据述图变换成结 构图表示软件的结构。数据流的类型：大体可以分为两种类型，变换型和事务型。A、变换型：变换型数据处理问题的工作过程大致分为三步，即取得数据、变换数据和输出 数据。变换型系统结构图由输入、中心变换、输出三局部组成。B、事务型：事务型数据处理问题的工作机理是接受一项事务，根据事务处理的特点和性质, 选择分派一个适当的处理单元，然后给出结果。（2）详细设计详细设计是为软件结构图中的每一个模块确定实现算法和局部数据结构，用某种选定的表达 工具表示算法和数据结构的细节。*：详细设计的任务是确定实现算法和局部数据结构，不同于编码或编程。常用的过程设计（即详细设计）工具有以下几种：图形工具：程序流程图、N-S （方盒图）、PAD （问题分析图）和HIPO （层次图+输入/处理/ 输出图）。表格工具：判定表。语言工具：PDL （伪码）3. 4软件测试1、软件测试定义：使用人工或自动手段来运行或测定某个系统的过程，其目的在于检验它 是否满足规定的需求或是弄清预期结果与实际结果之间的差异。* ：软件测试的目的：尽可能地多发现程序中的错送，不能也不可能证明程序没有错误。软 件测试的关键是设计测试用例,一个好的测试用例能找到迄今为止尚未发现的错误。2、软件测试方法：静态测试和动态测试。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，主要通过人 工进行。动态测试|：是基于计算机的测试，主要包括白盒测试方法和黑盒测试方法。（1）白盒测试白盒测试方法也称为结构测试或逻辑驱动测试。它是根据软件产品的内部工作过程，检查内 部成分，以确认每种内部操作符合设计规格要求。白盒测试的基本原那么：保证所测模块中每一独立路径至少执行一次；保证所测模块所有判断 的每一分支至少执行一次；保证所测模块每一循环都在边界条件和一般条件下至少各执行一 次；验证所有内部数据结构的有效性。* ：白盒测试法的测试用例是根据程序的内匏逻辑来设计的，主要用软件的单元测试,主要 方法有逻辑覆盖、基本路径测试等。A、逻辑覆盖。逻辑覆盖泛指一系列以程序内部的逻辑结构为基础的测试用例设计技术。通 常程序中的逻辑表示有判断、分支、条件等几种表示方法。语句覆盖：选择足够的测试用例，使得程序中每一个语句至少都能被执行一次。路径覆盖：执行足够的测试用例，使程序中所有的可能的路径都至少经历一次。判定覆盖：使设计的测试用例保证程序中每个判断的每个取值分支（T或F）至少经历一次。 条件覆盖：设计的测试用例保证程序中每个判断的每个条件的可能取值至少执行一次。 判断-条件覆盖：设计足够的测试用例，使判断中每个条件的所有可能取值至少执行一次， 同时每个判断的所有可能取值分支至少执行一次。* ：逻辑覆盖的强度依次是：语句覆盖路径覆盖判定覆盖条件覆盖判断-条件覆盖。B、基本路径测试。其思想和步骤是，根据软件过程性描述中的控制流程确定程序的环路复 杂性度量，用此度量定义基本路径集合，并由此导出一组测试用例，对每一条独立执行路径 并简称为结点；为了进一步表示各数据元素之间的前后件关系，对于关系R中的每一个二元 组，用一条有向线段从前件结点指向后件结点。4、数据结构分为两大类型：线性结构和非线性结构。（1） |线性结构| （非空的数据结构）条件：1）有且只有一个根结点；2）每一个结点最多有 一个前件，也最多有一个后件。*：常见的线性结构有线性表、栈、队列和线性链表等。（2） |非线性结构|：不满足线性结构条件的数据结构。*：常见的非线性结构有树、二叉树和图等。1. 3线性表及其顺序存储结构1、|线性表|由一组数据元素构成,数据元素的位置只取决于自己的序号，元素之间的相对位 置是线性的。线性表是由n（n/。个数据元素组成的一个有限序列，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 素的个数称为线性表的长度。线性表可以为空表。* ：线性表是一种存储结构，它的存储方式：顺序和链式。2、线性表的顺序存储结构具有两个基本特点：（1）线性表中所有元素所占的存储空间是连 续的；（2）线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。* ：由此可以看出，在线性表的顺序存储结构中，其前后件两个元素在存储空间中是紧邻的, 且前件元素一定存储在后件元素的前面，可以通过计算机直接确定第i个结点的存储地址。 3、顺序表的插入、删除运算（1）顺序表的插入运算：在一般情况下，要在第i （IWiWn）个元素之前插入一个新元素 时，首先要从最后一个（即第n个）元素开始，直到第i个元素之间共n-i+l个元素依次向 后移动一个位置，移动结束后，第i个位置就被空出，然后将新元素插入到第i项。插入结 束后，线性表的长度就增加了 lo：顺性表的插入运算时需要移动元素，在等概率情况下，平均需要移动n/2个元素。（2）顺序表的删除运算：在一般情况下，要删除第i （IWiWn）个元素时，那么要从第i+1 个元素开始，直到第n个元素之间共n-i个元素依次向前移动一个位置。删除结束后，线性 表的长度就减小了 lo：进行顺性表的删除运算时也需要移动元素，在等概率情况下，平均需要移动（n-l） /2 个元素。插入、删除运算不方便。* .4栈和队列1、栈及其基本运算阀是限定在一端进行插入与删除运算的线性表。在栈中，允许插入与删除的一端称为栈顶，不允许插入与删除的另一端称为栈底。栈顶元素 总是最后被插入的元素，栈底元素总是最先被插入的元素。即栈是按照“先进后出”或“后 进先出”的原那么组织数据的。栈具有记忆作用。栈的基本运算：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。栈的存储方式和线性表类似，也有两种，即顺序栈和链式栈。2、队列及其基本运算回是指允许在一端（队尾）进入插入，而在另一端（队头）进行删除的线性表。尾指针 （Rear）指向队尾元素，头指针（front）指向排头元素的前一个位置（队头）。队列是“先进先出”或“后进后出”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：从队头删除一个元素。进行测试。(2)黑盒测试黑盒测试方法也称为功能测试或数据驱动测试。黑盒测试是对软件已经实现的功能是查遒足 需求进行测试和验证。黑盒测试主要诊断功能不对或遗漏、接口错误、数据结构或外部数据库访问错误、性能错误、 初始化和终止条件错误。黑盒测试不关心程序内部的逻辑，只是根据程序的功能说明来设计测试用例,主要方法有笠 价类划分法、边界值分析法、错误推测法等,主要用软件确实认测试。A、|等价类划分法|。这是一种典型的黑盒测试方法，它是将程序的所有可能的输入数据划分 成假设干局部(及假设干等价类)，然后从每个等价类中选取数据作为测试用例。B、|边界值分析法|。它是对各种输入、输出范围的边界情况设计测试用例的方法。C、|错误推测法人们可以靠经验和直觉推测程序中可能存在的各种错误，从而有针对性地 编写检查这些错误的用例。3、软件测试过程一般按4个步骤进行：单元测试、集成测试、确认测试和系统测试。(1)单元测试单元测试|是对软件设计的最小单位模块(程序单元)进行正确性检测的测试，目的是 发现各模块内部可能存在的各种错误。单元测试根据程序的内部结构来设计测试用例,其依据是详细设计说明书和源程序。单元测 试的技术可以采用静态分析和动态测试。对动态测试通常以亘盒测试为主，辅之以黑盒测试。 单元测试的内容包括：模块接口测试、局部数据结构测试、错误处理测试和边界测试。*：在进行单元测试时，要用一些辅助模块去模拟与被测模块相联系的其他模块，即为被测 模块设计和搭建驱动模块和桩模块。其中，|驱动模块|相当于被测模块的主程序,它接收测 试数据，并传给被测模块，输出实际测试结果；而|桩模块|是模拟其他被调用模块,不必将 子模块的所有功能带入。(2)集成测试集成测试|是测试和组装软件的过程,它是把模块在按照设计要求组装起来的同时进行测试, 主要目的是发现与接口有关的错误。集成测试的依据是概要设计说明书。集成测试所涉及的内容包括：软件单元的接口测试、全局数据结构测试、边界条件和非法输 入的测试等。集成测试通常采用两种方式：非增量方式组装与增量方式组装。非增量方式组装|：也称为一次性组装方式。首先对每个模块分别进行模块测试，然后再把 所有模块组装在一起进行测试，最终得到要求的软件系统。增量方式组装卜又称渐增式集成方式。首先对一个个模块进行模块测试，然后将这些模块 逐步组装成较大的系统，在组装的过程中边连接边测试，以发现连接过程中产生的问题。最 后通过增殖逐步组装成要求的软件系统。增量方式组装又包括自顶向下、自底向上、自顶向 下与自底向上相结合等三种方式。(3)确认测试那么型回的任务是验证软件的有效性,即验证软件的功能和性能及其他特性是否与用户的 要求一致。确认测试的主要依据是软件需求规格说明书。确认测试主要运用黑盒测试法。(4)系统测试系统测试I的目的在于通过与系统的需求定义进行比拟，发现软件与系统定义不符合或与之 矛盾的地方。系统测试的测试用例应根据需求分析规格说明来设计,并在实