2023年二级公共基础总结.doc

二级公共基础知识总结

第一章 数据构造和算法
1.1 算法
算法：是指解题方案对的而完整描述。
算法不等于程序，也不等计算机措施，程序编制不也许优于算法设计。
算法基础特性：是一组严谨地定义运算次序规则，每一种规则所有是有效，是明确，本次序将在有限次数下终止。特性包括：
（1）可行性；
（2）确定性，算法中每一环节所有必需有明确定义，不充许有模棱两可解释，不许可有多义性；
（3）有穷性，算法必需能在有限时间内做完，即能在实行有限个环节后终止，包括合理实行时间含义；
（4）拥有足够情报。
算法基础要素：一是对数据对象运算和操作；二是算法控制构造。
指令系统：一种计算机系统能实行所有指令集合。
基础运算包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传播。
算法控制构造：次序构造、选择构造、循环构造。
算法基础设计措施：列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。
算法复杂度：算法时间复杂度和算法空间复杂度。
算法时间复杂度是指实行算法所需要计算工作量。
算法空间复杂度是指实行这个算法所需要内存空间。
1.2 数据构造基础基础概念
数据构造研究三个方面：
（1）数据集合中各数据元素之间所固有逻辑关系，即数据逻辑构造；
（2）在对数据进行处理时，各数据元素在计算机中寄存关系，即数据寄存构造；
（3）对多种数据构造进行运算。
数据构造是指互相有关联数据元素集合。
数据逻辑构造包括：
（1）表达数据元素信息；
（2）表达各数据元素之间前后件关系。
数据寄存构造有次序、链接、索引等。
线性构造条件：
（1）有且只有一种根结点；
（2）每一种结点最多有一种前件，也最多有一种后件。
非线性构造：不满足线性构造条件数据构造。
1．3 线性表及另一方面序寄存构造
线性表是由一组数据元素构成，数据元素位置只取决于自己序号，元素之间相对位置是线性。
在复杂线性表中，由若干项数据元素构成数据元素称为记录，而由多种记录构成线性表又称为文献。
非空线性表构造特性：
（1）且只有一种根结点a1，它无前件；
（2）有且只有一种终端结点an，它无后件；
（3）除根结点和终端结点外，其他所有结点有且只有一种前件，也有且只有一种后件。结点个数n称为线性表长度，当n=0时，称为空表。
线性表次序寄存构造具有如下两个基础特点：
（1）线性表中所有元素所占寄存空间是持续；
（2）线性表中各数据元素在寄存空间中是按逻辑次序依次寄存。
ai寄存地址为：ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)k,，ADR(a1)为第一种元素地址，k代表每个元素占字节数。
次序表运算：插入、删除。 （详见14--16页）
1．4 栈和队列
栈是限定在一端进行插入和删除线性表，许可插入和删除一端称为栈顶，不许可插入和删除另一端称为栈底。
栈根据“优秀后出”（FILO）或“后进先出”（LIFO）组织数据，栈具有记忆作用。用top表达栈顶位置，用bottom表达栈底。
栈基础运算：（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种指定变量，此时指针无变化。
队列是指许可在一端（队尾）进入插入，而在另一端（队头）进行删除线性表。Rear指针指向队尾，front指针指向队头。
队列是“优秀行出”（FIFO）或“后进后出”（LILO）线性表。
队列运算包括（1）入队运算：从队尾插入一种元素；（2）退队运算：从队头删除一种元素。
循环队列：s=0表达队列空，s=1且front=rear表达队列满
1．5 线性链表
数据构造中每一种结点对应于一种寄存单元，这种寄存单元称为寄存结点，简称结点。
结点由两部分构成：（1）用于寄存数据元素值，称为数据域；（2）用于寄存指针，称为指针域，用于指向前一种或后一种结点。
在链式寄存构造中，寄存数据构造寄存空间可以不持续，各数据结点寄存次序和数据元素之间逻辑关系可以不一致，而数据元素之间逻辑关系是由指针域来确定。
链式寄存措施即可用于表达线性构造，也可用于表达非线性构造。
线性链表，HEAD称为头指针，HEAD=NULL（或0）称为空表，假如是两指针：左指针（Llink）指向前件结点，右指针（Rlink）指向后件结点。
线性链表基础运算：查找、插入、删除。
1．6 树和二叉树
树是一种简朴非线性构造，所有元素之间具有明显层次特性。
在树构造中，每一种结点只有一种前件，称为父结点，没有前件结点只有一种，称为树根结点，简称树根。每一种结点可以有多种后件，称为该结点子结点。没有后件结点称为叶子结点。
在树构造中，一种结点所拥有后件个数称为该结点度，所有结点中最大度称为树度。树最大层次称为树深度。
二叉树特点：（1）非空二叉树只有一种根结点；（2）每一种结点最多有两棵子树，且分别称为该结点左子树和右子树。
二叉树基础性质：
（1）在二叉树第k层上，最多有2k-1(k≥1)个结点；
（2）深度为m二叉树最多有2m-1个结点；
（3）度为0结点（即叶子结点）总是比度为2结点多一种；
（4）具有n个结点二叉树，其深度至少为[log2n]+1,其中[log2n]表达取log2n整数部分；
（5）具有n个结点完全二叉树深度为[log2n]+1；
（6）设完全二叉树共有n个结点。假如从根结点开始，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=1,2….n），有如下结论：
①若k=1，则该结点为根结点，它没有父结点；若k>1，则该结点父结点编号为INT(k/2)；
②若2k≤n，则编号为k结点左子结点编号为2k；否则该结点无左子结点（也无右子结点）；
③若2k+1≤n，则编号为k结点右子结点编号为2k+1；否则该结点无右子结点。
满二叉树是指除最终一层外，每一层上所有结点有两个子结点，则k层上有2k-1个结点深度为m满二叉树有2m-1个结点。
完全二叉树是指除最终一层外，每一层上结点数均达到最大值，在最终一层上只缺乏右边若干结点。
二叉树寄存构造采用链式寄存构造，对于满二叉树和完全二叉树可以按层序进行次序寄存。
二叉树遍历：
（1）前序遍历（DLR），首先访问根结点，然后遍历左子树，最终遍历右子树；
（2）中序遍历（LDR），首先遍历左子树，然后访问根结点，最终遍历右子树；
（3）后序遍历（LRD）首先遍历左子树，然后访问遍历右子树，最终访问根结点。
1．7 查找技术
次序查找使用状况：（1）线性表为无序表；（2）表采用链式寄存构造。
二分法查找只适合用于次序寄存有序表，对于长度为n有序线性表，最坏状况只需比较log2n次。
1．8 排序技术
排序是指将一种无序序列整顿成按值非递减次序排列有序序列。
互换类排序法：（1）冒泡排序法，需要比较次数为n(n-1)/2； （2）迅速排序法。
插入类排序法：（1）简朴插入排序法，最坏状况需要n(n-1)/2次比较；（2）希尔排序法，最坏状况需要O(n1.5)次比较。
选择类排序法：（1）简朴选择排序法, 最坏状况需要n(n-1)/2次比较；（2）堆排序法，最坏状况需要O(nlog2n)次比较。

第二章程序设计基础
2．1 程序设计设计措施和风格
怎样形成良好程序设计风格
1、源程序文档化； 2、数听阐明措施；3、语句构造； 4、输入和输出。
注释分序言性注释和功能性注释，语句构造清晰第一、效率第二。
2．2 构造化程序设计
构造化程序设计措施四条原则是：1. 自顶向下；2. 逐渐求精；3.模块化；4.限制使用goto语句。
构造化程序基础构造和特点：
（1）次序构造：一种简朴程序设计，最基础、最常见构造；
（2）选择构造：又称分支构造，包括简朴选择和多分支选择构造，可根据条件，鉴定应当选择哪一条分支来实行对应语句序列；
（3）循环构造：可根据给定条件，鉴定与否需要反复实行某一相似程序段。
2．3 面向对象程序设计
面向对象程序设计：以60年代末挪威奥斯陆大学和挪威计算机中心研制SIMULA语言为标志。
面向对象措施长处：
（1）和人类习惯思维措施一致；（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。
对象是面向对象措施中最基础概念，可以用来表达客观世界中任何实体，对象是实体抽象。
面向对象程序设计措施中对象是系统中用来描述客观事物一种实体，是构成系统一种基础单位，由一组表达其静态特性属性和它可实行一组操作构成。
属性即对象所包括信息，操作描述了对象实行功能，操作也称为措施或服务。
对象基础特点：
（1）标识惟一性；（2）分类性；（3）多态性；（4）封装性；（5）模块独立性好。
类是指具有共同属性、共同措施对象集合。因此类是对象抽象，对象是对应类一种实例。
消息是一种实例和另一种实例之间传播信息。
消息构成包括（1）接受消息对象名称；（2）消息标识符，也称消息名；（3）零个或多种参数。
继承是指可以直接获得已经有性质和特性，而不必反复定义她们。
继承分单继承和多重继承。单继承指一种类只许可有一种父类，多重继承指一种类许可有多种父类。
多态性是指同样消息被不同样对象接受时可导致完全不同样行动现象
第三章软件工程基础
3．1 软件工程基础概念
计算机软件是包括程序、数据及有关文档完整集合。
软件特点包括：
（1）软件是一种逻辑实体；
（2）软件生产和硬件不同样，它没有明显制作过程；
（3）软件在运行、有效期间不存在磨损、老化问题；
（4）软件开发、运行对计算机系统具有依托性，受计算机系统限制，这导致了软件移植问题；
（5）软件复杂性高，成本昂贵；
（6）软件开发包括诸多社会原因。
软件按功能分为应用软件、系统软件、支撑软件（或工具软件）。
软件危机关键表目前成本、质量、生产率等问题。
软件工程是应用于计算机软件定义、开发和维护一整套措施、工具、文档、实践原则和工序。
软件工程包括3个要素：措施、工具和过程。
软件工程过程是把软件转化为输出一组互相有关资源和活动，包括4种基础活动：
（1）P——软件规格阐明；（2）D——软件开发；（3）C——软件确定；（4）A——软件演进。
软件周期：软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退伍过程。
软件生命周期三个阶段:软件定义、软件开发、运行维护，关键活动阶段是：
（1）可行性研究和计划制定；（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。
软件工程目的和和原则：
目的：在给定成本、进度前提下，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顾客需求产品。
基础目的：付出较低开发成本；达到规定软件功能；获得很好软件性能；开发软件易于移植；需要较低费用；能准时完毕开发，立即交付使用。
基础原则：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。
软件工程理论和技术性研究内容关键包括：软件开发技术和软件工程管理。
软件开发技术包括：软件开发措施学、开发过程、开发工具和软件工程环境。
软件工程管理包括：软件管理学、软件工程经济学、软件心理学等内容。
软件管理学包括人员组织、进度安排、质量保证、配置管理、项目计划等。
软件工程原则包括抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性和可验证性。
3．2 构造化分析措施
构造化措施关键和基础是构造化程序设计理论。
需求分析措施有（1）构造化需求分析措施； （2）面向对象分析措施。
从需求分析建立模型特性来分：静态分析和动态分析。
构造化分析措施实质：着眼于数据流，自顶向下，逐层分解，建立系统处理环节，以数据流图和数据字典为关键工具,建立系统逻辑模型。
构造化分析常见工具
（1）数据流图； （2）数据字典； （3）鉴定树； （4）鉴定表。
数据流图：描述数据处理过程工具，是需求理解逻辑模型图形表达，它直接支持系统功能建模。
数据字典：对所有和系统有关数据元素一种有组织列表，和对的、严格定义，使得顾客和系统分析员对于输入、输出、寄存成分和中间计算成果有共同理解。
鉴定树：从问题定义文字描述中分清哪些是鉴定条件，哪些是鉴定结论，根据描述材料中连接词找出鉴定条件之间从属关系、并列关系、选择关系，根据它们构造鉴定树。
鉴定表：和鉴定树相似，当数据流图中加工要依托于多种逻辑条件取值，即完毕该加工一组动作是由于某一组条件取值组合而引起，使用鉴定表描述比较合适。
数据字典是构造化分析关键。
软件需求规格阐明书特点：
（1）对的性；（2）无岐义性；（3）完整性；（4）可验证性；（5）一致性；（6）可理解性；（7）可追踪性。
3．3 构造化设计措施
软件设计基础目的是用比较抽象概括措施确定目的系统怎样完毕预定任务，软件设计是确定系统物理模型。
软件设计是开发阶段最关键环节，是将需求对的地转化为完整软件产品或系统唯一途径。
从技术见解来看，软件设计包括软件构造设计、数据设计、接口设计、过程设计。
构造设计：定义软件系统各关键部件之间关系。
数据设计：将分析时创立模型转化为数据构造定义。
接口设计：描述软件内部、软件和协作系统之间和软件和人之间怎样通信。
过程设计：把系统构造部件转换成软件过程描述。
从工程管理角度来看：概要设计和详细设计。
软件设计一般过程：软件设计是一种迭代过程；优秀行高层次构造设计；后进行低层次过程设计；穿插进行数据设计和接口设计。
衡量软件模块独立性使用耦合性和内聚性两个定性度量原则。
在程序构造中各模块内聚性越强，则耦合性越弱。优秀软件应高内聚，低耦合。
软件概要设计基础任务是：
（1）设计软件系统构造； （2）数据构造及数据库设计；
（3）编写概要设计文档； （4）概要设计文档评审。
模块用一种矩形表达，箭头表达模块间调用关系。
在构造图中还可以用带注释箭头表达模块调用过程中来回传播信息。还可用带实心圆箭头表达传播是控制信息，空心圆箭心表达传播是数据。
构造图基础形式：基础形式、次序形式、反复形式、选择形式。
构造图有四种模块类型：传入模块、传出模块、变换模块和协调模块。
经典数据流类型有两种：变换型和事务型。
变换型系统构造图由输入、中心变换、输出三部分构成。
事务型数据流特点是：接受一项事务，根据事务处理特点和性质，选择分派一种合适处理单元，然后给出成果。
详细设计：是为软件构造图中每一种模块确定实现算法和局部数据构造，用某种选定表达工具表达算法和数据构造细节。
常见过程设计工具有：图形工具（程序环节图）、表格工具（鉴定表）、语言工具（PDL）。
3．4 软件测试
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过程，其目的在于检查它与否满足规定需求或是弄清预期成果和实际成果之间差异。
软件测试目的：发现错误而实行程序过程。
软件测试措施：静态测试和动态测试。
静态测试包括代码检查、静态构造分析、代码质量度量。不实际运行软件，关键通过人工进行。
动态测试：是基础计算机测试，关键包括白盒测试措施和黑盒测试措施。
白盒测试：在程序内部进行，关键用于完毕软件内部CAO作验证。关键措施有逻辑覆盖、基础基途径测试。
黑盒测试：关键诊断功能不对或遗漏、界面错误、数据构造或外部数据库访问错误、性能错误、初始化和终止条件错，用于软件确定。关键措施有等价类划分法、边界值分析法、错误推测法、因果图等。
软件测试过程一般按4个环节进行：单元测试、集成测试、验收测试（确定测试）和系统测试。
3．5 程序调试
程序调试任务是诊断和改正程序中错误，关键在开发阶段进行。
程序调试基础环节：
（1）错误定位；
（2）修改设计和代码，以排除错误；
（3）进行回归测试，防止引进新错误。
软件调试可分表静态调试和动态调试。静态调试关键是指通过人思维来分析源程序代码和排错，是关键设计手段，而动态调试是辅助静态调试。关键调试措施有：
（1）强行排错法；
（2）回溯法；
（3）原因排除法。
第四章 数据库设计基础
4．1 数据库系统基础概念
数据：实际上就是描述事物符号记录。
数据特点：有一定构造，有型和值之分，如整型、实型、字符型等。而数据值给出了符合定型值，如整型值15。
数据库：是数据集合，具有统一构造形式并寄存于统一寄存介质内，是多种应用数据集成，并可被各个应用程序共享。
数据库寄存数据是按数据所提供数据模式寄存，具有集成和共享特点。
数据库管理系统：一种系统软件，负责数据库中数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等，是数据库关键。
数据库管理系统功能：
（1）数据模式定义：即为数据库构建其数据框架；
（2）数据存取物理构建：为数据模式物理存取和构建提供有效存取措施和手段；
（3）数据操纵：为顾客使用数据库数据提供以便，如查询、插入、修改、删除等和简朴算术运算及记录；（4）数据完整性、安生性定义和检查；（5）数据库并发控制和故障恢复；（6）数据服务：如拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。
为完毕以上六个功能，数据库管理系统提供如下数据语言：
（1）数据定义语言：负责数据模式定义和数据物理存取构建；
（2）数据操纵语言：负责数据操纵，如查询和增、删、改等；
（3）数据控制语言：负责数据完整性、安全性定义和检查和并发控制、故障恢复等。
数据语言按其使用措施具有两种构造形式：交互式命令(又称自含型或自主型语言)宿主型语言（一般可嵌入某些宿主语言中）。
数据库管理员：对数据库进行计划、设计、维护、监视等专业管理人员。
数据库系统：由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件）五个部分构成运行实体。
数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界面三者构成。
文献系统阶段：提供了简朴数据共享和数据管理能力，不过它无法提供完整、统一、管理和数据共享能力。
层次数据库和网状数据库系统阶段 ：为统一和共享数据提供了有力支撑。
关系数据库系统阶段
数据库系统基础特点：数据集成性 、数据高共享性和低冗余性 、数据独立性（物理独立性和逻辑独立性）、数据统一管理和控制。
数据库系统三级模式：
（1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑构造描述，全体顾客公共数据视图；
（2）外模式：也称子模式和顾客模式。是顾客数据视图，也就是顾客所见到数据模式；
（3）内模式：又称物理模式，它给出了数据库物理寄存构造和物理存取措施。
数据库系统两级映射：（1）概念模式到内模式映射；（2）外模式到概念模式映射。
4.2 数据模型
数据模型概念：是数据特性抽象，从抽象层次上描述了系统静态特性、动态行为和约束条件，为数据库系统信息表和操作提供一种抽象框架。描述了数据构造、数据操作及数据约束。
E-R模型基础概念
（1）实体：现实世界中事物；（2）属性：事物特性；（3）联络：现实世界中事物间关系。实体集关系有一对一、一对多、多对多联络。
E-R模型三个基础概念之间联接关系：实体是概念世界中基础单位，属性有属性域，每个实体可取属性域内值。一种实体所有属性值叫元组。
E-R模型图示法：（1）实体集表达法； （2）属性表法； （3）联络表达法。
层次模型基础构造是树形构造，具有如下特点：
（1）每棵树有且仅有一种无双亲结点，称为根；
（2）树中除根外所有结点有且仅有一种双亲。
从图论上看，网状模型是一种不加任何条件限制无向图。
关系模型采用二维表来表达，简称表，由表框架及表元组构成。一种二维表就是一种关系。
在二维表中凡能唯一标识元组最小属性称为键或码。从所有侯选健中选择一种作为顾客使用键称主键。表A中某属性是某表B键，则称该属性集为A外键或外码。
关系中数据约束：
（1）实体完整性约束：约束关系主键中属性值不能为空值；
（2）参照完全性约束：是关系之间基础约束；
（3）顾客定义完整性约束：它反应了详细应用中数据语义规定。
4.3关系代数
关系数据库系统特点之一是它建立在数据理论基础之上，有诸多数据理论可以表达关系模型数据操作，其中最为著名是关系代数和关系演算。
关系模型基础运算：
（1）插入 （2）删除 (3)修改 （4）查询（包括投影、选择、笛卡尔积运算）
4.4 数据库设计和管理
数据库设计是数据应用关键。
数据库设计两种措施：
（1）面向数据：以信息需求为主，兼顾处理需求；
（2）面向过程：以处理需求为主，兼顾信息需求。
数据库生命周期：需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段、深入修改阶段。
需求分析常见构造析措施和面向对象措施。构造化分析（简称SA）措施用自顶向下、逐层分解措施分析系统。用数据流图表达数据和处理过程关系。对数据库设计来讲，数据字典是进行详细数据搜集和数据分析所获得关键成果。
数据字典是各类数据描述集合，包括5个部分：数据项、数据构造、数据流（可以是数据项，也可以是数据构造）、数据寄存、处理过程。
数据库概念设计目的是分析数据内在语义关系。设计措施有两种
（1）集中式模式设计法（适合用于小型或并不复杂单位或部门）；
（2）视图集成设计法。
设计措施：E-R模型和视图集成。
视图设计一般有三种设计次序：自顶向下、由底向上、由内向外。
视图集成多种冲突：命名冲突、概念冲突、域冲突、约束冲突。
关系视图设计：关系视图设计又称外模式设计。
关系视图关键作用：（1）提供数据逻辑独立性；（2）能适应顾客对数据不同样需求；（3）有一定数据保密功能。
数据库物理设计关键目的是对数据内部物理构造作调整并选择合理存取途径，以提高数据库访问速度有效运用寄存空间。一般RDBMS中留给顾客参与物理设计内容大体有索引设计、集成簇设计和分区设计。
数据库管理内容：
（1）数据库建立；（2）数据库调整；（3）数据库重组；（4）数据库安全性和完整性控制；（5）数据库故障恢复；（6）数据库监控。