計(jì)算機(jī)二級公共基礎(chǔ)知識(計(jì)算機(jī)二級公共基礎(chǔ)知識都一樣嗎)

第一章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

【考點(diǎn)1】算法的基本概念

1、算法：是指一組有窮的指令集，是解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。算法不等于程序，也不等于計(jì)算方法。

2、算法的基本特征：

1）確定性，算法中每一步驟都必須有明確定義，不允許有多義性；

2）有窮性，算法必須能在有限的時(shí)間內(nèi)做完，即能在執(zhí)行有限個(gè)步驟后終止；

3）可行性，算法原則上能夠精確地執(zhí)行；

4）擁有足夠的情報(bào)。

3、算法的組成要素：一個(gè)算法由數(shù)據(jù)對象的運(yùn)算和操作以及其控制結(jié)構(gòu)這兩部分組成。

4、算法的基本運(yùn)算和操作：算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算，關(guān)系運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳輸。

5、算法的基本控制結(jié)構(gòu)：順序，選擇，循環(huán)。

6、算法基本設(shè)計(jì)方法：列舉法、歸納法、遞推、遞歸、減半遞推技術(shù)。

【考點(diǎn)2】算法的復(fù)雜度

1、算法效率的度量——算法的復(fù)雜度：時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

1）算法時(shí)間復(fù)雜度：指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量。通常，一個(gè)算法所用的時(shí)間包括編譯時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間。

2）算法空間復(fù)雜度：指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。包括算法程序所占的空間，輸入的初始數(shù)據(jù)所占的空間，算法執(zhí)行過程中所需的額外空間。

空間復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度并不相關(guān)。

【考點(diǎn)3】數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念

數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是客觀事物的符號表示，是能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算程序識別和處理的符號的總稱，如文檔，聲音，視頻等。

數(shù)據(jù)元素：數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)的基本單位。

數(shù)據(jù)對象：數(shù)據(jù)對象是性質(zhì)相同的數(shù)據(jù)元素的集合。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是指由某一數(shù)據(jù)對象中所有數(shù)據(jù)成員之間的關(guān)系組成的集合。

【考點(diǎn)4】邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可分為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)。

1）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是對數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系的描述，與數(shù)據(jù)的存儲無關(guān)，是面向問題的，是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)的。它包括數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)對象之間的關(guān)系。

2）數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)也稱為數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，是數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存放的方式，是面向計(jì)算機(jī)的，它包括數(shù)據(jù)元素的存儲方式和關(guān)系的存儲方式。

2、存儲結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)的關(guān)系：一種數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)可以表示成多種存儲結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)不一定一一對應(yīng)。

3、常見的存儲結(jié)構(gòu)有：順序，鏈接，索引等。采用不同的存儲結(jié)構(gòu)其數(shù)據(jù)處理的效率是不同的。

【考點(diǎn)5】線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)

1、線性結(jié)構(gòu)的條件（一個(gè)非空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))：（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。

2、非線性結(jié)構(gòu)：不滿足線性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

棧、隊(duì)列、雙向鏈表是線性結(jié)構(gòu)，樹、二叉樹為非線性結(jié)構(gòu)。

【考點(diǎn)6】線性表及其順序存儲結(jié)構(gòu)

1、線性表是由一組數(shù)據(jù)元素構(gòu)成，數(shù)據(jù)元素的位置只取決于自己的序號，元素之間的相對位置是線性的。

2、在復(fù)雜線性表中，由若干項(xiàng)數(shù)據(jù)元素組成的數(shù)據(jù)元素稱為記錄；由多個(gè)記錄構(gòu)成的線性表稱為文件。

3、非空線性表的結(jié)構(gòu)特征：

（1）有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)a1，它無前件；

（2）有且只有一個(gè)終端結(jié)點(diǎn)an，它無后件；

（3）除根結(jié)點(diǎn)與終端結(jié)點(diǎn)外，其他所有結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)前件，也有且只有一個(gè)后件。

結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)n稱為線性表的長度，當(dāng)n=0時(shí)，稱為空表。

4、線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)具有以下兩個(gè)基本特點(diǎn)：

（1）線性表中所有元素所占的存儲空間是連續(xù)的；

（2）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。

元素ai的存儲地址為：ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)*k，ADR(a1)為第一個(gè)元素的地址，k代表每個(gè)元素占的字節(jié)數(shù)。

5、順序表的運(yùn)算：查找、插入、刪除。

【考點(diǎn)7】線性鏈表

線性鏈表是線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)對應(yīng)于一個(gè)存儲單元，這種存儲單元稱為存儲結(jié)點(diǎn)，簡稱結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：(1) 用于存儲數(shù)據(jù)元素值，稱為數(shù)據(jù)域；(2) 用于存放指針，稱為指針域，用于指向前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)。

在鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)中，存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲空間可以不連續(xù)，各數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的存儲順序與數(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)系是由指針域來確定的。

鏈?zhǔn)酱鎯Ψ绞郊瓤捎糜诒硎揪€性結(jié)構(gòu)，也可用于表示非線性結(jié)構(gòu)。

線性單鏈表中，HEAD稱為頭指針，HEAD=NULL（或0）稱為空表。

雙向鏈表有兩個(gè)指針：左指針（Llink）指向前件結(jié)點(diǎn)，右指針（Rlink）指向后件結(jié)點(diǎn)。

循環(huán)鏈表：循環(huán)鏈表與單鏈表的不同的是它的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域存放的事指向第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針而單鏈表存放的是空指針。

線性鏈表的基本運(yùn)算：查找、插入、刪除。

【考點(diǎn)8】棧

1、棧的基本概念

棧是一種特殊的線性表，只允許在表的一端進(jìn)行插入和刪除的線性表；插入，刪除的一端為棧頂，另一端為棧底；當(dāng)表中沒有元素時(shí)為空棧。

棧是一種后進(jìn)先出（或先進(jìn)后出Last In First Out）的線性表。棧具有記憶功能。棧的實(shí)例：火車調(diào)度，子彈夾。

2、棧的存儲結(jié)構(gòu)

順序存儲結(jié)構(gòu)：用一組地址連續(xù)的存儲單元即一維數(shù)組來存儲；

鏈?zhǔn)酱鎯Γ河镁€性鏈表來存儲；

3、棧的基本運(yùn)算

(1) 入棧運(yùn)算，在棧頂位置插入元素；

(2) 退棧運(yùn)算，刪除元素(取出棧頂元素并賦給一個(gè)指定的變量)；

(3) 讀棧頂元素，將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量，此時(shí)指針無變化。

【考點(diǎn)9】隊(duì)列

1.隊(duì)列的基本概念

隊(duì)列是一種特殊的線性表，只允許在表的一端插入，在另一端刪除，允許插入的一端是隊(duì)尾（rear），允許刪除的一端為隊(duì)頭（front）；當(dāng)表中沒有元素是空隊(duì)列；隊(duì)列是一種先進(jìn)先出的線性表。(FIFO)

2、隊(duì)列的存儲結(jié)構(gòu)

順序存儲：一維數(shù)組。

鏈?zhǔn)酱鎯Γ壕€性鏈表。

3、隊(duì)列的運(yùn)算:

(1) 入隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)尾插入一個(gè)元素； (2) 退隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)頭刪除一個(gè)元素。

4、隊(duì)列的順序存儲結(jié)構(gòu)一般采用循環(huán)隊(duì)列的形式。循環(huán)隊(duì)列s=0表示隊(duì)列為空；s=1且front=rear表示隊(duì)滿。

5、計(jì)算循環(huán)隊(duì)列的元素個(gè)數(shù)：“尾指針減頭指針”，若為負(fù)數(shù)，再加其容量即可。

【考點(diǎn)10】樹的基本概念

樹是一種非線性結(jié)構(gòu)，是n個(gè)結(jié)點(diǎn)的有限集。當(dāng)n=0 時(shí)為空樹，n>0時(shí)為非空樹。結(jié)點(diǎn)的度：結(jié)點(diǎn)所擁有的子樹的個(gè)數(shù)。

葉子結(jié)點(diǎn)：度為0的結(jié)點(diǎn)。

分支結(jié)點(diǎn)：除葉子結(jié)點(diǎn)以外的結(jié)點(diǎn)。

結(jié)點(diǎn)的層次：根結(jié)點(diǎn)在第一層，同一層上左右結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)在下一層。

樹的深度：所處層次最大的那個(gè)結(jié)點(diǎn)的層次。

樹的度：樹中所有結(jié)點(diǎn)的度的最大值。

【考點(diǎn)11】二叉樹及其基本性質(zhì)

1、二叉樹的概念

二叉樹是一種特殊的樹形結(jié)構(gòu)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)最多只有兩棵子樹，且有左右之分不能互換，因此，二叉樹有五種不同的形態(tài)。

2、二叉樹的性質(zhì)

性質(zhì)1 在二叉樹的第k層上，最多有2k-1(k≥1）個(gè)結(jié)點(diǎn)。

性質(zhì)2 深度為m的二叉樹最多有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。

性質(zhì)3 在任意一棵二叉樹中，度為0的結(jié)點(diǎn)（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，其深度不小于[log2n]+1,其中[log2n]表示為log2n的整數(shù)部分。

【考點(diǎn)12】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(diǎn)都有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)。在滿二叉樹中，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)都達(dá)到最大值，即在滿二叉樹的第k層上有2k-1個(gè)結(jié)點(diǎn)，且深度為m的滿二叉樹有2m－1個(gè)結(jié)點(diǎn)。

完全二叉樹是指這樣的二叉樹：除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)到最大值；在最后一層上只缺少右邊的若干結(jié)點(diǎn)。

滿二叉樹是完全二叉樹，而完全二叉樹一般不是滿二叉樹。

【考點(diǎn)13】完全二叉樹的性質(zhì)

性質(zhì)1 具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹的深度為[log2n]+1。

性質(zhì)2 完全二叉樹中度為1的結(jié)點(diǎn)數(shù)為0或1。

【考點(diǎn)14】二叉樹的遍歷

1、前序遍歷：先訪問根結(jié)點(diǎn)、然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹；并且，在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹。

前序遍歷圖5可得：ABCDFHEG。

2、中序遍歷：先遍歷左子樹、然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹；并且，在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹。

中序遍歷圖5可得：BAFHDCGE。

3、后序遍歷：先遍歷左子樹、然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)；并且，在遍歷左、右子樹時(shí)，仍然先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)。

后序遍歷圖5可得：BHFDGECA。

【考點(diǎn)15】順序查找

順序查找是從表的一端開始，依次掃描表中的各個(gè)元素，并與所要查找的數(shù)進(jìn)行比較。

在下列兩種情況下也只能采用順序查找：

（1）如果線性表為無序表，則不管是順序存儲結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，只能用順序查找。

（2）即使是有序線性表，如果采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，也只能用順序查找。

【考點(diǎn)16】二分查找

二分查找的條件：（1）用順序存儲結(jié)構(gòu) (2)線性表是有序表。

對于長度為n的有序線性表，在最壞情況下，二分法查找只需比較log2n次，而順序查找需要比較n次。

【考點(diǎn)17】排序

1、交換排序

（1）冒泡排序法，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 ，在最壞的情況下，快速排序需要比較次數(shù)為n(n－1)/2。

2、插入類排序法：

（1）簡單插入排序法，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；

（2）希爾排序法，最壞情況需要O(n1.5)次比較。（大寫O是算法復(fù)雜度的表示方法）

3、選擇類排序法：

（1）簡單選擇排序法，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；

（2）堆排序法，最壞情況需要O(nlog2n)次比較。

相比以上幾種(除希爾排序法外)，堆排序法的時(shí)間復(fù)雜度最小。

【考點(diǎn)1】程序設(shè)計(jì)方法與風(fēng)格

形成良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格需注意：

1、源程序文檔化； 2、數(shù)據(jù)說明的方法； 3、語句的結(jié)構(gòu)； 4、輸入和輸出。

【考點(diǎn)2】結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的四條原則

1、自頂向下； 2、逐步求精； 3、模塊化； 4、限制使用goto語句。

【考點(diǎn)3】結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)

順序結(jié)構(gòu)：是最基本、最普通的結(jié)構(gòu)形式，按照程序中的語句行的先后順序逐條執(zhí)行。

選擇結(jié)構(gòu)：又稱為分支結(jié)構(gòu)，它包括簡單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu)。

循環(huán)結(jié)構(gòu)：根據(jù)給定的條件，判斷是否要重復(fù)執(zhí)行某一相同的或類似的程序段。循環(huán)結(jié)構(gòu)對應(yīng)兩類循環(huán)語句：先判斷后執(zhí)行的循環(huán)體稱為當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)；先執(zhí)行循環(huán)體后判斷的稱為直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)。

【考點(diǎn)4】面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)及面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)以對象為核心，強(qiáng)調(diào)對象的抽象性，封裝性，繼承性和多態(tài)性。

面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)

（1）人類習(xí)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(hù)性好。

【考點(diǎn)5】對象及其特點(diǎn)

對象（object）：面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍睿梢杂脕肀硎究陀^世界中的任何實(shí)體，對象是實(shí)體的抽象。

對象的基本特點(diǎn)：

（1）標(biāo)識惟一性； （2）分類性； （3）多態(tài)性； （4）封裝性； （5）模塊獨(dú)立性好。

【考點(diǎn)6】屬性，類和實(shí)例

屬性：即對象所包含的信息，它在設(shè)計(jì)對象時(shí)確定，一般只能通過執(zhí)行對象的操作來改變。

類：是具有相似屬性與操作的一組對象。類是關(guān)于對象性質(zhì)的描述。類是對象的抽象，對象是其對應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例。

【考點(diǎn)7】消息及其組成

消息：是一個(gè)實(shí)例與另一個(gè)實(shí)例之間傳遞的信息。對象間的通信靠消息傳遞。它請求對象執(zhí)行某一處理或回答某一要求的信息，它統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流。

消息的組成包括：

(1)接收消息的對象的名稱； （2）消息標(biāo)識符，也稱消息名； （3）零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。

【考點(diǎn)8】繼承和多態(tài)

1、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)，廣義指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征，而不必重復(fù)定義他們。

2、繼承具有傳遞性，一個(gè)類實(shí)際上繼承了它上層的全部基類的特性。

3、繼承分單繼承和多重繼承。單繼承指一個(gè)類只允許有一個(gè)父類，即類等級為樹形結(jié)構(gòu)；多重繼承指一個(gè)類允許有多個(gè)父類。

4、多態(tài)性：是指同樣的消息被不同的對象接受時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng)的現(xiàn)象。

【考點(diǎn)1】軟件定義與軟件特點(diǎn)

軟件指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的另一部分，包括程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的完整集合。

軟件開發(fā)人員根據(jù)用戶需求開發(fā)的、用程序設(shè)計(jì)語言描述的、適合計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令序列

1、軟件的特點(diǎn)：

1）軟件是一種邏輯實(shí)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(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問題；

4）軟件的開發(fā)、運(yùn)行對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題；

5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；

6）軟件開發(fā)涉及諸多的社會因素。

【考點(diǎn)2】軟件的生命周期

軟件生命周期是指軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的整個(gè)過程。可分為軟件定義，軟件開發(fā)及軟件維護(hù)3個(gè)階段。軟件生命周期中，能夠準(zhǔn)確確定軟件系統(tǒng)必須做什么和必須具備哪些功能的階段是：需求分析。

【考點(diǎn)3】軟件危機(jī)和軟件工程的概念

軟件危機(jī)泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中遇到的一系列嚴(yán)重的問題，集中表現(xiàn)在成本，質(zhì)量。生產(chǎn)效率等幾個(gè)方面。

所謂軟件工程是指采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法指導(dǎo)軟件的開發(fā)與維護(hù)。是建立并使用完善的工程化原則，以較經(jīng)濟(jì)的手段獲得，能在實(shí)際機(jī)器上有效運(yùn)行的可靠軟件的一系列方法；軟件工程的主要思想強(qiáng)調(diào)在軟件開發(fā)過程中需要應(yīng)用工程化原則。軟件工程的核心思想是把軟件當(dāng)作一個(gè)工程產(chǎn)品來處理。

【考點(diǎn)4】軟件工程過程

軟件工程過程是把軟件轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源活動(dòng)，包含4種基本活動(dòng)：

（1）P(plan)——軟件規(guī)格說明； （2）D(do)——軟件開發(fā)；

（3）C(check)——軟件確認(rèn)； （4）A(action)——軟件演進(jìn)。

【考點(diǎn)5】軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理

1、軟件工程的理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容主要包括軟件開發(fā)技術(shù)和軟件工程管理。

2、軟件開發(fā)技術(shù)包括軟件開發(fā)方法學(xué)、開發(fā)過程、開發(fā)工具和軟件工程環(huán)境，其主體內(nèi)容是軟件開發(fā)方法學(xué)。

3、軟件開發(fā)方法包括分析方法，設(shè)計(jì)方法和程序設(shè)計(jì)方法。

4、軟件工程管理包括軟件管理學(xué)，軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)，軟件心理學(xué)等。

5、軟件管理學(xué)包括人員組織，進(jìn)度安排，質(zhì)量保證，配置管理，項(xiàng)目計(jì)劃等。

6、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)是研究軟件開發(fā)中成本的估算，成本效益的方法和技術(shù)。

【考點(diǎn)6】軟件工程的原則

軟件工程的原則：抽象，信息隱蔽，模塊化，局部化，確定性，一致性，完備性，可驗(yàn)證性。

【考點(diǎn)7】需求分析概述

需求分析階段的工作：需求獲取，需求分析，編寫需求規(guī)格說明書，需求評審。

需求分析方法有：

（1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；

①面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Jackson方法（ISD）；

②面向數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)化分析方法（SA）；

③面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)方法（DSSD）；

（2）面向?qū)ο蟮姆治龅姆椒ǎ∣OA）。

從需求分析建立的模型的特性來分：靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。

【考點(diǎn)8】結(jié)構(gòu)化方法和結(jié)構(gòu)化分析方法

1、結(jié)構(gòu)化方法包括結(jié)構(gòu)化分析方法，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)化編程方法。

結(jié)構(gòu)化方法中，軟件功能分解屬于總體設(shè)計(jì)階段。

2、結(jié)構(gòu)化分析方法的概念

結(jié)構(gòu)化分析方法是面向數(shù)據(jù)流自頂而下逐步求精進(jìn)行需求分析的方法。

結(jié)構(gòu)化分析方法在軟件需求分析階段的應(yīng)用。

3、結(jié)構(gòu)化分析的常用工具

（1）數(shù)據(jù)流圖（DFD-Data Flow Diagram）：是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。它以圖形的方式描繪在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過程。

數(shù)據(jù)流圖中四種基本的符號。

1）箭頭：表示數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中傳播的路徑。

2）圓或橢圓：表示加工，加工又稱為數(shù)據(jù)處理，是對數(shù)據(jù)流進(jìn)行某些操作或變換。

3）雙橫：表示數(shù)據(jù)存儲（數(shù)據(jù)源）。數(shù)據(jù)存儲又稱為文件，指暫時(shí)保存的數(shù)據(jù)，它可以是數(shù)據(jù)庫文件或任何形式的數(shù)據(jù)組織。

4）方框：數(shù)據(jù)的源點(diǎn)或終點(diǎn)。它是軟件系統(tǒng)外部環(huán)境中的實(shí)體，統(tǒng)稱外部實(shí)體

（2）數(shù)據(jù)字典（DD）：它是結(jié)構(gòu)分析方法的核心，是用來描述系統(tǒng)中所用到的全部數(shù)據(jù)和文件的文檔,作用是對DFD中出現(xiàn)的被命名的圖形元素進(jìn)行確切解釋。

數(shù)據(jù)字典由以下4類元素組成

1）數(shù)據(jù)流 2）數(shù)據(jù)流分量 3）數(shù)據(jù)存儲 4）處理

（3）判定樹（決策樹）：是一種描述加工的圖形工具，適合描述時(shí)候處理中具有多個(gè)判斷，而且每個(gè)決策與若干條件有關(guān)。

（4）判定表：與判定樹類似，也是一種描述加工的圖形工具。如果一個(gè)加工邏輯有多個(gè)條件、多個(gè)操作，并且在不同的條件組合下執(zhí)行不同的操作，那么可以使用判定表來描述。

【考點(diǎn)9】軟件需求規(guī)格說明書

軟件需求規(guī)格說明書（SRS，Software Requirement Specification）是需求分析階段得出的最主要的文檔。軟件需求規(guī)格說明書的特點(diǎn)：有正確性、無歧義性、完整性、可驗(yàn)證性、一致性、可理解性、可修改性和可追蹤性。其中最重要的是無歧義性。

【考點(diǎn)10】軟件設(shè)計(jì)的基本概念

軟件設(shè)計(jì)是確定系統(tǒng)的物理模型。

軟件設(shè)計(jì)是開發(fā)階段最重要的步驟，是將需求準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為完整的軟件產(chǎn)品或系統(tǒng)的唯一途徑。

從技術(shù)觀點(diǎn)上看，軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)。

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(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)換為軟件的過程性描述。

從工程管理角度來看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成：概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)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)、確定系統(tǒng)級接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式；

（2）詳細(xì)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)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。

【考點(diǎn)11】軟件設(shè)計(jì)的基本原理

1、軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循的基本原理和與軟件設(shè)計(jì)有關(guān)的概念：

模塊化：把程序劃分成獨(dú)立命名且可獨(dú)立訪問的模塊，每個(gè)模塊完成一個(gè)子功能。

抽象化：抽出事物的本質(zhì)特性而暫時(shí)不考慮它們的細(xì)節(jié)。

信息隱藏和局部化：信息隱蔽是指在一個(gè)模塊內(nèi)包含的信息（過程或數(shù)據(jù)），對于不需要這些信息的其他模塊來說是不能訪問的，實(shí)現(xiàn)信息隱蔽依靠對象的封裝。

模塊獨(dú)立性：模塊獨(dú)立性是指每個(gè)模塊只完成系統(tǒng)要求的獨(dú)立的子功能，并且與其他模塊的聯(lián)系最少且接口簡單。模塊的獨(dú)立程度是評價(jià)設(shè)計(jì)好壞的重要度量標(biāo)準(zhǔn)。

【考點(diǎn)12】耦合性和內(nèi)聚性

衡量軟件的模塊獨(dú)立性是用耦合性和內(nèi)聚性兩個(gè)定性的度量標(biāo)準(zhǔn)。

耦合性：是對一個(gè)軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互聯(lián)程度的度量。耦合性的強(qiáng)弱取決于模塊間接口的復(fù)雜程度。

內(nèi)聚性：是一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素間彼此結(jié)合的緊密程度的度量。

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。

在結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)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。

耦合和內(nèi)聚的種類。

耦合度由低到高：非直接耦合，數(shù)據(jù)耦合，標(biāo)記耦合，控制耦合，外部耦合，公共耦合，內(nèi)容耦合。

內(nèi)聚性由強(qiáng)到弱：功能內(nèi)聚，順序內(nèi)聚，通信內(nèi)聚，過程內(nèi)聚，時(shí)間內(nèi)聚，邏輯內(nèi)聚，偶然內(nèi)聚。

【考點(diǎn)13】結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法

結(jié)構(gòu)化分析方法是面向數(shù)據(jù)流自頂而下，逐步求精進(jìn)行需求分析的方法，基本思想將軟件設(shè)計(jì)成由相對獨(dú)立，單一功能的模塊組成的結(jié)構(gòu)，與結(jié)構(gòu)分析方法銜接使用，以數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)得到軟件的模塊結(jié)構(gòu)，適用于變換型結(jié)構(gòu)和事物型結(jié)構(gòu)的目標(biāo)系統(tǒng)。

1、概要設(shè)計(jì)的任務(wù)：（1）劃分出組成系統(tǒng)的物理元素 （2）設(shè)計(jì)軟件的結(jié)構(gòu)

2、概要設(shè)計(jì)的工具：

結(jié)構(gòu)圖（SC-Structure Chart）也稱程序結(jié)構(gòu)圖，在結(jié)構(gòu)圖中，模塊用一個(gè)矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系?？梢杂脦ё⑨尩募^表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。還可用帶實(shí)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)。

結(jié)構(gòu)圖的基本形式：基本形式、順序形式、重復(fù)形式、選擇形式。

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。

3、面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法

任何軟件系統(tǒng)都可以用數(shù)據(jù)流圖表示，典型的數(shù)據(jù)流類型有兩種：變換型和事務(wù)型。

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。

4、設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

（1）提高模塊獨(dú)立性。

（2）模塊規(guī)模適中。

（3）深度，寬度，扇出和扇入適當(dāng)。如果深度過大，則說明有的控制模塊可能簡單了，如果寬度過大，則說明系統(tǒng)的控制過于集中，扇出過大說明模塊過分復(fù)雜，需要控制和協(xié)調(diào)過多的下級模塊，應(yīng)適當(dāng)加中間層次，扇出過小可以把模塊進(jìn)一步分解成若干小模塊，或合并到上級模塊中，扇入越大則共享該模塊的上級數(shù)目越多。好的軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)通常頂層高扇出，中間扇出較少，底層高扇入。

（4）使模塊的作用域在該模塊的控制域內(nèi)。

（5）減少模塊的接口和界面的復(fù)雜性。

（6）設(shè)計(jì)成單入口，單出口的模塊。

（7）設(shè)計(jì)功能可預(yù)測的模塊。

詳細(xì)設(shè)計(jì)常用的設(shè)計(jì)工具（工程設(shè)計(jì)工具）：圖形工具，表格工具和語言工具。

【考點(diǎn)14】軟件測試的目標(biāo)和準(zhǔn)則

軟件測試的目標(biāo)：發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤。

軟件測試的準(zhǔn)則：

（1）所有測試都是應(yīng)追溯到需求。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行測試計(jì)劃，排除測試的隨意性。

（3）充分注意測試中的群集表現(xiàn)。程序中存在錯(cuò)誤的概率與該程序中已發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)成正比。

（4）程序員應(yīng)避免檢查自己的程序。

（5）窮舉測試不可能。窮舉測試是把程序所有可能的執(zhí)行路徑都進(jìn)行檢查，即使小規(guī)模的程序的執(zhí)行路徑數(shù)也相當(dāng)大，不可能窮盡，說明測試只能證明程序有錯(cuò)，不能證明程序中無錯(cuò)。

（6）妥善保存測試計(jì)劃，測試用例出錯(cuò)統(tǒng)計(jì)和最終分析報(bào)告。

【考點(diǎn)15】軟件測試方法

從是否需要執(zhí)行被測軟件的角度分為靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試;按功能分為白盒測試和黑盒測試

1、靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試

靜態(tài)測試包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量。不實(shí)際運(yùn)行軟件，主要通過人工進(jìn)行。

動(dòng)態(tài)測試是通過運(yùn)行軟件來檢驗(yàn)軟件中的動(dòng)態(tài)行為和運(yùn)行結(jié)果的正確性。動(dòng)態(tài)測試的關(guān)鍵是使用設(shè)計(jì)高效、合理的測試用例。測試用例就是為測試設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，由測試輸入數(shù)據(jù)（輸入值集）和預(yù)期的輸出結(jié)果（輸出值集）兩部份組成。測試用例的設(shè)計(jì)方法一般分為兩類：黑盒測試方法和白盒測試方法。

2、白盒測試和黑盒測試

（1）白盒測試

白盒測試也稱為結(jié)構(gòu)測試或邏輯測試，是把程序看成裝在一只透明的白盒子里，測試者完全了解程序的結(jié)構(gòu)和處理過程。它根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來設(shè)計(jì)測試用例，檢查程序中的邏輯通路是否都按預(yù)定的要求正確地工作。

白盒測試的基本原則：

（1）保證所測模塊中每一獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次。

（2）保證所測模塊所有判斷的每一分支至少執(zhí)行一次。

（3）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。

（4）驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。

（5）按照白盒測試的基本原則，“白盒”法是窮舉路徑測試。

白盒測試的方法：邏輯覆蓋，基本路經(jīng)測試。

（2）黑盒測試

黑盒測試也稱功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測試，是把程序看成一只黑盒子，測試者完全不了解，或不考慮程序的結(jié)構(gòu)和處理過程。它根據(jù)規(guī)格說明書的功能來設(shè)計(jì)測試用例，檢查程序的功能是否符合規(guī)格說明的要求。

黑盒測試的方法：等價(jià)劃分法，邊界值分析法，錯(cuò)誤推測法。

【考點(diǎn)16】軟件測試的實(shí)施

軟件測試過程分4個(gè)步驟，即單元測試、集成測試、驗(yàn)收測試和系統(tǒng)測試。

單元測試是對軟件設(shè)計(jì)的最小單位——模塊進(jìn)行正確性檢驗(yàn)的測試，單元測試的根據(jù)是源程序和詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書，單元測試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)測試。

單元測試期間對模塊進(jìn)行的測試：模塊接口，局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，重要的執(zhí)行通路，出錯(cuò)處理通路，邊界條件。

驅(qū)動(dòng)模塊相當(dāng)于被測模塊的主程序，它接收測試數(shù)據(jù)，并傳給所測模塊，輸出實(shí)際測試結(jié)果

樁模塊通常用于代替被測模塊調(diào)用的其他模塊，其作用僅做少量的數(shù)據(jù)操作，是一個(gè)模擬子程序。

集成測試是測試和組裝軟件的系統(tǒng)化技術(shù)，主要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯(cuò)誤，集成測試的依據(jù)是概要設(shè)計(jì)說明書。

集成測試的方法：非增量方式組裝和增量方法組裝。

增量方式包括自頂而下的增量方式，自底而上的增量方式和混合增量方式。

確認(rèn)測試的任務(wù)是驗(yàn)證軟件的功能和性能，確認(rèn)測試的實(shí)施首先運(yùn)用黑盒測試方法，對軟件進(jìn)行有效性測試，即驗(yàn)證被測軟件是否滿足需求規(guī)格說明確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。

檢查軟件產(chǎn)品是否符合需求定義的過程是：確認(rèn)測試。

系統(tǒng)測試是通過測試確認(rèn)的軟件，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)行（使用）環(huán)境下對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一系列的集成測試和確認(rèn)測試。

系統(tǒng)測試的具體實(shí)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。

【考點(diǎn)17】程序調(diào)試

在對程序進(jìn)行了成功的測試之后將進(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。

程序調(diào)試和軟件測試的區(qū)別：

（1）軟件測試是盡可能多地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤，而程序調(diào)試先要發(fā)現(xiàn)軟件的錯(cuò)誤，然后借助于一定的調(diào)試工具去執(zhí)行找出軟件錯(cuò)誤的具體位置。

（2）軟件測試貫穿整個(gè)軟件生命期，調(diào)試主要在開發(fā)階段。

程序調(diào)試的基本步驟：

（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，確定程序中出錯(cuò)位置，找出錯(cuò)誤的內(nèi)在原因；

（2）修改設(shè)計(jì)和代碼，以排除錯(cuò)誤；

（3）進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。

軟件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)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(cuò)，是主要的設(shè)計(jì)手段，而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試的。

主要的調(diào)試方法有：

（1）強(qiáng)行排錯(cuò)法； （2）回溯法； （3）原因排除法，包括演繹法，歸納法和二分法。

【考點(diǎn)1】數(shù)據(jù)庫的基本概念

數(shù)據(jù)（Data）是數(shù)據(jù)庫存儲的基本對象，是描述事物的符號記錄。

數(shù)據(jù)庫（DB）是長期儲存在計(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，所以數(shù)據(jù)庫技術(shù)的根本目標(biāo)是解決數(shù)據(jù)共享問題。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是數(shù)據(jù)庫的管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、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)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能：

（1）數(shù)據(jù)模式定義：即為數(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：為數(shù)據(jù)模式的物理存取與構(gòu)建提供有效的存取方法與手段；

（3）數(shù)據(jù)操縱：為用戶使用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)提供方便，如查詢、插入、修改、刪除等以及簡單的算術(shù)運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)；

（4）數(shù)據(jù)的完整性、安全性定義與檢查；

（5）數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)；

（6）數(shù)據(jù)的服務(wù)：如拷貝、轉(zhuǎn)存、重組、性能監(jiān)測、分析等。

為完成數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)語言：

數(shù)據(jù)定義語言（DDL）：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)模式定義和數(shù)據(jù)物理存取構(gòu)建。

數(shù)據(jù)操縱語言（DML）：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的操縱。

數(shù)據(jù)控制語言（DCL）：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)完整性，安全性的定義與檢查以及并發(fā)控制，故障恢復(fù)等功能。

數(shù)據(jù)語言按使用方式具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)形式：交互式命令語言（自含型和自主型語言）和宿主型語言。

數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）的工作：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫維護(hù)，改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)效率。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶構(gòu)成。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)（DBAS）是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)再加上應(yīng)用軟件及應(yīng)用界面這三者所組成，具體包括：數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員、硬件平臺、軟件平臺、應(yīng)用軟件、應(yīng)用界面。

【考點(diǎn)2】數(shù)據(jù)管理的發(fā)展和基本特點(diǎn)

數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)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，數(shù)據(jù)獨(dú)立性最高的階段是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。

人工管理階段特點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不提供對用戶數(shù)據(jù)的管理功能（2）數(shù)據(jù)不能共享（3）不單獨(dú)保存數(shù)據(jù)。

文件系統(tǒng)階段的缺陷：（1）數(shù)據(jù)冗余（2）不一致性（3）數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展階段：第一代的網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；第三代的以面向?qū)ο竽Ｐ蜑橹饕卣鞯臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)的高集成性 （2）數(shù)據(jù)的高共享性和低冗余性 （3）數(shù)據(jù)高獨(dú)立性 （4）數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。

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：當(dāng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)、存取方式等）改變時(shí)，其邏輯結(jié)構(gòu)，應(yīng)用程序都不用改變。

（2）邏輯獨(dú)立性：數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，如修改數(shù)據(jù)模式、增加新的數(shù)據(jù)類型、改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等，用戶的應(yīng)用程序可以不變。

【考點(diǎn)3】數(shù)據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系

1、數(shù)據(jù)統(tǒng)系統(tǒng)的三級模式：

（1）概念模式，也稱邏輯模式，是對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的描述，是全體用戶公共數(shù)據(jù)視圖。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)概念模式。

（2）外模式，外模式也稱子模式，它是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，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)庫物理存儲結(jié)構(gòu)與物理存取方法。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。

內(nèi)模式處于最底層，它反映了數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)物理結(jié)構(gòu)中的實(shí)際存儲形式，概念模式處于中間層，它反映了設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)全局邏輯要求，而外模式處于最外層，它反映了用戶對數(shù)據(jù)的要求。

2、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級映射 （詳見教材第55頁）

兩級映射保證了數(shù)據(jù)庫系統(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)的物理存儲結(jié)構(gòu)間的對應(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。

【考點(diǎn)4】數(shù)據(jù)模型的基本概念

數(shù)據(jù)模型按不同的應(yīng)用層次分為：

概念數(shù)據(jù)模型：簡稱概念模型，是一種面向客觀世界，面向用戶的模型，不涉及具體的硬件環(huán)境和平臺也與具體的軟件環(huán)境無關(guān)的模式，它是整個(gè)數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)。

邏輯數(shù)據(jù)模型：又稱數(shù)據(jù)模型，它是一種面向數(shù)據(jù)庫的模型。分為層次模型，網(wǎng)狀模型，關(guān)系模型和面向?qū)ο竽Ｐ?，其中層次模型和網(wǎng)狀模型統(tǒng)稱為非關(guān)系模型。層次模型用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間聯(lián)系的模型。

物理數(shù)據(jù)模型：又稱物理模型，它是一種面向計(jì)算機(jī)物理表示的模型。

【考點(diǎn)5】E—R模型

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相互區(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表示。

（3）碼：唯一標(biāo)識實(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)系實(shí)際上是實(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：一對一的聯(lián)系、一對多或多對一聯(lián)系、多對多。

2、E-R模型的的圖示法

E-R模型用E-R圖來表示，E-R圖包含了表示實(shí)體集、屬性和聯(lián)系的方法。

（1）實(shí)體的表示：用矩形表示實(shí)體集，在矩形內(nèi)寫上該實(shí)體集的名字。

（2）屬性的表示：用橢圓形表示屬性，在橢圓形內(nèi)寫上該屬性的名稱。

（3）聯(lián)系的表示：用菱形表示聯(lián)系，菱形內(nèi)寫上聯(lián)系名。

【考點(diǎn)6】層次模型和網(wǎng)狀模型

層次模型是有根的定向有序樹，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型。網(wǎng)狀模型對應(yīng)的是有向圖。

層次模型和網(wǎng)狀模型各自應(yīng)滿足的條件

模型名稱

滿足的條件

層次模型

（1）有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)沒有雙親結(jié)點(diǎn)，這個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)

（2）根以外的其他結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)

網(wǎng)狀模型

（1）允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無雙親

（2）一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多于一個(gè)的雙親

【考點(diǎn)7】關(guān)系模型及相關(guān)概念

關(guān)系模式采用二維表來表示，由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，關(guān)系操縱和關(guān)系完整性約束3部分組成，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，用來表示實(shí)體間聯(lián)系的是關(guān)系。

關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對應(yīng)一張二維表。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。

元組：表中的一行即為一個(gè)元組。

屬性：表中的一列即為一個(gè)屬性，給每一個(gè)屬性起一個(gè)名稱即屬性名。

分量：元組中的一個(gè)屬性值，是不可分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)。

域：屬性的取值范圍。

在二維表中惟一標(biāo)識元組的最小屬性值稱為該表的鍵或碼。二維表中可能有若干個(gè)健，它們稱為表的候選碼或候選健。從二維表的所有候選鍵選取一個(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)的刪除、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。其中實(shí)體完整性約束、參照完整性約束必須滿足的完整性約束條件。參照完整性約束不允許關(guān)系應(yīng)用不存在的元組。實(shí)體完整性約束要求關(guān)系的主鍵中屬性值不能為空，這是數(shù)據(jù)庫完整性的最基本要求。

【考點(diǎn)8】關(guān)系代數(shù)

關(guān)系代數(shù)是一種抽象的查詢語言，關(guān)系代數(shù)的運(yùn)算對象是關(guān)系，運(yùn)算結(jié)果也是關(guān)系。運(yùn)算對象，運(yùn)算符和運(yùn)算結(jié)果是運(yùn)算的三大要素。集合運(yùn)算符，專門的運(yùn)算符，算術(shù)比較符和邏輯運(yùn)算符。

關(guān)系模型的基本運(yùn)算：（1）插入 （2）刪除 (3)修改 （4）查詢（包括投影、選擇、笛卡爾積運(yùn)算）還有擴(kuò)充運(yùn)算交、除、連接及自然連接運(yùn)算。

關(guān)系代數(shù)的5個(gè)基本操作中并，差，交，笛卡爾積是二目運(yùn)算。

設(shè)關(guān)系R和S具有相同的關(guān)系模式

1、并：R和S的并是由屬于R或?qū)儆赟的所有元組構(gòu)成的集合。

2、差：R和S的差是由屬于R但是不屬于S的元組構(gòu)成的集合

3、笛卡爾積：設(shè)R和S的元數(shù)分別為r和s，R和S的笛卡爾積是一個(gè)（r+s）元的元組集合，每個(gè)元組的前r個(gè)分量來自R的一個(gè)元組，后s個(gè)分量來自S的一個(gè)元組。運(yùn)算后得到的新表的元組數(shù)是R*S，屬性是r+s。

4、交：屬于R又屬于S的元組構(gòu)成的集合。

5、投影：一元運(yùn)算，對一個(gè)關(guān)系進(jìn)行垂直切割，消去某些列，并重新按排列的順序。

6、選擇：一元運(yùn)算，根據(jù)某些條件對關(guān)系進(jìn)行水平分割。即選擇符合條件的元組。

7、除：給定關(guān)系R（X，Y）和S（Y，Z），其中X，Y，Z是屬性組，R中的Y和S中Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同的域集。

8、連接：也稱θ連接運(yùn)算，是一種二元運(yùn)算，它的操作是從兩個(gè)關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定條件的元組，以合并成一個(gè)大關(guān)系。連接運(yùn)算包括等值連接和不等值連接。連接運(yùn)算后得到的新表的屬性是運(yùn)算前表中屬性相加。即多于原來關(guān)系中屬性的個(gè)數(shù)。

9、自然連接：自然連接滿足的條件是（1）兩關(guān)系間有公共域（2）通過公共域的相等值進(jìn)行連接。

【考點(diǎn)9】數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和管理

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中有兩種方法，面向數(shù)據(jù)的方法和面向過程的方法。

面向數(shù)據(jù)的方法是以信息需求為主，兼顧處理需求；面向過程的方法是以處理需求為主，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)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)分解成目標(biāo)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。

一個(gè)低一級范式的關(guān)系模式，通過模式分解可以轉(zhuǎn)化為若干個(gè)高一級范式的關(guān)系模式的集合，這種過程就叫規(guī)范化。

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將需求分析階段得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過程，它是整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是將E—R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)模型的過程。

數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法。它依賴于給定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

常用的存取方法：索引方法，聚簇方法和HASH方法。

數(shù)據(jù)庫管理的內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)庫的建立，它是數(shù)據(jù)庫管理的核心，包括數(shù)據(jù)模式的建立和數(shù)據(jù)加載。

（2）數(shù)據(jù)庫的重組。

（3）數(shù)據(jù)庫安全性控制。

（4）數(shù)據(jù)庫的完整性控制，數(shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)的正確性和相容性。

（5）數(shù)據(jù)庫的故障恢復(fù)。

（6）數(shù)據(jù)庫監(jiān)控。