数据结构和软件工程基础
软件工程专业知识体系
软件工程专业知识体系
软件工程专业知识体系包括以下几个方面：
1. 软件开发基础知识：计算机科学基础、算法与数据结构、编程语言等技术基础知识。
2. 软件工程基础知识：软件生命周期、需求工程、软件设计、软件测试、软件维护等软件工程基础知识。
3. 软件开发过程模型：敏捷开发、瀑布模型、融合模型等常见软件开发模型。
4. 软件开发工具和技术：IDE、版本控制、自动化测试、持续集成、代码重构等常用软件开发工具和技术。
5. 软件质量保障：软件测试、代码评审、软件度量等软件质量保障知识。
6. 项目管理：项目计划、项目管理方法论、项目成本、资源管理等项目管理知识。
7. 软件安全：软件安全概念、安全威胁、安全风险管理等软件安全知识。
8. 软件市场化：软件需求分析、营销策略、竞品分析、用户体验设计等软件市场化知识。
以上是软件工程专业知识体系的主要内容，软件工程师需要从这些方面进行系统的学习和掌握，以应对各类软件开发项目。
计算机软件技术基础数据结构对我的启发
计算机软件技术基础数据结构对我的启发最近，我学习了计算机软件技术基础数据结构，这门课对我有了很大的启发。
1、数据结构与算法是程序的灵魂，是朴素的计算机软件基础，学好它有有助于理解各种上层抽象。
在没有充分学习和理解数据结构与算法的基础上去学习面向对象、设计模式，是无法真正体会这些上层抽象的真正意义的，最终可能会导致学之泛泛，用之泛泛。
在红作钟，见识了太多开口设计模式，闭口面向对象的人，在某个具体的问题上，问他为什么要用面向对象，为什么要用这样的设计模式，得到的回答相当空泛，有时候甚至是为了对象而对象，为了设计而设计。
这样的人，做出来的设计，往往过度设计，似是而非，导致做出来的东西混乱不堪。
遇到的真正设计高手，还没有一个是对数据结构与算法是不精通的。
让他讲为什么这样设计，为什么这样架构，他往往能深入浅出，将面向对象的思想、设计模式的考虑，与基础的数据结构和对应的算法结合起来，贴合问题的实际情况，给出良好的结论。
2、在编程实践中，数据结构和算法随处可见，影响重大。
有人说在工作中没用到数据结构和算法，这是一种误解。
并非让你去实现一个链表才叫使用了链表。
这可能与大学里教条的教学有关，—味地讲这些数据结构是怎么编程实现的，一味地讲这些算法是怎么证明的，却忽视了学习这些的主要目的是为了在编程实践中去应用它，而不是去重造轮子再发明一次(当然也有少数在算法领域继续深造作出新贡献的人，这里就排除不讲了)。
见过不少对链表的基本属性都不了解的人，在程序里一味使用数组，内存能开多大就多大，也见过太多根本不知道HASH原理的人，对Hash表随意使用，造成KEY值严重重复、效率极为低下、失去了选用HASH的初衷。
即使不是算法密集型的程序里，哪怕是面向业务的编程工作中，能够适当地应用数据结构，选择恰当的算法，也是能极大地提高程序的开发效率、运行效率和运行稳定性的。
更不要说面向业务和工作流的基础平台，本身就含有大量的数据结构与算法理论，想利用好这些平台，没有一个好的底子，那会事倍功半的。
软件技术知识基础-数据结构
栈
总结词
栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。
VS
详细描述
栈只允许在末尾进行插入和删除操作，通 常用于实现函数调用、括号匹配等功能。 栈的优点是插入和删除速度快，缺点是空 间利用率较低。
队列
总结词
队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构。
详细描述
队列允许在一端进行插入操作，在另一端进 行删除操作，通常用于实现任务调度、缓冲 区处理等功能。队列的优点是空间利用率高， 缺点是插入和删除速度较慢。
软件技术知识基础-数 据结构
目 录
• 数据结构概述 • 线性数据结构 • 非线性数据结构 • 排序与查找 • 数据结构的应用
01
数据结构概述
数据结构的定义
数据结构：数据结构是计算机中组织数据的方式，它定义了数据元素之间的逻辑关系。数据结构是计算机存储、组织数据的 方式，它涉及到数据的逻辑结构、物理结构以及数据元素之间的关系。
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04
排序与查找
排序算法
冒泡排序
通过重复地遍历待排序序列，比较相邻元素的大 小，交换位置，使得较大的元素逐渐往后移动， 最终达到排序的目的。
插入排序
将待排序元素插入到已排序序列中的适当位置， 使得插入后仍然保持有序，直到所有元素均插入 完毕。
选择排序
每次从未排序的元素中选取最小（或最大）的一 个元素，将其放在已排序序列的末尾，直到所有 元素均排序完毕。
快速排序
采用分治策略，通过一趟排序将待排序序列分割 成独立的两部分，其中一部分的所有元素均比另 一部分的元素要小，然后再按此方法对这两部分 继续进行排序，以达到整个序列有序。
查找算法
线性查找
二分查找
哈希查找
软件工程专业的专业基础课程
软件工程专业的专业基础课程
软件工程专业的专业基础课程是指软件工程专业本科生必须学
习的一系列课程，它们是学生在软件工程领域深入学习和研究的基础。
这些课程包括编程语言、数据结构、算法、操作系统、数据库原理、计算机网络、软件工程等。
编程语言课程是指软件工程专业学生必须学习的编程语言，如Java、Python、C++等。
在这门课程中，学生将学习如何使用编程语
言开发软件应用程序。
数据结构和算法是指软件工程专业学生必须掌握的数据结构和
算法知识。
学生需要学习如何使用数据结构和算法解决实际问题。
操作系统课程是指软件工程专业学生必须学习的操作系统原理
和实现。
在这门课程中，学生将学习如何使用操作系统管理计算机资源。
数据库原理课程是指软件工程专业学生必须学习的数据库原理
和实现。
在这门课程中，学生将学习如何使用数据库管理数据。
计算机网络课程是指软件工程专业学生必须学习的计算机网络
原理和实现。
在这门课程中，学生将学习如何使用计算机网络进行数据传输和通信。
软件工程课程是指软件工程专业学生必须学习的软件开发方法
和技术。
学生需要学习如何使用软件工程方法和技术开发高质量、可靠、可维护的软件应用程序。
综上所述，软件工程专业的专业基础课程是学生深入学习和研究
软件工程领域的基础。
学生需要掌握编程语言、数据结构、算法、操作系统、数据库原理、计算机网络、软件工程等知识，才能成为优秀的软件工程师。
计算机二级【公共基础知识】软件工程基础
3.软件的分类
根据应用目标的不同，软件可分应用软件、系 统软件和支撑软件（或工具软件）。
（1）应用软件。它是在特定领域内开发，为特定目 的服务的一类软件。
（2）系统软件。它能与计算机硬件紧密配合在一起， 使计算机系统各个部分、相关的软件和数据协调、 高效的工作的软件。例如：操作系统、数据库管理 系统。
3.4软件测试
软件测试的指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
的差别。简单地说，软件测试的目的是尽可能 多地发现程序中的错误。
考点2：软件测试方法
按是否要执行被测试软件的角度分为：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。
1. 详细设计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。
详细设计常用工具：
1. 图形工具（程序流程图、 PAD图 、N-S图、 HIPO图）
2. 表格工具（判定表）
3. 语言工具（PDL ）
开始 输入R S=3.14 * R*R
输出S
结束
答案：D
例题：
软件工程的出现是由于 A）程序设计方法学的影响 B）软件产业化的需要 C）软件危机的出现 D）计算机的发展
答案：C
例题：
软件设计中，有利于提高模块独立性的一个准 则是
A）低内聚低耦合 B）低内聚高耦合 C）高内聚低耦合 D）高内聚高耦合
答案：C
例题：
下列不属于结构化分析的常用工具的是 A）数据流图 B）数据字典 C）判定树 D）PAD图
数据结构与软件设计
数据结构与软件设计是解决实际问题的关键， 能够提高软件系统的性能、可维护性和可扩展 性，降低开发成本和维护成本。
数据结构与软件设计是培养创新思维和问题解 决能力的有效途径，能够激发人们的创造力和 想象力，推动科技和社会的发展。
提升职业竞争力
具备数据结构和软件设计 能力的人才在计算机行业 中具有很高的市场需求和 竞争力。
02
数据结构基础
线性数据结构：数组和链表
数组
数组是一种线性数据结构，通过 索引访问元素。它适用于固定长 度的数据集合，空间利用率高， 但插入和删除操作效率较低。
链表
链表是一种线性数据结构，通过 指针链接元素。它适用于动态增 长的数据集合，插入和删除操作 效率较高，但空间利用率较低。
理论知识和实践相结合是提高技 能的关键，我们应该勇于尝试新 的技术和方法，通过实践和创新 来应对未来的变化和挑战。
跨领域合作与交流
不同领域之间的合作与交流有助 于拓宽视野和激发创新思维，我 们应该积极参与相关领域的交流 活动，与其他专业人士共同探讨 和解决问题。
06
结论
总结数据结构与软件设计的重要性
对未来的展望和建议
继续加强数据结构与软件设计的 基础研究，探索新的设计方法 思路，提高软件系统的质量和效
率。
注重培养创新思维和问题解决能 力，加强实践环节和案例教学， 提高学生对数据结构与软件设计
的兴趣和热情。
加强国际交流与合作，吸收国际 先进的数据结构与软件设计理念 和方法，推动全球范围内的技术
软件设计
软件设计是指将软件需求转化为软件 实现的过程，包括系统架构设计、模 块划分、接口定义、数据结构设计等。
北航软件工程基础复习
软件工程技术基础复习指南一．数据结构1.术语：1.数据；2.数据元素；3数据结构；4.结构2.数据结构定义：就是具有结构的数据元素的集合。
3.算法的定义：用来解决某个特定课题的指令的集合。
4.算法的性质：输入、输出、有穷性、确定性、有效性5.算法描述：自然语言、程序流程图、具体程序语言6.算法分析：指对算法质量优劣的评价。
（时间复杂度、空间复杂度、可读性、可移植性、易测试性）7.时间复杂度：依据算法编写的程序在计算机中运行时间多少的度量（关键语句之行的次数）O（n）；（O(log2n)（二分检索）<O(n)（比较两个具有n个字符串）<O(nlog2n)<O(n2)<O(n3)（常规矩阵乘）<O(2n)<O(n!)）；O（1）：访问数组中的元素是常数时间操作8.空间复杂度：依据算法编写的程序在计算机中占存储空间多少的度量9.频度统计法：以语句执行的次数的多少作为算法的时间量度的分析方法10.语句的频度：语句被执行的次数11.算法的频度：算法中所有语句的频度之和12.数组：下标与值组成的偶对的有穷集合13.二维数组的存储结构：行序为主序分配方式、列序为主序分配方式、14.特殊矩阵的压缩存储：对称矩阵、对角矩阵、15.线性表：数据元素之间具有的逻辑关系为线性关系的数据元素集合16.线性表的基本操作：创建、索引、存入、插入、删除、排序、17.线性表顺序存储结构：用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素，数据元素之间的逻辑关系通过数据元素的存储位置直接反映18.顺序存储结构优点：原理简单、元素存储地址可用简单解析式计算、存储空间开销小19.顺序存储结构缺点：需事先分配连续地址、基本操作时间效率低20.线性链表：用一组地址任意的存储单元(连续的或不连续的)依次存储表中各个数据元素,数据元素之间的逻辑关系通过间接地反映出来21.链式存储结构优点：存储空间动态分布、地址不连续、插入删除操作效率高（O(1)）22.链式存储结构缺点：存储密度小、查找定位效率低O(n)23.堆栈定义：是一种只允许在表的一端进行插入操作和删除操作的线性表。
软件工程基础考试
软件工程基础考试（答案见尾页）一、选择题1. 软件工程的基础是什么？A. 程序设计B. 数据结构C. 计算机科学D. 需求分析2. 软件开发过程中，需求分析和系统设计的关系是什么？A. 需求分析是系统设计的依据B. 需求分析和系统设计同时进行C. 需求分析在系统设计之后进行D. 需求分析和系统设计没有必然联系3. 软件工程的三个层次及其在软件开发过程中的作用是什么？A. 应用层、系统层、理论层B. 物理层、数据层、逻辑层C. 需求层、设计层、实施层D. 开发层、测试层、维护层4. 软件开发生命周期（SDLC）的概念是什么？它包括哪几个阶段？A. 软件开发生命周期是指软件的开发过程B. SDLC包括需求分析、设计、编码、测试和维护C. SDLC是一个线性的过程D. SDLC各阶段按顺序进行，不具备迭代性5. 什么是敏捷开发方法？它与其他开发方法的区别是什么？A. 敏捷开发是一种快速开发的软件开发方法B. 敏捷开发强调团队合作和客户参与C. 敏捷开发适合大规模软件项目D. 敏捷开发与其他开发方法的区别在于流程管理6. 什么是面向对象编程（OOP）？请列举OOP的三个基本特征。
A. 封装、继承、多态B. 封装、继承、抽象C. 封装、多态、接口D. 继承、多态、接口7. 数据库管理系统（DBMS）在软件开发中的作用是什么？A. 存储和管理数据B. 提供数据查询和修改功能C. 数据库管理员（DBA）负责DBMS的管理和维护D. 所有选项都正确8. 什么是版本控制？请简述版本控制的两种主要策略。
A. 版本控制是一种软件配置管理技术B. 版本控制可以跟踪软件项目的变更C. 版本控制的主要策略有Git和SVND. 版本控制确保软件代码的安全性9. 什么是软件测试？它的目的和基本原则是什么？A. 软件测试是在软件投入运行后进行的活动B. 软件测试是为了发现软件中的错误和缺陷C. 软件测试的原则包括早期测试、缺陷倾向分布等D. 软件测试的目的是提高软件的质量和可靠性10. 什么是配置管理？它在软件开发中的作用是什么？A. 配置管理是指对软件配置项进行管理和控制的过程B. 配置管理可以确保软件配置的一致性和可追溯性C. 配置管理的主要活动包括配置标识、配置控制、配置审核等D. 配置管理有助于解决软件生命周期中的版本冲突问题11. 软件开发过程中，需求分析的主要任务是？A. 确定软件开发的功能B. 编写需求规格说明书C. 进行系统设计D. 进行程序设计12. 在软件开发中，迭代过程是为了更好地适应变化，它主要包括哪几个阶段？A. 需求分析B. 设计C. 编码D. 测试13. 软件工程中的“软件”指的是什么？A. 程序和数据B. 程序、数据和文档C. 程序和数据，可运行D. 程序、数据和用户手册14. 软件工程的发展历程中，第一个正式发布的软件开发标准是？A. ISO 9000B. CMMIC. PMBOKD.软件开发生命周期（SDLC）15. 在软件工程中，测试的目的是什么？A. 证明软件的正确性B. 找出软件中的错误C. 提高软件的质量D. 规范软件的开发过程16. 软件工程中的“软件生命周期”通常包括哪几个阶段？A. 开发B. 运行C. 维护17. 软件工程中，版本控制的主要作用是什么？A. 监控软件的修改历史B. 管理软件的版本C. 确保软件的一致性D. 保证软件的可靠性18. 软件工程中，敏捷开发方法是一种以人为核心、迭代、循序渐进的开发方法，它的核心价值包括：A. 个体和互动跨功能团队B. 可用的软件客户合作C. 响应变化随时间进化D. 面向结果19. 在软件工程中，UML（统一建模语言）是一种用于描述、构造和编写软件系统的图形化语言，它通常用于以下哪个阶段？A. 需求分析B. 设计C. 编码D. 测试20. 软件工程的定义是什么？A. 软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效、实用和高质量的软件的学科。
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算法的表示
一个算法的表示需要使用一些语言形式。传统的算 法表示方法为图形法，如流程图和N—S图 。
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算法与计算机程序
算法是一组逻辑步骤，计算机程序是使用一些特殊 编程语言表达的某些算法。可能几种不同的计算机 程序，每一种用不同的编程语言实现，但遵循的逻 辑步骤是相同的。它都表达同样的算法，但是它们 不是同样的程序。
14
算法的评价
算法具有5个特性：有穷性、确定性、可行性、输入 和输出。
评价一个算法一般从正确性、运行时间、占用空间 和简单性4个方面进行。
15
2.2 数据结构基础
1. 数据结构的定义 数据结构研究和讨论三个方面的问题：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；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；对各种数据结构进行的运算。
顺序文件是根据记录的序号或记录的相对位置来 进行存取的，其特点是当存取第i个记录时，必须先搜 索在它之前的i－1个记录；插入新的记录时，只能加 在文件的末尾；若要更新文件中的某个记录，则必须 将整个文件进行复制。顺序文件的主要优点是存取速 度快，因此多用于顺序存取设备(如磁带)。
6
2. 索引文件 索引文件是指在主文件之外再建立一个表示关键
数据结构和软件工程基础 知识
1 数据与文件 2 算法与数据结构 3 软件开发基础
1
1 数据与文件
1.1 数据组织的层次体系 1.2 基本文件组织方式
2
数据组织的层次体系
任何系统都有一个数据组织的层次体系。 在该层次体系中共分为位、字符、数据元、 记录、文件和数据库6层，每一后继层都是其 前驱层数据元组合的结果，最终实现一个综 合的数据集合。
文件是有名字的存储在某种介质上的一组信息的集合，即 文件由信息和介质组成。 5.数据库
数据库是一组有序数据的集合。
4
基本文件组织方式
文件是大量性质相同的记录的集合，文件存储在外存 储器中，如磁盘、光盘、磁带等。记录是文件中可存取的 基本数据单位，它由若干数据项组成，而数据项是文件中 最小的数据单位，通常由一个或多个数字位或字符组成， 用来表示记录的具体数值。文件在外存储器上组织方式的 类型主要有顺序文件、索引文件和直接存取文件。
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2 算法与数据结构
2.1 算法的基本概念 2.2 数据结构基础 2.3 栈与队列的基本概念 2.4 排序与查找基本策略
9
算法的基本概念
1. 算法的定义 算法是一组明确的可执行步骤的有序集合。算法的
概念要求步骤集是有序的，这就要求算法中的各个 步骤必须拥有定义完好的顺序执行结构。
10
算法的特征： (1) 有穷性，一个算法必须保证执行有限步之后结束； (2) 确定性，算法的每一步骤必须有确定的定义； (3) 输入，一个算法有0个或多个输入，以描述运算
字与其物理记录之间对应关系的表，称为索引表。索 引表与主文件共同构成索引文件。索引文件的检索分 成两步完成，首先将索引表读入内存，再根据索引表 所指示的物理地址将记录所在的数据块读人内存进行 检索，如图所示。
7
3. 直接存取文件 直接存取文件又称为哈希(Hash)文件或散列文件，即利用哈
希函数及其处理冲突的方法，把文件散列到外存上，通常 是磁盘上。 对直接存取文件进行查找时，首先根据哈希函数求出哈希地 址，再将数据读入内存，然后在内存中进行顺序查找。直 接存取文件不能进行顺序查找，但插入数据方便，存取速 度快。
5
1. 顺序文件 顺序文件是按从头到尾的顺序进行存取操作的，
文件中的信息就像在一条长长的队列中排列一样。 顺序文件是最简单的文件，文件的各个记录按逻
辑顺序存放在外存的连续区中，即顺序文件中物理记 录的顺序和逻辑记录的顺序是一致的。如果文件按关 键字有序输入，则形成的顺序文件称为顺序有序文件； 否则称为顺序无序文件。
对象的初始情况，所谓0个输入是指算法本身定出 了初始条件； (4) 输出，一个算法有一个或多个输出，以反映对输 入数据加工后的结果。没有输出的算法是毫无意义 的； (5) 可行性，算法原则上能够精确地运行，而且人们 用笔和纸做有限次运算后即可完成。
11
算法的要素
正确性 精确 简单 抽象分级。
家庭成员的数据结构表示 B=(D,R) D=｛父亲，儿子，女儿｝ R=｛（父亲，儿子），（父亲，女儿）｝
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数据结构的图形表示：
春
夏
秋
冬
父亲
儿子
女儿
18
线性结构
空的数据结构： 线性结构（线性表）：非空数据结构；有且只有一个根结点； 每个结点最多一个前件，也最多一个后件；在一个线性结构中 插入或删除任何一个结点后还应该是线性结构。 非线性结构：
19
3、数据的存储结构 数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式称为数据的 存储结构 常用的存储结构有顺序、链接、索引和散列四种结构。
顺序存储结构
20
链接存 储结构
21
(2) 树形存储结构 二叉树，用连续的存储单元保存结构如图：
22
(3) 图形存储结构
23
4. 数据结构、数据类型和抽象数据类型 数据结构是计算机科学与技术领域常用的一个字符在计算机中占8位，即一个字节。一个计算机系统
可以使用不只一种编码体制。 2.数据元
在数据的层次体系中，数据元是最低一层的逻辑单位，为了 形成一个逻辑单位,需要将若干位和若干字节组合在一起。 3.记录
将逻辑上相关的数据元组合在一起就形成一个记录。例如 一个学生记录(学号、姓名、性别、院系、班级)中包含的若干数 据元以及作为学生记录的一个值的若干数据项。记录是数据库 中存取的最低一层的逻辑单位。 4.文件
数据结构指相互有关联的数据元素的集合。比如向量和矩 阵。 2. 数据的逻辑结构：反映数据元素之间逻辑关系的数据结构。 数据是指由有限的符号组成的元素的集合，结构则是元素之间 的关系(前驱和后继)的集合。 用二元组表示：B=(D,R)
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一年四季的数据结构表示： B=(D,R) D=｛春，夏，秋，冬｝ R=｛（春，夏），（夏，秋），（秋，冬）｝