计算机二级公共知识

第一章数据结构和算法1．算法算法：是指解决方案的准确而完整的描述，程序属于算法的一种描述，算法优于程序。

基本特征：可行性，确定性，又穷性，足够的情报（输入和输出）两个基本要素：对象的运算和操作以及算法的控制结构运算和操作：算数运算、逻辑运算、关系运算、数据传输（输入，输出，赋值）控制结构：算法中各种运算和操作的执行顺序的控制结构，包括：顺序、选择和循环，描述控制结构的工具：传统流程图（PFD），N-S结构化流程图，算法描述语言（PDL）算法设计基本方法：列举法，归纳法，递推法（），递归法（分层），减半递推法（分而治之），回溯法（试）算法复杂度：算法的时间复杂度和空间复杂度时间复杂度：执行算法所需要的计算工作量用基本计算次数来度量，是问题规模的函数。

算法的工作量=F(n)空间复杂度：执行算法所需要的内存空间算法程序所占的空间，输入的初始数据所占的空间和程序执行过程中所需要的额外空间。

2.数据结构2.1 数据结构作为计算机的一门学科，主要讨论一下3个问题：数据的逻辑结构（前后件关系），存储结构，及数据结构的运算。

目的：提高数据的运算速度，降低数据的存储空间数据结构-相互有关联的数据元素的集合，数据元素是世界中客观存在的一切个体，是数据结构的基本单位，一个数据结构包括两方面信息：表示数据的信息和表示各数据之间的前后间关系及逻辑关系。

B=（D,R）（二元关系表示），还可用图形表示，方框+有向线段。

每一个数据元素称为节点，没有前节点的叫做根节点，没有后节点的称为叶子节点。

存储结构-数据的逻辑借个和数据信息在存储空间中的存放形式称为存储结构，一种逻辑结构根据需要可以表示成多种存储结构，采取不同的存储结构，数据处理的效率是不同的2.2线性结构：有且只有一个根节点，每一个节点最多有一个前件，也最多有一个后件。

且在一个线性结构中插入或者删除一个节点后还应该是线性结构。

一个空的数据结构属于先行结构还是非线性结构还要根据具体情况而定。

线性表：一种线性结构，数据元素在线性表中的位置只取决于自己的序号线性表的顺序存储：存储空间连续，按逻辑顺序依次存放表中元素随机存取：知道序号既可知道地址，插入和删除时表中元素的运动。

栈-实现递归调用的存储结构，其插入和删除只能在表的一端进行。

允许插入和删除的一端称为栈顶，另一端称为栈底，栈顶元素最后被插入，最先被删除：“后进先出”。

用top 指针指栈顶的位置，bottom指针指栈底的位置。

入栈：top+1，出栈top-1，读栈顶元素：为其赋值。

队列-允许一端插入，一端删除的线性表，先进先出，允许插入的一端称为队尾，用尾指针（rear）指向最后被插入的元素，允许删除的一端称为队头，用头指针（front）只想派头元素的前一个位置，向队尾加一个元素涉及rear，队头删除只涉及front。

队列的存储结构一般用循环队列来表示，在循环队列中，队满和队空都是rear=front，rear 和front的纸大小不定，入队rear+1，出队ftont+1，队中元素为(rear-front+maxsize)modmaxsize线性链表-每个节点由两个部分组成，一部分用于存储数据元素值，一部分用于存储指针域，用于指向前件或后件：有一个head指针只想一个节点的指针域，最后一个节点的指针域为null。

为顺序存取，存储空间大，密度小；循环链表-最后一个节点的指针域只想表头节点。

2.非线性结构树-根节点，叶节点，度-每一个节点的后件个数，最大的度成为树的度。

树的最大层次成为深度，子树-以某一节点的子节点作为根的树为该节点的子树二叉树-非空二叉树只有一个根节点，每一个节点最多有两棵子树，左子树和右子树。

二叉树的基本性质-在k层的节点最多有2^（k-1）个，深度为m的二叉树最多有2^m-1,n0=n2+1.满二叉树-所有的节点数都达最大值完全二叉树-出最后一层外，每一层上的节点数均达到最大值，在最后一层只缺少右边的若干节点。

左节点（2k）和右节点（2k+1）的父节点k，在完全二叉树中最多只有一个度为1的节点。

注意相关习题。

二叉树的存储结构一般为链式。

二叉树的遍历-不重复的访问二叉树的所有节点。

前序遍历（DLR），中序遍历(LDR)，后序遍历(LRD).3.数据中的查找和排序3.1查找技术顺序查找：平均查找次数（n+1）/2,函数O（n）。

一个个的找条件：所有的无序表，和有序表的链式存储结构二分法查找二分法查找：有序表（递增）的顺序存储，最坏情况需要log2 n3.1 排序技术（非递减顺序排）交换类排序法：借助元素间相互交换进行排序。

冒泡排序法：n(n-1)/2快速排序法：不断分割交换排序，插入类排序法：简单插入：各元素一次插入n(n-1)/2希尔排序法：整个无序序列分成若干个有序序列O(n1.5次)选择类排序：选出最小的元素，把它放在表的最前面，n(n-1)/2堆排序法：对大量数据以完全二叉树表示，对内排序。

O（nlog2 n）第二章程序设计基础1.程序设计风格：源程序文档化（符号命名，程序注释（序言性注释和功能性注释），视觉组织）、数据说明的方法，语句的结构，输入和输出。

2.程序设计的方法和技术：结构化程序设计和面向对象的程序设计2.1 结构化程序设计原则：自定向下，逐步求精，模块化，限制使用goto语句基本结构：顺序结构，选择结构，重复结构（循环结构）：当型循环和直到型循环结构。

2.2 面向对象的程序设计系统中的对象和对象之间的关系能够如实的反应问题域中固有事物和联系优点：与人类的习惯的思维方法一致，稳定性好，可重用性好，易于开发大型软件产品基本概念：1）对象：客观世界中的任何实体，既可具体也可抽象，对象是由属于静态特征的属性和一系列操作构成的。

基本特点：标识唯一性，分类性（相同属性和操作的对象），封装性，多态性（统一操作可以指定不同对象），模块独立性好。

2）类和对象：类是对象的抽象，对象是类的实例3）消息：请求对象执行某一处理或回答某一要求的信息，包括：对象名称，消息标识符，0个或多个参数。

4）继承：父类和子类共享数据的方法（变量和操作）5）多态性第三章软件工程基础1.计算机软件-计算系统中和硬件相互依存的令部分，包括程序、数据和相关文档的集合软件按功能分为：应用软件、系统软件和支撑（工具）软件。

操作软件：操作系统，编译程序，汇编程序，网络软件，数据库管理系统。

软件的特点：是一种逻辑实体，具有抽象性;没有明显的制作过程；在运行、使用期间不存在磨损、老化问题；瘦计算机系统的限制，存在软件移植的问题；软件复杂性高，成本昂贵；设计多种社会因素2.软件危机：软件危机归结为成本、质量和生产率的问题。

软件工程：试图用工程、科学和数学的原理和方法研制和维护软件的有关技术和管理方法。

为的是解决软件危机软件工程包括3个要素：方法、工具和过程。

软件生命周期：软件产品从提出、实现、使用维护到停止退役的过程。

软件工程的理论和技术性研究的内容：软件开发技术和软件工程环境。

软件开发技术：软件开发方法，开发过程，开发工具和软件工程环境。

软件工程（开发）环境：支持软件开发的软件工具集合。

软件工程管理：软件管理，软件工程经济，软件心理学。

3.1结构化分析方法需求分析（获得逻辑模型，编写软件需求规格说明书）需求获取：功能性要求；需求分析：给出逻辑模型；编写需求规格说明书；需求评审。

需求分析方法：结构化分析方法：面向数据流的结构化分析方法（SA）面向数据结构的JACKson（JSD）方法，面向数据结构的数据系统开发方法（DSSD）数据流的类型：变换型和事务型面向对象的分析方法：OOA面向数据流的结构化分析方法（SA）常用工具：数据流图(data flow diagram DFD)-支持逻辑模型图形表示。

椭圆：加工，矩形：实体；有向线：数据流；双线：存储文件。

数据字典：DFD中被命名的图形元素的确切解释，判定树：条件选择下图形加工工具，判定表：多个条件选择时的图形工具、3.2 结构化的设计方法（确定系统的物理模型）概要设计：将软件需求转化为软件体系结构，全局数据库结构，编写概要设计文档，概要设计文档评审工具（程序结构图）SC，模块用矩形表示，带实心圆的箭头是控制信息，空心圆传递的是数据四种模块：传入模块（从下级模块传数据到上级模块），传出模块（从上级模块到下级模块），）。

变换模块（从上级-转换-到上级），协调模块（对所有下级模块进行协调和管理深度，宽度，上级、下级模块，扇入：调用一个给定模块的模块个数，扇出：一个模块直接调用的其他模块数，原子模块：位于叶子节点的模块详细设计：实现每个模块的算法和局部数据结构工具：图形工具：程序流程图：PFD，矩形表是加工步骤，菱形表示逻辑条件，箭头顺序和选择结构N-S图：PAD（问题分析图），程序作为一条主线，左右有方框。

HIPO表型工具：判定表语言工具：PDL（类似于编程语言）。

3.4 软件测试：发现问题静态测试：代码检查，人工运行，不执行程序动态测试：执行程序白盒测试：程序内部操作的验证，逻辑覆盖和基本路径测试主要方法：逻辑覆盖：语句覆盖；路径覆盖；判定覆盖；条件覆盖；判断条件覆盖基本路径测试：路径集合黑盒测试：等价类分法，边界值测试法，错误推测法，因果图。

软件测试的实施单元测试（详细设计说明书）以黑盒测试为主，集成测试（概要设计文档）非增量方式：一次装好测试，增量方式：边装边测；确认（验收）测试：需求规格说明书，系统测试4.程序调试测试贯穿软件整个生命周期，调试主要在开发阶段。

调试步骤：错误定位；修改设计和代码，排除错误；回归测试，调试方法：强行排错（设置断点），回溯法（适用于小程序），原因排除法（归纳法，演绎法，二分法）。

第四章数据库设计基础1．数据库系统的基本概念数据：描述事物，能够被存储的符号记录，数据库处理的是持久性数据数据库：有结构的数据的集合放在统一的存储介质中数据库管理系统：系统软件（Database management system）,功能：数据模式定义，数据存储，数据操作，数据安全性和完整性，数据并发控制和故障维护，数据服务。

提供的语言：数据库定义语言，数据库操纵语言，数据库控制语言。

上述语言有两种结构型形式：交互性命令语言，宿主型语言数据库系统；数据库系统，数据库管理系统，数据库管理人员，硬件平台，软件平台。

数据库应用系统：数据库系统，应用软件和应用界面。

数据库系统经历的三个阶段：人工管理，文件系统，数据库系统。

各自的特点数据系统的特点：集成性，高共享性和低冗余性，数据独立性（物理独立和逻辑独立），数据统一管理和与控制。

数据库系统的内部结构体系三级模式内模式：数据的存储结构；只有物理数据库真实存在于计算机中概念模式：数据的逻辑结构；外模式（子或用户模式）用户见到的两级映射外模式到概念模式的映射：逻辑独立性概念模式到内模式的映射：物理独立性3.数据模型数据模型可以把复杂的现实世界要求反应到计算机数据库中的物理世界。