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計(jì)算機(jī)二級(jí)的公共基礎(chǔ)

 陳石胡 2010-09-18

                      公共基礎(chǔ)

一.算法:解決問題的方法和步驟

基本特征:可行性,確定性,有窮性,擁有足夠的情報(bào)(有0個(gè)或多個(gè)輸入,有1個(gè)或多個(gè)輸出)。

算法的控制結(jié)構(gòu):順序,選擇,循環(huán)

算法的復(fù)雜度主要包括時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。時(shí)間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量??臻g復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的內(nèi)存空間。

二.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究和討論的三個(gè)方面:

1.數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)之間所固有的邏輯關(guān)系,即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。

2.在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí),各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)關(guān)系,即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

3.對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。

主要目的是為了提高數(shù)據(jù)處理的效率。主要包括兩方面:1.提高數(shù)據(jù)處理的速度,2.盡量節(jié)省在數(shù)據(jù)處理過程中所占用的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間。

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)類型:順序,鏈?zhǔn)健?/span>

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ):

程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

程序設(shè)計(jì)主要經(jīng)過了結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)階段。

程序設(shè)計(jì)風(fēng)格會(huì)深刻的影響軟件的質(zhì)量和可維護(hù)性,良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格可以使程序結(jié)構(gòu)清晰合理,使程序代碼便于維護(hù),因此,程序設(shè)計(jì)風(fēng)格對(duì)保證程序的質(zhì)量是很重要的。

程序文檔化應(yīng)考慮的幾點(diǎn):

1.符號(hào)的命名

2.程序注釋:注釋一般分為序言性注釋和功能性注釋。

3.視覺組織

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則可以概括為自頂向下,逐步求精,模塊化,限制使用goto語句。

程序設(shè)計(jì)語言僅僅使用順序,選擇,循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)。

遵循結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計(jì)原則,按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的程序具有明顯的優(yōu)點(diǎn):1.程序易于理解,使用和維護(hù)  2.提高了編程工作的效率,降低了軟件開發(fā)成本。

面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn):

1.與人類習(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(體現(xiàn)在封裝性好)

面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法中涉及的對(duì)象是系統(tǒng)中用來描述客觀事物的一個(gè)實(shí)體,是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單位,它由一組表示其靜態(tài)特征的屬性和它可執(zhí)行的一組操作組成。

通常把對(duì)象的操作也稱為方法或服務(wù)。

對(duì)象的基本特征:

1.標(biāo)識(shí)惟一性

2.分類性

3.多態(tài)性

4.封裝性

5.模塊獨(dú)立性好

類是對(duì)象的抽象,一個(gè)對(duì)象則是其對(duì)應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例。

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),是指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征,而不必重復(fù)定義它們。

繼承分為單繼承與多重繼承。

多態(tài)性:對(duì)象根據(jù)所接受的信息而做出動(dòng)作,同樣的信息被不同的對(duì)象接受時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng),該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。

軟件工程基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)軟件是包括程序,數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。

軟件的特點(diǎn):

1.軟件是一種邏輯實(shí)體,而不是物體實(shí)體,具有抽象性。

2.軟件的生產(chǎn)與硬件不同,他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(duì)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(huì)因素。

軟件危機(jī)主要表現(xiàn):

1.軟件需求的增長得不到滿足。

2.軟件開發(fā)成本(高)和進(jìn)度無法控制。

3.軟件質(zhì)量難以保證。

4.軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低。

5.軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高趕不上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增長。

軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義,開發(fā)和維護(hù)的一整套方法,工具,文檔,實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和工序。

軟件工程包括3個(gè)要素,即方法,工具和過程。

軟件工程的核心思想是把軟件產(chǎn)品看作一種工程產(chǎn)品來處理。

軟件生命周期

通常,將軟件產(chǎn)品從提出,實(shí)現(xiàn),使用維護(hù)到停止使用退役的過程稱為軟件生命周期。一般包括可行性研究與需求分析,設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn),測(cè)試,交付使用以及維護(hù)等活動(dòng)。

軟件生命周期分為軟件定義,軟件開發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)三個(gè)階段。

主要活動(dòng)階段是:

1.可行性研究與計(jì)劃制定。

2.需求分析。

3.軟件設(shè)計(jì)。

4.軟件實(shí)現(xiàn)。

5.軟件測(cè)試。

6.運(yùn)行和維護(hù)。

軟件工程的目標(biāo)是,在給定成本,進(jìn)度的前提下,開發(fā)出具有有效性,可靠性,可理解性,可維護(hù)性,可重用性,可適應(yīng)性,可移植性,可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。

軟件工程的原則:

基本原則包括抽象,信息隱蔽,模塊化,局部化,確定性,一致性,完備性和可驗(yàn)證性。

軟件開發(fā)工具的完善和發(fā)展將促進(jìn)軟件開發(fā)方法的進(jìn)步和完善,促進(jìn)軟件開發(fā)的高速度高質(zhì)量。

軟件開發(fā)環(huán)境或稱軟件工程環(huán)境是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合

軟件需求是指用戶對(duì)目標(biāo)軟件系統(tǒng)在功能,行為,性能,設(shè)計(jì)約束等方面的期望。需求分析的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)需求,求精,建模,和定義需求的過程。

需求分析階段:

1.需求獲取。

2.需求分析。

3.編寫需求規(guī)格說明書。

4.需求評(píng)審。(驗(yàn)證需求文檔的一致性,可行性,完整性和有效性)

需求分析方法:

1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Jackson方法,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。

2.面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?/font>

結(jié)構(gòu)化分析就是使用數(shù)據(jù)流圖(DFD),數(shù)據(jù)字典(DD),結(jié)構(gòu)化英語,判定表和判定樹等工具。

結(jié)構(gòu)分析方法的實(shí)質(zhì)是著眼于數(shù)據(jù)流,自頂向下,逐層分解,建立系統(tǒng)的處理流程,以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具,建立系統(tǒng)的邏輯模型。

結(jié)構(gòu)流圖是描述數(shù)據(jù)處理過程的工具,是需求理解的邏輯模型的圖形表示,他直接支持系統(tǒng)的功能。數(shù)據(jù)流圖從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度,來刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的移動(dòng)變換過程。

建立數(shù)據(jù)流圖的步驟:

1.由外向里

2.自頂向下

3.逐層分解

頂層數(shù)據(jù)流圖應(yīng)該包括所有相關(guān)外部實(shí)體,以及外部實(shí)體與軟件中間的數(shù)據(jù)流,其作用主要是描述軟件的作用范圍,對(duì)總體功能,輸入,輸出進(jìn)行抽象描述,并反映軟件和系統(tǒng),環(huán)境的關(guān)系。

數(shù)據(jù)流圖的構(gòu)造規(guī)則和注意事項(xiàng):

1.對(duì)加工處理建立惟一,層次性的編號(hào),且每個(gè)加工處理通常要求既有輸入又有輸出。

2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間不應(yīng)該有數(shù)據(jù)流。

3.數(shù)據(jù)流圖的一致性。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(文件)應(yīng)被數(shù)據(jù)流圖中的處理讀和寫,而不是僅讀不寫或僅寫不讀。

4.父圖,子圖關(guān)系與平衡規(guī)則。相鄰兩層DFD之間具有父,子關(guān)系,子圖代表了父圖中某個(gè)加工的詳細(xì)描述,父圖表示了子圖間的接口。子圖個(gè)數(shù)不大于父圖中的處理個(gè)數(shù)。所有子圖的輸入,輸出數(shù)據(jù)流和父圖中相應(yīng)處理的輸入,輸出數(shù)據(jù)流必須一致。

數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。數(shù)據(jù)字典是對(duì)所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個(gè)有組織的列表,以及精確的,嚴(yán)格的定義,使得用戶和系統(tǒng)分析員對(duì)于輸入,輸出,存儲(chǔ)成分和中間計(jì)算結(jié)果有共同的理解。

數(shù)據(jù)字典的作用是對(duì)DFD中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切理解。

軟件需求規(guī)格說明書是需求分析階段的最后成果,是軟件開發(fā)中的重要文檔之一。

軟件需求規(guī)格書的作用:

1.便于用戶,開發(fā)人員進(jìn)行理解和交流。

2.反映出用戶問題的結(jié)構(gòu),可以作為軟件開發(fā)工作的基礎(chǔ)和依據(jù)。

3.作為確定測(cè)試和驗(yàn)收的依據(jù)。

軟件需求規(guī)格說明書的特點(diǎn):

1.正確性,

2.無歧義性,

3.完整性,

4.可驗(yàn)證性,

5.一致性,

6.可理解性,

7.可修改性,

8.可追蹤性。

作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和驗(yàn)證的依據(jù),軟件需求規(guī)格說明書應(yīng)該是精確而無二義性的,需求說明書越精確,則以后出現(xiàn)錯(cuò)誤,混淆,反復(fù)的可能性越小。用戶能看懂需求說明書,并且發(fā)現(xiàn)和指出其中的錯(cuò)誤是保證軟件系統(tǒng)質(zhì)量的關(guān)鍵,因而需求說明書必須簡明易懂,盡量少包含計(jì)算機(jī)的概念和術(shù)語,以便用戶和軟件人員雙方都能接受它。

軟件設(shè)計(jì)的基本原理:

1.抽象,2.模塊化(每個(gè)模塊可以完成一個(gè)特定的子功能,各個(gè)模塊可以按一定的方法組裝起來成為一個(gè)整體,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能。)3.信息隱蔽,4.模塊獨(dú)立性,5.內(nèi)聚性。

詳細(xì)設(shè)計(jì)

詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù),是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),用某種選定的表達(dá)工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。

常見的過程設(shè)計(jì)工具有:

圖形工具:程序流程圖,N-S,PADHIPO。

表格工具:判定表。

語言工具:PDL(偽碼)。

程序流程:順序型,選擇型,先判斷重復(fù)型,后判斷重復(fù)型,多分支選擇型。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)是描述事物的符號(hào)記錄。臨時(shí)性數(shù)據(jù),一般存放于計(jì)算機(jī)內(nèi)存中,持久性數(shù)據(jù)。

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