全国计算机二级公共基础知识(要点).ppt

1、全国计算机等级考试,二级公共基础知识,2,公共基础知识,内容： 考试大纲 数据结构与算法 程序设计基础 软件工程基础 数据库设计基础,3,考试大纲,基本要求 1、掌握算法的基本概念。 2、掌握基本数据结构及其操作。 3、掌握基本排序和查找算法。 4、掌握逐步求精的结构化程序设计方法。 5、掌握软件工程的基本方法，具有初步应用相关技术进行软件开发的能力。 6、掌握数据库的基本知识，了解关系数据库的设计。,4,考试大纲,考试内容 一、基本数据结构与算法1、算法的基本概念；算法复杂度的概念和意义(空间复杂度与时间复杂度)。2、数据结构的定义；数据的逻辑结构和存储结构；数据结构的图形表示；线性结构与非

2、线性结构的概念。3、线性表的定义；线性表的顺序存储结构及其插入删除运算。4、栈和队列的定义；栈和队列的顺序存储结构及其基本运算。5、线性单链表，双向链表与循环链表的结构及其基本运算。6、树的基本概念；二叉树的定义及其存储结构；二叉树的前序、中序和后序遍历。7、顺序查找与二分查找算法；基本排序算法(交换类排序、选择类排序、插入类排序)。,5,考试大纲,考试内容 二、程序设计基础1、程序设计方法与风格。2、结构化程序设计。3、面向对象的程序设计方法，对象，方法，属性及继承与多态性。,6,考试大纲,考试内容 三、软件工程基础1、软件工程的基本概念；软件生命周期概念；软件工具与软件开发环境。2、结构化

3、分析方法；数据流图，数据字典，软件需求规格说明书。3、结构化设计方法； 总体设计，详细设计。4、软件测试的方法；白盒测试，黑盒测试，测试用例设计；软件测试的实施；单元测试，集成测试，系统测试。5、程序的调试，静态调试与动态调试。,7,考试大纲,考试内容 四、数据库设计基础1、数据库的基本概念；数据库，数据库管理系统，数据库系统。2、数据模型；实体联系模型及E-R图，从E-R图导出关系数据模型。3、关系代数运算，包括集合运算及选择、投影、连接运算；数据库规范化理论。4、数据库设计方法和步骤；需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略。,8,考试大纲,考试题型 选择题10 题每题 2 分共

4、20 分 填空题5 题每题 2 分共 10 分 合计30 分,9,数据结构与算法,关键考点 算法基本概念及算法复杂度 数据的存储结构 栈和队列 线性链表 二叉树基本概念及其特性 查找技术,10,数据结构与算法,算法的基本概念 1、算法算法是指解题方案的准确而完整的描述。注意：算法与数学上的计算方法不是同一个概念。算法要考虑计算机的特点，要考虑计算方法的可行性。算法也不等于程序。算法不考虑具体的机器及编程语言。解决问题时，总是先设计算法，然后进行编程。 2、算法的基本特征可行性确定性有穷性拥有足够的情报算法是一个动态概念，强调实际的执行过程。数学上的计算方法是一个静态概念，注重理论上的正确性。数

5、学上的计算方法是设计算法的基础。,11,数据结构与算法,算法的基本概念 3、算法的基本要素算法中对数据的运算和操作基本的运算和操作有：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。算法的控制结构控制结构决定操作的执行顺序。要求符合结构化原则，强调易读性。 4、算法设计基本方法列举法 列举所有可能情况，检测其中符合条件的结果。归纳法 列举若干特殊情况，分析归纳出一般规律。递推 从已知初始条件出发，逐步推导出中间及最后结果。递归 将复杂问题归结为简单问题，在归结为更简单问题， 。减半递推技术 将问题规模“减半”，并重复该“减半” 的过程。回溯法 分析问题，找出某些线索，沿线索逐步试探。若试探成功，则继续

6、，若试探失败，则回退。直至问题解决。,12,数据结构与算法,算法的基本概念 5、算法的时间复杂度指执行算法所需要的计算工作量算法工作量的度量应与计算机、编程语言、编程细节等无关。算法的工作量用算法所执行的基本运算次数衡量。算法工作量是问题规模的函数：算法的工作量= f (n)度量方法有：平均性态分析 计算其加权平均值最坏情况分析 计算其基本运算的最大次数 6、算法的空间复杂度指执行算法所需要的存储空间包括：算法程序所占据的存储空间待处理数据所占据的存储空间算法程序执行中所需要的额外存储空间如果额外存储空间大小不随问题规模变化，则称之为算法原地工作。降低算法的空间复杂度，应从数据的存储空间和额外

7、空间入手。,13,数据结构与算法,数据结构的基本概念 1、数据结构数据结构是指相互有关联的数据元素的集合数据结构是指带有结构的数据元素的集合。结构 通常指前后件关系。主要研究：数据元素间的固有逻辑关系 数据元素在计算机中的存储关系 对各种数据结构进行的运算 2、数据的逻辑结构指反映数据元素之间逻辑关系的数据结构前后件(直接前驱和直接后继)关系就是指逻辑关系 3、数据的存储结构数据的逻辑结构在计算机中的存储形式存储结构也称为物理结构同一种逻辑结构可以有不同的存储结构常用的有：顺序、链接、索引等形式,14,数据结构与算法,数据结构的基本概念 4、数据结构的表示二元关系表示：两个要素：数据元素的集合

8、D，该集合上的关系R。即：B=(D,R)如：D=春,夏,秋,冬 R=(春,夏),(夏,秋),(秋,冬)图形表示：标有元素值的方框表示结点，有向线段表示逻辑关系。春 夏 秋 冬 5、线性结构和非线性结构线性结构：一个非空的线性结构有且只有一个根结点，每个结点最多只有一个直接前驱、最多只有一个直接后继。非线性结构：不是线性结构的数据结构。,15,数据结构与算法,线性表及其顺序存储结构 1、线性表线性表是由 n (n0)个元素组成的有限序列：(a1,a2,ai,an)有且只有一个根结点，它无直接前驱。有且只有一个终端结点，它无直接后继。除根结点和终端结点外，其他所有结点都有且只有一个直接前驱和直接后

9、继。结点个数n称为线性表的长度。n=0时，称为空表。 2、线性表的顺序存储顺序存储也称为顺序分配线性表中所有元素所占的存储空间是连续的线性表中各元素在存储空间中按照逻辑顺序依次存储 3、顺序表的运算线性表的顺序存储结构通常称为顺序表包括：插入、删除、查找、分解、合并、复制、逆转等。在高级语言中，顺序表对应一维数组。顺序表的查找方便，插入和删除较麻烦。,16,数据结构与算法,线性表及其顺序存储结构 注意： 线性表属于线性结构。 线性表的顺序存储结构通常称为顺序表。 在顺序表中，所有元素按照其逻辑顺序连续存储，前后件元素紧邻，前件元素一定存储在后件元素的前面。 在程序设计语言中，线性表的顺序存储结

10、构对应了一维数组。因为在程序设计语言中，一维数组与计算机中实际的存储空间结构是一致的。 在顺序表中，如果要在第 i 个位置插入一个新元素，则原第 i 个元素以及之后的所有元素都要依次后移一个位置。在平均情况下，在顺序表中插入一个新元素，需要移动 n/2 个元素。 在顺序表中，如果要删除第 i 个位置的元素，则原第 i 个元素之后的所有元素都要依次前移一个位置。在平均情况下，在顺序表中删除一个元素，需要移动 n/2 个元素。,17,数据结构与算法,栈及其基本运算 1、栈栈(stack)是限定在一端进行插入和删除的线性表允许进行插入或删除的一端称为栈顶。不允许进行插入或删除的另一端称为栈底。其特点

11、为“先入后出”(FILO)或“后入先出”(LIFO)。(记忆作用)通常设置指针top指向栈顶，指针bottom指向栈底。 2、栈的顺序存储结构栈的各个数据元素按其逻辑顺序依次连续存储。由于插入删除操作只能在栈顶一端进行，所以不需要移动数据元素。 3、栈的基本运算入栈：在栈顶位置插入新元素。出栈：取出栈顶位置的元素。读栈顶元素：读出栈顶位置的元素。“上溢”：入栈时堆栈已满。“下溢”：出栈时堆栈已空。,18,数据结构与算法,队列及其基本运算 1、队列队列(queue)是限定在一端进行插入另一端进行删除的线性表允许进行插入的一端称为队尾。允许进行删除的另一端称为队头。其特点为“先入先出”(FIFO)

12、或“后入后出”(LILO)。(先来先服务)通常设置指针rear指向队尾，指针front指向队头。 2、队列的顺序存储结构队列的各个数据元素按其逻辑顺序依次连续存储。由于插入删除操作只能在队列的两端进行，所以不需要移动数据元素。 3、队列的基本运算在实际应用中常常使用循环队列。入队：在队尾位置插入新元素。 出队：取出队头位置的元素。 “上溢”：入队时队列已满。“下溢”：出队时队列已空。,19,数据结构与算法,线性链表 1、链式存储方式 结点由两部分组成：数据域(存储数据)、指针域(指向其前件或后件)。 数据结构的存储空间可以不连续，存储顺序与逻辑关系可以不一致。 链式存储方式既可以用来表示线性结

13、构，也可以表示非线性结构。 2、线性链表线性表的链式存储结构称为线性链表。(栈的链式存储结构称为链栈、队列的链式存储结构称为链队列)常用的线性链表有：单链表 (一个指针域，指向直接后继)双向链表 (两个指针域，指向直接后继及后继) 循环链表 (所有结点的指针构成循环链) 3、线性链表的基本运算查找：在线性链表中查找指定元素。插入：在线性链表中插入新结点。删除：在线性链表中删除指定结点。,20,数据结构与算法,树的基本概念 1、树树是一种简单的非线性结构。元素间的关系具有明显的层次结构。 2、相关的术语根结点叶节点父结点子结点子树结点的度树的度树的深度,21,数据结构与算法,二叉树 1、二叉树的

14、特点非空二叉树只有一个根结点。每个结点最多有左右两棵子树。 2、二叉树的基本性质第 k 层上最多有 2 k-1个结点深度为 m 的二叉树最多有 2m-1个结点任何二叉树叶结点总比度为 2 的节点多一个n 个节点的二叉树的深度为 log2n+1 3、满二叉树 4、完全二叉树 5、二叉树的遍历先序遍历 中序遍历后序遍历ABDEGCFHI DBGEACHFIDGEBHIFCA,22,数据结构与算法,查找技术 1、顺序查找从线性表的第一个元素开始，依次与指定数据比较，若相等则查找成功，若比较的所有元素都不相等，则查找失败。最坏情况的比较次数为表长n，平均情况为n/2。无序顺序表的查找只能采用顺序查找的

15、方法。线性表在链式存储时也只能采用顺序查找的方法。 2、二分法查找在顺序存储的线性表为有序的情况下，可以使用二分法查找。方法为：将待查数据与线性表的中间项比较：若相等，则查找成功；若小于，则在线性表的前半部分进行二分法查找；若大于，则在线性表的后半部分进行二分法查找；反复进行直到相等(查找成功)或子表长度为0(查找失败)。,23,数据结构与算法,排序技术 1、交换类排序起泡排序最坏情况下的比较次数为 n(n-1)/2 。 快速排序最坏情况下的比较次数为 n(n-1)/2 。 2、插入类排序简单插入排序最坏情况下的比较次数为 n(n-1)/2 。 希尔排序最坏情况下的比较次数为 O( n 1.5

16、) 。 3、选择类排序简单选择排序最坏情况下的比较次数为 n(n-1)/2 。堆排序最坏情况下的比较次数为 O( n log2n) 。,24,数据结构与算法,本章重点 1、算法是问题处理方案正确而完整的描述，算法的效率与数据的存储结构有密切的关系。 2、数据的逻辑结构在计算机中的表示(存储方式)称为数据的存储结构(物理结构)。一种逻辑结构可以有多种存储结构。 3、在长度为 n 的顺序表中，插入或删除一个元素平均需要移动一半元素。 4、栈是特殊的线性表，具有记忆作用。特点是“先进后出(后进先出)”。栈顶指针动态反映了栈中元素的变化情况。 5、队列是特殊的线性表。特点是“先进先出(后进后出)”。队

17、头和队尾指针动态地反映了队列中元素的变化情况。 6、线性链表是线性表的链式存储结构。在线性链表中，各元素节点的存储空间可以不连续，存储顺序也可以与逻辑顺序不一致。线性链表的插入删除操作不需要移动数据元素。 7、二叉树是一种非线性结构。主要性质有：第k层上最多有 2 k-1 个结点深度为 m 时，最多有2 m 1 个结点度为0的结点比度为2的多一个深度至少为 log2n +1,25,数据结构与算法,本章重点 8、满二叉树是二叉树的特殊形态，满二叉树的各层结点都达到最大值，叶结点只出现在最后一层。 9、完全二叉树是二叉树的特殊形态，完全二叉树除最后一层外，各层结点都达到最大值，叶结点只出现在最后两

18、层。满二叉树属于完全二叉树。 10、根据扫描根结点的顺序，按照先左后右的原则，遍历二叉树有三种方法：前序遍历、中序遍历、后序遍历。 11、在长度为 n 的线性表中进行顺序查找，最坏情况需要比较 n 次。 12、在长度为 n 的线性表中进行对分查找，最坏情况需要比较 log2n 次。但对分查找只适用于有序顺序表。 13、在冒泡排序、快速排序、简单插入排序、选择排序的方法中，最坏情况下需要比较的次数为 n(n-1)/2 。,26,程序设计基础,关键考点 结构化设计的原则 面向对象方法的基本概念,27,程序设计基础,程序设计方法与风格 1、程序设计方法就程序设计的方法和技术的发展而言主要经历了结构化

19、程序设计和面向对象程序设计两个阶段 2、程序设计风格程序设计风格是指编写程序时所表现出来的特点、习惯和逻辑思路。程序设计风格会深刻影响软件的质量和可维护性，良好的程序设计风格可以使程序的结构清晰合理，使程序代码便于维护。程序设计风格的主导：“清晰第一，效率第二”。主要因素：源程序文档化数据说明的方法语句的结构输入和输出,28,程序设计基础,结构化程序设计 1、结构化程序设计要求把程序的结构限制为顺序、选择和循环三种基本结构。 2、结构化程序设计的原则自顶向下先总体后细节，先全局后局部。逐步求精对复杂问题设计子目标过度，逐步细化。模块化将复杂问题分解为若干简单问题。限制使用GOTO语句防止造成程

20、序逻辑结构混乱。 3、三种基本结构顺序结构 选择结构循环结构 4、特点所有控制结构由三种基本结构组成各个模块单入口单出口模块的内聚性强 模块间的偶合性低,29,程序设计基础,面向对象的程序设计 1、面向对象面向对象方法的本质，是从客观世界固有的事物出发来构造系统，用现实生活中常用的思维方法来描述客观事物，是系统中的对象及对象间的关系能如实反映事物及其关系。 2、主要优点与人类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可维护性好 3、基本概念对象类和实例消息继承多态性,30,程序设计基础,本章重点 1、程序设计并不等于编程，编程只是程序设计过程中的一小步。 2、结构化程序设计要求把

21、程序的结构限制为顺序、选择、循环三种基本结构。 3、模块化设计是指把一个大程序按人们能理解的大小规模进行分解。划分模块的基本原则是使每个模块都易于理解。在按功能划分模块时，要求各模块功能尽量单一，各模块之间的联系尽量的少。 4、客观世界是由实体及其联系所组成的。客观世界中的实体称为问题域的对象。 5、类描述的是具有相似性质一组对象。一个对象称为类的实例。 6、允许作用于某个对象上的各种操作称为方法。 7、消息是用来请求对象执行某一处理或回答某些信息的要求。 8、继承是表示类之间的相似性的一种机制。 9、封装是一种信息隐蔽机制，目的是将对象的使用者与对象的设计者分开。用户只需了解对象封装界面上的

22、信息，不必知道内部的具体细节。,31,软件工程基础,关键考点 软件定义与特点 软件开发过程的过程化原则 结构化分析方法 结构化设计方法 软件测试技术与方法 程序调试基本概念,32,软件工程基础,软件工程基本概念 1、软件软件是包括程序、数据及相关文档的完整集合。 2、软件的特点抽象性可大量拷贝无磨损及老化问题受计算机系统限制(移植问题)复杂性高成本昂贵开发过程涉及诸多社会因素 3、软件工程软件工程是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。三个要素方法：完成软件工程项目的技术手段。工具：支持软件的开发、管理、文档生成。过程：支持软件开发各个环节的管理、控制。目

23、标：在给定成本、进度的前提下，开发出具有有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可适应性、可追踪性、可互操作性满足用户要求的软件产品。,33,软件工程基础,软件开发过程的过程化原则 1、软件工程过程 为获得软件产品，在软件工具支持下的一系列软件工程活动。Plan软件规格说明。Do软件开发。Check软件确认。Action软件演进。 使用适当的资源，为开发软件进行的一组开发活动，在过程结束时将用户要求转化为软件产品。软件工程过程应确定方法使用的顺序、要求交付的文档资料、为保证质量与适应变化所需要的管理、软件开发各阶段要完成的任务。 2、软件生命周期 定义阶段可行性研究及项目计划需求分析 开发阶段概要

24、设计详细设计实现测试 维护阶段使用维护退役,34,软件工程基础,结构化分析方法 在系统分析阶段，结构化分析方法用来对系统进行逻辑设计。 1、需求分析需求分析的任务是发现需求、求精、建模和定义需求。 常见的需求分析方法：结构化分析方法 面向对象的分析方法 2、结构化分析方法 结构化分析就是使用数据流图(DFD)、数据字典(DD)、结构化英语、判定表和判定树等工具，来建立一种被称为结构化规格说明的目标文档。 结构化分析方法的实质是着眼于数据流的、自顶向下逐层分解的、建立系统的处理流程，它以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。 3、 软件需求规格说明书是需求分析阶段的最后成果，是软件开

25、发的重要文档之一。软件需求规格说明书把软件计划中确定的软件范围加以展开，制定出完整的信息描述、详细的功能说明、恰当的检验标准、其他与要求有关的信息。,35,软件工程基础,结构化设计方法 1、软件设计软件设计是把软件需求转换为软件表示的过程。从技术角度：软件设计包括结构设计、数据设计、接口设计、过程设计。从工程角度：软件设计包括概要设计、详细设计。软件设计的基本原理包括：抽象、模块化、信息隐蔽、模块独立性 2、概要设计概要设计的基本任务：系统结构设计数据结构设计编写设计文档设计文档评审结构图是软件结构设计的常用工具。 3、详细设计详细设计的任务，是为软件结构图中的每一个模块确定算法和局部数据结构

26、，用某种选定的工具表示算法和数据结构的细节。常见的设计工具：图形工具：流程图、N - S、PAD、HIPO表格工具：判定表语言工具：PDL(伪码),36,软件工程基础,软件测试 1、测试软件测试的目标是在精心控制的环境下执行程序，以发现程序中的错误，给出程序可靠性的鉴定。测试不是为了证明程序是正确的，目的是设法暴露程序中的错误和缺陷。测试只能说明程序有错，不能证明程序无错。程序不能100%可靠。 2、测试方法程序的静态分析程序的动态分析自动测试工具 3、测试层次模块测试(单元测试)整体测试(集成测试)又分为 功能测试 和 验收测试 两种。 4、白盒法根据对程序内部逻辑结构的分析来导出测试用例。

27、 5、黑盒法不考虑程序的内部结构特征，根据程序功能导出测试用例。,37,软件工程基础,程序调试 1、调试与测试 测试的目的是发现错误，评价可靠性；调试的目的是发现错误的位置，改正发现的错误。 测试揭示设计人员的过失，由非设计人员承担；调试帮助设计人员改正错误，由设计人员自己承担。 测试是机械的、强制的、严格的、可预测的；调试要求随机应变、联想、经验、智力，并要求自主地完成。 测试发现的错误可立即进行调试改正，然后还必须再进行测试。 调试用例与测试用例可以一致也可以不一致。 2、调试方法 强行排错法 回溯法 原因排除法,38,软件工程基础,本章重点 1、软件生命周期分为三个时期共八个阶段：软件定

28、义期：问题定义、可行性研究、需求分析。软件开发期：系统设计、详细设计、编码、测试。软件维护期：运行维护。 2、在系统分析阶段，结构化分析方法用来对系统进行逻辑设计，此时不考虑物理实现的问题，而只考虑“做什么”的问题，系统的物理设计(“如何做”)的问题留在系统设计阶段用结构化设计方法来完成。 3、数据流图有两种典型的结构形式：变换型、事务型。 4、评价模块的独立性的标准有两个：耦合性：表明两个模块间联系的强弱。内聚性：表明模块内部联系是否紧密。内聚性要强，偶合性要弱。 5、软件测试是在精心控制的环境下执行程序，发现程序中的错误，给出程序可靠性的鉴定。 6、测试是程序执行的过程，目的在于发现错误；

29、一个好的测试在于能发现至今未能发现的错误，一个成功的测试是发现了至今未发现的错误。 7、测试发现错误后，可进行调试；调试后的程序还应再测试，以检验调试效果。,39,数据库设计基础,关键考点 数据库系统基本概念 数据模型,40,数据库设计基础,数据库系统的基本概念 1、数据库 DB是数据的集合，具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质中，是多种应用数据的集成，可被各个应用程序所共享。 2、数据库管理系统 DBMS数据库的管理机构，系统软件，负责数据组织、操纵、维护、控制、保护等。为数据库构作模式为数据模式的实现提供方法和手段为用户使用提供查询、插入、修改、删除等功能提供对数据库中数据的多种服务功

30、能(复制、重组、检测等)。 3、DBMS提供的语言数据定义语言数据操纵语言数据控制语言,41,数据库设计基础,数据库系统的基本概念 4、数据库系统 DBS由DB、DBMS、数据库管理员(DBA)、硬件平台、软件平台组成。 5、数据库系统的基本特点数据的集成性数据的高共享性低冗余性数据的独立性数据统一管理和控制 6、数据库系统的三级模式概念模式：数据库中全局数据的逻辑描述，与具体的软硬件环境无关。外模式：也叫用户模式，是用户的数据视图。内模式：也叫物理模式，描述数据库中数据的存储结构和存取方式。,42,数据库设计基础,数据模型 1、三种不同应用层次的数据模型概念模型：概念数据模型，面向客观世界、

31、面向用户，与具体的DBMS无关。数据模型：逻辑数据模型，面向DBS的模型，着重于数据库系统的实现。物理模型：物理数据模型，面向计算机系统，是数据模型的物理表示。 2、实体集之间的联系一对一一对多或多对一多对多 3、E - R模型的图示法实体集表示法：在E - R图中用矩形表示实体集，矩形内注明实体集名称。属性表示法：在E - R图中用椭圆，椭圆中注明属性名称。联系表示法：在E - R图中用菱形表示联系，菱形中注明联系名称。实体集与属性之间的连接关系：在E - R图中用连接两个图形的无向线段表示。,43,数据库设计基础,数据模型 4、层次模型 层次模型的基本结构是树形结构。 5、网状模型网状模型

32、是一个不加任何条件限制的无向图。 6、关系模型关系模型用二维表表示关系。二维表有表框架(关系模式)和表元组组成。表框架由n个命名的属性组成。属性的取值范围称为值域。二维表中能够唯一标识元组的最小属性集成为“键”(关键字)。二维表中可能有若干键，称为侯选键(侯选关键字) 。侯选键中选择作为用户使用的称为主键(主关键字) 。关系框架和关系元组构成关系。,44,数据库设计基础,关系代数 1、关系模型的基本操作插入删除修改查询 2、基本运算并运算(插入)差运算(删除)投影(查询)选择(查询) 笛卡尔积(查询)交运算除运算连接运算(有条件的笛卡尔积) 自然连接运算(公共域等值连接),45,数据库设计基础