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第4章 软件工程基础 .................................................... 12 目 录 第1章 计算机系统 .......................................................... 2 1.1 概述 ..................................................................... 2 1.2 计算机硬件系统 ................................................. 2 1. 中央处理器 ................................................... 2 2. 存储器 ........................................................... 2 3. 数据内部表示 ............................................... 3 1.3 操作系统 ............................................................. 3 1. 操作系统概述 ............................................... 3 2. 进程管理 ....................................................... 3 3. 存储管理 ....................................................... 3 4. 文件管理 ....................................................... 4 第2章 数据结构与算法 .................................................. 5 2.1 算法 ..................................................................... 5 2.2 线性表及其顺序存储结构 ................................. 5 1. 线性结构与非线性结构 ............................... 5 2. 线性表的基本概念 ....................................... 5 3. 线性表的顺序存储结构 ............................... 5 2.3 栈和队列 ............................................................. 6 1. 栈 ................................................................... 6 2. 队列 ............................................................... 6 3. 循环队列 ....................................................... 7 2.4 线性链表 ............................................................. 8 2.5 树与二叉树 ......................................................... 8 1. 树的基本概念 ............................................... 8 2. 二叉树 ........................................................... 8 3. 二叉树的遍历 ............................................... 9 2.6 查找与排序 ....................................................... 10 第3章 程序设计基础 .................................................... 11 3.1 程序设计方法与风格 ....................................... 11 3.2 程序化程序设计 ............................................... 11 3.3 面对对象的程序设计 ....................................... 11
4.1 软件工程基本概念 ........................................... 12 1. 软件定义与软件特点 ................................. 12 2. 软件危机与软件工程 ................................. 12 3. 软件过程与软件生命周期 ......................... 12 4.2 结构化分析方法 ............................................... 13 1. 需求分析 ..................................................... 13 2. 结构化分析常用工具 ................................. 13 4.3 结构化设计方法 ............................................... 13 1. 软件设计的基本概念 ................................. 13 2. 概要设计 ..................................................... 13 3. 详细设计 ..................................................... 14 4.4 软件测试 ........................................................... 15 1. 软件测试概述 ............................................. 15 2. 静态测试 ..................................................... 15 3. 白盒测试与黑盒测试 ................................. 15 4. 软件测试的策略 ......................................... 15 4.5 程序调试 ........................................................... 15 第5章 数据库设计基础 ................................................ 16 5.1 数据库系统的基本概念 ................................... 16 1. 数据库系统 ................................................. 16 2. 数据库系统的发展 ..................................... 16 3. 数据库系统的基本特点 ............................. 16 4. 数据库系统的内部体系结构 ..................... 17 5.2 数据模型 ........................................................... 17 1. 数据模型的基本概念 ................................. 17 2. E-R模型....................................................... 17 3. 层次模型和网状模型 ................................. 17 4. 关系模型 ..................................................... 17 5.3 关系代数 ........................................................... 18 1. 关系模型的基本运算 ................................. 18 2. 关系模型的扩充运算 ................................. 19 5.4 数据库设计与管理 ........................................... 19 1. 数据库设计的四个阶段 ............................. 19 2. 关系模式 ..................................................... 201
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第1章 计算机系统
1.1 概述
? 计算机系统的组成框图
????运算器???中央处理器???控制器?主机?????内存储器 ?硬件????外存储器 ???外设?输入设备 ?????输出设备 ?? ??????操作系统 计算机系统?????系统软件?服务软件 ??编译与解释系统???????信息管理软件?软件??辅助设计软件??????应用软件文字处理软件 ????图形软件 ???????各种程序包 ???1.2 计算机硬件系统
1. 中央处理器
? 中央处理器也叫CPU，它是计算机的核心.
? CPU包括两部分：控制器与算术逻辑单元(即运算器)，它们都包含有寄存器或高速存储区域，并用一种
叫做总线的电子线路连接起来.
2. 存储器
? 存储器按照存取方式分类，包括随机存储器RAM、只读存储器ROM和串行访问存储器.
? 存储器有三个重要的指标：速度、容量和每位(bit)价格. 一般来说，速度越快，位价格越高；容量越大，
位价格越低；容量越大，速度越低. ? 存储器的层次结构：
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3. 数据内部表示
? 原码：最高位为符号位，0表示正数，1表示负数. ? 反码：对该数的原码除符号位外各位取反.
? 补码：正数的补码和原码相同，负数的补码是在该数的反码的最后一位加上1. ? 引入补码后，计算机中带符号数的加减运算都可以用加法来表示.
1.3 操作系统
1. 操作系统概述
? 操作系统是直接与硬件层相邻的第一层软件.
? 操作系统的功能和任务主要有：处理器CPU管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口. ? 操作系统的分类：
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多道批处理操作系统：
多道程序设计是指允许多个程序同时进入内存并运行.
批处理是指在外存中存入大量的后备作业，作业的运行完全由系统控制，用户与其作业间没有交互.
? ? ? ? ?
分时操作系统：允许多个联机用户同时使用一台计算机系统，且多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机.
实时操作系统：当外界事件或数据产生时，系统能够接收并以足够快的速度予以处理和相应，能够控制所有任务协调一致运行.
网络操作系统：将计算机加入到网络，方便计算机传送信息和共享网络资源. 分布式操作系统 嵌入式操作系统
2. 进程管理
? 操作系统的主要目标是提高计算机系统的处理效率，增强系统中各种硬件的并行操作能力. ? 操作系统管理进程所使用的数据结构是进程控制块PCB.
3. 存储管理
? 几种基本的存储管理技术：
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连续存储管理，也称界地址存储管理：内存空间被划分为一个个分区，一个作业占一个分区. 分页式存储管理：有效地提高了内存的利用率. 作业空间被划分为页，实际的内存空间被划分为块，页的大小和块的大小相等.
分段式存储管理：较好解决程序和数据的共享以及程序动态链接等问题. 作业的地址空间由若干个逻辑分段组成，每一分段是一组逻辑意义完整的信息集合，并有自己的段名. 段页式存储管理：兼具分页式与分段式的优点.
虚拟存储器管理：解决作业的逻辑地址空间大于计算机实际的内存空间这一问题. 包括请求页式存储管理和请求段式存储管理.
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4. 文件管理
? 文件系统中用于管理文件的是目录.
? 每个文件的文件目录项又成为文件控制块FCB. FCB一般包括内容：有关文件存取控制的信息、有关文
件结构的信息、有关文件使用的信息、有关文件管理的信息.
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第2章 数据结构与算法
2.1 算法
? 算法基本特征：可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报.
? 算法的复杂度是指运行该算法时所需的计算机资源的多少. 包括时间复杂度和空间复杂度. ? 算法的时间复杂度是指执行算法需要的计算工作量.
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算法的工作量用算法所执行的基本运算次数来度量.
算法的时间复杂度与使用的计算机、程序设计语言、程序编制者、算法实现过程中的许多细节无关. 为了降低算法的空间复杂度，要求算法尽量原地工作，是指额外空间量相对于问题规模来说是常数.
? 算法的空间复杂度是指执行算法需要的内存空间.
2.2 线性表及其顺序存储结构
1. 线性结构与非线性结构
? 数据结构是指反映数据元素之间关系的数据元素集合的表示.
? 一个非空的数据结构满足：有且只有一个根结点，每一个根结点最多有一个前件，也最多有一个后件，
则称该数据结构为线性结构.
2. 线性表的基本概念
? 矩阵、向量均是一个线性表.
? 线性表中的数据元素可以由若干个数据项组成，如某班的学生情况，每一个学生的情况(姓名、学号、年
龄、性别)组成了线性表中的每一个元素. 这种由若干个数据项组成的数据元素称为记录，由多个记录构成的线性表称为文件.
? 线性表或是一个空表，或可以表示为(a1, a2, …, ai, …, an).
3. 线性表的顺序存储结构
? 线性表的顺序存储结构满足：
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