全国计算机等级考试二级公共基础知识.docx

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1、 全国计算机等级考试二级公共基础知识 1.1 算法 算法：是指解题方案精确而完整的描述。 算法不等于程序，也不等计算机方法，程序的编制不行能优于算法的设计。 算法的根本特征：是一组严谨地定义运算挨次的规章，每一个规章都是有效的，是明确的，此挨次将在有限的次数下终止。特征包括： (1)可行性; (2)确定性，算法中每一步骤都必需有明确定义，不充许有模棱两可的解释，不允许有多义性; (3)有穷性，算法必需能在有限的时间内做完，即能在执行有限个步骤后终止，包括合理的执行时间的含义; (4)拥有足够的情报。 算法的根本要素：一是对数据对象的运算和操作;二是算法的掌握构造。 指令系统：一个计算机系统能执

2、行的全部指令的集合。 根本运算包括：算术运算、规律运算、关系运算、数据传输。 算法的掌握构造：挨次构造、选择构造、循环构造。 算法根本设计方法：列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。 算法简单度：算法时间简单度和算法空间简单度。算法时间简单度是指执行算法所需要的计算工作量。算法空间简单度是指执行这个算法所需要的内存空间。1.2 数据构造的根本根本概念 数据构造讨论的三个方面： (1)数据集合中各数据元素之间所固有的规律关系，即数据的规律构造; (2)在对数据进展处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即数据的存储构造; (3)对各种数据构造进展的运算。 数据构造是指相互有关联的数据

3、元素的集合。数据的规律构造包含： (1)表示数据元素的信息; (2)表示各数据元素之间的前后件关系。 数据的存储构造有挨次、链接、索引等。 线性构造条件：(1)有且只有一个根结点;(2)每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件。非线性构造：不满意线性构造条件的数据构造。 1.3 线性表及其挨次存储构造 线性表是由一组数据元素构成，数据元素的位置只取决于自己的序号，元素之间的相对位置是线性的。 在简单线性表中，由若干项数据元素组成的数据元素称为记录，而由多个记录构成的线性表又称为文件。 非空线性表的构造特征： (1)且只有一个根结点a1，它无前件; (2)有且只有一个终端结点an，它无后件;

4、(3)除根结点与终端结点外，其他全部结点有且只有一个前件，也有且只有一个后件。结点个数n称为线性表的长度，当n=0时，称为空表。 线性表的挨次存储构造具有以下两个根本特点：(1)线性表中全部元素的所占的存储空间是连续的;(2)线性表中各数据元素在存储空间中是按规律挨次依次存放的。 ai的存储地址为：ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)k,，ADR(a1)为第一个元素的地址，k代表每个元素占的字节数。 挨次表的运算：插入、删除。(详见14-16页) 1.4 栈和队列 栈是限定在一端进展插入与删除的线性表，允许插入与删除的一端称为栈顶，不允许插入与删除的另一端称为栈底。栈根据“先进后出”(F

5、ILO)或“后进先出”(LIFO)组织数据，栈具有记忆作用。用top表示栈顶位置，用bottom表示栈底。 栈的根本运算：(1)插入元素称为入栈运算;(2)删除元素称为退栈运算;(3)读栈顶元素是将栈顶元素赋给一个指定的变量，此时指针无变化。 队列是指允许在一端(队尾)进入插入，而在另一端(队头)进展删除的线性表。Rear指针指向队尾，front指针指向队头。队列是“先进展出”(FIFO)或“后进后出”(LILO)的线性表。 队列运算包括(1)入队运算：从队尾插入一个元素;(2)退队运算：从队头删除一个元素。 循环队列：s=0表示队列空，s=1且front=rear表示队列满 1.5 线性链表

6、 数据构造中的每一个结点对应于一个存储单元，这种存储单元称为存储结点，简称结点。 结点由两局部组成：(1)用于存储数据元素值，称为数据域;(2)用于存放指针，称为指针域，用于指向前一个或后一个结点。 在链式存储构造中，存储数据构造的存储空间可以不连续，各数据结点的存储挨次与数据元素之间的规律关系可以不全都，而数据元素之间的规律关系是由指针域来确定的。 链式存储方式即可用于表示线性构造，也可用于表示非线性构造。 线性链表，HEAD称为头指针，HEAD=NULL(或0)称为空表，假如是两指针：左指针(Llink)指向前件结点，右指针(Rlink)指向后件结点。 线性链表的根本运算：查找、插入、删除

7、。 1.6 树与二叉树 树是一种简洁的非线性构造，全部元素之间具有明显的层次特性。 在树构造中，每一个结点只有一个前件，称为父结点，没有前件的结点只有一个，称为树的根结点，简称树的根。每一个结点可以有多个后件，称为该结点的子结点。没有后件的结点称为叶子结点。在树构造中，一个结点所拥有的后件的个数称为该结点的度，全部结点中最大的度称为树的度。树的最大层次称为树的深度。二叉树的特点：(1)非空二叉树只有一个根结点;(2)每一个结点最多有两棵子树，且分别称为该结点的左子树与右子树。二叉树的根本性质：(1)在二叉树的第k层上，最多有2k-1(k1)个结点;(2)深度为m的二叉树最多有2m-1个结点;(

8、3)度为0的结点(即叶子结点)总是比度为2的结点多一个; (4)具有n个结点的二叉树，其深度至少为log2n+1,其中log2n表示取log2n的整数局部; (5)具有n个结点的完全二叉树的深度为log2n+1; (6)设完全二叉树共有n个结点。假如从根结点开头，按层序(每一层从左到右)用自然数1，2，.n给结点进展编号(k=1,2.n)，有以下结论： 若k=1，则该结点为根结点，它没有父结点;若k1，则该结点的父结点编号为INT(k/2); 若2kn，则编号为k的结点的”左子结点编号为2k;否则该结点无左子结点(也无右子结点); 若2k+1n，则编号为k的结点的右子结点编号为2k+1;否则该

9、结点无右子结点。 满二叉树是指除最终一层外，每一层上的全部结点有两个子结点，则k层上有2k-1个结点深度为m的满二叉树有2m-1个结点。完全二叉树是指除最终一层外，每一层上的结点数均到达最大值，在最终一层上只缺少右边的若干结点。二叉树存储构造采纳链式存储构造，对于满二叉树与完全二叉树可以按层序进展挨次存储。二叉树的遍历：(1)前序遍历(DLR)，首先访问根结点，然后遍历左子树，最终遍历右子树;(2)中序遍历(LDR)，首先遍历左子树，然后访问根结点，最终遍历右子树;(3)后序遍历(LRD)首先遍历左子树，然后访问遍历右子树，最终访问根结点。1.7 查找技术 挨次查找的使用状况： (1)线性表为

10、无序表; (2)表采纳链式存储构造。 二分法查找只适用于挨次存储的有序表，对于长度为n的有序线性表，最坏状况只需比拟log2n次。 1.8 排序技术 排序是指将一个无序序列整理成按值非递减挨次排列的有序序列。 交换类排序法：(1)冒泡排序法，需要比拟的次数为n(n-1)/2;(2)快速排序法。 插入类排序法：(1)简洁插入排序法，最坏状况需要n(n-1)/2次比拟;(2)希尔排序法，最坏状况需要O(n1.5)次比拟。 选择类排序法：(1)简洁选择排序法, 最坏状况需要n(n-1)/2次比拟;(2)堆排序法，最坏状况需要O(nlog2n)次比拟。 二级公共根底学问：程序设计根底 2.1 程序设计

11、设计方法和风格 如何形成良好的程序设计风格 1、源程序文档化; 2、数据说明的方法; 3、语句的构造; 4、输入和输出。 解释分序言性解释和功能性解释，语句构造清楚第一、效率其次。 2.2 构造化程序设计 构造化程序设计方法的四条原则是：1. 自顶向下;2. 逐步求精;3.模块化;4.限制使用goto语句。 构造化程序的根本构造和特点： (1)挨次构造：一种简洁的程序设计，最根本、最常用的构造; (2)选择构造：又称分支构造，包括简洁选择和多分支选择构造，可依据条件，推断应当选择哪一条分支来执行相应的语句序列; (3)循环构造：可依据给定条件，推断是否需要重复执行某一一样程序段。 2.3 面对

12、对象的程序设计 面对对象的程序设计：以60年月末挪威奥斯陆大学和挪威计算机中心研制的SIMULA语言为标志。 面对对象方法的优点： (1)与人类习惯的思维方法全都; (2)稳定性好; (3)可重用性好; (4)易于开发大型软件产品; (5)可维护性好。 对象是面对对象方法中最根本的概念，可以用来表示客观世界中的任何实体，对象是实体的抽象。 面对对象的程序设计方法中的对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，是构成系统的一个根本单位，由一组表示其静态特征的属性和它可执行的一组操作组成。 属性即对象所包含的信息，操作描述了对象执行的功能，操作也称为方法或效劳。 对象的根本特点：(1)标识惟一性;(2

13、)分类性;(3)多态性;(4)封装性;(5)模块独立性好。类是指具有共同属性、共同方法的对象的集合。所以类是对象的抽象，对象是对应类的一个实例。消息是一个实例与另一个实例之间传递的信息。消息的组成包括(1)接收消息的对象的名称;(2)消息标识符，也称消息名;(3)零个或多个参数。 继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义他们。继承分单继承和多重继承。单继承指一个类只允许有一个父类，多重继承指一个类允许有多个父类。多态性是指同样的消息被不同的对象承受时可导致完全不同的行动的现象 二级公共根底学问：软件工程根底 3.1 软件工程根本概念 计算机软件是包括程序、数据及相关文档的完整集合。

14、 软件的特点包括： (1)软件是一种规律实体; (2)软件的生产与硬件不同，它没有明显的制作过程; (3)软件在运行、使用期间不存在磨损、老化问题; (4)软件的开发、运行对计算机系统具有依靠性，受计算机系统的限制，这导致了软件移植的问题; (5)软件简单性高，本钱昂贵; (6)软件开发涉及诸多的社会因素。 软件按功能分为应用软件、系统软件、支撑软件(或工具软件)。 软件危机主要表现在本钱、质量、生产率等问题。 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。软件工程包括3个要素：方法、工具和过程。软件工程过程是把软件转化为输出的一组彼此相关的资源和活动，

15、包含4种根本活动： (1)P软件规格说明; (2)D软件开发; (3)C软件确认; (4)A软件演进。 软件周期：软件产品从提出、实现、使用维护到停顿使用退役的过程。软件生命周期三个阶段:软件定义、软件开发、运行维护，主要活动阶段是： (1)可行性讨论与规划制定; (2)需求分析; (3)软件设计; (4)软件实现; (5)软件测试; (6)运行和维护。 软件工程的目标和与原则： 目标：在给定本钱、进度的前提下，开发出具有有效性、牢靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满意用户需求的产品。 根本目标：付出较低的开发本钱;到达要求的软件功能;取得较好的软件

16、性能;开发软件易于移植;需要较低的费用;能按时完成开发，准时交付使用。 根本原则：抽象、信息隐藏、模块化、局部化、确定性、全都性、完备性和可验证性。软件工程的理论和技术性讨论的内容主要包括：软件开发技术和软件工程治理。软件开发技术包括：软件开发方法学、开发过程、开发工具和软件工程环境。软件工程治理包括：软件治理学、软件工程经济学、软件心理学等内容。软件治理学包括人员组织、进度安排、质量保证、配置治理、工程规划等。软件工程原则包括抽象、信息隐藏、模块化、局部化、确定性、全都性、完备性和可验证性。 3.2 构造化分析方法 构造化方法的核心和根底是构造化程序设计理论。需求分析方法有(1)构造化需求分

17、析方法; (2)面对对象的分析的方法。从需求分析建立的模型的特性来分：静态分析和动态分析。构造化分析方法的实质：着眼于数据流，自顶向下，逐层分解，建立系统的处理流程，以数据流图和数据字典为主要工具,建立系统的规律模型。构造化分析的常用工具(1)数据流图; (2)数据字典; (3)判定树; (4)判定表。 数据流图：描述数据处理过程的工具，是需求理解的规律模型的图形表示，它直接支持系统功能建模。 数据字典：对全部与系统相关的数据元素的一个有组织的列表，以及准确的、严格的定义，使得用户和系统分析员对于输入、输出、存储成分和中间计算结果有共同的理解。 判定树：从问题定义的文字描述中分清哪些是判定的条

18、件，哪些是判定的结论，依据描述材料中的连接词找出判定条件之间的附属关系、并列关系、选择关系，依据它们构造判定树。 判定表：与判定树相像，当数据流图中的加工要依靠于多个规律条件的取值，即完成该加工的一组动作是由于某一组条件取值的组合而引发的，使用判定表描述比拟相宜。 数据字典是构造化分析的核心。 软件需求规格说明书的特点： (1)正确性; (2)无岐义性; (3)完整性; (4)可验证性; (5)全都性; (6)可理解性; (7)可追踪性。 3.3 构造化设计方法 软件设计的根本目标是用比拟抽象概括的方式确定目标系统如何完成预定的任务，软件设计是确定系统的物理模型。软件设计是开发阶段最重要的步骤

19、，是将需求精确地转化为完整的软件产品或系统的唯一途径。 从技术观点来看，软件设计包括软件构造设计、数据设计、接口设计、过程设计。构造设计：定义软件系统各主要部件之间的关系。 数据设计：将分析时创立的模型转化为数据构造的定义。 接口设计：描述软件内部、软件和协作系统之间以及软件与人之间如何通信。 过程设计：把系统构造部件转换成软件的过程描述。 从工程治理角度来看：概要设计和具体设计。 软件设计的一般过程：软件设计是一个迭代的过程;先进展高层次的构造设计;后进展低层次的过程设计;穿插进展数据设计和接口设计。 衡量软件模块独立性使用耦合性和内聚性两个定性的度量标准。在程序构造中各模块的内聚性越强，则

20、耦合性越弱。优秀软件应高内聚，低耦合。 软件概要设计的根本任务是： (1)设计软件系统构造;(2)数据构造及数据库设计; (3)编写概要设计文档;(4)概要设计文档评审。 模块用一个矩形表示，箭头表示模块间的调用关系。 在构造图中还可以用带解释的箭头表示模块调用过程中来回传递的信息。还可用带实心圆的箭头表示传递的是掌握信息，空心圆箭心表示传递的是数据。 构造图的根本形式：根本形式、挨次形式、重复形式、选择形式。构造图有四种模块类型：传入模块、传出模块、变换模块和协调模块。典型的数据流类型有两种：变换型和事务型。变换型系统构造图由输入、中心变换、输出三局部组成。事务型数据流的特点是：承受一项事务

21、，依据事务处理的特点和性质，选择分派一个适当的处理单元，然后给出结果。 具体设计：是为软件构造图中的每一个模块确定实现算法和局部数据构造，用某种选定的表达工具表示算法和数据构造的细节。 常见的过程设计工具有：图形工具(程序流程图)、表格工具(判定表)、语言工具(PDL)。 3.4 软件测试 软件测试定义：使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意规定的需求或是弄清预期结果与实际结果之间的差异。 软件测试的目的：发觉错误而执行程序的过程。软件测试方法：静态测试和动态测试。静态测试包括代码检查、静态构造分析、代码质量度量。不实际运行软件，主要通过人工进展。 动态测试：是

22、根本计算机的测试，主要包括白盒测试方法和黑盒测试方法。 白盒测试：在程序内部进展，主要用于完成软件内部CAO作的验证。主要方法有规律掩盖、根本基路径测试。 黑盒测试：主要诊断功能不对或遗漏、界面错误、数据构造或外部数据库访问错误、性能错误、初始化和终止条件错，用于软件确认。主要方法有等价类划分法、边界值分析法、错误推想法、因果图等。 软件测试过程一般按4个步骤进展：单元测试、集成测试、验收测试(确认测试)和系统测试。 3.5 程序的调试 程序调试的任务是诊断和改正程序中的错误，主要在开发阶段进展。 程序调试的根本步骤： (1)错误定位; (2)修改设计和代码，以排解错误; (3)进展回归测试，

23、防止引进新的错误。 软件调试可分表静态调试和动态调试。静态调试主要是指通过人的思维来分析源程序代码和排错，是主要的设计手段，而动态调试是帮助静态调试。主要调试方法有： (1)强行排错法; (2)回溯法; (3)缘由排解法。 二级公共根底学问： 数据库设计根底 4.1 数据库系统的根本概念 数据：实际上就是描述事物的符号记录。 数据的特点：有肯定的构造，有型与值之分，如整型、实型、字符型等。而数据的值给出了符合定型的值，如整型值15。 数据库：是数据的集合，具有统一的构造形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序共享。 数据库存放数据是按数据所供应的数据模式存放的，具

24、有集成与共享的特点。 数据库治理系统：一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、掌握及爱护和数据效劳等，是数据库的核心。 数据库治理系统功能： (1)数据模式定义：即为数据库构建其数据框架; (2)数据存取的物理构建：为数据模式的物理存取与构建供应有效的存取方法与手段; (3)数据操纵：为用户使用数据库的数据供应便利，如查询、插入、修改、删除等以及简洁的算术运算及统计; (4)数据的完整性、安生性定义与检查; (5)数据库的并发掌握与故障恢复; (6)数据的效劳：如拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。 为完成以上六个功能，数据库治理系统供应以下的数据语言： (1)数据定义语言：

25、负责数据的模式定义与数据的物理存取构建; (2)数据操纵语言：负责数据的操纵，如查询与增、删、改等; (3)数据掌握语言：负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发掌握、故障恢复等。 数据语言按其使用方式具有两种构造形式：交互式命令(又称自含型或自主型语言)宿主型语言(一般可嵌入某些宿主语言中)。 数据库治理员：对数据库进展规划、设计、维护、监视等的专业治理人员。 数据库系统：由数据库(数据)、数据库治理系统(软件)、数据库治理员(人员)、硬件平台(硬件)、软件平台(软件)五个局部构成的运行实体。 数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。 文件系统阶段：供应了简洁的数据共享与

26、数据治理力量，但是它无法供应完整的、统一的、治理和数据共享的力量。 层次数据库与网状数据库系统阶段：为统一与共享数据供应了有力支撑。 关系数据库系统阶段 数据库系统的根本特点：数据的集成性、数据的高共享性与低冗余性、数据独立性(物理独立性与规律独立性)、数据统一治理与掌握。 数据库系统的三级模式： (1)概念模式：数据库系统中全局数据规律构造的描述，全体用户公共数据视图; (2)外模式：也称子模式与用户模式。是用户的数据视图，也就是用户所见到的数据模式; (3)内模式：又称物理模式，它给出了数据库物理存储构造与物理存取方法。 数据库系统的两级映射：(1)概念模式到内模式的映射;(2)外模式到概

27、念模式的映射。 4.2 数据模型 数据模型的概念：是数据特征的抽象，从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统的信息表与操作供应一个抽象的框架。描述了数据构造、数据操作及数据约束。 E-R模型的根本概念(1)实体：现实世界中的事物; (2)属性：事物的特性; (3)联系：现实世界中事物间的关系。实体集的关系有一对一、一对多、多对多的联系。 E-R模型三个根本概念之间的联接关系：实体是概念世界中的根本单位，属性有属性域，每个实体可取属性域内的值。一个实体的全部属性值叫元组。E-R模型的图示法：(1)实体集表示法; (2)属性表法; (3)联系表示法。 层次模型的根本构造是

28、树形构造，具有以下特点： (1)每棵树有且仅有一个无双亲结点，称为根; (2)树中除根外全部结点有且仅有一个双亲。 从图论上看，网状模型是一个不加任何条件限制的无向图。 关系模型采纳二维表来表示，简称表，由表框架及表的元组组成。一个二维表就是一个关系。 在二维表中凡能唯一标识元组的最小属性称为键或码。从全部侯选健中选取一个作为用户使用的键称主键。表A中的某属性是某表B的键，则称该属性集为A的外键或外码。 关系中的数据约束： (1)实体完整性约束：约束关系的主键中属性值不能为空值; (2)参照完全性约束：是关系之间的根本约束; (3)用户定义的完整性约束：它反映了详细应用中数据的语义要求。 4.

29、3关系代数 关系数据库系统的特点之一是它建立在数据理论的根底之上，有许多数据理论可以表示关系模型的数据操作，其中最为闻名的是关系代数与关系演算。 关系模型的根本运算：(1)插入 (2)删除 (3)修改 (4)查询(包括投影、选择、笛卡尔积运算) 4.4 数据库设计与治理 数据库设计是数据应用的核心。 数据库设计的两种方法： (1)面对数据：以信息需求为主，兼顾处理需求; (2)面对过程：以处理需求为主，兼顾信息需求。 数据库的生命周期：需求分析阶段、概念设计阶段、规律设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段、进一步修改阶段。需求分析常用构造析方法和面对对象的方法。构造化分析(简称S

30、A)方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。用数据流图表达数据和处理过程的关系。对数据库设计来讲，数据字典是进展具体的数据收集和数据分析所获得的主要结果。 数据字典是各类数据描述的集合，包括5个局部：数据项、数据构造、数据流(可以是数据项，也可以是数据构造)、数据存储、处理过程。数据库概念设计的目的是分析数据内在语义关系。设计的方法有两种(1)集中式模式设计法(适用于小型或并不简单的单位或部门);(2)视图集成设计法。设计方法：E-R模型与视图集成。视图设计一般有三种设计次序：自顶向下、由底向上、由内向外。视图集成的几种冲突：命名冲突、概念冲突、域冲突、约束冲突。关系视图设计：关系视图的设计又称外模式设计。 关系视图的主要作用： (1)供应数据规律独立性; (2)能适应用户对数据的不同需求; (3)有肯定数据保密功能。 数据库的物理设计主要目标是对数据内部物理构造作调整并选择合理的存取路径，以提高数据库访问速度有效利用存储空间。一般RDBMS中留给用户参加物理设计的内容大致有索引设计、集成簇设计和分区设计。 数据库治理的内容： (1)数据库的建立; (2)数据库的调整; (3)数据库的重组; (4)数据库安全性与完整性掌握; (5)数据库的故障恢复; (6)数据库监控。 【全国计算机等级考试二级公共根底学问】