二级计算机公共基础知识

来源:互联网 发布:win10 美化 仿mac 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 14:01

1.1 数据结构与算法

1.1.1 算法

1.算法的基本概念

1)概念:算法是指一系列解决问题的清晰指令。

2)4个基本特征:可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报。

3)两种基本要素:对数据对象的运算和操作、算法的控制结构(运算和操作时间的顺序)。

4)设计的基本方法:列举法、归纳法、递归法、递推法、减半递推技术和回溯法。

2.算法的复杂度

1)算法的时间复杂度:执行算法所需要的计算工作量。

2)算法的空间复杂度:执行算法所需的内存空间。

1.1.2 数据结构的基本概念

数据结构:相互有关联的数据元素的集合,即数据的组织形式。

(1)逻辑结构:反映数据元素之间的逻辑关系;

2)存储结构:数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式。

               顺序存储、链式存储、索引存储、散列存储4种方式。

数据结构按各元素之间前后件关系的复杂度可划分为:

1)线性结构:有且只有一个根节点,且每个节点最多有一个直接前驱和一个直接后继的非空数据结构。

2)非线性结构:不满足线性结构的数据结构。

1.1.3线性表的及其顺序存储结构

1. 线性表的基本概念

线性结构又称线性表,线性表是最简单也是最常用的一种数据结构。

2. 线性表的插入运算

·元素所占的存储空间必须连续

·元素在存储空间的位置是按逻辑顺序存放的。

1.1.4 栈和队列

1. 栈及其基本运算

1)基本概念:栈是一种特殊的线性表,其插入运算与删除运算都只在线性表的一端进行,也被称为“先进后出”表或“后进先出”表。

·栈顶:允许插入与删除的一端

·栈底:栈顶的另一端

·空栈:栈中没有元素的栈

2)特点

·栈顶元素是最后被插入和最早被删除的元素。

·栈底元素是最早被插入和最后被删除的元素。

·栈有记忆作业。

·在顺序存储结构下,栈的插入和删除运算不需要移动表中其他数据元素。

·栈顶指针top动态反映了栈中元素的变化情况。

3)顺序存储和运算:入栈运算、退栈运算和读栈顶运算。

2.队列及其基本运算

1)基本概念:队列是指允许在一端进行插入,在另一端进行删除的线性表,又称“先进先出”的线性表。

·队尾:允许插入的一端,用尾指针指向队尾元素。

·排头:允许删除的一端,用头指针指向头元素的前一位置。

2)循环队列及其运算

·循环队列:将队列存储空间的最后一个位置绕到第一个位置,形成逻辑上的环状空间。

·入队运算:在循环队列的队尾加入一个新元素。当循环队列非空(s = 1)且队尾指针等于

  队头指针时,说明循环队列已满,不能进行入队运算,这种情况称为“上溢”。

·退队运算:在循环队列的队头位置退出一个元素并赋给指定的变量。首先将队头指针进1,

  然后将排头指针指向的元素赋给指定的变量。当循环队列为空(s = 0)时,不能进行退队运算,这种情况称为“下溢”。

1.1.5 线性链表

线性链表&单链表:在定义的链表中,若只含有一个指针域来存放下一个元素地址。

结点部分:

·数据域:存放数据元素值

·指针域:存放指针

1.1.6 树和二叉树

1.树的基本概念

  树是简单的非线性结构。

·父节点:每一个节点只有一个前件,无前件的节点只有一个,称为树的根节点。

·子节点:每一个节点可以后多个后件,无后节的节点称为叶子节点。

·树的度:所有节点最大的度。

·数的深度:树的最大层次。

2.二叉树的定义及其基本性质

1)二叉树的定义:二叉树是一种非线性结构,是有限的节点集合,该集合为空(空二叉树)或由一个根节点及两棵互不相交的左右二叉子树组成。可分为满二叉树和完全二叉树。其中满二叉树一定是完全二叉树,但完全二叉树不一定是满二叉树。二叉树具有如下特点:

·二叉树可为空,空的二叉树为无节点,非空二叉树有且只有一个根节点。

·每个节点最多有两棵子树,称为左子树和右子树。

2)二叉树的基本性质

·在二叉树的第k层上至多有2^(k-1)个结点(k>1)

·在深度为m的二叉树至多有2^(m-1)个结点

·对任何一颗二叉树,度为0的结点(即叶子结点)总是比度为2的结点多一个

·具有n个结点的完全二叉树的深度至少为[log2n]+1,其中[log2n]是表示log2n的整数部分

3.二叉树的存储结构

二叉树通常采用链式存储结构,存储节点由数据域和指针域组成。二叉树的链式存储结构也称二叉链表,对满二叉树和完全二叉树可按层次进行顺序存储。

1.1.7 查找技术

1)顺序查找:在线性表中查找指定的元素。最多比较次数:n.

2)二分查找:要求表必须用顺序存储结构,且表中元素必须按关键字有序(升序或降序均可)排列。最多比较次数:log2 n.

1.1.8 排序技术

·冒泡排序:最多需要比较次数为n(n-1)/2

·快速排序:最多需要比较次数为O(n2)

 简单插入排序法:最多需要比较次数为n(n-1)/2,移动次数n(n-1)/2

·希尔排序法

·简单选择排序法:最多需要比较次数为n(n-1)/2

·堆排序的方法:最多需要比较次数为O(nlog2 n)

 

1.2 程序设计基础

1.2.1 程序设计方法与风格

1)设计方法:指设计、编制、调试程序的方法和过程,主要有结构化程序设计方法、软件工程方法和面向对象的方法。

2)设计风格:良好的设计风格要注重源程序文档化、数据说明方法、语句的结构和输入输出。

1.2.2 结构化程序设计

1.结构化程序设计的原则

1)自顶向下

2)逐步求精

3)模块化

4)限制使用GOTO语句

2.结构化程序的基本结构与特点

1)顺序结构

2)选择结构

3)重复结构

1.2.3 面向对象的程序设计

·对象:用来表示客观世界中的任何实体、可以是任何有明确边界和意义的东西。

·类:具有共同属性、共同方法的对象的集合。

·实例:一个具有对象就是其对应分类的实例。

·消息:实例间传递的消息,它统一了数据流和控制流。

·继承:使用已有的类定义作为基础建立新类的定义技术。

·多态性:指对象根据所接受的信息而作出动作,同样的信息被不同的对象接收时有不同行动的现象。

 

1.3 软件工程基础

1.3.1 软件工程基本概念

1.软件的定义与特点

1)定义:软件是指与计算机系统的操作有关的计算机程序、规程、规则,以及可能有的文件、文档和数据。

2)特点:

·是逻辑实体,有抽象性。

·生产没有明显的制作过程。

·运行使用期间不存在磨损、老化问题。

·开发、运行对计算机系统有依赖性,受计算机系统的限制,导致了软件移植问题。

·复杂性较高,成本昂贵。

·开发设计诸多社会因素。

2.软件的分类

1)应用软件

2)系统软件

3)支撑软件

3.软件生命周期

软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用的过程称为软件生命周期。

4.软件工程的原则

抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性和可验证性。

 

1.4 数据库设计基础

1.4.1 数据库系统的基本概念

1)数据(Data):描述事物的符号记录。

2)数据库(Database):长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

3)数据库管理系统的概念

数据库管理系统是数据库的机构,它是一种系统软件,负责数据库中的数据组织、数据操作、数据维护、数据控制及保护和数据服务等。

4)数据库技术发展经历了3个阶段

人工管理阶段->文件系统阶段->数据库系统阶段

5)数据库系统的特点:集成性、高共享性、低冗余性、数据独立性、数据统一管理与控制等。

1.4.2 数据模型

1)E-R模型:提供了表示实体、属性和联系的方法。实体间联系有“一对一”、“一对多”和“多对多”。

2)层次模型

3)网状模型

4)关系模型

1.4.3 关系代数

1)关系代数的基本运算:投影、选择、笛卡尔积

2)关系代数的扩充原酸:交、连接与自然连接、除

1.4.4 数据库设计与管理

数据库设计概述

基本思想:过程迭代和逐步求精。

方法:面向数据的方法和面向过程的方法。

数据库应用系统中心的核心问题是数据库设计

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