计算机等级考试二级指导教程公共基础知识精.docx

1、计算机等级考试二级指导教程公共基础知识精全国计算机等级考试指导教程(二级公共基础知识编著黄海军2013年9月目录前言 (3二级考试中的公共基础知识的备考 (3历年公共基础知识考点统计与分析 (4第一章数据结构与算法 (51.1算法 (51.2数据结构的基本概念 (61.3线性表及其顺序存储结构 (81.4栈和队列 (91.5线性链表 (111.6树与二叉树 (131.7查找技术 (181.8排序技术 (19第二章程序设计基础 (202.1程序设计设计方法和风格 (202.2结构化程序设计(面向过程的程序设计方法 (212.3面向对象的程序设计 (22第三章软件工程基础 (243.1 软件工程基

2、本概念 (243.2 结构化分析方法 (283.3 结构化设计方法 (303.4 软件测试 (343.5 程序的调试 (37第四章数据库设计基础 (384.1 数据库系统的基本概念 (384.2 数据模型 (424.3关系代数 (454.4 数据库设计与管理 (49计算机等级考试二级指导教程公共基础知识前言二级考试中的公共基础知识的备考从2005年初开始,教育部对全国计算机等级考试进行了较大调整。二级考试的笔试包括基础知识和程序设计两部分,其中基础知识占30分。这次改革的思想就是将基础知识的内容由计算机常识(一级难度调整为程序开发基础(三级难度,如果这部分知识内容没有掌握好,难以在等级考试中取

3、得好成绩。因此,必须引起我们足够的重视,这部分因涉及四门课程知识,要求面广。实际上只要掌握了一定的备考技巧过关也不难的。大纲的二级基础知识分为数据结构与算法、程序设计基础、软件工基础、数据库设计基础四部分,下面分别说一下学习重点和方法:(1数据结构与算法本章的知识用于提高程序的效率以及对较复杂的问题进行求解。本章内容在计算机专业基础课中也属于比较难的一门,学习本章的内容必须进行理解,死记硬背是无效的。对于等级考试,本章重点的考核点主要在二叉树,同时这也是本章的难点,考核形式主要为二叉树的遍历问题(如给图求遍历序列、给前序、中序遍历求后序遍历等、二叉树的结点问题(如给出一些条件然后求叶子结点个数

4、;还有排序和查找考试中也经常会涉及到,排序主要以计算时间复杂度的形式考核,查找主要以计算最佳/最坏比较次数的方式考核。其余的知识点主要以概念的形式考察,考生需要仔细看书并理解。(2程序设计基础与软件工程基础这两章以概述的形式简介了规范化开发软件的方法。与数据结构不同,这两章内容主要是记忆性的知识点。程序设计基础的内容与大纲改革前添加了面向对象程序设计的内容,考生可以对本章进行几次细读后了解即可;软件工程基础这章主要考核内容为结构化分析及结构化设计方法(即SA及SD,约占50%,信息量较大,其次是软件测试(约占20%,考生需要将相关的概念及规则背诵,在以后有机会进行程序开发时这些知识可以得到深刻

5、理解。(3数据库设计基础数据库是当前软件处理的信息核心,目前大部分软件都是基于数据库的,因此学习一下数据库知识对程序开发也是很有帮助的。本章主要的考核点是关系模型、关系代数及数据库系统的基本概念,其余的知识点了解即可,其中数据库的设计和管理可以结合着软件工程来看,考生会发现这两者有很多相似之处。除了关系代数会考一些简单的计算问题外,其余的都是以概念题的形式考核,考生需要仔细的阅读。以上为复习二级公共基础的方法,顺便提及一点考生在选购教材的时候应当特别注意,应当购买最近版的二级公共基础知识教程(指定教材由高等教育出版社出版,还有考生在备考时,除了应完成教材中的习题外还应当做一下近几年的真题,并且

6、用其估计一下自己的知识欠缺以便更好的进行查漏补缺。历年公共基础知识考点统计与分析 第一章数据结构与算法1.1算法1、算法:是指解题方案的准确而完整的描述。算法不等于程序,也不等于计算机方法,程序的编制不可能优于算法的设计。2、算法的基本特征(1可行性;针对实际问题而设计的算法,执行后能够得到满意的结果。(2确定性,算法中每一步骤都必须有明确定义,不允许有模棱两可的解释,不允许有多义性;(3有穷性,算法必须能在有限的时间内做完,取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。综上所述,所谓算法就是一组严谨地定义运算顺序的规则,每一个规则都是有效的,是明确的,此顺序将在有

7、限的次数下终止。3、算法复杂度主要包括算法时间复杂度和算法空间复杂度。(1算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。可以用执行算法的过程中所需基本运算的执行次数来度量。(2算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。【真题练习】(2011年9月下列叙述中正确的是( D 。A.算法就是程序B.设计算法时只需要考虑数据结构的设计C.设计算法时只需要考虑结果的可靠性D.以上三种说法都不对(2010年3月算法的时间复杂度是指( D 。A算法的执行时间 B算法所处理的数据量C算法程序中的语句或指令条数 D算法在执行过程中所需要的基本运算次数(2009年9月算法的空间复杂度是指( A 。A算法在执

8、行过程中所需要的计算机存储空间 B算法所处理的数据量C算法程序中的语句或指令条数 D算法在执行过程中所需要的临时工作单元数(2007年4月下列叙述中正确的是(B 。A算法的效率只与问题的规模有关,而与数据的存储结构无关B算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量C数据的逻辑结构与存储结构是一一对应的D算法的时间复杂度与空间复杂度一定相关(2008年3月算法的有穷性是指( 。A算法程序的运行时间是有限的 B算法程序所处理的数据量是有限的C算法程序的长度是有限的 D算法只能被有限的用户使用(2007年4月在算法中,对需要执行的每一步操作,必须给出清楚、严格的规定。这属于算法的(。A正当性 B可

9、行性 C确定性 D有穷性(2006年9月下列叙述中正确的是(。A一个算法的空间复杂度大,则其时间复杂度也必定大B一个算法的空间复杂度大,则其时间复杂度必定小C一个算法的时间复杂度大,则其空间复杂度必定小D上述三种说法都不对(2005年9月算法复杂度主要包括时间复杂度和【2】复杂度。(2005年4月算法具有5 个特性,下列选项中不属于算法特性的是(。A有穷性 B简洁性 C可行性 D确定性(2005年4月问题处理方案正确而完整的描述称为【5】。1.2数据结构的基本概念1、数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。2、数据结构研究的三个方面:数据的逻辑结构、存储结构、运算。(1数据集合中和数元素之间所

10、固有的逻辑关系,即数据的逻辑结构;数据的逻辑结构包含: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。(2在对数据进行处理时,各数据元素在计算机中的存储关系,即数据的存储结构;数据的存储结构有顺序、链接、索引等。1顺序存储。它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里,结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。由此得到的存储表示称为顺序存储结构。2链接存储。它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻,结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储结构。3索引存储:除建立存储结点信息外,还建立附加的索引表来标识结点的地址。(3对各种数据结构进行的运算。

11、数据的逻辑结构反映数据元素之间的逻辑关系,数据的存储结构(也称数据的物理结构是数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式。同一种逻辑结构的数据可以采用不同的存储结构,但影响数据处理效率。3、数据结构的图形表示一个数据结构除了用二元关系表示外,还可以直观地用图形表示。在数据结构的图形表示中,对于数据集合D中的每一个数据元素用中间标有元素值的方框表示,一般称之为数据结点,并简称为结点;为了进一步表示各数据元素之间的前后件关系,对于关系R中的每一个二元组,用一条有向线段从前件结点指向后件结点。4、数据结构分为两大类型:线性结构和非线性结构。(1线性结构(非空的数据结构条件:1有且只有一个根结点;2每

12、一个结点最多有一个前件,也最多有一个后件。常见的线性结构有线性表、栈、队列和线性链表等。(2非线性结构:不满足线性结构条件的数据结构。常见的非线性结构有树、二叉树和图等。【真题练习】(2011年9月数据结构分为线性结构与非线性结构,带链的栈属于【1】(2009年9月下列数据结构中,属于非线性结构的是(。A循环队列 B 带链队列 C 二叉树 D带链栈(2007年9月下列叙述中正确的是(。A程序执行的效率与数据的存储结构密切相关B程序执行的效率只取决于程序的控制结构C程序执行的效率只取决于所处理的数据量D以上三种说法都不对(2007年9月下列叙述中正确的是(。A数据的逻辑结构与存储结构必定是一一对

13、应的B由于计算机存储空间是向量式的存储结构,因此,数据的存储结构一定是线性结构C程序设计语言中的数组一般是顺序存储结构,因此,利用数组只能处理线线结构D以上三种说法都不对(2005年9月下列叙述中正确的是(。A一个逻辑数据结构只能有一种存储结构B数据的逻辑结构属于线性结构,存储结构属于非线性结构C一个逻辑数据结构可以有多种存储结构,且各种存储结构不影响数据处理的效率D一个逻辑数据结构可以有多种存储结构,且各种存储结构影响数据处理的效率(2005年9月数据结构分为逻辑结构和存储结构,循环队列属于【5】结构。(2005年4月数据的存储结构是指(。A存储在外存中的数据 B数据所占的存储空间量C数据在

14、计算机中的顺序存储方式 D数据的逻辑结构在计算机中的表示1.3线性表及其顺序存储结构1、线性表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。线性表是由n(n0个数据元素组成的一个有限序列。在复杂线性表中,由若干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。非空线性表的结构特征:(1且只有一个根结点a ,它无前件;(2有且只有一个终端点a ,它无后件;(3除根结点与终端结点外,其他所有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。2、线性表的顺序储结构具有以下两个基本特点:(1线性表中所有元素

15、的所占的存储空间是连续的;(2线性表中各数元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。a 的存储地址为:ADR(a =ADR(a +(i-1k,ADR(a 为第一个元素的地址,k 代表每个元素占的字节数。由此可以看出,在线性表的顺序存储结构中,其前后件两个元素在存储空间中是紧邻的,且前件元素一定存储在后件元素的前面,可以通过计算机直接确定第i个结点的存储地址。3、顺序表的运算:插入、删除。(1顺序表的插入运算:在一般情况下,要在第i(1in个元素之前插入一个新元素时,首先要从最后一个(即第n个元素开始,直到第i个元素之间共n-i+1个元素依次向后移动一个位置,移动结束后,第i个位置就被空出,然后将

16、新元素插入到第i项。插入结束后,线性表的长度就增加了1。顺性表的插入运算时需要移动元素,在等概率情况下,平均需要移动n/2个元素。(2顺序表的删除运算:在一般情况下,要删除第i(1in个元素时,则要从第i+1个元素开始,直到第n个元素之间共n-i个元素依次向前移动一个位置。删除结束后,线性表的长度就减小了1。进行顺性表的删除运算时也需要移动元素,在等概率情况下,平均需要移动(n-1 /2个元素。插入、删除运算不方便。【真题练习】(2012年3月将长度为n的顺序存储在线性表中删除一个元素,最坏情况下需要移动表中的元素个数为(。(2011年9月在长度为n的顺序存储的线性表中插入一个元素,最坏情况下

17、需要移动表中【2】 .(2008年9月下列叙述中正确的是(。A顺序存储结构的存储一定是连续的,链式存储结构的存储空间不一定是连续的B顺序存储结构只针对线性结构,链式存储结构只针对非线性结构C顺序存储结构能存储有序表,链式存储结构不能存储有序表D链式存储结构比顺序存储结构节省存储空间(2008年9月线性表的存储结构主要分为顺序存储结构和链式存储结构.队列是一种特殊的线性表,循环队列是队列的3存储结构1.4栈和队列1、栈及其基本运算(1栈是限定在一端进行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。栈按照“先进后出”(FILO或“后进先出”(LIFO组织数据,

18、栈具有记忆作用。用top表示栈顶位置,用bottom表示栈底。(2栈的基本运算: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给一个指定的变量,此时指针无变化。栈的存储方式和线性表类似,也有两种,即顺序栈和链式栈。2、队列及其基本运算(1队列是指允许在一端(队尾进入插入,而在另一端(队头进行删除的线性表。Rear指针指向队尾,front指针指向队头。队列是“先进先出”(FIFO或“后进后出”(LILO的线性表。(2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。(3 循环队列及其运算:所谓循环队列,就是将队列存储空间的最后一个位置绕到第一个

19、位置,形成逻辑上的环状空间,供队列循环使用。在循环队列中,用队尾指针rear指向队列中的队尾元素,用排头指针front指向排头元素的前一个位置,因此,从头指针front指向的后一个位置直到队尾指针rear指向的位置之间,所有的元素均为队列中的元素。循环队列是队列的链式存储结构,循环队列中元素的个数=rear-front。【真题练习】(2012年3月下列叙述中正确的是:A、循环队列是队列的一种顺序存储结构B、循环队列是队列的一种链式存储结构C、循环队列是非线性结构D、循环队列是一直逻辑结构(2012年3月下列叙述中正确的是A、栈是一种先进先出的线性表B、队列是一种后进先出的线性表C、栈和队列都是

20、非线性结构D、以上三种说法都不对(2012年3月设循环队列的存储空间为Q(1:3,初始状态为front=rear=30。现经过一系列入队与退队运算后,front=16,rear=15,则循环队列中有(个元素。(2010年3月一个队列的初始状态为空。现将元素A,B,C,D,E,F,5,4,3,2, 1依次入队,然后再依次退队,则元素退队的顺序为【1】。(2010年3月设某循环队列的容量为50,如果头指针front=45(指向队头元素的前一位置,尾指针rear=10(指向队尾元素,则该循环队列中共有【2】个元素。(2009年9月下列数据结果中,能够按照“先进后出”原则存取数据的是(。A 循环队列

21、B 栈 C队列 D二叉树(2009年9月对于循环队列,下列叙述中正确的是(。A队头指针是固定不变的 B队头指针一定大于队尾指针C队头指针一定小于队尾指针 D队头指针可以大于队尾指针,也可以小于队尾指针(2009年3月下列叙述中正确的是(。A栈是“先进先出”的线性表 B队列是“先进先出”的线性表C循环队列是非线性结构D有序性表既可以采用顺序存储结构,也可以采用链式存储结构(2009年3月支持子程序调用的数据结构是(。A栈 B树 C队列 D二叉树(2009年3月假设一个长度为50的数组(数组元素的下标从0到49作为栈的存储空间,栈底指针bottom指向栈底元素,栈顶指针top指向栈顶元素,如果bo

22、ttom=49,top=30 (数组下标,则栈中具有【1】个元素。(2008年9月一个栈的初始状态为空。现将元素1、2、3、4、5、A、B、C、D、E 依次入栈,然后再依次出栈,则元素出栈的顺序是(。A12345ABCDE BEDCBA54321 CABCDE12345 D54321EDCBA(2008年9月下列叙述中正确的是(。A循环队列有队头和队尾两个指针,因此,循环队列是非线性结构B在循环队列中,只需要队头指针就能反映队列中元素的动态变化情况C在循环队列中,只需要队尾指针就能反映队列中元素的动态变化情况D循环队列中元素的个数是由队头指针和队尾指针共同决定(2008年3月下列关于栈的叙述正

23、确的是(。A栈按“先进先出”组织数据 B栈按“先进后出”组织数据C只能在栈底插入数据 D不能删除数据(2008年3月设某循环队列的容量为50,头指针front=5(指向队头元素的前一位置,尾指针rear=29(指向队尾元素,则该循环队列中共有【3】个元素。(2007年4月下列对队列的叙述正确的是(。A队列属于非线性表 B队列按“先进后出”原则组织数据C队列在队尾删除数据 D队列按“先进先出”原则组织数据(2006年9月按“后进后出”原则组织数据的数据结构是 4。(2006年9月数据结构分为线性结构和非线性结构,带链的队列属于 5 。(2006年4月按照“后进先出”原则组织数据的数据结构是(。A

24、队列 B栈 C双向链表 D二叉树(2005年9月下列数据结构中,能用二分法进行查找的是(。A顺序存储的有序线性表 B线性链表 C二叉链表 D有序线性链表(2005年9月下列关于栈的描述正确的是(。A在栈中只能插入元素而不能删除元素 B在栈中只能删除元素而不能插入元素C栈是特殊的线性表,只能在一端插入或删除元素D栈是特殊的线性表,只能在一端插入元素,而在另一端删除元素(2005年4月下列关于栈的描述中错误的是(。A栈是先进后出的线性表 B栈只能顺序存储 C栈具有记忆作用D对栈的插入与删除操作中,不需要改变栈底指针1.5线性链表1、线性表顺序存储的缺点:(1插入或删除的运算效率很低。在顺序存储的线

25、性表中,插入或删除数据元素时需要移动大量的数据元素;(2线性表的顺序存储结构下,线性表的存储空间不便于扩充;(3线性表的顺序存储结构不便于对存储空间的动态分配。2、线性链表:线性表的链式存储结构称为线性链表,是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接来实现的。数据结构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。结点由两部分组成:(1用于存储据元素值,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。在链式存储结构中,存储数据结构的存储空间可以不连续,各数据结点的存储顺序与数据元素之间的逻辑关系可以不一致,

26、而数据元素之间的逻辑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结构,也可用于表示非线性结构。线性链表分为单链表、双向链表和循环链表三种类型。在单链表中,每一个结点只有一个指针域,由这个指针只能找到其后件结点,而不能找到其前件结点。因此,在某些应用中,对于线性链表中的每个结点设置两个指针,一个称为左指针,指向其前件结点;另一个称为右指针,指向其后件结点,这种链表称为双向链表。线性链表,HEAD称为头指针,HEAD=NULL(或0称为空表,如果是两指针:左指针(Llink指向前件结点,右指针(Rlink指向后件结点。3、线性链表的基本运算:查找、插入、删除。(1在线性链表中包含指定元素的

27、结点之前插入一个新元素。在线性链表中插入元素时,不需要移动数据元素,只需要修改相关结点指针即可,也不会出现“上溢”现象。(2在线性链表中删除包含指定元素的结点。在线性链表中删除元素时,也不需要移动数据元素,只需要修改相关结点指针即可。(3将两个线性链表按要求合并成一个线性链表。(4将一个线性链表按要求进行分解。(5逆转线性链表。(6复制线性链表。(7线性链表的排序。(8线性链表的查找。线性链表不能随机存取。4、循环链表及其基本运算:在线性链表中,其插入与删除的运算虽然比较方便,但还存在一个问题,在运算过程中对于空表和对第一个结点的处理必须单独考虑,使空表与非空表的运算不统一。为了克服线性链表的

28、这个缺点,可以采用另一种链接方式,即循环链表。与前面所讨论的线性链表相比,循环链表具有以下两个特点:1在链表中增加了一个表头结点,其数据域为任意或者根据需要来设置,指针域指向线性表的第一个元素的结点,而循环链表的头指针指向表头结点;2循环链表中最后一个结点的指针域不是空,而是指向表头结点。即在循环链表中,所有结点的指针构成了一个环状链。循环链表的优点主要体现在两个方面:一是在循环链表中,只要指出表中任何一个结点的位置,就可以从它出发访问到表中其他所有的结点,而线性单链表做不到这一点;二是由于在循环链表中设置了一个表头结点,在任何情况下,循环链表中至少有一个结点存在,从而使空表与非空表的运算统一

29、。循环链表是在单链表的基础上增加了一个表头结点,其插入和删除运算与单链表相同。但它可以从任一结点出发来访问表中其他所有结点,并实现空表与非空表的运算的统一。【真题练习】(2011年9月下列关于线性链表的叙述中,正确的是(。A各数据结点的存储空间可以不连续,但它们的存储顺序与逻辑顺序必须一致B各数据结点的存储顺序与逻辑顺序可以不一致,但它们的存储空间必须连续C进行插入与删除时,不需要移动表中的元素D以上三种说法都不对(2006年4月下列叙述中正确的是(。A线性链表是线性表的链式存储结构 B栈与队列是非线性结构C双向链表是非线性结构 D只有根结点的二叉树是线性结构(2005年4月下列对于线性链表的

30、描述中正确的是(。A存储空间不一定是连续,且各元素的存储顺序是任意的B存储空间不一定是连续,且前件元素一定存储在后件元素的前面C存储空间必须连续,且前件元素一定存储在后件元素的前面D存储空间必须连续,且各元素的存储顺序是任意的1.6树与二叉树1、树的基本概念树是一种简单的非线性结构,所有元素之间具有明显的层次特性。在树结构中,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。在树结构中,一个结点所拥有的后件的个数称为该结点的度,所有结点中最大的度称为 树的度。树的最大层次称为树的深度

31、。(二叉树的层数2、二叉树及其基本性质(1什么是二叉树二叉树是一种很有用的非线性结构,它具有以下两个特点: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。根据二叉树的概念可知,二叉树的度可以为0(叶结点、1(只有一棵子树或2 (有2棵子树。(2二叉树的基本性质:性质1 在二叉树的第k层上,最多有2k-1个结点;性质2 深度为m的二叉树最多有2 m-1个结点;性质3 度为0的结点(即叶子结点总是比度为2的结点多一个;性质4 具有n个结点的二叉树,其深度至少为log2 n+1,其中log2 n表示取log2 n 的整数部分;3、满二叉树与完全二叉树满二叉树是指除最后一层外,每一层上的所有结点有两个子结点,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。 根据完全二叉树的定义可得出:度为1的结点的个数为0或1。完