第一章

計算機基礎及公共基礎知識第1章計算機基礎及公共基礎知識.pptx第2章利用Word2010創建電子文檔.pptx第3章Word文檔高級編輯.pptx第4章Excel2010操作基礎.pptx第5章Excel2010數據處理與圖表.pptx第6章PowerPoint2010幻燈片的使用.pptx第7章PowerPoint2010幻燈片的使用.pptx主要內容1.1計算機概述1.2信息的表示與存儲

1.3計算機硬件系統 1.4計算機軟件系統 1.5多媒體技術簡介 1.6計算機病毒及其防治 1.7Internet基礎及應用 1.8公共基礎知識簡介 1.1計算機概述1.1.1計算機的發展 1.1.2計算機的特點、用途和分類 1.1.3未來計算機的發展趨勢 1.1.4信息技術 1.1.1計算機的發展1946年，由美國賓夕法尼亞大學研制的ENIAC(Electronicnumericalintegratorandcalculator，電子數字積分計算機）正式交付使用，這從真正意義上標志著電子計算機時代的到來。繼第一臺計算機ENIAC之后，美籍匈牙利數學家馮·諾依曼和他的同事研制了人類歷史上的第二臺電子計算機EDVAC，EDVAC為現代電子計算機的體系結構和工作原理奠定了非常重要的基礎。1.1.1計算機的發展EDVAC計算機首次采用了二進制思想和存儲程序控制原理進行工作，這是現代電子計算機最顯著的特征和工作原理，也稱為馮·諾依曼原理，其中包含三個重要的思想：①計算機至少應由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五個基本功能部分組成。②采用二進制數形式表示計算機的指令和數據。③將程序和數據放在存儲器中，由程序控制計算機自動執行，即“存儲程序控制”。1.1.2計算機的特點、用途和分類1、計算機的特點：處理速度快、運算精度高；存儲能力強；準確的邏輯判斷能力；高度自動化；網絡與通信功能。1.1.2計算機的特點、用途和分類2、計算機的應用：科學計算（或稱為數值計算）信息處理（最廣泛的應用領域）過程控制人工智能計算機輔助多媒體應用網絡通信嵌入式系統電子商務1.1.2計算機的特點、用途和分類3、計算機的分類（1）按信息的形式和處理方式劃分①數字計算機：數字計算機處理的是離散的數據，輸入是數字量，輸出也是數字量。其基本運算部件是數字邏輯電路，因此運算精度高、通用性強。我們現在所使用的一般都是數字計算機②模擬計算機：模擬計算機處理和顯示的是連續的物理量，其基本運算部件是由運算放大器構成的各類運算電路。一般說來，模擬計算機不如數字計算機精確、通用性不強，但解題速度快，主要用于過程控制和模擬仿真。③數模混合計算機：數模混合計算機兼有數字和模擬兩種計算機的優點，既能接收、輸出和處理模擬量，又能接收、輸出和處理數字量。1.1.2計算機的特點、用途和分類3、計算機的分類（2）按使用范圍劃分①通用計算機：通用計算機指適用于各種應用場合，功能齊全、通用性好的計算機。②專用計算機：專用計算機指為解決某種特定問題而專門設計的計算機，一般用在過程控制中，如智能儀表、飛機的自動控制、導彈的導航系統等。1.1.2計算機的特點、用途和分類3、計算機的分類（3）按計算機規模和處理功能劃分①巨型機②大型通用機③微型計算機④服務器⑤工作站1.1.3未來計算機的發展趨勢1.電子計算機的發展方向（1）巨型化（軍事和科研教育）（2）微型化（3）網絡化（4）智能化（語音識別）（5）多媒體化1.1.3未來計算機的發展趨勢2.新型計算機①分子計算機；②量子計算機；③光子計算機；④納米計算機；⑤生物計算機1.1.4信息技術一般來說，信息技術包括了信息基礎技術、信息系統技術和信息應用技術。信息基礎技術：信息基礎技術是信息技術的基礎，包括新材料、新能源、新器件的開發和制造技術。信息系統技術：信息系統技術是指有關信息的獲取、傳輸、處理、控制的設備和系統的技術。感測技術、通信技術、計算機與智能技術和控制技術是它的核心和支撐技術。信息應用技術：信息應用技術是針對種種實用目的的技術，如信息管理、信息控制、信息決策等技術門類。信息技術在社會各個領域得到了廣泛的應用，顯示出強大的生命力。展望未來，現代信息技術將面向數字化、多媒體化、高速度、網絡化、寬頻帶、智能化等方面發展。1.2信息的表示與存儲1.2.1數據與信息1.2.2計算機中的數據 1.2.3計算機中數據的單位 1.2.4字符的編碼 1.2.1數據與信息信息是針對某一特定目的的事實或事物，它是現實世界在人腦中的反應，是現實世界事物存在方式或運動狀態的反映。數據是由人工或自動化手段加以處理的事實、場景、概念和指示的符號表示。字符、聲音、表格、符號和圖像等都是不同形式的數據。例如，數據2、4、6、8、10、12是一組數據，其本身是沒有意義的，但對它進行分析后，就可得到一組等差數列，從而很清晰的得到后面的數字。這便對這組數據賦予了意義，稱為信息，是有用的數據。1.2.2計算機中的數據數據和信息在計算機內部采用二進制來保存。無論是指令還是數據，若想存入計算機中，都必須采用二進制數編碼形式，即使是圖形、圖像、聲音等信息，也必須轉換成二進制，才能存入計算機中。1.2.3計算機中數據的單位1.計算機中數據的常用單位位是度量數據的最小單位，代碼只有0和1，采用多個數碼（0和1的組合）表示一個數，其中每一個數碼稱為1位(bit)。字節是信息組織和存儲的基本單位，一個字節由8位二進制數字組成。字節也是計算機體系結構的基本單位。為了便于存儲器的大小，統一以字節(Byte，B)為單位。1.2.3計算機中數據的單位1.計算機中數據的常用單位常見的存儲單位如表1.2所示。單位名稱含義說明KB千字節1KB=1024B=210B適用于文件計量MB兆字節1MB=1024KB=220B適用于內存、軟盤、光盤計量GB吉字節1GB=1024MB=230B適用于硬盤計量TB太字節1TB=1024GB=240B適用于硬盤計量1.2.3計算機中數據的單位2.字長字長是指CPU能夠同時處理的二進制位數目。它直接關系到計算機的計算精度、功能和速度。字長越長，計算機精度越高，處理能力越強。目前，微型計算機字長主要是32位和64位。1.2.4字符的編碼計算機中的字符包括西文字符(字母、數字、各種符號)和中文字符，即所有不可做算術運算的數據。計算機以二進制數的形式存儲和處理數據，因此，字符必須按特定的規則進行二進制編碼才可進入計算機。1.2.4字符的編碼1.西文字符的編碼ASCII是美國信息交換標準代碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)的縮寫，被國際標準化組織指定為國際標準，它有7位碼和8位碼兩種版本。而國際通用的則是7位ASCⅡ碼，即用7位二進制數來表示一個字符的編碼，共有27=128個不同的編碼值，相應可以表示l28個不同字符的編碼。1.2.4字符的編碼2.漢字的編碼我國于1980年發布了國家漢字編碼標準GB2312—1980，全稱是《信息交換用漢字編碼字符集一基本集》，簡稱GB碼或國標碼。國標碼的字符集：共收錄了7445個圖形符號和兩級常用漢字等。區位碼：也稱為國際區位碼，是國標碼的一種變形，是由區號(行號)和位號(列號)構成，區位碼由4位十進制數字組成，前2位為區號，后2位為位號。1.2.4字符的編碼2.漢字的編碼區：陣中的每一行，用區號表示，區號范圍是1～94。位：陣中的每一列，用位號表示，位號范圍也是1～94。區位碼：漢字的區號與位號的組合(高兩位是區號，低兩位是位號)。實際上，區位碼也是一種漢字輸入碼，其最大優點是一字一碼即無重碼，最大缺點是難以記憶。1.2.4字符的編碼3.漢字的處理過程從漢字編碼的角度看，計算機對漢字信息的處理過程實際上是各種漢字編碼間的轉換過程，這些編碼主要包括：漢字輸入碼、漢字內碼、漢字地址碼、漢字字形碼等。1.2.4字符的編碼3.漢字的處理過程（1）漢字輸入碼漢字輸入碼是為使用戶能夠使用西文鍵盤輸入漢字而編制的編碼，也叫外碼。好的輸入編碼應具有編碼短，可以減少擊鍵的次數;重碼少，可以實現盲打，便于學習和掌握，但目前還沒有一種符合上述全部要求的漢字輸人編碼方法。漢字輸入碼有許多種不同的編碼方案，大致分為4類：音碼、音形碼、形碼、數字碼。1.2.4字符的編碼3.漢字的處理過程（2）漢字內碼漢字內碼是為在計算機內部對漢字進行處理、存儲和傳輸而編制的漢字編碼。它應能滿足存儲、處理和傳輸的要求，不論用何種輸入碼，輸入的漢字在機器內部都要轉換成統一的漢字機內碼，然后才能在機器內傳輸、處理。1.2.4字符的編碼3.漢字的處理過程（3）漢字字形碼漢字字形碼是存放漢字字形信息的編碼，它與漢字內碼一一對應。每個漢字的字形碼是預先存放在計算機內的，常稱為漢字庫。描述漢字字形的方法主要有點陣字形和矢量表示方式。點陣字形法：用一個排列成方陣的點的黑自來描述漢字。矢量表示方式：描述漢字字形的輪廓特征，采用數學方法描述漢字的輪廓曲線。1.2.4字符的編碼3.漢字的處理過程（4）漢字地址碼漢字地址碼是指漢字庫(這里主要指漢字字形的點陣式字模庫)中存儲漢字字形信息的邏輯地址碼。在漢字庫中，字形信息都是按一定順序(大多數按照標準漢字國標碼中漢字的排列順序)連續存放在存儲介質中的，所以漢字地址碼也大多是連續有序的，而且與漢字機內碼間有著簡單的對應關系，從而簡化了漢字內碼到漢字地址碼的轉換。漢字通過漢字輸人碼轉換為國標碼，然后轉換為內碼，以內碼的形式進行存儲和處理。在漢字通信過程中。處理機將漢字內碼轉換為適合于通信用的交換碼，以實現通信處理。1.3計算機硬件系統1.3.1運算器 1.3.2控制器 1.3.3存儲器 1.3.4輸入/輸出設備 1.3.1運算器運算器又稱算術邏輯單元（ArithmeticLogicUnit，ALU），是對數據進行加工、運算的部件，它接受控制器的控制，按照算術運算規則進行加、減、乘、除等算術運算，還可以進行與、或、非等邏輯運算。運算器由算術邏輯部件、數據寄存器、累加器等部分組成。1.3.1運算器運算器的性能是衡量整個計算機性能的重要因素之一，與運算器的性能相關的指標包括以下兩個：字長：CPU能夠同時處理的二進制位數目。它直接關系到計算機的計算精度、功能和速度。字長越長，計算機精度越高，處理能力越強。目前，微型計算機字長主要是32位和64位。運算速度：運算速度一般用每秒所能執行的指令條數來表示，其單位是百萬條指令每秒（MIPS），目前微機的運算速度一般在200~300MIPS以上。1.3.2控制器控制器是計算機的控制指揮中心，它協調和指揮整個計算機系統的操作。它的主要功能是識別和翻譯指令代碼，安排操作的先后順序，產生相應的操作控制信號，控制數據的流動方向，保證計算機各部件有條不紊的協調工作。控制器由指令計數器、指令寄存器、指令譯碼器、操作控制器等部分組成。1.3.2控制器通常將運算器和控制器集成在一塊芯片上，稱為中央處理器，它是計算機系統的核心設備。主頻：CPU的標準工作頻率，即CPU的時鐘頻率，CPU在一秒鐘內能夠完成的工作周期數。這是一個計算機很重要的性能指標，CPU主頻以MHz（兆赫）為單位計算，1MHz指每秒一百萬次（脈沖）。主頻越高，單位時間內完成的指令數也越多。目前，主流的微型計算機的CPU主頻有2.8GHz、3.0GHz和3.2GHz等。1.3.3存儲器存儲器是具有記憶功能的部件，用于存放程序和數據。通常對存儲器可分為內存儲器（也稱主存儲器）和外存儲器（也稱輔助存儲器）。1.內存內存器用于存放計算機當前正待運行的程序和數據，由半導體存儲器構成內存它的工作速度快，但容量較小，價格較高，它可直接與CPU直接交換數據和指令。內存按照工作方式的不同，可分為只讀存貯器（ReadOnlyMemory，ROM）和隨機存儲器（RandomAccessMemory，RAM）。1.3.3存儲器1.內存（1）RAMRAM中的數據既可以讀出，也可以改寫，它是計算機工作的主要存儲區，一切需要執行的程序和數據都要預先裝入該存儲器中才能工作。RAM又可分為SRAM和。SRAM的存取速度比DRAM快，但集成度低，功耗大，價格貴。計算機內存條采用的是DRAM，集成度高，功耗低，價格便宜。RAM對計算機硬件系統的性能影響僅次于CPU，所以對其工作速度和存儲容量要求較高。1.3.3存儲器1.內存（2）ROMROM中的數據只能夠讀出，但不能改寫，計算機斷電后存儲器中的數據仍然存在。一般用于存放各種固化的系統軟件，如ROMBIOS、監控程序等。（3）高速緩存高速緩存（Cache）是現代計算機結構中的一個重要部件，是為了解決CPU和主存儲器速度不匹配而設計的，一般由SRAM實現。1.3.3存儲器1.內存存儲器的性能指標主要包括：內存容量：內存儲器中能夠存儲信息的總字節數，以KB、MB、GB為單位，反映了內存儲器存儲數據的能力。內存容量的大小直接影響計算機的整體性能。存取速度：一般用存取周期來表示，存取周期是指對內存進行一次完整存/取操作所需的時間，即存儲器進行連續存取操作所允許的最小時間間隔，一般以時鐘周期的倍數來描述。存取周期越短，計算機存取速度越快，從而計算機性能越好。1.3.3存儲器2.外存傳統硬盤（HardDiskDrive，HDD），又稱溫徹斯特式硬盤，是計算機主要的存儲媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。U盤是一種使用USB（UniversalSerialBus）接口的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品，通過USB接口與計算機連接，實現即插即用。光盤（CompactDisc）是近代發展起來不同于完全磁性載體的光學存儲介質，采用聚焦的氫離子激光束處理記錄介質的方法存儲和再生信息，又稱激光光盤。光盤具有存儲容量大、攜帶方便、易于長期保存、成本低等特點。1.3.3存儲器3.存儲器系統的層次結構一般存儲器有3個重要的指標：速度、容量和每位價格，一般來說，速度越快，價格越高；容量越大，價格越低，容量大，速度就越低。整個計算機系統存儲器的層次結構如圖1.2所示。1.4計算機軟件系統1.4.1軟件的概念1.4.2軟件系統及其組成1.4.1軟件的概念只有硬件而沒有任何軟件支持的計算機稱為“裸機”。要使計算機能正常工作還必須要有相應的軟件支撐。一般把計算機的程序、要處理的數據及其有關的文檔統稱為軟件。整個計算機系統的層次結構如圖1.3所示。1.4.1軟件的概念1.程序程序(program)是為實現特定目標或解決特定問題而用計算機語言編寫的指令的集合。2.程序設計語言程序設計語言用于書寫計算機程序的語言。語言的基礎是一組記號和一組規則。根據規則由記號構成的記號串的總體就是語言。1.4.1軟件的概念計算機中程序設計語言的發展經歷了以下幾個階段：（1）機器語言（2）匯編語言（3）高級語言1.4.2軟件系統及其組成軟件按其功能劃分，可分為系統軟件和應用軟件兩大類型，其基本組成如圖1.4所示。1.4.2軟件系統及其組成1.系統軟件系統軟件是指控制和協調計算機外部設備，支持應用軟件開發和運行的軟件。主要負責管理計算機系統中各種獨立的硬件，使之可以協調工作。常見的系統軟件主要有操作系統、語言處理系統、數據庫管理系統和系統輔助處理程序等。1.4.2軟件系統及其組成2.應用軟件應用軟件是為滿足用戶不同問題、不同領域的應用需求而提供的那部分軟件。它可以拓寬計算機系統的應用領域，放大硬件的功能。常用的應用軟件包括辦公軟件(如WPS、Microsoftoffice等)、多媒體處理軟件、Internet工具軟件、財務軟件、繪圖軟件(如Photoshop)等。1.5多媒體技術簡介1.5.1多媒體的特征1.5.2媒體的數字化1.5.3多媒體數據壓縮1.5.1多媒體的特征多媒體技術具有以下顯著特征：①集成性。②實時性。③交互性。④數字化1.5.2媒體的數字化在計算機和通信領域，最基本的三種媒體是聲音、圖像和文本。1.聲音（1）聲音的數字化聲音的主要物理特征包括頻率和振幅。最終產生的音頻數據量按照下面公式計算：音頻數據量(B)=采樣時間(S)x采樣頻率(Hz)×量化位數(b)x聲道數/81.5.2媒體的數字化（2）音頻文件格式①WAV②MP3③MID④WMA1.5.2媒體的數字化（2）音頻文件格式①WAV②MP3③MID④WMA1.5.2媒體的數字化2.圖像（1）靜態圖像的數字化一幅圖像可以近似地看成由許多的點組成。因此它的數字化通過采樣和量化來實現。采樣就是采集組成一幅圖像的點，量化就是將采集到的信息轉換成相應的數值。（2）動態圖像的數字化人眼看到的一幅圖像在消失后，還將在人的視網膜上滯留十分之一秒，動態圖像正是根據這樣的原理而產生的。動態圖像是將靜態圖像以每秒鐘N幅的速度播放，當N≥25時，顯示在人眼中的就是連續的畫面。1.5.2媒體的數字化（3）點位圖和矢量圖點位圖法是將一幅圖分成很多小像素，每個像素用若干二進制位表示像素的信息。矢量圖是用一些指令來表示一幅圖。（4）圖像文件的格式①BMP格式：Windows采用的圖像文件存儲格式。②GIF格式：聯機圖形交換使用的一種圖像文件格式。③TIFF格式：二進制文件格式。④PNG格式：圖像文件格式。⑤WMR格式：絕大多數Windows應用程序都可以有效處理的格式。⑥DXF格式：一種向量格式。⑦JPEG格式：是目前所有格式中壓縮率最高的格式。1.5.2媒體的數字化（5）視頻文件格式①AVI格式：Windows操作系統中數字視頻文件的標準格式。②MOV格式：QuickTimeforWindows視頻處理軟件所采用的格式。③ASF格式（AdvancedStreamingFormat）：以*.asf和*.wmv為后綴名的視頻文件，主要是針對RM而設計，也是WindowsMedia的核心。1.5.3多媒體數據壓縮1．多媒體信息的壓縮原理多媒體信息中間常存在一些多余成分，既冗余度。數據中間尤其是相鄰的數據之間，常存在著相關性，如圖片中常常有色彩均勻的背影，電視信號的相鄰兩幀之間可能只有少量的變化影物是不同的，聲音信號有時具有一定的規律性和周期性等。因此，有可能利用某些變換來盡可能地去掉這些相關性。但這種變換有時會帶來不可恢復的損失和誤差，因此叫做不可逆壓縮，或稱有失真編碼、摘壓縮等。1.5.3多媒體數據壓縮2．無損壓縮和有損壓縮（1）無損壓縮無損壓縮利用數據的統計冗余進行壓縮，可完全恢復原始數據而不產生任何失真，但壓縮率受到數據統計冗余度的理論限制，一般為2:1~5:1。（2）有損壓縮有損壓縮方法利用了人類視覺對圖像中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過程中損失一定的信息。雖然不能完全恢復原始數據，但是所損失的部分對理解原始圖像的影響較小，卻換來了大得多的壓縮比。1.5.3多媒體數據壓縮2．無損壓縮和有損壓縮（1）無損壓縮無損壓縮利用數據的統計冗余進行壓縮，可完全恢復原始數據而不產生任何失真，但壓縮率受到數據統計冗余度的理論限制，一般為2:1~5:1。（2）有損壓縮有損壓縮方法利用了人類視覺對圖像中的某些頻率成分不敏感的特性，允許壓縮過程中損失一定的信息。雖然不能完全恢復原始數據，但是所損失的部分對理解原始圖像的影響較小，卻換來了大得多的壓縮比。1.6計算機病毒及其防治1.6.1計算機病毒的特征和分類1.6.2計算機病毒的預防1.6.1計算機病毒的特征和分類1．計算機病毒的概念1994年2月28日頒布的《中華人民共和國計算機安全保護條例》中，對病毒的定義如下：計算機病毒是指編制或者在計算機程序中插入的、破壞計算機功能或者毀壞數據、影響計算機使用并能自我復制的一組計算機指令或者程序代碼。公安部于2000年4月26頒布的《計算機病毒防治管理辦法》中，沿用了這一定義。1.6.1計算機病毒的特征和分類2．計算機病毒的特征（1）傳染性（2）隱蔽性（3）破壞性（4）寄生性（5）潛伏性1.6.1計算機病毒的特征和分類3．計算機病毒的分類計算機病毒的分類方法有很多，按感染方式可分為引導型病毒、文件型病毒、混合型病毒、宏病毒和Internet病毒。引導區型病毒主要通過軟盤在操作系統中傳播，感染引導區，蔓延到硬盤，并能感染到硬盤中的"主引導記錄"。文件型病毒是文件感染者，也稱為“寄生病毒”。它運行在計算機存儲器中，通常感染擴展名為COM、EXE、SYS等可執行文件。1.6.1計算機病毒的特征和分類3．計算機病毒的分類混合型病毒具有引導區型病毒和文件型病毒兩者的特點。宏病毒是指用BASIC語言編寫的病毒程序寄存在Office文檔上的宏代碼。宏病毒影響對文檔的各種操作。Internet病毒又稱為網絡病毒，大多通過E-mail傳播，黑客是危害計算機系統的源頭之一。1.6.1計算機病毒的特征和分類4.計算機感染病毒的常見癥狀①磁盤文件數目無故增多；②經常無緣無故地死機或重新啟動；③程序執行時間比正常的明顯變長；④系統內存空間明顯變小；⑤感染病毒的可執行文件長度明顯增加；⑥原本可以正常運行的程序突然因為內存不足無法裝入；⑦顯示器上出現一些莫名其妙的信息或異常現象；⑧系統的日期/時間被修改成新近的日期/時間。1.6.2計算機病毒的預防①安裝實時監控的殺毒軟件或防毒卡，定期更新病毒庫。②不要在微機上玩游戲，因為游戲軟件是病毒的主要載體。③及時升級殺毒軟件，安裝操作系統的補丁程序。④不要隨意打開來歷不明的電子郵件及附件。⑤不要隨意打開陌生人傳來的頁面鏈接，謹防其中隱藏的木馬病毒。⑥安裝防火墻工具，過濾不安全的站點訪問。⑦對重要數據進行備份。1.7Internet基礎及應用1.7.1

計算機網絡的基本概念1.7.2Internet基礎1.7.3

Internet簡單應用1.7.1

計算機網絡的基本概念計算機網絡比較通用的定義是：計算機網絡是利用通信設備和通信線路，將地理位置分散的、具有獨立功能的多個計算機系統互連起來，通過網絡軟件實現網絡中資源共享和數據通信的系統。2.計算機網絡的分類（1）按覆蓋的地理范圍分類按照組網網絡中的計算機之間的距離和網絡覆蓋地域范圍的不同，計算機網絡可分為如下三種。①局域網（LocalAreaNetwork，LAN）：將網絡中有限范圍內的各種計算機、終端與外部設備（如高速打印機）互連形成的通信網絡，稱為局域網。其覆蓋范圍一般為幾十米到幾千米，最大距離不超過10km，屬于一個部門或單位組建的小范圍內的網絡。例如，在一個辦公樓、一所校園內、一個企業內等。局域網的傳輸速率一般為4～1000Mb/之間。局域網組網方便、成本低及使用靈活、且數據傳輸率較高、數據傳輸服務質量高等特點，深受用戶歡迎，是目前計算機網絡技術中最活躍的一個分支。②城域網（MetropolitanAreaNetwork，MAN）：城域網的覆蓋范圍在廣域網和局域網之間，通常在幾千米到100千米之間，規模如一個城市。它的運行方式類似于局域網。城域網的傳輸速率一般為45～150Mb/s。它的傳輸介質一般以光纖為主。城域網能夠實現大量用戶之間的數據、語音、圖形與視頻等多媒體信息的傳輸功能。③廣域網（WideAreaNetwork，WAN）：跨省、跨國等大范圍的各種計算機、終端與外部設備互連形成的通信網絡，稱為廣域網。其特點是適用范圍一般為幾十到幾千公里，可使網絡互聯形成更大規模的互聯網。該類型網絡可以使不同網絡上的用戶相互通信和交互信息，實現局域資源共享與廣域資源共享相結合。2.計算機網絡的分類（1）按覆蓋的地理范圍分類①局域網（LocalAreaNetwork，LAN）：將網絡中有限范圍內的各種計算機、終端與外部設備（如高速打印機）互連形成的通信網絡，稱為局域網。其覆蓋范圍一般為幾十米到幾千米，最大距離不超過10km，屬于一個部門或單位組建的小范圍內的網絡。例如，在一個辦公樓、一所校園內、一個企業內等。局域網的傳輸速率一般為4～1000Mb/之間。局域網組網方便、成本低及使用靈活、且數據傳輸率較高、數據傳輸服務質量高等特點，深受用戶歡迎，是目前計算機網絡技術中最活躍的一個分支。2.計算機網絡的分類（1）按覆蓋的地理范圍分類②城域網（MetropolitanAreaNetwork，MAN）：覆蓋范圍在廣域網和局域網之間，通常在幾千米到100千米之間，規模如一個城市。它的運行方式類似于局域網。城域網的傳輸速率一般為45～150Mb/s。它的傳輸介質一般以光纖為主。③廣域網（WideAreaNetwork，WAN）：跨省、跨國等大范圍的各種計算機、終端與外部設備互連形成的通信網絡，稱為廣域網。其特點是適用范圍一般為幾十到幾千公里，可使網絡互聯形成更大規模的互聯網。該類型網絡可以使不同網絡上的用戶相互通信和交互信息，實現局域資源共享與廣域資源共享相結合。2.計算機網絡的分類（2）按組網的拓撲結構分類計算機網絡拓撲結構反映了網絡中各實體（計算機或終端）間的結構關系，并且通過網絡中通信節點與通信線路之間的幾何關系表達出網絡結構。網絡拓撲結構一般分為總線型、星型、環型、樹型和網狀型5種，如圖1.5所示。1.7.2Internet基礎1．Internet起源與發展1969年，美國國防部為保障戰時計算機系統工作的不間斷性，決定將美國軍方的計算機主機同科研機構的計算機連接起來。于是，由美國國防部研究計劃管理局籌備建立了一個名為ARPANET的網絡，人們普遍把ARPANET認為是INTERNET最早的雛形。1.7.2Internet基礎2.TCP/IP協議簡介TCP/IP是一組協議的代名詞，包括許多協議，包括了IP協議，IMCP協議，TCP協議，以及HTTP、FTP、POP3協議等等，所有的這些協議組成了TCP/IP協議簇。其中，核心的協議就是TCP協議和IP協議。1.7.2Internet基礎2.TCP/IP協議簡介TCP協議：即傳輸控制協議，它提供的是一種可靠的數據流服務。當傳送受差錯干擾的數據，或舉出網絡故障，或網絡負荷太重而使網際基本傳輸系統不能正常工作時，就需要通過其他的協議來保證通信的可靠。TCP就是這樣的協議。IP協議即互聯網協議(InternetProtocol)，它將多個網絡連成一個互聯網，可以把高層的數據以多個數據包的形式通過互聯網分發出去。IP的基本任務是通過互聯網傳送數據包，各個IP數據包之間是相互獨立的。1.7.2Internet基礎3.IP地址與域名系統（1）IP地址在Internet上為每臺計算機指定的地址稱為IP地址（網際協議地址），它是IP協議提供的一種統一的地址格式。IP地址由網絡地址和主機地址組成。1.7.2Internet基礎3.IP地址與域名系統（1）IP地址在Internet中，IP地址編址方案：將IP地址空間劃分為A、B、C、D、E五類，其中A、B、C是基本類，D、E類作為多播和保留使用net-id24bithost-id24位net-id16位net-id8位0A類地址host-id16位B類地址C類地址011host-id8位D類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

101A類地址的主機號字段host-id為3字節B類地址的主機號字段host-id為2字節C類地址的主機號字段host-id為1字節D類地址是多播地址

E類地址保留為今后使用

1.7.2Internet基礎3.IP地址與域名系統（2）域名、域名系統IP地址是用數字來代表主機的地址，域名地址的意義就是以一組英文簡寫來代替難記的數字。為了便于網絡地址的分層管理和分配，互聯網采用了域名管理系統DNS。在

DNS

中，域名是由不同級別的標記字符依次組成的，標記之間用“.”分隔。對于入網的每臺計算機都有類似結構的域名，即：計算機主機名·機構名·網絡名·最高層域名，如。1.7.2Internet基礎Internet對某些通用性的域名作了規定。例如，com是工商界域名，edu是教育界域名，gov是政府部門域名等等。此外，國家和地區的域名常用兩個字母表示。例如，fr表示法國，jp表示日本，us表示美國，uk表示英國，cn表示中國

，等等。1.7.2Internet基礎（2）域名、域名系統DNS服務是計算機網絡上最常使用的服務之一。通過DNS，實現從主機數字IP地址與名字之間的相互轉換，以及對特定IP地址或名字的路由解析與尋找。1.7.2Internet基礎4.常見的Internet接入方式①ISP：Internet服務提供商（Internetserviceprovider,ISP）是眾多企業和用戶接入Internet的橋梁。ISP能夠提供的功能包括：分配IP地址和網關、DNS服務、提供聯網軟件、提供各種因特網服務，如Telnet，FTP，WWW，郵件服務等。②非對稱數字用戶專線（ADSL）方式：ADSL是一種通過現有普通電話線提供高速數據傳輸，寬帶接入Internet的業務。ADSL能在普通電話線上提供最高可達8Mbit/s的高速數據下載，而上行速率最高可達640kbit/s，傳輸距離達3km～5km。③無線接入Internet：該方式要求用戶通過高頻天線和ISP連接，距離在10km左右，帶寬為2～11Mbit/s，適合城市里距離ISP不遠的用戶。1.7.3Internet簡單應用1.WWW服務與信息瀏覽WWW是一種基于超文本（Hypertext）方式的信息查詢工具。采用服務器/客戶機結構。在服務器端定義了一種組織多媒體文件的標準——超文本標識語言（HTML）。按HTML格式儲存的文件被稱作超文本文件。在客戶端，WWW系統通過Netscape或InternetExplorer等工具軟件提供了方便、快捷地查閱超文本文件的手段。

WWW服務提供的主要功能有：①檢索查詢功能②文件服務功能③建立自己的主頁（HomePage）④提供其他Internet服務（如FTP、Gopher、WAIS、E-mail等）1.7.3

Internet簡單應用

2.電子郵件服務（1）電子郵件利用計算機網絡來發送或接收郵件的工具被稱為“電子郵件”，英文名為E-mail。電子郵件（E-mail）是Internet應用最廣的服務。通過網絡的電子郵件系統，用戶可以以非常快速的方式與世界上任何一個角落的網絡用戶聯絡。這些電子郵件可以是文字、圖像、聲音等各種格式。正是由于電子郵件的使用簡易、投遞迅速、易于保存、全球暢通無阻，使得電子郵件被廣泛地應用。1.7.3

Internet簡單應用

2.電子郵件服務（2）電子郵件服務器與地址電子郵件服務器是處理郵件交換的軟硬件設施的總稱，包括電子郵件程序、電子郵件箱等。使用Internet提供的電子郵件服務的前提是，首先要擁有自己的電子郵箱。一般的情況下，一個電子郵件地址由3部分組成：信箱名稱＋@＋接收E-mail地址的服務器。信箱名稱表示用戶名，同一個E-mail接收服務器不能有相同的信箱名稱；@是E-mail地址專用標識符號，將用戶名和接收服務器分開；@后面是郵件接收服務器，表示郵件所在的地方。電子郵箱地址格式：用戶名@郵件服務器名（如ytxyzhq@163.com）。1.7.3

Internet簡單應用1.8公共基礎知識簡介1.8.1數據結構與算法1.8.2程序設計基礎1.8.3軟件工程基礎1.8.4數據庫設計基礎1.8.1數據結構與算法1.算法算法是指解題方案的準確而完整的描述。算法不等于程序，也不等計算機方法，程序的編制不可能優于算法的設計。算法是一組嚴謹地定義運算順序的規則，每一個規則都是有效的，是明確的，此順序將在有限的次數下終止。1.8.1數據結構與算法算法的特征包括：①可行性：針對實際問題而設計的算法，執行后能夠得到滿意的結果。②確定性：算法中每一步驟都必須有明確定義，不充許有模棱兩可的解釋，不允許有多義性；③有窮性：算法必須能在有限的時間內做完，即能在執行有限步驟后終止，包括合理的執行時間的含義；④擁有足夠的情報：要使算法有效必需為算法提供足夠的情報當算法擁有足夠的情報時，此算法才最有效的；而當提供的情報不夠時，算法可能無效。1.8.1數據結構與算法1.算法算法的基本要素包括：一是對數據對象的運算和操作；二是算法的控制結構。基本運算和操作包括：算術運算、邏輯運算、關系運算、數據傳輸。算術運算主要包括加、減、乘、除等運算；邏輯運算:主要包括“與”、“或”、“非”等運算；關系運算:主要包括“大于”、“小于”、“等于”、“不等于”等運算；數據傳輸:主要包括賦值、輸入、輸出等操作。1.8.1數據結構與算法1.算法算法的控制結構：順序結構、選擇結構、循環結構。算法基本設計方法：列舉法、歸納法、遞推、遞歸、減半遞推技術、回溯法。1.8.1數據結構與算法1.算法算法設計的要求通常一個好的算法應達到如下目標：①正確性(correctness)。②可讀性(readability)。③健壯性(robustness)。④效率與低存儲量需求。1.8.1數據結構與算法1.算法算法復雜度：算法時間復雜度和算法空間復雜度。算法時間復雜度指執行算法所需要的計算工作量。一般來說，算法的工作量用其執行的基本運算次數來度量，而算法執行的基本運算次數是問題規模的函數。在同一個問題規模下，用平均性態和最壞情況復雜性來分析。一般情況下，用最壞情況復雜性來分析算法的時間復雜度。算法空間復雜度指執行這個算法所需要的內存空間。1.8.1數據結構與算法2.數據結構（1）數據結構的定義數據結構是指相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合，即數據的組織形式。數據結構主要研究三個方面的內容：①數據集合中各數據元素之間所固有的邏輯關系，即數據的邏輯結構；②在對數據進行處理時，各數據元素在計算機中的存儲關系，即數據的存儲結構；③對各種數據結構進行的運算。1.8.1數據結構與算法2.數據結構（2）數據的邏輯結構數據的邏輯結構數據結構是指反映數據元素之間的關系的數據元素集合的表示。更通俗地說，數據結構是指帶有結構的數據元素的集合。所謂結構實際上就是指數據元素之間的前后件關系。數據的邏輯結構包含：①表示數據元素的信息；②表示各數據元素之間的前后件關系。1.8.1數據結構與算法2.數據結構（2）數據的邏輯結構數據的邏輯結構是對數據元素之間的邏輯關系的描述。它可以用一組數據元素的集合和定義在此集合中的若干關系來表示。數據的邏輯結構包括集合、線性結構、樹型結構和圖形結構四種。線性結構：數據元素之間構成一種順序的線性關系。樹型結構：數據元素之間形成一種樹型的關系。數據的邏輯結構有兩個要素：一是數據元素的集合，通常記為D；二是D上的關系，它反映了數據元素之間的前后件關系，通常記為R。一個數據結構可以表示成B=(C，R)。其中B表示數據結構。為了反映D中各元素之間的前后件關系，一般用二元組來表示。1.8.1數據結構與算法2.數據結構（3）數據的存儲結構數據的存儲結構數據的邏輯結構在計算機存儲空間中的存放形式，稱為數據的存儲結構(也稱為數據的物理結構)。數據的存儲結構有順序、鏈接、索引等。（4）線性結構線性結構條件：有且只有一個根結點；每一個結點最多有一個前件，也最多有一個后件。非線性結構：不滿足線性結構條件的數據結構。1.8.1數據結構與算法3.線性表及其順序存儲結構線性表是由一組數據元素構成，數據元素的位置只取決于自己的序號，元素之間的相對位置是線性的。在復雜線性表中，由若干項數據元素組成的數據元素稱為記錄，而由多個記錄構成的線性表又稱為文件。非空線性表的結構特征：①有且只有一個根結點a1，它無前件；②有且只有一個終端結點an，它無后件；③除根結點與終端結點外，其他所有結點有且只有一個前件，也有且只有一個后件。1.8.1數據結構與算法3.線性表及其順序存儲結構結點個數n稱為線性表的長度，當n=0時，稱為空表。線性表的順序存儲結構具有以下兩個基本特點：①線性表中所有元素的所占的存儲空間是連續的；②線性表中各數據元素在存儲空間中是按邏輯順序依次存放的。ai的存儲地址為：ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)k,，ADR(a1)為第一個元素的地址，k代表每個元素占的字節數。順序表的運算：插入、刪除。1.8.1數據結構與算法4.棧和隊列棧是限定在一端進行插入與刪除的線性表，允許插入與刪除的一端稱為棧頂，不允許插入與刪除的另一端稱為棧底。棧按照“先進后出”（FILO）或“后進先出”（LIFO）組織數據，棧具有記憶作用。用Top表示棧頂位置，用bottom表示棧底。棧的基本運算：插入元素稱為入棧運算；刪除元素稱為退棧運算；讀棧頂元素是將棧頂元素賦給一個指定的變量，此時指針無變化。1.8.1數據結構與算法4.棧和隊列隊列是指允許在一端（隊尾）進入插入，而在另一端（隊頭）進行刪除的線性表。Rear指針指向隊尾，front指針指向隊頭。隊列是“先進行出”（FIFO）或“后進后出”（LILO）的線性表。隊列運算包括：入隊運算：從隊尾插入一個元素；退隊運算：從隊頭刪除一個元素。循環隊列：s=0表示隊列空，s=1且front=rear表示隊列滿。1.8.1數據結構與算法5.線性鏈表數據結構中的每一個結點對應于一個存儲單元，這種存儲單元稱為存儲結點，簡稱結點。結點由兩部分組成：①用于存儲數據元素值，稱為數據域；②用于存放指針，稱為指針域，用于指向前一個或后一個結點。在鏈式存儲結構中，存儲數據結構的存儲空間可以不連續，各數據結點的存儲順序與數據元素之間的邏輯關系可以不一致，而數據元素之間的邏輯關系是由指針域確定的。1.8.1數據結構與算法5.線性鏈表鏈式存儲方式即可用于表示線性結構，也可用于表示非線性結構。線性鏈表，HEAD稱為頭指針，HEAD=NULL（或0）稱為空表，如果是兩指針：左指針（Llink）指向前件結點，右指針（Rlink）指向后件結點。線性鏈表的基本運算：查找、插入、刪除。1.8.1數據結構與算法6.樹與二叉樹樹是一種簡單的非線性結構，所有元素之間具有明顯的層次特性。在樹結構中，每一個結點只有一個前件，稱為父結點，沒有前件的結點只有一個，稱為樹的根結點，簡稱樹的根。每一個結點可以有多個后件，稱為該結點的子結點。沒有后件的結點稱為葉子結點。在樹結構中，一個結點所擁有的后件的個數稱為該結點的度，所有結點中最大的度稱為樹的度。樹的最大層次稱為樹的深度。1.8.1數據結構與算法6.樹與二叉樹二叉樹的特點：①非空二叉樹只有一個根結點；②每一個結點最多有兩棵子樹，且分別稱為該結點的左子樹與右子樹。二叉樹的基本性質：在二叉樹的第k層上，最多有2k-1(k≥1)個結點；深度為m的二叉樹最多有2m-1個結點(k≥1)；對任何一棵二叉樹，若其葉子結點數為n0，度為2的結點數為n2，則n0=n2+1。1.8.1數據結構與算法6.樹與二叉樹一棵深度為k且有2k-1個結點的二叉樹稱為滿二叉樹。滿二叉樹具有以下特點：具有n個結點的完全二叉樹，其深度至少為：

log2n

+1，其中

log2n

表示取log2n的整數部分；設完全二叉樹共有n個結點。如果從根結點開始，按層序（每一層從左到右）用自然數1，2，….n給結點進行編號（k=1,2….n），有以下結論：若k=1，則該結點為根結點，它沒有父結點；若k>1，則該結點的父結點編號為

k/2

；若2k≤n，則編號為k的結點的左子結點編號為2k；否則該結點無左子結點（也無右子結點）；若2k+1≤n，則編號為k的結點的右子結點編號為2k+1；否則該結點無右子結點。1.8.1數據結構與算法6.樹與二叉樹完全二叉樹是指除最后一層外，每一層上的結點數均達到最大值，在最后一層上只缺少右邊的若干結點。二叉樹存儲結構采用鏈式存儲結構，對于滿二叉樹與完全二叉樹可以按層序進行順序存儲。二叉樹的遍歷：①前序遍歷（DLR）：首先訪問根結點，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹；②中序遍歷（LDR）：首先遍歷左子樹，然后訪問根結點，最后遍歷右子樹；③后序遍歷（LRD）：首先遍歷左子樹，然后訪問遍歷右子樹，最后訪問根結點。1.8.1數據結構與算法7查找技術數據的組織和查找是大多數應用程序的核心，而查找是所有數據處理中最基本、最常用的操作。特別是當查找的對象是一個龐大數量的數據集合中的元素時，查找的方法和效率就顯得格外重要。根據存儲結構的不同，查找方法可分為三大類：順序表和鏈表的查找：將給定的K值與查找表中記錄的關鍵字逐個進行比較，找到要查找的記錄；散列表的查找：根據給定的K值直接訪問查找表，從而找到要查找的記錄；索引查找表的查找：先根據索引確定待查找記錄所在的塊，再從塊中找到要查找的記錄。1.8.1數據結構與算法7查找技術本部分主要介紹順序表和鏈表的順序查找法和二分查找法。順序查找的查找思想：從表的一端開始逐個將記錄的關鍵字和給定K值進行比較，若某個記錄的關鍵字和給定K值相等，查找成功；否則，若掃描完整個表，仍然沒找到相應的記錄，則查找失敗。折半查找又稱為二分查找，是一種效率較高的查找方法。前提條件：查找表中的所有記錄是按關鍵字有序。查找過程中，先確定待查找記錄在表中的范圍，然后逐步縮小范圍(每次將待查記錄所在區間縮小一半)，直到找到或找不到記錄為止。二分法查找只適用于順序存儲的有序表，對于長度為n的有序線性表，最壞情況只需比較log2n次。1.8.1數據結構與算法8．排序技術在信息處理過程中，最基本的操作是查找。從查找來說，效率最高的是折半查找，折半查找的前提是所有的數據元素(記錄)是按關鍵字有序的。需要將一個無序的數據文件轉變為一個有序的數據文件。將任一文件中的記錄通過某種方法整理成為按(記錄)關鍵字有序排列的處理過程稱為排序。排序是數據處理中一種最常用的操作。根據待排序的記錄數量以及排序過程中涉及的存儲器的不同，將排序算法分類如下：待排序的記錄數不太多，所有的記錄都能存放在內存中進行排序，稱為內部排序；待排序的記錄數太多：所有的記錄不可能存放在內存中，排序過程中必須在內、外存之間進行數據交換，這樣的排序稱為：外部排序。本部分主要討論內排序中三類基本的排序算法：插入排序：直接插入排序，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；折半插入排序；2-路插入排序；表插入排序；希爾(Shell)排序，最壞情況需要O(n1.5)次比較；交換排序：冒泡排序，需要比較的次數為n(n-1)/2：單向冒泡排序，雙向冒泡排序；快速排序；選擇排序：簡單選擇排序，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；選擇排序；樹形選擇排序；堆排序，最壞情況需要O(nlog2n)次比較。1.8.1數據結構與算法8．排序技術在信息處理過程中，最基本的操作是查找。從查找來說，效率最高的是折半查找，折半查找的前提是所有的數據元素(記錄)是按關鍵字有序的。需要將一個無序的數據文件轉變為一個有序的數據文件。將任一文件中的記錄通過某種方法整理成為按(記錄)關鍵字有序排列的處理過程稱為排序。排序是數據處理中一種最常用的操作。根據待排序的記錄數量以及排序過程中涉及的存儲器的不同，將排序算法分類如下：待排序的記錄數不太多，所有的記錄都能存放在內存中進行排序，稱為內部排序；待排序的記錄數太多：所有的記錄不可能存放在內存中，排序過程中必須在內、外存之間進行數據交換，這樣的排序稱為：外部排序。1.8.1數據結構與算法8．排序技術本部分主要討論內排序中三類基本的排序算法：插入排序：直接插入排序，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；折半插入排序；2-路插入排序；表插入排序；希爾(Shell)排序，最壞情況需要O(n1.5)次比較；交換排序：冒泡排序，需要比較的次數為n(n-1)/2：單向冒泡排序，雙向冒泡排序；快速排序；選擇排序：簡單選擇排序，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；選擇排序；樹形選擇排序；堆排序，最壞情況需要nlog2n次比較。1.8.1數據結構與算法8．排序技術本部分主要討論內排序中三類基本的排序算法：插入排序：直接插入排序，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；折半插入排序；2-路插入排序；表插入排序；希爾(Shell)排序，最壞情況需要O(n1.5)次比較；交換排序：冒泡排序，需要比較的次數為n(n-1)/2：單向冒泡排序，雙向冒泡排序；快速排序；選擇排序：簡單選擇排序，最壞情況需要n(n-1)/2次比較；選擇排序；樹形選擇排序；堆排序，最壞情況需要nlog2n次比較。1.8.2程序設計基礎1.程序設計設計方法和風格如何形成良好的程序設計風格：源程序文檔化；數據說明的方法；語句的結構；輸入和輸出。注釋分為序言性注釋和功能性注釋，語句結構清晰第一、效率第二。1.8.2程序設計基礎2.結構化程序設計結構化程序設計方法的四條原則：自頂向下、逐步求精、模塊化和限制使用Goto語句。結構化程序的基本結構和特點：順序結構：一種簡單的程序設計，最基本、最常用的結構；選擇結構：又稱分支結構，包括簡單選擇和多分支選擇結構，可根據條件，判斷應該選擇哪一條分支來執行相應的語句序列；循環結構：可根據給定條件，判斷是否需要重復執行某一相同程序段。1.8.2程序設計基礎3.面向對象的程序設計面向對象的程序設計：以60年代末挪威奧斯陸大學和挪威計算機中心研制的SIMULA語言為標志。面向對象方法的優點：① 與人類習慣的思維方法一致；② 穩定性好；③ 可重用性好；④ 易于開發大型軟件產品；⑤ 可維護性好。1.8.2程序設計基礎3.面向對象的程序設計對象的基本特點：標識惟一性；分類性；多態性；封裝性；模塊獨立性好。1.8.2程序設計基礎3.面向對象的程序設計類是指具有共同屬性、共同方法的對象的集合。所以類是對象的抽象，對象是對應類的一個實例。消息是一個實例與另一個實例之間傳遞的信息。消息的組成包括：接收消息的對象的名稱；消息標識符，也稱消息名；零個或多個參數。繼承是指能夠直接獲得已有的性質和特征，而不必重復定義他們。繼承分單繼承和多重繼承。單繼承是指一個類只允許有一個父類，多重繼承是指一個類允許有多個父類。多態性是指同樣的消息被不同的對象接受時可導致完全不同的行動的現象。1.8.3軟件工程基礎1.軟件工程基本概念計算機軟件是包括程序、數據及相關文檔的完整集合。軟件的特點包括：① 軟件是一種邏輯實體；② 軟件的生產與硬件不同，它沒有明顯的制作過程；③ 軟件在運行、使用期間不存在磨損、老化問題；④ 軟件的開發、運行對計算機系統具有依賴性，受計算機系統的限制，這導致了軟件移植的問題；⑤ 軟件復雜性高，成本昂貴；⑥ 軟件開發涉及諸多的社會因素。1.8.3軟件工程基礎軟件按功能分為應用軟件、系統軟件、支撐軟件（或工具軟件）。軟件危機主要表現在成本、質量、生產率等問題。軟件工程是應用于計算機軟件的定義、開發和維護的一整套方法、工具、文檔、實踐標準和工序。軟件工程包括3個要素：方法、工具和過程。軟件工程過程是把軟件轉化為輸出的一組彼此相關的資源和活動，包含4種基本活動：P——軟件規格說明；D——軟件開發；C——軟件確認；A——軟件演進。1.8.3軟件工程基礎軟件周期：軟件產品從提出、實現、使用維護到停止使用退役的過程。軟件生命周期三個階段：軟件定義、軟件開發、運行維護，主要活動階段是：可行性研究與計劃制定；需求分析；軟件設計；軟件實現；軟件測試；運行和維護。1.8.3軟件工程基礎軟件工程的目標：在給定成本、進度的前提下，開發出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護性、可重用性、可適應性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產品。軟件工程的基本目標：付出較低的開發成本；達到要求的軟件功能；取得較好的軟件性能；開發軟件易于移植；需要較低的費用；能按時完成開發，及時交付使用。軟件工程的基本原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗證性。軟件工程的理論和技術性研究的內容主要包括：軟件開發技術和軟件工程管理。1.8.3軟件工程基礎軟件開發技術包括：軟件開發方法學、開發過程、開發工具和軟件工程環境。軟件工程管理包括：軟件管理學、軟件工程經濟學、軟件心理學等內容。軟件管理學包括人員組織、進度安排、質量保證、配置管理、項目計劃等。軟件工程原則包括抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗證性。1.8.3軟件工程基礎2.結構化分析方法結構化方法的核心和基礎是結構化程序設計理論。需求分析方法：結構化需求分析方法；面向對象的分析的方法。從需求分析建立的模型的特性來分：靜態分析和動態分析。結構化分析方法的實質：著眼于數據流，自頂向下，逐層分解，建立系統的處理流程，以數據流圖和數據字典為主要工具,建立系統的邏輯模型。1.8.3軟件工程基礎2.結構化分析方法結構化分析的常用工具包括：數據流圖；數據字典；判定樹；判定表。數據流圖：描述數據處理過程的工具，是需求理解的邏輯模型的圖形表示，它直接支持系統功能建模。數據字典：對所有與系統相關的數據元素的一個有組織的列表，以及精確的、嚴格的定義，使得用戶和系統分析員對于輸入、輸出、存儲成分和中間計算結果有共同的理解。1.8.3軟件工程基礎2.結構化分析方法判定樹：從問題定義的文字描述中分清哪些是判定的條件，哪些是判定的結論，根據描述材料中的連接詞找出判定條件之間的從屬關系、并列關系、選擇關系，根據它們構造判定樹。判定表：與判定樹相似，當數據流圖中的加工要依賴于多個邏輯條件的取值，即完成該加工的一組動作是由于某一組條件取值的組合而引發的，使用判定表描述比較適宜。數據字典是結構化分析的核心。1.8.3軟件工程基礎2.結構化分析方法軟件需求規格說明書的特點：正確性；無岐義性；完整性；可驗證性；一致性；可理解性；可追蹤性。1.8.3軟件工程基礎3.結構化設計方法軟件設計的基本目標是用比較抽象概括的方式確定目標系統如何完成預定的任務，軟件設計是確定系統的物理模型。軟件設計是開發階段最重要的步驟，是將需求準確地轉化為完整的軟件產品或系統的唯一途徑。從技術觀點來看，軟件設計包括軟件結構設計、數據設計、接口設計、過程設計。結構設計：定義軟件系統各主要部件之間的關系。數據設計：將分析時創建的模型轉化為數據結構的定義。接口設計：描述軟件內部、軟件和協作系統之間以及軟件與人之間如何通信。過程設計：把系統結構部件轉換成軟件的過程描述。從工程管理角度來看：概要設計和詳細設計。1.8.3軟件工程基礎軟件設計的一般過程：軟件設計是一個迭代的過程；先進行高層次的結構設計；后進行低層次的過程設計；穿插進行數據設計和接口設計。衡量軟件模塊獨立性使用耦合性和內聚性兩個定性的度量標準。在程序結構中各模塊的內聚性越強，則耦合性越弱。優秀軟件應高內聚，低耦合。軟件概要設計的基本任務是：設計軟件系統結構；數據結構及數據庫設計；編寫概要設計文檔；概要設計文檔評審。1.8.3軟件工程基礎4.軟件測試軟件測試定義：使用人工或自動手段來運行或測定某個系統的過程，其目的在于檢驗它是否滿足規定的需求或是弄清預期結果與實際結果之間的差別。軟件測試的目的：發現錯誤而執行程序的過程。軟件測試方法：靜態測試和動態測試。靜態測試包括代碼檢查、靜態結構分析、代碼質量度量。不實際運行軟件，主要通過人工進行。動態測試：是基本計算機的測試，主要包括白盒測試方法和黑盒測試方法。1.8.3軟件工程基礎4.軟件測試白盒測試：在程序內部進行，主要用于完成軟件內部CAO作的驗證。主要方法有邏輯覆蓋、基本基路徑測試。黑盒測試：主要診斷功能不對或遺漏、界面錯誤、數據結構或外部數據庫訪問錯誤、性能錯誤、初始化和終止條件錯，用于軟件確認。主要方法有等價類劃分法、邊界值分析法、錯誤推測法、因果圖等。軟件測試過程一般按4個步驟進行：單元測試、集成測試、驗收測試（確認測試）和系統測試。1.8.3軟件工程基礎5.程序的調試程序調試的任務是診斷和改正程序中的錯誤，主要在開發階段進行。程序調試的基本步驟：錯誤定位；修改設計和代碼，以排除錯誤；進行回歸測試，防止引進新的錯誤。1.8.3軟件工程基礎5.程序的調試軟件調試可分表靜態調試和動態調試。靜態調試主要是指通過人的思維來分析源程序代碼和排錯，是主要的設計手段，而動態調試是輔助靜態調試。主要調試方法有：強行排錯法；回溯法；原因排除法。1.8.4數據庫設計基礎1.數據庫系統的基本概念數據：實際上就是描述事物的符號記錄。數據的特點：有一定的結構，有型與值之分，如整型、實型、字符型等。而數據的值給出了符合定型的值，如整型值15。數據庫：是數據的集合，具有統一的結構形式并存放于統一的存儲介質內，是多種應用數據的集成，并可被各個應用程序共享。數據庫存放數據是按數據所提供的數據模式存放的，具有集成與共享的特點。數據庫管理系統是一種系統軟件，負責數據庫中的數據組織、數據操縱、數據維護、控制及保護和數據服務等，是數據庫的核心。1.8.4數據庫設計基礎數據庫管理系統功能：數據模式定義：即為數據庫構建其數據框架；數據存取的物理構建：為數據模式的物理存取與構建提供有效的存取方法與手段；數據操縱：為用戶使用數據庫的數據提供方便，如查詢、插入、修改、刪除等以及簡單的算術運算及統計；數據的完整性、安生性定義與檢查；數據庫的并發控制與故障恢復；數據的服務：如拷貝、轉存、重組、性能監測、分析等。1.8.4數據庫設計基礎為完成以上六個功能，數據庫管理系統提供以下的數據語言：數據定義語言：負責數據的模式定義與數據的物理存取構建；數據操縱語言：負責數據的操縱，如查詢與增、刪、改等；數據控制語言：負責數據完整性、安全性的定義與檢查以及并發控制、故障恢復等。1.8.4數據庫設計基礎數據語言按其使用方式具有兩種結構形式：交互式命令(又稱自含型或自主型語言)宿主型語言（一般可嵌入某些宿主語言中）。數據庫管理員：對數據庫進行規劃、設計、維護、監視等的專業管理人員。數據庫系統：由數據庫（數據）、數據庫管理系統（軟件）、數據庫管理員（人員）、硬件平臺（硬件）、軟件平臺（軟件）五個部分構成的運行實體。數據庫應用系統：由數據庫系統、應用軟件及應用界面三者組成。1.8.4數據庫設計基礎數據庫應用系統：由數據庫系統、應用軟件及應用界面三者組成。數據庫管理技術的發展經歷了三個階段：文件系統階段、層次數據庫與網狀數據庫系統階段、關系數據庫系統階段。這三個階段的特點分別是：文件系統階段：提供了簡單的數據共享與數據管理能力，但是它無法提供完整的、統一的、管理和數據共享的能力。層次數據庫與網狀數據庫系統階段：為統一與共享數據提供了有力支撐。關系數據庫系統階段：數據的集成性、數據的高共享性與低冗余性、數據獨立性（物理獨立性與邏輯獨立性）、數據統一管理與控制。1.8.4數據庫設計基礎數據庫系統的三級模式：概念模式：數據庫系統中全局數據邏輯結構的描述，全體用戶公共數據視圖；外模式：也稱子模式與用戶模式。是用戶的數據視圖，也就是用戶所見到的數據模式；內模式：又稱物理模式，它給出了數據庫物理存儲結構與物理存取方法。數據庫系統的兩級映射：概念模式到內模式的映射；保證了數據的物理獨立性。外模式到概念模式的映射；保證了數據的邏輯獨立性。1.8.4數據庫設計基礎2.數據模型數據模型的概念：是數據特征的抽象，從抽象層次上描述了系統的靜態特征、動態行為和約束條件，為數據庫系統的信息表與操作提供一個抽象的框架。描述了數據結構、數據操作及數據約束。E-R模型的基本概念實體：現實世界中的事物；屬性：事物的特性；聯系：現實世界中事物間的關系。實體集的關系有一對一、一對多、多對多的聯系。1.8.4數據庫設計基礎2.數據模型E-R模型三個基本概念之間的關系：實體是概念世界中的基本單位，屬性有屬性域，每個實體可取屬性域內的值。一個實體的所有屬性值叫元組。E-R模型的圖示法：實體集表示法；屬性表示法；聯系表示法。1.8.4數據庫設計基礎2.數據模型層次模型的基本結構是樹形結構，具有以下特點：每棵樹有且僅有一個無雙親結點，稱為根；樹中除根外所有結點有且僅有一個雙親。從圖論上看，網狀模型是一個不加任何條件限制的無向圖。關系模型采用二維表來表示，簡稱表，由表框架及表的元組組成。一個二維表就是一個關系。在二維表中凡能唯一標識元組的最小屬性稱為鍵或碼。從所有侯選健中選取一個作為用戶使用的鍵稱主鍵。表A中的某屬性是某表B的鍵，則稱該屬性集為A的外鍵或外碼。1.8.4數據庫設計基礎2.數據模型關系中的數據約束：實體完整性約束：約束關系的主鍵中屬性值不能為空值；參照完全性約束：是關系之間的基本約束；用戶定義的完整性約束：它反映了具體應用中數據的語義要求。1.8.4數據庫設計基礎3.關系代數關系數據庫系統的特點之一是它建立在數據理論的基礎之上，有很多數據理論可以表示關系模型的數據操作，其中最為著名的是關系代數與關系演算。關系模型的基本運算：插入；刪除；修改；查詢（包括投影、選擇、笛卡爾積運算）1.8.4數據庫設計基礎4.數據庫設計與管理數據庫設計是數據應用的核心。數據庫設計的兩種方法：面向數據：以信息需求為主，兼顧處理需求；面向過程：以處理需求為主，兼顧信息需求。數據庫的生命周期：需求分析階段、概念設計階段、邏輯設計階段、物理設計階段、編碼階段、測試階段、運行階段、進一步修改階段。1.8.4數據庫設計基礎4.數據庫設計與管理需求分析常用結構化分析方法和面向對象的方法。結構化分析（簡稱SA）方法用自頂向下、逐層分解的方式分析系統。用數據流圖表達數據和處理過程的關系。對數據庫設計來講，數據字典是進行詳細的數據收集和數據分析所獲得的主要結果。數據字典是各類數據描述的集合，包括5個部分：數據項、數據結構、數據流（可以是數據項，也可以是數據結構）、數據存儲、處理過程。1.8.4數據庫設計基礎4.數據庫設計與管理數據庫概念設計的目的是分析數據內在語義關系。設計的方法有兩種：集中式模式設計法（適用于小型或并不復雜的單位或部門）；視圖集成設計法。設計方法：E-R模型與視圖集成。視圖設計一般有三種設計次序：自頂向下、由底向上、由內向外。視圖集成的幾種沖突：命名沖突、概念沖突、域沖突、約束沖突。關系視圖設計：關系視圖的設計又稱外模式設計。1.8.4數據庫設計基礎4.數據庫設計與管理關系視圖的主要作用：提供數據邏輯獨立性；能適應用戶對數據的不同需求；有一定數據保密功能。數據庫的物理設計主要目標是對數據內部物理結構作調整并選擇合理的存取路徑，以提高數據庫訪問速度有效利用存儲空間。一般RDBMS中留給用戶參與物理設計的內容大致有索引設計、集成簇設計和分區設計。1.8.4數據庫設計基礎4.數據庫設計與管理數據庫管理的內容：數據庫的建立；數據庫的調整；數據庫的重組；