计算机软件技术基础
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《计算机软件技术基础》第一章算法1.1算法的基本概念算法:指解题方案的准确而完整的描述算法的基本特征:能行性(算法中的每一个步骤必须能够实现;算法执行的结果要能够达到预期的目的)确定性(算法中的每一个步骤都必须是有明确定义的,不能摸棱两可,也不能有多义性)有穷性(算法必须能在执行有限个步骤之后终止)拥有足够的情报(算法执行的结果总是与输入的初始数据有关。
不同输入对应不同输出)算法:是一组严谨地定义运算顺序的规则,并且每一个规则都是有效的、明确的,此顺序将在有限的次数下终止。
算法的基本要素:1.算法中对数据的运算和操作(算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输【赋值、输入、输出】)2.算法的控制结构(算法中各操作之间的执行顺序)1.2算法描述语言C语言描述和简单的算法描述语言(1)符号与表达式:符号主要用以表述变量名、数组名等(2)赋值语句(3)控制转移语句:无条件转移语句形式:GOTO 标号条件转移语句形式IF C THEN SIF C THEN S1ELSE S2(4)循环语句WHILE语句:WHILE C DO SFOR语句:FOR i=init TO limit BY step DO S(5)其他语句EXIT语句:退出某个循环,使控制转到包含EXIT语句的最内层的WHILE或FOR循环后面的一个语句去执行RETURN语句:结束算法的执行(允许使用用引号括起来的注释信息)READ(INPUT)和WRITE(PRINT/OUTPUT)语句:用于输入输出(6)算法中的注释总是用一对方括号【】括起来;复合语句用一对花括号{}括起来1.3算法设计基本方法1.列举法【例1.1】基本思想:根据提出的问题,列举所有可能的情况,并用问题中给定的条件检验哪些是需要的,哪些是不需要的(通常解决“是否存在”“有多少种可能”类型问题)特点:算法比较简单,但列举情况较多时,工作量将很大寻找路径、查找、搜索等问题采用列举法有效2.归纳法基本思想:通过列举少量的特殊情况,经过分析,最后找出一般的关系3.递推法(数学例题)指从已知的初始条件出发,逐次推出所要求的各中间结果和最后结果(本质属于归纳法)4.递归基本思想:将问题逐层分解的过程,实际上并没有对问题进行求解,而只是当解决了最后那些简单的问题后,再沿着原来分解的逆过程逐步进行综合【例1.3】自己调用自己的过程称为递归调用过程递归分为直接递归:一个算法P显式地调用自己间接递归:算法P调用另一个算法Q,而算法Q又调用算法P5.减半递推技术(分治法)减半:将问题的规模减半,而问题的性质不变递推:重复“减半”的过程【例1.4】6.回溯法通过对问题的分析,找出一个解决问题的线索;然后沿着这个线索逐步试探。
计算机软件技术基础复习题和思考题答案1.5.1 复习题1. 解释计算机程序的概念。
计算机程序(computer programs),简称程序,是指计算机的指令序列。
2. 什么是源代码程序?源代码是指以程序设计语言编写的、可读的语句和声明的集合,程序设计人员的工作就是使用程序设计语言编写源代码,源代码经过编译后转变为计算机可以执行的程序。
3. 什么是可执行程序?可执行程序是指包含了计算机可以直接执行的指令的文件。
为了与源代码相区别,可执行程序又被称为二进制代码。
4. 什么是计算机软件技术?计算机软件技术是与软件的设计、实施和使用相关的多种技术的统称。
软件的设计与实施涉及到程序设计语言、算法和数据结构、数据库系统、多媒体、软件工程等技术,软件的使用涉及到质量、可靠性、专利、知识产权、道德、法律等管理和技术。
5. 如何对软件进行分类?可以根据软件的功能进行分类,也可以根据软件的不同开发方式进行划分,还可以从软件的使用方式进行分类。
根据软件的功能来划分是一种主要的分类方式,可以把软件分为系统软件、编程软件和应用软件3大类型。
6. 什么是系统软件?系统软件(system software)指管理和控制计算机硬件、使计算机工作的软件。
系统软件是一种非常重要的软件类型,它为用户提供了一种操作计算机硬件的便捷方法,为其他程序提供了运行的基础。
7. 常见的系统软件有哪些?根据系统软件的功能特点,可以继续划分为操作系统、设备驱动程序、实用工具以及其他系统软件。
8. 什么是操作系统?操作系统(operating system,OS)是位于计算机系统中的硬件和软件之间的接口,负责管理和协调计算机硬件的操作和计算机有限资源的共享。
9. 列出3个典型的操作系统。
主要的操作系统包括微软公司的Windows系列操作系统、Unix和类Unix操作系统、苹果公司的Mac OS X操作系统、Linux操作系统等。
任意列出3个即可。
10. 什么是编程软件?编程软件(programming software)又称为编程工具(programming tool)或软件开发工具(software development tool),是一种软件开发人员用于创建、调试、维护其他程序和应用软件的软件工具。
软件技术基础知识点在当今数字化的时代,软件技术已经成为推动社会发展和创新的关键力量。
无论是我们日常使用的手机应用,还是企业运行的复杂系统,都离不开软件技术的支持。
接下来,让我们一起探索软件技术的一些基础知识点。
一、数据结构数据结构是软件技术中非常重要的概念。
它是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树和图等。
数组是一种最简单的数据结构,它是一组相同类型的元素按顺序存储在连续的内存空间中。
数组的优点是访问元素的速度快,但插入和删除元素的效率较低。
链表则是通过指针将各个元素链接在一起,不需要连续的内存空间。
链表在插入和删除元素时较为方便,但访问元素的速度相对较慢。
栈是一种特殊的线性表,遵循“后进先出”的原则。
就像往一个桶里放东西,最后放进去的会最先被取出。
队列则遵循“先进先出”的原则,类似于排队买票,先到的先买。
树是一种分层的数据结构,常见的有二叉树、二叉搜索树等。
二叉搜索树可以快速地进行查找、插入和删除操作。
图则用于表示多对多的关系,在网络路由、社交网络分析等领域有广泛的应用。
二、算法算法是解决特定问题的一系列明确步骤。
好的算法应该具有正确性、可读性、健壮性、高效性和低存储量需求等特点。
常见的算法有排序算法,如冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序等。
冒泡排序通过不断比较相邻的元素并交换位置,将最大的元素逐步“浮”到数组的末尾。
快速排序则通过选择一个基准元素,将数组分为小于和大于基准元素的两部分,然后对这两部分分别进行排序。
搜索算法也是重要的算法之一,包括顺序搜索和二分搜索。
顺序搜索逐个检查元素,直到找到目标元素或遍历完整个数组。
二分搜索则是在有序数组中,通过不断将数组对半分割来查找目标元素,效率较高。
还有动态规划算法,用于解决具有重叠子问题和最优子结构性质的问题,如背包问题、最长公共子序列问题等。
三、编程语言编程语言是软件开发者与计算机进行交流的工具。
《计算机软件技术基础》实验指导书编写:XXX适用专业:电器工程与自动化通讯工程电子信息工程安徽建筑工业学院电子与信息工程学院2007年9月实验一:线性链表的建立、查找、插入、删除实验实验学时:2实验类型:验证实验要求:必修一、实验目的通过本实验的学习,要求学生能够通过单链表的存储结构,掌握单链表的基本操作,包括单链表的建立、查找、插入、删除、输出等操作。
通过本实验可以巩固学生所学的线性表知识,提高编程能力,为后继课程的学习奠定基础。
二、实验内容1、为线性表{10,30,20,50,40,70,60,90,80,100}创建一个带头结点的单链表;2、在该链表上查找值为50,65的结点,并返回查找结果(找到:返回在县新链表中的位置);3、在该链表上值为50的结点后,插入一个值为120的结点;4、删除该链表上值为70的结点。
写出各操作的实现函数,并上机验证。
三、实验原理、方法和手段使用带头结点的单链表的表示线性表,通过实验,熟悉链表的创建、查找、插入、删除、输出等是链表的基本操作。
具体如下:(1)首先定义单链表的节点结构;(2)在单链表创建过程中,首先初始化一个带头结点的空链表,对线性表中的各元素依次通过键盘输入、建立该元素结点、插入到单链表中,实现单链表的创建过程;结点的插入有头插入和尾插入两种方法,采用不同方法时应注意元素的输入顺序。
(3)查找过程可以从头结点开始,将待查找的数据依次与每个结点的数据域比较,匹配及查找成功,弱链表访问完未找到匹配的元素,则查找不成功。
为能够返回查找成功的结点位置,在链表的搜索过程中,应设置一个计数器,记录搜索结点的序号;(4)插入结点时,首先要通过查找算法,找到带插入结点的前驱结点,然后为带插入元素建立结点,通过指针的修改,将结点插入。
(5)删除结点时,首先要通过查找算法,找到待删除结点的前驱,然后通过指针的修改,将待删除结点从链表中卸下,释放该结点。
(6)以上操作的正确性,均可以通过链表的输出结果来验证。
第1章习题部分答案1. 操作系统的发展分为那几个阶段?解:操作系统的发展经历了三个阶段:操作系统的酝酿阶段、操作系统的形成阶段、操作系统的理论化和标准化阶段。
2. 计算机软件技术开发系统包括那几个阶段?解:计算机软件开发系统的发展经历了四个阶段:机器语言阶段、汇编语言阶段、高级语言阶段、面向对象语言和可视化语言阶段。
3. 计算机软件技术的主要范畴是什么?解:计算机软件技术的主要范畴包括软件工程技术、程序设计技术、软件工具环境技术、系统软件技术、数据库技术、实时软件技术、网络软件技术、与实际工作相关的软件技术等八个领域的内容。
4. 从软件技术的发展现状来看有哪些值得我们注意的问题?解:从软件技术的发展现状来看有以下几个值得我们注意的问题:1)软件危机2)软件技术标准,软件版权和软件价值评估3)软件技术的基础研究。
1第2章习题部分答案1. 什么是软件危机?软件危机的表现有哪些?解:软件开发技术的进步为能满足发展的要求,在软件开发中遇到的问题找不到解决的方法,问题积累起来形成了尖锐的矛盾,导致了软件危机。
2. 软件危机产生的原因是什么?解:造成软件危机的原因是由于软件产品本身的特点以及开发软件的方式、方法、技术和人员引起的。
1)软件规模越来越大,结构越来越复杂。
2)软件开发管理困难而复杂。
3)软件开发费用不断增加。
4)软件开发技术落后。
5)生产方式落后。
6)开发工具落后,生产率提高缓慢。
3. 常见的软件过程模型有哪些?解:常见的软件过程模型有瀑布模型、增量模型、演化过程模型、敏捷开发4. 如何对软件质量进行评价?解:软件质量的评价主要围绕可维护性、可靠性、可理解性和效率这几个方面进行。
2第3章习题部分答案1. 软件可行性研究的目的是什么?软件可行性研究的任务又是什么?解:软件可行性研究的目的就是用最小的代价在尽可能短的时间内确定该软件项目是否能够开发,是否值得去开发。
可行性研究的任务首先需要进行概要的分析研究,初步确定项目的规模和目标,确定项目的约束和限制,把他们清楚地列举出来。
第1章 概 述教学提示:本章主要讲授计算机的发展概况;计算机软件发展的几个阶段;计算机系统的组成;计算机软件的分类以及常用的系统软件和应用软件的介绍。
教学要求:了解计算机的发展过程;掌握计算机软件发展经历的几个阶段;了解常用的高级语言;了解计算机网络软件及数据库软件;掌握软件的分类;简单介绍常用的工具软件。
1.1 计算机软件的发展计算机是由一系列电子元件组成的、具有处理信息能力的机器。
世界上第一台计算机是1946年在美国的宾西法尼亚大学研制成功的。
计算机诞生60多年来,发展极为迅速,更新换代非常快。
计算机先后以电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路为主要元器件,共经历了四代变革,现在已进入第五代的研制时期。
每一代的变革在技术上都是一次新的突破,在性能上都是一次质的飞跃。
第一代为电子管时代(1946年—1957年)。
在这个阶段计算机的逻辑器件采用电子管,通常称为电子管计算机。
它的内存容量很小,仅有几千字节,运算速度低,且成本很高。
第二代为晶体管时代(1958年—1964年)。
与第一代相比,该阶段计算机的主要逻辑器件采用晶体管,即晶体管计算机。
存储器由磁心构造,内存容量扩大到几十千字节。
第三代为集成电路时代(1965年—1972年)。
在这个阶段计算机的主要逻辑器件采用集成电路。
不仅使计算机体积大大减小,耗电显著降低,而且使运算速度大大提高。
第四代为大规模和超大规模集成电路时代(1972 年至今)。
在这个阶段计算机的逻辑器件采用大规模集成电路(LSI)。
这一代计算机的性能较前三代有较大提高,主要依靠器件的变革和系统结构的改进,而新一代计算机总是朝着体积小、耗电少、速度快、最优性价比及使用方便等方向发展。
第五代为超大规模集成电路和人工智能计算机时代,目前尚处于研制阶段。
第五代计算机是超大规模集成电路、高级软件工程、人工智能、新型计算机系列的综合产物。
它是一种更接近人的人工智能计算机,它能理解人的语言、文字和图形,无须编写程序,靠讲话就能对计算机下达命令,驱使它工作。
数据结构习题答案第一节概论一、选择题1.要求同一逻辑结构的所有数据元素具有相同的特性,这意味着( )。
A.数据元素具有同一的特点 *B.不仅数据元素包含的数据项的个数要相同,而且对应数据项的类型要一致 C.每个数据元素都一样 D.数据元素所包含的数据项的个数要相等2.数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的( (1) )以及它们之间的( (2) )和运算的学科。
(1) A.操作对象 B.计算方法 *C.物理存储 D.数据映像(2) A.结构 *B.关系 C.运算 D.算法3.数据结构被形式地定义为(D,R),其中D是( (1) )的有限集合,R是D上( (2) )的有限集合。
(1) A.算法 *B.数据元素 C.数据操作 D.逻辑结构(2)A.操作 B.映像 C.存储 *D.关系4.在数据结构中,从逻辑上可以把数据结构分为( )。
A.动态结构和静态结构 B.紧凑结构和非紧凑结构 *C.线性结构和非线性结构 D.内部结构和外部结构5.线性表的顺序存储结构是一种( )的存储结构。
*A.随机存取 B.顺序存取 C.索引存取 D.Hash存取6.算法分析的目的是( )。
A.找出数据结构的合理性 B.研究算法中的输入和输出的关系 *C.分析算法的效率以求改进 D.分析算法的易懂性和文档性7.计算机算法指的是( (1) ),它必须具备输入、输出和( (2) )等五个特征。
(1) A.计算方法 B.排序方法 *C.解决某一问题的有限运算序列D.调度方法(2) A.可行性、可移植性和可扩充性 *B.可行性、确定性和有穷性 C.确定性,有穷性和稳定性 D.易读性、稳定性和安全性8.线性表若采用链表存储结构,要求内存中可用存储单元的地址( )。
A.必须是连续的 B.部分必须是连续的 C.一定是不连续的 *D.连续不连续都可以9.在以下的叙述中,正确的是( )。
A.线性表的线性存储结构优于链式存储结构 *B.二维数组是它的每个数据元素为一个线性表的线性表 C.栈的操作方式是先进先出 D.队列的操作方式是先进后出10.根据数据元素之间关系的不同特性,以下四类基本的逻辑结构反映了四类基本的数据组织形式,其中解释错误的是( )。