Access与公共基础知识教程数据结构与算法

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1、全国计算机等级考试 二级公共基础知识,基本要求,1. 掌握算法的基本概念。 2. 掌握基本数据结构及其操作。 3. 掌握基本排序和查找算法。 4. 掌握逐步求精的结构化程序设计方法。 5. 掌握软件工程的基本方法，具有初步应用相关技术进行软件开发的能力。 6. 掌握数据的基本知识，了解关系数据库的设计。,一、 基本数据结构与算法(8-10 分）,1. 算法的基本概念；算法复杂度的概念和意义（时间复杂度与空间复杂度）。 2. 数据结构的定义；数据的逻辑结构与存储结构；数据结构的图形表示；线性结构与非线性结构的概念。 3. 线性表的定义；线性表的顺序存储结构及其插入与删除运算。 4. 栈和队列的定

2、义；栈和队列的顺序存储结构及其基本运算。 5. 线性单链表、双向链表与循环链表的结构及其基本运算。 6. 树的基本概念；二叉树的定义及其存储结构；二叉树的前序、中序和后序遍历。 7. 顺序查找与二分法查找算法；基本排序算法（交换类排序，选择类排序，插入类排序）。,二、 程序设计基础（2-4分）,1. 程序设计方法与风格。 2. 结构化程序设计。 3. 面向对象的程序设计方法，对象，方法，属性及继承与多态性。,三、 软件工程基础（6-8分）,1. 软件工程基本概念，软件生命周期概念，软件工具与软件开发环境。 2. 结构化分析方法，数据流图，数据字典，软件需求规格说明书。 3. 结构化设计方法，总

3、体设计与详细设计。 4. 软件测试的方法，白盒测试与黑盒测试，测试用例设计，软件测试的实施，单元测试、集成测试和系统测试。 5. 程序的调试，静态调试与动态调试。,四、数据库设计基础(8-10分),1. 数据库的基本概念：数据库，数据库管理系统，数据库系统。 2. 数据模型，实体联系模型及E-R图，从E-R图导出关系数据模型。 3. 关系代数运算，包括集合运算及选择、投影、连接运算，数据库规范化理论。 4. 数据库设计方法和步骤：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略。,考试方式,1、 公共基础的考试方式为笔试，与C语言（VisualBASIC、Visual FoxPro、Java、

4、Access、Visual C+）的笔试部分合为一张试卷。公共基础部分占全卷的30分。 2、 公共基础知识有10道选择题和5道填空题。,学习方法,理解基本概念 多做练习 适当记忆一些名词 与所学的VBA程序设计知识结合起来，以增加对知识的理解能力,本章重点,算法和数据结构的基本概念 线性表以及其顺序、链式存储结构 栈和队列 树和二叉树 查找和排序技术,1.1 算法的基本概念 算法是解题方案的准确而完整的描述。 它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，且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。 算法的可解： 算法在有限的存储空间内，运行有限的时间而得到正确的结果，那么称算法是有

5、解的。 算法不等于程序，不等于计算方法，程序可以作为算法的一种表示形式。,1. 基本数据结构与算法,结构化程序算法的特性如下： （1）可行性算法中的操作能够用已经实现的基本运算执行有限次来实现。 （2）确定性算法中的每一步都有确切的含义。 （3）有穷性一个算法（对任何合法的输入）在执行有穷步后能够结束，并且在有限的时间内完成。 （4）拥有足够的情报当算法拥有足够的情报，此算法才是有效的。,1.1.2 算法的基本要素1、对数据对象的运算和操作 算术运算：加减乘除等 逻辑运算：与或非 关系运算：大于、小于、大于等于、小于等于 数据传输：赋值、输入、输出等 2、算法的控制结构 算法中各操作之间的执行

6、顺序 描述算法的工具通常有传统流程图、N-S结构化流程图、算法描述语言或者自然语言等 一个算法一般可以用顺序、选择、循环三种基本机构组合而成。,1.1.3 算法设计基本方法 列举法：根据提出的问题，列举所有可能情况，用问题中给定的条件检验哪些需要，哪些不需要 归纳法：列举少量的特殊情况，找出一般关系 递推：从已知条件出发，逐次推出所要求的各种中间结果和最终结果 递归：解决复杂问题时，一般总是将问题逐层分解，最后归结为一些最简单的问题。这种问题并没有对问题进行求解，二知识当解决了最后哪些简单问题后，再按原来犯戒的逆过程进行综合。（分为直接递归和间接递归） 减半递推技术 回溯法（如迷宫）,1.2

7、算法复杂度,算法复杂度包括时间复杂度和空间复杂度 1.2.1 时间复杂度 执行算法所需要的计算工作量 算法的工作量用算法所执行的基本运算次数来度量，而算法所执行的基本运算次数是问题规模的函数。算法工作量=f(n)，n为问题的规模 平均性态：是指用各种特定输入下的基本运算次数的加权平均数。 最坏情况复杂度：指在规模为n时，算法所执行的基本运算的最大次数。,1.2.2 算法的空间复杂度一般是指执行这个算法所需要的内存空间 一个算法所占用的存储空间包括算法程序所占的空间、输入的初始数据所占的存储空间以及某种数据结构所需要的附加存储空间一个上机执行的程序除了需要存储空间来寄存本身所用指令、常数、变量和

8、输入数据外，也需要一些对数据进行操作的工作单元和存储一些为实现计算所需信息的辅助空间。,例题讲解,3.算法的时间复杂度是指 A) 执行算法程序所需要的时间 B) 算法程序的长度 C) 算法执行过程中所需要的基本运算次数 D) 算法程序中的指令条数 4.算法的基本特征是可行性、确定性、 【1】 和拥有足够的情报。 5.算法的空间复杂度是指A) 算法程序的长度 B) 算法程序中的指令条数C) 算法程序所占的存储空间 D) 执行过程中所需要的存储空间,1. 问题处理方案的正确而完整的描述称为_。2005年4月 填空第5题 答案：算法 2 .算法具有4个特性，以下选项中不属于算法特性的是（ ） A有穷

9、性 B简洁性 C可行性 D确定性 答案：B,6.在计算机中，算法是指A) 加工方法 B) 解题方案的准确而完整的描述 C) 排序方法 D) 查询方法 7.算法分析的目的是A) 找出数据结构的合理性 B) 找出算法中输入和输出之间的关系C) 分析算法的易懂性和可靠性 D) 分析算法的效率以求改进 8.算法的工作量大小和实现算法所需的存储单元多少分别称为算法的 【 】 。,1.2 数据结构,数据结构的定义 数据的逻辑结构和存储结构 数据结构的图形表示 线性结构与非线性结构,1.2.1 数据结构研究的主要内容,当今计算机应用的特点： 所处理的数据量大且具有一定的关系； 对其操作不再是单纯的数值计算，

10、而更多地是需要对其进行组织、管理和检索。,应用举例1学籍档案管理 假设一个学籍档案管理系统应包含如下表1-1所示的学生信息。,特点： 每个学生的信息占据一行，所有学生的信息按学号顺序依次排列构成一张表格； 表中每个学生的信息依据学号的大小存在着一种前后关系，这就是我们所说的线性结构； 对它的操作通常是插入某个学生的信息，删除某个学生的信息，更新某个学生的信息，按条件检索某个学生的信息等等。,图 1-1 3个对象的全排列过程,应用举例2输出n个对象的全排列输出n个对象的全排列可以使用下图1-1所示的形式描述。,特点： 在求解过程中，所处理的数据之间具有层次关系，这是我们所说的树形结构； 对它的操

11、作有：建立树形结构，输出最低层结点内容等等。应用举例3制定教学计划在制定教学计划时，需要考虑各门课程的开设顺序。有些课程需要先导课程，有些课程则不需要，而有些课程又是其他课程的先导课程。比如，计算机专业课程的开设情况如下表1-2所示：,课程先后关系的图形描形式：,图 1-2 计算机专业必修课程开设先后关系,特点： 课程之间的先后关系用图结构描述； 通过实施创建图结构，按要求将图结构中的顶点进行线性排序。 结论： 数据结构主要研究以下三个方面的问题： 数据的逻辑结构：用来描述数据元素之间的逻辑关系。 数据的存储结构：用来描述数据元素及数据元素之间的关系在存储器中的存储形式。 *重点提示： 同一逻

12、辑结构的数据可以采用不同存储结构，但会影响数据处理效率。数据的运算：即对数据元素施加的操作。,整数(1,2)、实数(1.1,1.2) 字符串(Beijing)、 图形、声音。,1.2.2 基本概念和术语,数据结构是一门研究数据组织、存储和运算的一般方法的学科。,1.2.2 基本概念和术语,计算机管理图书问题 在图书馆里有各种卡片：有按书名编排的、有按作者 编排的、有按分类编排如何将查询图书的这些信息存 入计算机中既要考虑查询时间短，又要考虑节省空间。,数据结构是一门研究数据组织、存储和运算的一般方法的学科。,如何将0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数存放在计算机中能最快地达到你所需

13、要的目的？ 从大到小排列：9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 无序排列：5,4,6,9,8,7,2,3,1,0,数据元素在 计算机中的表示,数据结构是一门研究数据组织、存储和运算的一般方法的学科。,1.2.2 基本概念和术语,对数据结构中的结点进行 操作处理 (插入、删除、修改、查找、排序),1.2.2 基本概念和术语,数据结构是一门研究数据组织、存储和运算的一般方法的学科。,数据元素(Data Element),数据元素是数据的基本单位，即数据集合中的个体。有时一个数据元素可由若干数据项(Data Item)组成。数据项是数据的最小单位。,数据元素亦称结点或记录。,数据结构可描述为 B=

14、（D，R） D表示数据元素的集合，R表示D上的关系 例：一年四季的数据关系 B=（D，R） D=春,夏,秋,冬 R =(春，夏)(夏，秋)(秋，冬) 例：家庭成员的关系数据结构 B=（D，R） D=父亲，儿子，女儿 R =(父亲，儿子)(父亲，女儿)图形表示方法：,春,夏,秋,冬,父亲,儿子,女儿,1数据的逻辑结构,2、数据的存储结构,3、数据的运算：检索、排序、插入、删除、修改等。,A线性结构,B非线性结构,A 顺序存储,B 链式存储,线性表,栈,队,树形结构,图形结构,数据结构的三个方面,数据结构可描述为 Group=（D，R）,线性结构,A , B , C , ，X ,Y , Z,学 生

15、 成 绩 表,线性表结点间是以线性关系联结,1.3 线性表及其顺序存储结构,1.3.1 线性表的定义 如果一个非空的数据结构满足下列两个条件： 有且只有一个根结点； 每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件 则称该数据结构为线性结构（线性表）。 在一个线性结构中，插入或删除一个元素后还能满足上述条件如果一个数据结构不是线性结构，则称之为非线性结构。 线性表是n个元素的有限序列，它们之间的关系可以排成一个线性序列：a1，a2， ，ai， ，an 其中n称作表的长度，当n=0时，称作空表。,线性表的特点： 1.线性表中所有元素的性质相同。 2.除第一个和最后一个数据元素之外，其它数据元素有且仅有

16、一个前驱和一个后继。第一个数据元素无前驱，最后一个数据元素无后继。 3.数据元素在表中的位置只取决于它自身的序号。在线性表上常用的运算有： 初始化、求长度、取元素、修改、 插入、删除、检索、排序。,元素n,元素i,元素2,元素1,Lo,Lo+m,Lo+(i-1)*m,Lo+（n-1)*m,存储地址,存储内容,Loc(a)=Lo+（i-1)*m,1.3.2 线性表的顺序存储结构,每个元素所占用 的存储单元个数,0,1,i,线性表的顺序存储结构 Dim VM As integer,第i个元素的ai存储地址： Loc(ai)=Loc(a1)+(i-1)*m 注：用数组来存放线性表示，该数组长度要比线性表实际长度大些，因为要考虑线性表动态变化中可能达到的最大长度。,