软件技术基础（第2版）

随着信息化时代的到来，计算机技术高速发展，随着互联网和手机等智能终端设备的广泛应用，计算机软件与日常工作和生活紧密地结合在一起，改变了人们的生活和工作方式。这种发展趋势还将进一步扩大和深入，对于绝大多数非计算机专业的人士来说，掌握必要的软件技术基础知识是了解和提高软件开发与应用水平的重要途径。

软件技术包含的内容非常丰富，涉及程序设计语言、数据结构及算法、操作系统、计算机网络、数据库系统和软件工程等知识，软件技术发展迅猛，新技术不断涌现，如何在一本教材中让非计算机专业的学生理解和掌握最新的软件技术基础知识和技能是软件技术教学的难点及重点。作者在高校长期从事计算机软件技术基础课程的教学和研究工作，熟悉该课程的教学需求和学生体会，本书是根据高等院校非计算机专业对计算机软件技术的知识要求，结合多年的教学和实践经验集体编写而成的。

本书共分为9章。第1章介绍软件的概念及分类，软件技术的发展历史，并对教材各章内容、学习目的及学习方法做了介绍； 第2章为方便读者更好地理解书中案例程序，对C语言中相对复杂的数组、结构体及指针的运用等知识进行简单回顾； 第3章介绍数据结构的概念、数据的逻辑结构与存储结构，线性表（栈、队列）、树和图结构的基本术语与相关运算； 第4章结合数据结构讲述了算法的概念和分析方法以及各种结构数据的遍历、查找与排序方法； 第5章介绍操作系统的工作原理、主要功能、与硬件的关系及典型操作系统Linux的使用方法； 第6章介绍数据库的基础知识、数据模型、关系数据库、结构化查询语言等。第7章从使用者的角度介绍了计算机网络的基本概念、拓扑结构与通信协议，无线网络、IPv6及网络安全等常识。第8章介绍软件工程的起源及主要思想，常用系统开发模型及开发步骤和工具等。第9章介绍大数据、云计算、物联网等近年来兴起的网络新技术。

在第1版两年多的使用中，我们发现了书中不足之处，同时采纳了一些专家和读者的建议，结合国家对课程思政的新要求，对书中部分章节内容进行了修改和补充。主要增加的内容如下：

第4章增加了4.3.5节二叉排序树查找。

第5章增加了5.5节华为鸿蒙系统。

第9章增加了9.4节国内发展现状。

考虑到目前Python语言的广泛流行，书后附有全书C程序案例对应的Python程序案例。

本书第1、2、3、6、8章由瞿亮编写，第4章由王绍源编写，第5章由唐璐编写，第7章由梁桥康编写，第9章由瞿永新编写。

本书内容翔实，图文并茂，在编写过程中注重由浅入深，循序渐进，书中的实例源于工程实践，所有案例都在DevC  环境下测试通过。本书既可作为高等院校本、专科“计算机软件技术基础”课程的教材，也可作为各类计算机应用人员或相关人员的技术参考书。

由于作者水平有限，编写时间仓促，书中难免存在不足和疏漏之处，恳请各位专家和广大读者指正。另外，在编写中我们也参考了许多同类图书，在此一并表示最诚意的感谢。

本书配有电子课件，需要者可在清华大学出版社官网下载。

作者

2024年1月

于湖南大学

伴随着信息化时代的到来，计算机技术得到高速发展。随着互联网和手机等智能终端设备的广泛应用，计算机软件与日常工作和生活紧密地结合在一起，改变了人们的生活和工作方式。这种发展趋势还将进一步扩大和深入，对绝大多数非计算机专业的人士来说，掌握必要的软件技术基础知识是了解和提高软件开发与应用水平的重要途径。

软件技术包含的内容非常丰富，涉及程序设计语言、数据结构及算法、操作系统、计算机网络、数据库系统和软件工程等知识。软件技术发展迅猛，新技术不断涌现，如何在一本教材中让非计算机专业的学生理解和掌握最新的软件技术基础知识和技能是软件技术教学的难点及重点。作者在高校长期从事计算机软件技术基础课程的教学和研究工作，熟悉该课程的教学需求和学生体会。本书是根据高等院校非计算机专业对计算机软件技术的知识要求，结合作者多年的教学和实践经验集体编写而成的。

本书共分为9章。第1章介绍软件的概念及分类，软件技术的发展历史，并对教材各章内容、学习目的及学习方法做了介绍； 第2章为方便读者更好地理解书中案例程序，对C语言中相对复杂的数组、结构及指针的运用等知识进行简单回顾； 第3章介绍数据结构的概念、数据的逻辑结构与存储结构，线性表（栈、队列）、树和图结构的基本术语与相关运算； 第4章结合数据结构讲述了算法的概念和分析方法以及各种结构数据的遍历、查找与排序方法； 第5章介绍操作系统的工作原理、主要功能、与硬件的关系及典型操作系统Linux的使用方法； 第6章介绍数据库的基础知识、数据模型、关系数据库、结构化查询语言SQL等； 第7章从使用者的角度介绍了计算机网络的基本概念、拓扑结构与通信协议、无线网络、IPv6及网络安全等常识； 第8章介绍软件工程的起源和主要思想，常用系统开发模型及开发步骤和工具等； 第9章介绍大数据、云计算、物联网等近年来兴起的网络新技术。

本书由瞿亮主编，梁桥康、王绍源、唐璐、王亚副主编，第1、2、3、6、8章由瞿亮编写，第4章由王绍源编写，第5章由唐璐编写，第7章由梁桥康编写，第9章由王亚编写。

本书内容翔实，图文并茂，在编写过程中注重由浅入深，循序渐进，书中的实例源于工程，所有案例都在DevC  环境下测试通过。本书既可作为高等院校非计算机专业本科生的教材，又可作为从事工程应用领域计算机软件开发工作的科研技术人员的参考书。

由于作者水平有限，编写时间仓促，书中难免存在不足和疏漏之处，恳请各位专家和广大读者指正。另外，在编写中参考了许多同类书籍，在此向相关作者一并表示最诚挚的感谢。

作者2019年5月6日于湖南大学

本书是计算机基础教材,系统、通俗地介绍了最新计算机软件技术的基础知识和应用,内容包括软件 技术概论,C语言回顾,数据结构,遍历、查找和排序,操作系统,数据库系统,计算机网络,软件工程及网络 新技术等。本书讲解由浅入深,循序渐进,通俗易懂,将原理、方法与实例相结合,图文并茂,书中的案例都 在 Dev-C  环境下测试通过,并附有案例对应的 Python程序。 本书既可作为高等院校非计算机专业本科生的教材,又可作为从事工程应用领域计算机软件开发工 作的科研技术人员的参考书。

瞿亮  湖南大学电气与信息工程学院副教授，中国人工智能学会智能检测与运动控制技术专业委员会委员，教育厅学位评审专家，湖南省科技评审专家，北京市自然科学基金评议专家，长沙市政府工业科技特派员。有高校、科研所及公司工作经验，长期从事智能信息处理、智能控制、计算机仿真等领域的教学和研究工作。主持或参加了国家自然科学基金、国家“863计划”、湖南省科技计划及企业研发项目20余项，主编教材4部。

第1章软件技术概论

1.1软件的定义及分类

1.2软件技术及其发展

1.3章节内容及学习方法

第2章C语言回顾

2.1运行环境

2.2数组与结构

2.2.1数组

2.2.2结构体

2.3指针

2.3.1指针的定义及运算

2.3.2数组指针和指针数组

2.3.3结构体指针

2.3.4函数指针与指针函数

2.4递归

2.4.1递归的定义

2.4.2应用递归的问题类型

2.4.3递归与回溯

2.4.4递归与非递归程序的转换

第3章数据结构

3.1数据的逻辑结构与存储结构

3.1.1基本概念

3.1.2数据的逻辑结构

3.1.3数据的存储结构

3.2线性表

3.2.1线性表的顺序存储和操作

3.2.2线性表的链式存储和操作

3.2.3小结

3.2.4栈

3.2.5队列

3.2.6栈和队列的应用

3.3树

3.3.1常用术语

3.3.2二叉树

3.3.3森林、树与二叉树的转换

3.3.4树的应用举例

3.4图

3.4.1常用术语

3.4.2图的存储结构

3.4.3图的应用举例

第4章遍历、查找和排序

4.1算法

4.1.1算法的定义及描述

4.1.2算法设计的要求

4.1.3算法的效率度量

4.2遍历

4.2.1二叉树的遍历

4.2.2图的遍历

4.3查找

4.3.1查找的基本概念

4.3.2顺序查找

4.3.3二分查找

4.3.4分块查找

4．3．5二叉排序树查找

4.3.6哈希查找

4.4排序

4.4.1排序的基本概念

4.4.2插入排序

4.4.3交换排序

4.4.4选择排序

4.4.5归并排序

4.4.6多关键字排序

4.4.7小结

第5章操作系统

5.1操作系统简介

5.1.1操作系统的功能

5.1.2操作系统的发展历史

5.1.3操作系统的分类

5.2操作系统与计算机硬件

5.2.1处理器

5.2.2内存

5.2.3磁盘

5.2.4I/O设备

5.2.5总线

5.2.6计算机的启动过程

5.3操作系统的相关概念

5.3.1进程

5.3.2地址空间

5.3.3文件

5.3.4输入/输出

5.3.5Shell

5.4系统调用

5．5华为鸿蒙操作系统

5．2．1鸿蒙操作系统简介

5．2．2技术特性

5.6小结

第6章数据库系统

6.1数据库系统概述

6.1.1数据、数据模型与数据库

6.1.2数据库系统

6.2关系数据库

6.2.1关系概念模型

6.2.2关系结构模型

6.3结构化查询语言——SQL

6.3.1SQL概述

6.3.2数据定义

6.3.3数据操纵

6.3.4数据控制

6.4数据库应用系统开发

6.4.1数据库应用系统的结构

6.4.2数据库产品的选择

6.4.3数据库访问标准

第7章计算机网络

7.1计算机网络和因特网

7.1.1计算机网络的定义

7.1.2计算机网络的发展历史

7.1.3因特网的组成

7.1.4计算机网络的性能

7.1.5计算机网络的体系结构

7.2应用层

7.2.1域名系统

7.2.2Web和HTTP

7.2.3文件传输协议

7.2.4因特网中的电子邮件标准

7.3传输层

7.3.1传输层协议概述

7.3.2Internet传输协议UDP

7.3.3Internet传输协议TCP

7.3.4TCP拥塞和流量控制

7.4网络层

7.4.1网络层提供的服务

7.4.2网络协议

7.4.3IPv6

7.4.4因特网的路由选择协议

7.4.5虚拟专用网络

7.5数据链路层

7.5.1数据链路层的基本结构

7.5.2数据链路和帧

7.5.3数据链路控制协议

7.5.4高速以太网

7.6无线网络和移动网络

7.6.1无线传输

7.6.2卫星通信

7.6.3无线局域网

7.6.4移动网络

第8章软件工程

8.1软件工程概述

8.1.1软件危机

8.1.2软件工程的思想

8.2软件的生命周期

8.2.1问题定义及可行性分析

8.2.2需求分析

8.2.3概要设计

8.2.4详细设计

8.2.5编程

8.2.6软件测试

8.2.7软件维护

8.3软件开发方法

8.3.1常用的软件开发方法

8.3.2软件开发方法的选择及评价

8.4计算机辅助软件工程

8.4.1CASE工具的功能

8.4.2常用CASE工具

8.4.3CASE工具的使用策略

第9章网络新技术

9.1大数据

9.1.1大数据概述

9.1.2大数据的关键技术

9.1.3大数据的典型应用

9.2云计算

9.2.1云计算概述

9.2.2云计算的关键技术

9.2.3云计算的服务模型和部署模式

9.2.4云计算的典型应用

9.3物联网

9.3.1物联网概述

9.3.2物联网的关键技术

9.3.3物联网的典型应用

9.3.4互联网、物联网、大数据、云计算的关系

9.4国内发展现状

附录书中案例对应的Python程序

参考文献

本书是计算机基础教材,系统、通俗地介绍了最新计算机软件技术的基础知识和应用,内容包括软件 技术概论,C语言回顾,数据结构,遍历、查找和排序,操作系统,数据库系统,计算机网络,软件工程及网络 新技术等。本书讲解由浅入深,循序渐进,通俗易懂,将原理、方法与实例相结合,图文并茂,书中的案例都 在 Dev-C  环境下测试通过,并附有案例对应的 Python程序。 本书既可作为高等院校非计算机专业本科生的教材,又可作为从事工程应用领域计算机软件开发工 作的科研技术人员的参考书。

瞿亮  湖南大学电气与信息工程学院副教授，中国人工智能学会智能检测与运动控制技术专业委员会委员，教育厅学位评审专家，湖南省科技评审专家，北京市自然科学基金评议专家，长沙市政府工业科技特派员。有高校、科研所及公司工作经验，长期从事智能信息处理、智能控制、计算机仿真等领域的教学和研究工作。主持或参加了国家自然科学基金、国家“863计划”、湖南省科技计划及企业研发项目20余项，主编教材4部。