计算机软件基础（第2版）

随着计算机应用领域的扩大和深入，非计算机专业的工程技术人员掌握必要的计算机软件技术基础知识是提高计算机应用水平、利用计算机技术解决本专业中具体问题的重要途径。非计算机类专业本科生既熟悉自己所从事的专业，又掌握计算机的应用知识是一个优势。事实上，许多应用软件都是由非计算机专业出身的计算机应用人员研发的。
计算机软件基础是高等学校电子信息类专业的一门学科基础必修课，被一些高校列为电子类各专业的重点课程或核心课程。通过多年来对本课程的教学研究和教学改革，我们在教学内容、教学方法和考核方式上已基本形成一套比较完整的体系，可切实提高学生的程序设计能力。好的教材源于教学改革和教学实践，能体现出良好的成果。在多年教学经验的基础上，通过对已有教材的分析研究，结合自己的教研工作，编写此教材。本书的特点是强调实用性，以应用为目的，含有丰富的实例； 可读性强，深入浅出，通俗易懂，概念准确，表述清楚，简明扼要； 所有算法采用C语言描述； 适合非计算机专业的学生阅读。
全书内容以数据结构为主，同时包含操作系统、软件工程和数据库三部分内容。教学时可根据具体情况对讲授内容进行适当取舍。
本书由汪友生编写线性表、栈和队列、串和数组、树等部分； 张新峰编写绪论、排序和软件开发等部分； 王众编写查找部分； 张小玲编写资源管理部分； 刘芳编写数据库设计部分； 郭民编写图部分。全书由汪友生统稿。
本书在编写时参考了大量文献资料，对相关作者表示真诚的感谢！由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请各位读者批评指正。
编者2020年11月

本书是根据高等学校电子信息类专业对计算机软件技术课程的基本要求，结合作者多年来的教学改革和教学实践，来组织编写的高等学校计算机软件技术基础课程。 本书内容主要包括计算机软件技术绪论、线性数据结构、非线性数据结构、排序和查找、资源管理、软件开发和数据库设计。每章都配有较多的习题，书后附有部分习题答案。 本书内容丰富、语言简明扼要、实用性强，可作为高等院校本科、专科计算机软件技术基础课程教材，也可作为广大从事计算机应用工作的技术人员的参考书。

本书是根据高等学校电子信息类专业对计算机软件技术课程的基本要求，结合作者多年来的教学改革和教学实践，来组织编写的高等学校计算机软件技术基础课程。 本书内容主要包括计算机软件技术绪论、线性数据结构、非线性数据结构、排序和查找、资源管理、软件开发和数据库设计。每章都配有较多的习题，书后附有部分习题答案。 本书内容丰富、语言简明扼要、实用性强，可作为高等院校本科、专科计算机软件技术基础课程教材，也可作为广大从事计算机应用工作的技术人员的参考书。

汪友生，男，汉族，1965年出生，安徽省望江县人。现为北京工业大学副教授，硕士生导师。主要研究方向为图像处理与分析、模式识别、无损检测以及大数据技术等。著有《现代智能建筑技术》 《电子信息技术基础》等书。

第1章绪论

1.1计算机软件

1.1.1计算机软件的概念

1.1.2计算机语言

1.1.3计算机软件的分类

1.1.4计算机软件的发展

1.2数据结构概述

1.2.1数据基本概念

1.2.2数据结构

1.2.3数据类型

1.3算法及算法分析

1.3.1算法

1.3.2算法的性能分析

1.4小结

1.5习题

第2章线性数据结构

2.1线性表的定义

2.2线性表的顺序存储及其运算

2.2.1顺序表

2.2.2顺序表的基本运算

2.2.3插入和删除的时间复杂度

2.2.4线性表顺序存储结构的优缺点

2.3线性表的链式存储及其运算

2.3.1单链表

2.3.2单循环链表

2.3.3双向链表

2.4线性表的应用

2.4.1有序表

2.4.2多项式的表示与运算

2.5栈

2.5.1栈的基本概念

2.5.2栈的运算

2.5.3栈的应用

2.6队列

2.6.1队列的基本概念

2.6.2顺序(循环)队列及其运算

2.6.3链式队列及其运算

2.6.4队列的应用

2.7串

2.7.1串的定义

2.7.2串的运算

2.7.3串的存储方式

2.7.4串的模式匹配

2.8数组

2.8.1数组的定义

2.8.2数组的顺序存储

2.8.3矩阵的压缩存储

2.9小结

2.10习题

第3章非线性数据结构

3.1树的概念

3.2二叉树

3.2.1二叉树的定义

3.2.2二叉树的主要性质

3.2.3二叉树的存储结构

3.3二叉树的遍历

3.3.1遍历的概念

3.3.2二叉树遍历算法

3.3.3二叉树遍历算法的应用

3.4树和森林

3.4.1树和森林的存储结构

3.4.2树和森林与二叉树之间的转换

3.4.3树和森林的遍历

3.5二叉树的应用

3.5.1哈夫曼树及其应用

3.5.2二叉排序树

3.6图

3.6.1图的基本概念

3.6.2图的存储方法

3.6.3图的遍历

3.6.4图的应用

3.7小结

3.8习题

第4章排序和查找

4.1排序的基本概念

4.2插入排序

4.2.1直接插入排序

4.2.2折半插入排序

4.2.3希尔排序

4.3交换排序

4.3.1冒泡排序

4.3.2快速排序

4.4选择排序

4.4.1简单选择排序

4.4.2堆排序

4.5其他排序

4.5.1归并排序

4.5.2基数排序

4.6各种排序方法的比较和选择

4.7查找的基本概念

4.8静态查找表与算法

4.8.1顺序查找

4.8.2折半查找

4.8.3分块查找

4.9动态查找表

4.9.1二叉搜索树

4.9.2平衡二叉搜索树

4.10哈希表及其查找

4.10.1哈希表的概念

4.10.2几种哈希函数

4.10.3处理冲突的方法

4.10.4哈希表的算法

4.10.5哈希表的应用

4.11小结

4.12习题

第5章资源管理

5.1操作系统的概念

5.1.1操作系统的定义

5.1.2操作系统的分类

5.1.3操作系统的特征

5.1.4操作系统的功能

5.2多道程序设计

5.2.1并发程序设计

5.2.2进程

5.2.3进程之间的通信

5.2.4多道程序的组织

5.3存储空间的管理

5.3.1内存储器的管理

5.3.2外存储器中文件的组织结构

5.4小结

5.5习题

第6章软件开发

6.1软件工程概述

6.1.1软件工程的概念

6.1.2软件生命周期

6.2软件的需求分析

6.2.1需求分析概述

6.2.2结构化分析方法

6.2.3数据流图

6.2.4数据字典

6.3软件的设计

6.3.1软件设计概述

6.3.2结构化设计方法

6.3.3详细设计的描述方法

6.3.4面向对象的程序设计方法

6.4软件的编程

6.5软件的测试

6.5.1软件测试概述

6.5.2软件测试的过程

6.5.3测试用例的设计

6.6软件的调试

6.6.1软件调试的方法

6.6.2常用的调试策略

6.7软件维护

6.8小结

6.9习题

第7章数据库设计

7.1数据库基本概念

7.1.1数据库技术与数据库系统

7.1.2数据模型

7.1.3数据库系统的结构

7.2关系数据库语言SQL

7.2.1SQL概述

7.2.2数据定义功能

7.2.3数据查询功能

7.2.4数据更新功能

7.3数据库设计

7.3.1数据库设计概述

7.3.2需求分析

7.3.3概念设计

7.3.4逻辑设计

7.3.5物理设计

7.3.6数据库的实施

7.3.7数据库的运行和维护

7.4小结

7.5习题

附录部分习题参考答案

参考文献

本书是根据高等学校电子信息类专业对计算机软件技术课程的基本要求，结合作者多年来的教学改革和教学实践，来组织编写的高等学校计算机软件技术基础课程。 本书内容主要包括计算机软件技术绪论、线性数据结构、非线性数据结构、排序和查找、资源管理、软件开发和数据库设计。每章都配有较多的习题，书后附有部分习题答案。 本书内容丰富、语言简明扼要、实用性强，可作为高等院校本科、专科计算机软件技术基础课程教材，也可作为广大从事计算机应用工作的技术人员的参考书。

汪友生，男，汉族，1965年出生，安徽省望江县人。现为北京工业大学副教授，硕士生导师。主要研究方向为图像处理与分析、模式识别、无损检测以及大数据技术等。著有《现代智能建筑技术》 《电子信息技术基础》等书。