面向数据结构的分析与设计
2.1数据结构教学设计高中信息技术人教版选修1
在学生小组讨论环节，我会将学生分成若干小组，每组选取一个实际问题，要求运用所学数据结构进行解决。例如，设计一个简单的停车场管理系统，需要用到栈或队列来管理车辆的进出；或者设计一个迷宫游戏，用到图来表示迷宫的路径。
在讨论过程中，鼓励学生积极发言，分享自己的观点和思路。我会巡回指导，解答学生在讨论过程中遇到的问题，引导学生运用所学知识解决实际问题。
-提交作业时，要求附上详细的设计思路、算法描述和测试结果，以及程序的源代码。
4.选择一个综合性的项目进行合作开发。项目要求至少使用两种不同的数据结构，并在完成后进行演示和讲解。
-小组需要提交项目报告，包括项目背景、需求分析、设计思路、实现过程、测试结果和总结反思。
（五）总结归纳，500字
在总结归纳环节，我会带领学生回顾本节课所学的数据结构及其应用，梳理各个数据结构之间的关系，形成知识体系。同时，让学生分享自己在解决实际问题时的心得体会，总结数据结构在实际编程中的应用技巧。
此外，我会强调数据结构在计算机科学中的重要性，鼓励学生在课后继续深入学习和实践。最后，布置课后作业，要求学生运用所学知识完成一个综合性的编程项目，巩固所学内容。
4.学习方法：学生在学习过程中，可能过于依赖教师讲解，缺乏自主探究和合作学习的能力，需要引导学生转变学习方式，提高自主学习能力。
针对以上学情，我将结合教材和学科特点，设计富有针对性的教学活动，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，帮助他们掌握数据结构知识，提高编程实践能力。
三、教学重难点和教学设想
4.实践应用：设计实际问题，让学生分组讨论，运用所学数据结构解决问题，提高应用能力。
5.总结与反思：在教学过程中，及时总结所学知识，引导学生反思自己在解决问题时的优点和不足。
面向数据结构的设计方法(jackson方法)
面向数据结构的设计方法(jackson方法)面向数据结构的设计方法（Jackson方法）是一种常用的设计方法，通过分析和设计数据结构来实现系统的功能需求。
该方法可以帮助开发人员更好地组织和管理系统数据，提高系统的可读性、可维护性和可扩展性。
Jackson方法的核心思想是将系统所涉及的数据抽象为独立的数据结构，并通过数据结构的组合和关联来实现系统功能。
下面将详细介绍Jackson方法的四个关键步骤：需求分析、数据抽象、数据关联和数据结构设计。
首先是需求分析阶段，该阶段主要目的是明确系统的功能需求和数据要求。
开发人员需要与系统的用户和利益相关者充分沟通，并收集、分析和整理系统需求。
在这个阶段，开发人员需要获取如何使用数据的信息，以及数据之间的关系，为后续的数据抽象和设计提供基础。
接下来是数据抽象阶段，该阶段主要目的是将系统所涉及的数据抽象为独立的数据结构。
开发人员需要根据需求分析的结果，识别出系统中的实体、属性和关系，并建立数据模型。
在这个阶段，开发人员需要确定数据的类型、结构和属性，并将其表示为数据结构，如类、结构体或者接口等。
然后是数据关联阶段，该阶段主要目的是定义数据之间的关联关系。
通过数据关联，不同的数据结构可以建立联系，实现数据的传递和共享。
在这个阶段，开发人员需要识别数据之间的依赖关系、组合关系和关联关系，并确定如何在数据结构中进行相应的表示和处理。
最后是数据结构设计阶段，该阶段主要目的是根据需求分析、数据抽象和数据关联的结果，进行数据结构的具体设计。
在这个阶段，开发人员需要考虑数据结构的细节实现，如数据的存储方式、操作方法和接口设计等。
同时，还需要通过数据结构的设计，实现系统功能需求，并满足系统的性能要求。
总体来说，面向数据结构的设计方法（Jackson方法）通过分析和设计数据结构，实现系统的功能需求。
它可以帮助开发人员更好地组织和管理系统数据，提高系统的可读性、可维护性和可扩展性。
在实际的设计过程中，需要将该方法与其他设计方法结合使用，如面向对象的设计方法和软件工程的设计原则，以获得更好的设计结果。
数据结构的课程设计
数据结构的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数据结构的基本概念，掌握线性表、树、图等常见数据结构的特点与应用场景。
2. 学会分析不同数据结构的存储方式和操作方法，并能运用到实际问题的解决中。
3. 掌握排序和查找算法的基本原理，了解其时间复杂度和空间复杂度。
技能目标：1. 能够运用所学数据结构知识，解决实际问题，提高编程能力。
2. 能够运用排序和查找算法，优化程序性能，提高解决问题的效率。
3. 能够运用数据结构知识，分析并解决复杂问题，培养逻辑思维能力和创新意识。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数据结构学科的兴趣，激发学习热情，形成主动探索和积极进取的学习态度。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力，提高沟通表达能力。
3. 培养学生的抽象思维能力，使其认识到数据结构在计算机科学中的重要性，激发对计算机科学的热爱。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，培养学生的编程能力和逻辑思维能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握数据结构的基本知识，提高解决实际问题的能力，同时培养良好的学习态度和价值观。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 数据结构基本概念：介绍数据结构的概念、作用和分类，重点讲解线性结构（线性表、栈、队列）和非线性结构（树、图）的特点。
2. 线性表：讲解线性表的顺序存储和链式存储结构，以及相关操作（插入、删除、查找等）。
3. 栈和队列：介绍栈和队列的应用场景、存储结构及相关操作。
4. 树和二叉树：讲解树的定义、性质、存储结构，二叉树的遍历算法及线索二叉树。
5. 图：介绍图的定义、存储结构（邻接矩阵和邻接表）、图的遍历算法（深度优先搜索和广度优先搜索）。
6. 排序算法：讲解常见排序算法（冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等）的原理、实现及性能分析。
7. 查找算法：介绍线性查找、二分查找等查找算法的原理及实现。
数据结构与软件设计
数据结构与软件设计是解决实际问题的关键， 能够提高软件系统的性能、可维护性和可扩展 性，降低开发成本和维护成本。
数据结构与软件设计是培养创新思维和问题解 决能力的有效途径，能够激发人们的创造力和 想象力，推动科技和社会的发展。
提升职业竞争力
具备数据结构和软件设计 能力的人才在计算机行业 中具有很高的市场需求和 竞争力。
02
数据结构基础
线性数据结构：数组和链表
数组
数组是一种线性数据结构，通过 索引访问元素。它适用于固定长 度的数据集合，空间利用率高， 但插入和删除操作效率较低。
链表
链表是一种线性数据结构，通过 指针链接元素。它适用于动态增 长的数据集合，插入和删除操作 效率较高，但空间利用率较低。
理论知识和实践相结合是提高技 能的关键，我们应该勇于尝试新 的技术和方法，通过实践和创新 来应对未来的变化和挑战。
跨领域合作与交流
不同领域之间的合作与交流有助 于拓宽视野和激发创新思维，我 们应该积极参与相关领域的交流 活动，与其他专业人士共同探讨 和解决问题。
06
结论
总结数据结构与软件设计的重要性
对未来的展望和建议
继续加强数据结构与软件设计的 基础研究，探索新的设计方法 思路，提高软件系统的质量和效
率。
注重培养创新思维和问题解决能 力，加强实践环节和案例教学， 提高学生对数据结构与软件设计
的兴趣和热情。
加强国际交流与合作，吸收国际 先进的数据结构与软件设计理念 和方法，推动全球范围内的技术
软件设计
软件设计是指将软件需求转化为软件 实现的过程，包括系统架构设计、模 块划分、接口定义、数据结构设计等。
数据结构教学设计教案
数据结构教学设计教案标题：数据结构教学设计教案引言概述：数据结构是计算机科学中非常重要的基础知识，对于学生来说，掌握数据结构是理解和应用计算机算法的基础。
因此，设计一份有效的数据结构教学教案对于教师来说至关重要。
本文将从教学目标、教学内容、教学方法、教学评价和教学资源等方面详细介绍如何设计一份数据结构教学教案。
一、教学目标1.1 确定教学目标：明确学生在学完数据结构课程后应该具备的知识和能力，例如掌握数据结构的基本概念、熟练运用各种数据结构解决问题等。
1.2 分解目标：将整体的教学目标分解为具体的学习目标，例如学生能够理解栈和队列的概念、能够实现二叉树的各种操作等。
1.3 设定评价标准：为每一个学习目标设定明确的评价标准，以便教师能够评估学生的学习情况并及时调整教学方法。
二、教学内容2.1 确定教学内容：根据教学目标确定教学内容，包括数据结构的基本概念、线性表、树、图等内容。
2.2 设计教学大纲：将教学内容按照逻辑顺序编排成教学大纲，确保学生能够系统地学习数据结构知识。
2.3 制定教学计划：根据教学大纲，设计每节课的具体内容和教学方法，确保教学进度和教学效果。
三、教学方法3.1 多媒体辅助教学：结合多媒体技术，利用PPT、视频等教学工具展示数据结构的概念和操作过程，提高学生的学习兴趣。
3.2 问题导向学习：通过提出实际问题，引导学生运用数据结构知识解决问题，培养学生的问题解决能力。
3.3 分组合作学习：组织学生分组合作进行数据结构的实践操作，促进学生之间的交流和合作，提高学习效果。
四、教学评价4.1 设计考核方式：制定不同形式的考核方式，如笔试、实践操作、课堂讨论等，全面评价学生对数据结构知识的掌握情况。
4.2 定期评估学生学习情况：定期进行学生学习情况的评估，及时发现学生的学习难点并采取相应的教学措施。
4.3 提供反馈：赋予学生及时的学习反馈，鼓励他们继续努力学习数据结构知识，匡助他们提高学习效果。
数据结构课程设计python
数据结构课程设计python一、课程目标知识目标：1. 理解数据结构的基本概念，掌握常用数据结构如列表、元组、字典和集合的特点及应用场景。
2. 学习并掌握栈和队列的操作原理及其在Python中的实现方法。
3. 掌握树和图的基本概念，了解二叉树、遍历算法及图的表示方法。
技能目标：1. 能够运用Python语言实现基本数据结构，并对其进行增、删、改、查等操作。
2. 能够利用栈和队列解决实际问题，如递归、函数调用栈、任务调度等。
3. 能够运用树和图解决实际问题，如查找算法、路径规划等。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的逻辑思维，提高分析问题和解决问题的能力。
2. 激发学生对数据结构和算法的兴趣，培养良好的编程习惯。
3. 引导学生认识到数据结构在实际应用中的重要性，增强学习热情和责任感。
课程性质：本课程为高年级数据结构课程，旨在使学生掌握Python语言实现数据结构的方法，提高编程能力和解决问题的能力。
学生特点：学生具备一定的Python编程基础，具有较强的逻辑思维能力，对数据结构有一定的了解。
教学要求：结合实际案例，采用任务驱动法，引导学生通过实践掌握数据结构的基本原理和应用方法。
注重培养学生的动手能力和团队协作精神，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够具备独立设计和实现小型项目的能力。
二、教学内容1. 数据结构基本概念：介绍数据结构的概念、作用和分类，结合Python语言特点，分析各类数据结构在实际应用中的优势。
- 列表、元组、字典和集合的原理与应用- 栈与队列的操作原理及实现2. 线性表：讲解线性表的概念，重点掌握顺序表和链表的操作方法。
- 顺序表和链表的实现及操作- 线性表的查找和排序算法3. 树与二叉树：介绍树的基本概念，重点讲解二叉树的结构及其遍历算法。
- 树的基本概念和表示方法- 二叉树的性质、存储结构、遍历方法4. 图：讲解图的基本概念，掌握图的存储结构及遍历方法。
- 图的基本概念和表示方法- 图的遍历算法（深度优先搜索、广度优先搜索）- 最短路径和最小生成树算法5. 算法分析与设计：结合实例，分析算法性能，掌握基本的算法设计方法。
分析DNA计算机中队列数据结构的设计与实现
软件 设计开发
Ｃｍ ｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌ ｃ ｔ ｏ ｓ ｏ ｐ ｔ ｒ Ｃ ｏ ｔ ａ ｅ ａ ｄ Ａ ｐ ｉａ ｉｎ ２１ ０ ２年 第 ７期
（ ）入队列的实现 二 入队列的操作就是将一个元素插入 到队列 的队尾 ， 中在 其 ＤＡ Ｎ 计算 机中，入队列的实现过程如下 ：首先 ，在相关活性酶 的作用下 ，在编码 队列 的双链Ｄ Ａ Ｎ 分子 队尾元素所在位置处将 该双链剪 开，生成两 个片段 ， 而且 被剪 开的两个 片段 中拥 有相 同的粘性 末端 。由于待插入元素 的编码 中含有与从双链Ｄ Ａ Ｎ 分 子Ｑ 中剪切下来 的两个片段 中互补 的粘 性末 端，所以在连 接酶 的作用下 ， 待插 入的元素就会 与从双链 ＤＡ Ｎ 分子Ｑ 中剪切下来的 两个片段通过杂交和连接反应 ，形成完整 的Ｄ Ａ Ｎ 双链 ，从而将 待插入的元素插入到 队列 中。 （ ）出队列 的实现 三 出 队列 的操 作 就 是 先 获 取 队 头元 素 的 值 ， 后 将 队头 元 素 然 出队，其 中在Ｄ Ａ Ｎ 计算机 中，出队列 的实现过程如下 ：同样 ， 在相 关活 性酶的作用下，在编码队列的双链Ｄ Ａ Ｎ 分子 的队头元 素所 在位 置处将该双链 剪开， 生成 两个 具有 相同粘性 末端 的片 段。 由于每 一个 队列 的元 素都有一个唯～的ｄ ｔ ｃ ｏ 分子来标 ｅｅｔｒ
业 ， ０ （８： ５ １ ４ ２ ９１ ） ７ ＋ ７ ０ １
［１ 砷， ４姚 王益明， 张斌斌 ． 基于． Ｔ 的管理人 员绩效考核 系 ＮＥ
统 【． 息技 术，０ １３： ４ ５ ＋ ６ １信 ］ ２ １（） ５ －１７ １１ １
［ 作者简介］ 司福 明， 安徽机 电职业技术学 院信息工程系教 师、安徽工业大学在职研究生 （ 在读 ） 。
软件工程期末复习资料 华南农业大学版
第二章 系统工程
1.基于计算机的系统是指：通过处理信息来完成某些预定义目标而组织在一起的元素的集合或排列。 组成基于计算机系统的元素主要有：软件、硬件、人员、数据库、文档和规程 2.系统工程的任务： （1）识别用户的要求（2）系统建模和模拟：包括硬件系统模型、软件系统模型、 人机接口模型、数据模型； （3）成本估算及进度安排（4）可行性分析（5）生成系统规格说明 3.可行性分析考虑：成本、效益、货币的时间价值、投资回收期析
第四章 设计工程
1.软件设计开始于软件需求的分析和规约之后，位于软件工程过程中的技术核心位置，是把需求转化 为软件系统的最重要环节 2.软件设计是把软件需求变换成软件表示的过程，它主要包含两个阶段：软件体系结构设计阶段和部 件级设计，前者也被称为概要设计，后者被称为详细设计。软件体系结构设计将软件需求转化为数据结构 和软件的系统结构。部件级设计将软件体系结构性元素转化为软件部件的过程性描述，得到软件详细的数 据结构和算法。 3.软件设计原则：抽象、逐步求精、模块化、信息隐藏 4.模块的独立性可以由两项指标来衡量：内聚度与耦合度。内聚度衡量一个模块内部各个元素彼此结 合的紧密程度，耦合度衡量不同模块之间相互依赖的紧密程度 5.内聚：是一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。内聚可以分为以下 7 中类型： 1）巧合内聚（偶然内聚） ：将几个模块中没有明确表现出独立功能的相同程序代码段独立出来建立的 模块称为巧合内聚模块 2）逻辑内聚 ：指完成一组逻辑相关任务的模块，调用该模块时，由传送给模块的控制型参数来确定 该模块应执行哪一种功能 3）时间内聚：指一个模块中的所有任务必须在同一时间段内执行。例如初始化模块和终止模块 4）过程内聚 ：指一个模块完成多个任务，这些任务必须按指定的过程（procedural）执行 5）通信内聚 ：指一个模块内所有处理元素都集中在某个数据结构的一块区域中 6）顺序内聚：指一个模块完成多个功能，这些功能又必须顺序执行 7）功能内聚 ：指一个模块中各个部分都是为完成一项具体功能而协同工作，紧密联系，不可分割的 6.耦合：是模块之间的相对独立性的度量。耦合取决于各个模块之间接口的复杂程度、调用模块的方 式以及通过接口的信息类型。耦合方式有其中类型： 1）内容耦合 ：如果一个模块直接访问另一个模块的内部数据；或者一个模块不通过正常入口转到另
《数据结构》教学中的遇到的问题和解决措施
《数据结构》教学中的遇到的问题和解决措施数据结构作为计算机科学的重要基础课程，对于计算机专业的学生来说是必修课程之一。
在教学过程中，教师和学生都会遇到一些问题，需要寻找解决措施来提高教学效果。
本文将探讨在《数据结构》教学中常见的问题，并提出解决措施。
一、学生对数据结构概念的理解不深在《数据结构》教学中，学生常常面临对数据结构概念的理解不够深刻的问题。
这些概念包括栈、队列、链表、树等。
学生往往只是记住了一些表面知识，对各种数据结构的实质和应用理解不够透彻。
解决措施：1. 强调理论与实践相结合教师可以通过案例分析和实际应用来深入讲解数据结构的概念和原理。
通过让学生亲自动手编写代码实现各种数据结构，加强他们的理论学习和实际操作，从而提高对数据结构概念的理解。
2. 建立概念图谱在教学过程中，可以建立概念图谱，对各种数据结构的概念、特点、应用进行系统整理和分类，帮助学生更清晰地理解数据结构的内涵和外延，加深对数据结构的认识。
3. 提倡学生多思考、多讨论鼓励学生提出自己对数据结构理解的问题，让学生多思考、多讨论，相互之间提出不同的看法和解释，从而深入理解数据结构的内在含义。
二、学生在数据结构算法设计和分析中的困难数据结构与算法设计是《数据结构》课程的核心内容，但学生在这方面常常感到困难。
他们难以理解复杂的算法设计思想，也不擅长进行算法的分析和评估。
解决措施：1. 强化算法设计的基本思想在教学中，要突出强调算法设计的基本思想，如贪心算法、动态规划、分治算法等，让学生理解不同算法思想的应用场景和优劣势，从而提高他们的算法设计能力。
2. 培养算法分析的能力教师可以通过大量的案例分析和练习，引导学生学会对算法的时间复杂度和空间复杂度进行分析和评估，让学生掌握对算法进行科学评价的方法和技巧。
3. 提供实际应用的案例通过实际应用的案例，让学生了解真实生活中各种算法设计的应用场景，激发学生对算法设计的兴趣，从而加强对算法设计的理解和掌握。
《数据结构课程设计》指导书
《数据结构》课程设计指导书沈阳理工大学.信息学院2013.11.1一．目的与意义软件设计能力对计算机专业的学生是很重要。
通过数据结构的学习，使学生对软件编程能力有一定的提高。
数据结构课程设计是锻炼学生在进一步掌握模块化、结构化程序设计的方法的同时，培养学生运用已学知识分析问题、解决问题及编写实用程序的能力，通过对线性化、层次化、网络化数据结构的了解进一步掌握自然数据的结构方式及组织方式，让学生深入体会存储在计算机中的数据及程序中如何运用数据实现编程。
主要目的如下：1．通过本课程设计使学生对面向对象的设计过程有初的认识，并对面向对象的高能语言的学习打下基础，2．通过不同类型的程序设计使学生进一步掌握数据的几种不同的组织和存储方式，为高级编程做准备，3．为专业课的深入学习和毕业设计打基础二．任务和要求分析每一组题目，按要求完成相应的题目：1.题目参照附录中《数据结构课程设计》题目选题。
2. 要求：1)对相应的题目进行算法设计2)编写源代码3)上机调试4)显示调试结果5)写出实验总结3．课程设计说明书设计完成后，将自己选定的题目按上述要求完成课程设计说明书。
课程设计说明书内容包含：题目、要求、初步设计（可以是流程图、功能模块图）、详细设计、程序代码、测试数据、运行结果、遇到的问题及总结几部分。
三．进度安排设计总学时为2周第一周：查阅资料、小组讨论、进行模块划分写出分析报告，画Ｎ－Ｓ结构化框图,编写程序清单，上机调试.第二周周四、五:验收（计算机机房）,并将课程设计报告交上来.四.考核标准与成绩评定方式成绩评定有如下几项参考：1．初步设计内容的考核：是否有查阅资料能力？是否有设计思想？2．程序编码能力调试能力的考核：程序是否清晰、易读？在技算计上是否可独立完成程序的调试，是否熟练？3．说明书质量的考核：设计结构是否合理？叙述是否正确？方案是否可行？4．答辩：设计结果的调试能力，对自己设计是否熟练？5．出勤率极平时表现的考核：出勤超过2次不到者成绩为不及格。
数据结构课程设计
《数据结构》课程设计实践指导书一、实践的目的和任务《数据结构》课程设计是计算机科学技术专业集中实践性环节之一，是学习完《数据结构》课程后进行的一次全面的综合练习。
开设本课程设计实践的主要目的就是要达到理论与实际应用相结合，提高学生的动手能力，完成计算机应用能力的培养；主要任务是通过对给定问题的求解，使学生在运用《数据结构》、程序设计以及其它所学课程中的各种基本技术和理论，在建立问题模型、构造求解算法、设计数据结构、编程及上机调试等方面得到全面的锻炼，从而能更深刻地理解《数据结构》的精髓，为后续软件课程的学习及软件设计能力的提高奠定良好的基础。
二、实践的内容和要求（一）实践内容实践内容为数据结构课程完成后，运用《数据结构》、程序设计以及其它所学课程中的知识和技术来解决实际的问题。
在解决实际应用性问题时，按照计算机解决问题的步骤进行以下几个方面的工作：采用简明、严格的问题描述，建立模型，设计求解方法，用计算机实现求解方法，最后进行测试和文档制作。
1、建立模型许多问题的最初描述既不精确又不简练，还有一些问题不可能简单而精确地用计算机可求解的形式来描述，即使有些可用计算机求解的问题，也需要在很大范围内确定问题的参数，而那些合理的参数值只有通过实验才能确定。
因此，要用计算机解决问题，必须首先要以简明、严格的方式将问题描述清楚。
数学或其它科学中的几乎所有分支都可作为某一类具体问题的抽象模型。
例如，在涉及到若干对象及其相互间关系的问题时所用的数学模型为图论；数值计算问题中常用的数学模型为线性方程组（用于求解电路的电流强度或结构中的应力）或微分方程（用于预报人口增长情况或化学反应速度等）；在符号与文本处理问题时常用字符串及形式语法作为模型（如编译系统）。
《数据结构》课程中所介绍的各种结构均可作为一种模型。
2、构造算法对问题建立了适当的数学模型后，就可以依据这一模型求解。
最初的目标是给出一个算法形式的解法，这是设计的核心部分。
软件工程导论第6章(第4版)
二. 人机界面设计
人机界面设计是接口设计的一个重要的组成部 分。对于交互式系统来说，人机界面设计和数据设 计、体系结构设计及过程设计一样重要。
1.指导规则
T.Mandel在《用户界面设计要素》中，提出了3 条指导规则： 让用户驾驭软件，不是软件驾驭用户 减少用户的记忆 保持界面的一致性
2. 应该考虑的设计问题
4. 人机界面设计指南
（3） 数据输入指南 尽量减少用户的输入动作。 保持信息显示和数据输入之间的一致性。 允许用户自定义输入。 交互应该是灵活的，可调整成用户喜欢的输入方式。 使在当前动作语境中不适用的命令不起作用。 让用户控制交互流。 对所有输入动作都提供帮助。 消除冗余的输入。
三. 过程设计
1.过程设计的目的与任务 目的 确定模块采用的算法和块内数据结构，用某种 选定的表达工具给出清晰的描述。 任务：编写软件的“过程设计说明书” 为每个模块确定采用的算法 (模块的详细过程性 描述) 确定每一模块使用的数据结构 确定模块接口的细节 (包括对系统外部的接口和 用户界面，对系统内部其他模块的接口，以及关 于模块输入数据、输出数据及局部数据的全部细 节）
三. 过程设计
2.过程设计的原则与方法
清晰第一的设计风格 结构化的控制结构 结构程序设计的经典定义为： “如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这3 种基本控制结构进行连接，并且每个代码块只有一个入口和 一个出口，则称这个程序是结构化的。” 结构程序设计技术是一种实现在逻辑上正确描述每个模 块的功能，并且使设计出的处理过程尽可能简明易懂的关键 技术，是过程设计的逻辑基础。 逐步细化的实现方法 例：在一组数中找出其中的最大数
(4) 命令交互 命令行现在仍然是许多高级用户偏爱的交互方式。在 多数情况下，用户既可以从菜单中选择软件功能，也可以 通过键盘命令序列调用软件功能。 在提供命令交互方式时，必须考虑下列设计问题： 是否每个菜单选项都有对应的命令? 采用何种命令形式?有3种选择：控制序列(例如Ctrl+P)， 功能键和键入命令。 学习和记忆命令的难度有多大?忘记了命令怎么办? 用户是否可以定制或缩写命令? 在理想的情况下，所有应用软件都有一致的命令使用 方法。
教科版高一信息技术必修1第三单元3.2数据与结构教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.理解数据结构的基本概念，掌握常用的数据结构类型，包括数组、链表、栈、队列、树等，并了解其特点和应用场景。
2.学习分析实际问题，能够选择合适的数据结构进行数据存储和管理，培养学生解决问题的能力。
3.掌握线性表、树、图等数据结构的基本操作，如插入、删除、查找等，并能够运用所学知识解决实际问题。
（一）导入新课
1.教学活动设计：以一个生活实例“图书馆图书管理”作为导入，提出问题：“如何高效地管理和查找图书？”引导学生思考数据结构在实际问题中的应用。
2.教学方法：采用情境教学法，通过生动的实例，激发学生的学习兴趣，引导学生进入新课的学习。
3.教学过程：
（1）展示图书馆图书管理的实例，让学生了解实际问题的背景。
4.引导学生正确看待信息技术发展中的伦理问题，培养学生的道德观念和法律法规意识。
本章节教学设计以培养学生数据结构知识和技能为核心，注重实践与理论相结合，旨在提高学生的信息技术素养，为学生后续学习打下坚实基础。在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，激发学生的潜能，使他们在轻松愉快的氛围中掌握知识，提高能力。
3.教学过程：
（1）介绍线性表的概念、特点和操作方法，如插入、删除、查找等。
（2）通过实例讲解栈和队列的应用场景，如火车票售票系统、停车场管理系统等。
（3）分析不同数据结构的优缺点，指导学生如何在实际问题中做出选择。
（三）学生小组讨论
1.教学内容：针对实际问题，让学生小组讨论如何选择合适的数据结构进行解决。
（2）运用案例分析、讨论、小组合作等教学方法，培养学生的抽象思维能力和团队合作精神。
（3）结合编程实践，让学生在实际操作中掌握数据结构及其操作方法，提高编程能力。
数据结构和算法的设计与分析
数据结构和算法的设计与分析在计算机科学领域中，数据结构和算法是两个非常基础的概念。
数据结构可以被视为是计算机存储和组织数据的方式，而算法则是计算机解决问题的方法。
在实际的应用中，一个好的数据结构和算法的设计和分析可以让极其复杂的问题变得简单化，运行效率得到大幅度提升。
本篇文章将会重点探讨数据结构和算法的设计和分析，并讨论其在实际中的应用。
一、数据结构的设计和分析1.1 数据结构的定义和分类数据结构是一种在计算机中组织和存储数据的方式。
它们可以被定义为一定数量的数据元素(结点)的集合。
数据结构是由若干种基本数据类型组成，其包括数值，字符，短语数据和其他各种复杂的数据类型。
在计算机科学领域中，数据结构被分为两类: 线性数据结构和非线性数据结构。
线性数据结构包括数组，链表，堆栈，队列等，其是一种每个数据元素只有一个前驱和一个后继的结构。
非线性数据结构则包括二叉树，图，堆，散列表等，其是一种每个数据元素可以有多个前驱和后继的结构。
而在实际的应用中，数据结构的选择和设计往往取决于应用的需求和数据类型。
1.2 数据结构的设计和分析数据结构的设计和分析对于计算机算法和程序设计来说起着非常重要的作用。
一个好的数据结构可以成倍地提高算法的效率，使得程序的执行速度变得更快。
而数据结构的分析则是评估程序的运行时间以及空间使用情况，这对于性能优化和资源管理都至关重要。
在数据结构的设计上，我们需要考虑以下问题：(1) 功能需求: 首先我们需要明确所需的功能需求，例如查找，排序，插入，删除等。
根据不同的需求可以选择不同的数据结构。
(2) 空间复杂度: 我们需要评估程序的空间复杂度以确定所选择数据结构的大小和使用情况。
(3) 时间复杂度: 我们需要评估程序的时间复杂度以确定算法的效率和性能。
(4) 可读性和维护性: 我们需要评估程序的可读性和维护性，以确定程序的可读性和长期维护性。
在数据结构的分析上，我们需要考虑以下问题：(1) 时间复杂度: 我们需要评估程序的运行时间，以确保算法的执行时间足够短。
软件工程第5章 详细设计
详细设计的描述工具
（4） PDL（ Program Design Language ）
PDL与需求分析中采用的结构化语言统属于伪 码。伪码的结构分为内外两层，外语法应符合一般 程序设计语言常用的语法规则，而内层语法则用一 些简单的句子、短语(自然语言)。
18
详细设计的描述工具
PDL作为一种用于描述程序逻辑的语言，具有以下特点：
3
详细设计的描述方式
详细设计的描述方式分类：
1）图形描述：流程图、盒图、PAD图等 2）语言描述：PDL语言等 3）表格描述：判定表等
4
详细设计的描述工具
详细设计的描述工具:
下面介绍一些有代表性的详细设计工具： （1）程序流程图
程序流程图又称之为程序框图，它是软件开发者最熟悉的一种 算法表达工具。
ENDIF
21
详细设计的描述工具
3）多路选择结构
CASE OF <变量名>: WHEN <条件1> SELECT <语句或程序块> WHEN <条件2> SELECT <语句或程序块> …… WHEN <条件n> SELECT <语句或程序块>
DEFAULT: <语句或程序块> ENDCASE
22
A(m)>A(j)
j=j+1
T
m=j
F
A(m) ﹤-﹥A(i) i=i+1
PAD图的控制流程为自上而下、从左到右。
15
详细设计的描述工具
举例：
请使用PAD图描述下列程序的算法： 在数据A(0)~A(10)中求最大数。
16
详细设计的描述工具
第11章面向数据的设计方法
Shuttle -1
软件工程
wait- body1
Leave(1)
TRANSit- b ody1
Shuttlebody1
Arrive(1)
Wait(1)*
Transit(1)* Station(i)*
11.2.2 扩充功能性过程
Button-0
BD
软件工程
Button-1
Shuttle-0
SV
Shuttle-1
LAMP CMDS
图10-2-2 修改后的SSD LAMPCMDS—Lamp commands
软件工程
SHUTTLE_1 seq LON(1) /* 控制发光板“亮”，说 明交通车正停在站1上 */ read 状态向量 WAIT_BODY1 itr while Wait(1) read 状态向量 WAIT_BODY1 end LOFF(1) /* 交通车即将离站；控 制发光板“暗” */ LEAVE(1) TRANSIT_BODY1 itr while Transit(1) read 状态向量 TRANSIT_BODY1 end
分析技术识别出系统中的实体（包括人、对象、 产生或使用信息的组织）和动作（客观世界中 影响系统实体的那些事件）； 2）生成实体结构图：针对每一实体，将影响它 的所有动作按发生的时间顺序用Jackson结构 图（Jackson diagrams）表示出来。为了描述 时间约束，同一动作必须出现在多张结构图中；
LEAVE(i)
TRANSIT_BODY itr while Transit(i) read 状态向量
面向数据结构的软件设计方法
面向数据结构的软件设计方法
面向数据结构的软件设计方法是指在软件设计过程中，将重点放在数据结构的设计和组织上。
这种设计方法的目的是通过合理的数据结构设计，提高系统的性能、可维护性和可扩展性。
在面向数据结构的软件设计方法中，首先需要明确系统的数据需求和数据流程。
然后，根据需求分析的结果，设计出合适的数据结构，包括数据类型、数据对象以及数据之间的关系。
数据结构可以使用现有的数据结构，如数组、链表、树等，也可以根据特定的需求设计新的数据结构。
数据结构设计的关键是如何选择合适的数据结构和设计合理的数据访问接口。
在选择数据结构时，需要考虑数据的特性和处理需求，如数据的大小、访问频率以及对数据的操作等。
同时，还需要考虑数据结构的效率和内存占用等方面的因素。
在设计数据访问接口时，需要定义清楚数据的操作和访问方式，包括数据的读取、写入、更新和删除等操作。
同时，还需要考虑数据的一致性和事务的处理，以确保数据的正确性和可靠性。
通过面向数据结构的软件设计方法，可以将软件系统的复杂性分解为一系列的数据结构和数据操作，提高系统的模块化程度。
同时，还可以通过合理的数据结构设计，提高系统的性能、可维护性和可扩展性，从而使得软件系统更加稳定和可靠。
数据结构与数据库设计
1.3数据的安全与保密
1. 数据的安全的重要性
数据的不安全因素主要来自：自然灾害(如地震／水灾造成电路 中断)或意外事件(如意外掉电)、计算机病毒、非法访问、访问控制和 网络控制。
大型信息数据库对于社会的正常运行是必不可少，从某种意义上 来说，数据是企业的生命。因此，在对数据敏感的地方一定要安装安
全系统。 2.数据的安全保密措施
(1)非法访问 ➢ 使用用户名和密码登录系统。口令不要使用可以联想到的数据(如：生日、 身份证号、邮政编码、电话号码、银行账号等)，并且要经常变更。 ➢ 对数据、文件的使用者作明确的设定。不同用户对于同一个对象可以有不 同的授权，即使进入数据库，不同的用户也只能在权限范围内对数据、文件 进行使用。必要时还可以收回部分权限直至全部撤消该客户的权限。
黄丽
女 信息系 01 管理信息系统 64 T 4
黄丽
女 信息系 02 面向对象
72 T 5
黄丽
女 信息系 03 数字电路基础 64 T 4
XH 030101 030102
XM
SEX XB
王杭生 男
信息系
黄丽
女
信息系
KCDH KCM
表015.11 成绩表 管理信息系统
02
面向对象
03
数字电路基础
KSS BXK XF
学生表
XH
XM
SEX
030101
王杭生
男
030102
黄丽
女
一 030101
KCDH CJ 01 02
030101
03
030102
01
030102
02
030102
03
课程表
KCDH KCM
《数据结构与算法分析课程设计》任务书 (2)
2013级数据结构与算法分析课程设计任务书（适应于2013级软件工程专业）一、课程设计的目的与要求1．教学目的《数据结构与算法设计》课程设计是软件工程、网络工程、数字媒体技术专业学生的重要实践性环节。
通过本课程设计，学生可以了解数据结构、算法设计的基本方法与基本原理，掌握软件设计中数据的组织，算法的设计，为今后从事实际工作打下基础。
同时，作为整个实践教学体系一部分，系统培养学生采用面向对象的方法分析问题与解决问题的能力及团体组织与协作能力。
2．教学要求从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：1．掌握各类基本数据结构及其实现；2．掌握不同数据结构的实际应用；3．培养利用数据结构并对实际应用问题进行算法设计的能力。
4．编程简练，程序功能齐全，能正确运行。
5．说明书、流程图要清楚，规范6．课题完成后必须按要求提交课程设计报告，格式规范，内容详实。
二、课程设计的内容与安排注：1、鼓励各位同学自主查找资料，结合专业特性，尽量应用图形界面实现，以期对图形界面的开发有一个比较深入的了解。
2、任务要求1．问题分析和任务定义。
根据设计题目的要求，充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么？（而不是怎么做？）限制条件是什么？2．逻辑设计。
对问题描述中涉及的操作对象定义相应的数据类型，并按照以数据结构为中心的原则划分模块，定义主程序模块和各抽象数据类型。
逻辑设计的结果应写出每个抽象数据类型的定义(包括数据结构的描述和每个基本操作的功能说明)，各个主要模块的算法，并画出模块之间的调用关系图。
3．详细设计。
定义相应的存储结构并写出各函数的伪码算法。
在这个过程中，要综合考虑系统功能，使得系统结构清晰、合理、简单和易于调试，抽象数据类型的实现尽可能做到数据封装，基本操作的规格说明尽可能明确具体。
详细设计的结果是对数据结构和基本操作作出进一步的求精，写出数据存储结构的类型定义，写出函数形式的算法框架。
4．程序编码。
简述面向数据结构方法的特点
简述面向数据结构方法的特点面向数据结构方法是一种软件开发方法，其特点是将数据结构作为主要的设计和实现对象。
面向数据结构方法的核心思想是将问题和解决方案都以数据结构的形式表示，并通过对数据结构的操作来实现问题的解决。
面向数据结构方法的特点主要包括以下几个方面：1. 数据结构的抽象和封装：面向数据结构方法将数据结构作为系统的核心概念，将其抽象为一个独立的模块，并定义其操作接口。
通过封装数据结构的实现细节，可以隐藏数据结构的内部表示和实现方法，使得使用者只需关注数据结构的功能和操作接口，而不必关心其具体的实现细节。
这样可以提高代码的可重用性和可维护性。
2. 数据结构的设计和优化：面向数据结构方法强调对数据结构的设计和优化。
在问题分析阶段，需要根据问题的特点和需求来选择合适的数据结构，并对其进行设计和优化，以提高系统的性能和效率。
通过合理选择和优化数据结构，可以减少计算和存储资源的消耗，提高算法的执行效率。
3. 数据结构的操作和算法：面向数据结构方法将数据结构的操作和算法作为关键的设计和实现内容。
通过定义数据结构的操作接口和算法，可以对数据结构进行增删改查等操作，实现对数据的有效管理和处理。
同时，还可以通过设计和实现合适的算法来解决具体的问题，如排序、搜索、图算法等。
这样可以提高系统的灵活性和可扩展性。
4. 数据结构的模块化和组合：面向数据结构方法强调将数据结构划分为独立的模块，并通过模块化和组合的方式进行系统设计和实现。
通过将数据结构模块化，可以降低系统的复杂度，提高系统的可理解性和可维护性。
同时，还可以通过组合不同的数据结构模块，实现更复杂的数据结构和功能，满足不同的需求。
5. 数据结构的可视化和可调试：面向数据结构方法提供了丰富的可视化和调试工具，可以方便地查看和调试数据结构的内部状态和操作过程。
通过可视化工具，可以直观地了解数据结构的结构和内容，帮助开发者理解和调试代码。
同时，还可以通过调试工具，对数据结构的操作进行跟踪和监控，发现和解决问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10/27
结构正文的表示形式-1
• 结构正文又称伪码，完全与结构图相对应
• 分为：顺序结构正文、选择结构正文、重 复结构正文 • 顺序结构正文
D Seq A； B； C； D END 顺序 元素D是由一个元素A 跟随一个元素B 跟随一个元素C组成 元素D是元素A、元素B、元素C的序列
17/27
JSP方法的分析和设计步骤-5
• 程序结构图导出结果
统计空格 程序体 I * 处理字符 串 印空格总 数
印字符串
分析字符 串 I * 分析字符 S
印空格数
处理空格
处理非空 格
18/27
JSP方法的分析和设计步骤-6
• 第4步.列出所有操作和条件，并将它 们分配到程序结构图的适当位臵
– 首先从输出操作开始，再回到输入操作 – 加入必须的与条件有关的操作 – 最后把每个操作都分配到程序结构中去
• JSP：Jackson结构程序设计方法 • JSD：Jackson系统开发方法
2/27
内容摘要
• JSP方法 • JSD方法简介 • 小结
3/27
内容摘要
• JSP方法 • JSD方法简介 • 小结
4/27
JSP方法
• 总结了COBOL事务处理程序中的开发方 法而发展起来的，特点：
– 重点不是自顶向下逐步求精，而是在数据结构基础 上进行构造 – 根据输入/输出的数据结构建立程序结构
14/27
JSP方法的分析和设计步骤-2
• 第1步.分析并确定输入和输出数据结构的 逻辑结构，并用Jackson图画出
正文文件 * 字符串 * 输出表格
表格体 * 串信息
空格总数
字符
空格 ( a)
非空格
字符串
空格数 ( b)
15/27
JSP方法的分析和设计步骤-3
• 第2步.找出输入数据结构与输出数据结构 中有对应关系的数据元素
JSP方法的分析和设计步骤-4
• 第3步.从描述数据结构的Jackson图导出 描述程序结构的Jackson图，导出规则：
– 有对应关系的数据元素，按照它们在数据结构图中的层次 在程序结构图的相应层次上画一个处理框(如果它们在输 入和输出图中的层次不同，则程序结构图中处理框层次与 较低的那个对应 – 为输入数据结构图中剩余的每个数据元素，在程序结构图 的相应层次上画一个处理框， 在模块名称上增加“分析” 或“处理”或取一个具有实际含义的名称 – 为输出数据结构图中剩余的每个数据元素，在程序结构图 的相应层次上画上一个处理框
21/27
JSP方法的特点
• 简单、易学、形象直观、可读性好 • 便于表示层次结构 • 适用于小型数据处理系统
22/27
内容摘要
• JSP方法 • JSD方法简介 • 小结
23/27
JSD方法
• JSP广泛使用十多年后，Jackson把它进 行了扩充，不再局限于中小规模范围的问 题及顺序范围，新的开发方法称为JSD • JSD覆盖了整个系统的分析到实现 • JSD的本质：先建立一个现实模型，然后 加入功能性处理，最后阶段逻辑系统才转 换为实际设计
– 示例：右图 中空元素用一个标有连字符的矩形表示
D S
空元素 选择元素
– 示例：左图中A、B、C是D的可选项，而S是选择条件
A
B
C
X
—
9/27Βιβλιοθήκη 重复元素• 重复元素仅由一个子元素构成，表示重 复元素由子元素重复0次或多次组成 • 子元素用右上角标以星号的矩形表示 • 下图表示元素D由元素A重复0次或多次 组成，其中I是重复条件
– 有对应关系是指有直接因果关系，即在程序中可以同时处理的数据元素 – 对于表示“重复”的数据元素，只有其重复次数和次序都相同时才有对 应关系 – 输入/输出数据结构最高层次的两个数据元素总是有对应关系的
正文文件 * 字符串 * 字符 输出表格
表格体 * 串信息
空格总数
空格
非空格
字符串
空格数
16/27
6/27
数据结构与程序结构的表示
• JSP方法采用Jackson图来表示数据结 构和程序结构 • 结构图是一种从左到右阅读的树状层次 结构图
– 数据结构图中方框表示数据，程序结构图中方框就表示模 块(过程或函数) – 底部的叶子节点称为基本元素 – 在底部枝干以上的节点称为结构元素 – 三种元素类型：顺序元素、选择元素、重复元素
11/27
结构正文的表示形式-2
• 选择结构正文
D Select cond1 A Or cond2 B Or cond3 C D END 选择 元素D或是由一个元素A 或是由一个元素B 或是由一个元素C组成 cond1、cond2、cond3分别是选择A，B，C的条件
• 重复结构正文
D Iter until cond 重复 A； 元素D是由1个或多个元素A组成。 D END 元素D 是元素A的重复 或 D Iter while cond A； 元素D是由0至多个元素A组成 D END cond为循环条件
7/27
顺序元素
• 一个顺序元素由一个或多个从左到右的 元素组成 • 每个组成的元素只出现一次
D
A
B
C
8/27
选择元素
• 选择是“If Then Else”或“Case”的结构，而 且必须有两个或多个元素 • 使用选择元素时根据指定的条件从这些子元素中 选择一个子元素 • 供选择的子元素用右上角标以小圆的矩形表示 • 如果需要一个“If A=B Then X Else do nothing”那么需要加入一个空元素
• 目标：获得简单清晰的设计方案 • 设计原则：使程序结构与问题结构(数据 结构)相对应
5/27
数据结构和程序结构
• 一般的数据处理系统处理的是具有层次结 构的数据，因而其问题结构可以用它所处 理的数据结构来表示
文件 处理文件
记录
*
* 处理记录
项1
项2 数据结构
项3
处理项1
处理项2 程序结构
处理项3
软件工程
第6章 面向数据结构的分析与设计
面向数据结构的需求分析与设计
• 典型方法有Jackson方法和Warnier方法 • 主要特点：
– 以信息对象及其操作为核心进行需求分析 – 认为复合信息对象具有层次结构，并且可按顺序、选择、重复 三种结构分解为成员信息对象 – 提供由层次信息结构映射为程序结构的机制，从而为软件设计 奠定良好的基础
统计空格 9 11 程序体 I(1) * 处理字符串 6 印空格总数 3 1
10
12
分析字符串 I(2) 分析字符* S(3)
印空格数 5
8
9
处理空格
处理非空格
7
13
13
20/27
JSP方法的分析和设计步骤-8
• 第5步.把带有 操作的程序结 构图转换成结 构正文，同时 加入选择及迭 代条件
统计空格 seq 打开文件 读入字符串 totalsum := 0 程序体 iter until 文件结束 处理字符串 seq 印字符串 seq 打印字符串 印字符串 end sum := 0 pointer := 1 分析字符串 iter until 字符串结束 分析字符 select 字符是空格 处理空格 seq sum := sum + 1 pointer := pointer + 1 处理空格 end 分析字符 or 字符不是空格 处理非空格 seq pointer := pointer + 1 处理非空格 end 分析字符 end 分析字符串 end 印空格数 seq 打印空格数 印空格数 end totalsum := totalsum + 1 读入字符串 处理字符串 end 程序体 end 印空格总数 seq 打印空格总数 印空格总数 end 关闭文件 停止 统计空格 end
27/27
24/27
JSD方法步骤
• 标识实体与行为：建立现实的模型，列出与系统有关的实 体表及活动表 • 生成实体结构图：分析实体表中实体之间的关系，形成实 体结构图 • 创造软件系统模型：根据现实世界，对实体与行为的组合 建立进程模型 • 扩充功能性过程：说明系统输出的功能，必要时在规格说 明中加入附加的处理 • 施加时间控制：开发者考虑进程调度的某些特征，这些特 征可能影响系统功能所输出的结果的正确性及时间关系 • 实现：开发者考虑运行系统的软硬件方面的问题，采用变 换技术、调度技术、数据库定义技术等，以使系统能有效 地运行
25/27
内容摘要
• JSP方法 • JSD方法简介 • 小结
26/27
小结
• 面向数据结构的分析和设计方法是以数据 结构为中心，从输入/输出的数据结构导 出程序结构 • 由于这种方法在国内用得比较少，因此只 作了简单介绍，主要是通过一个实例来介 绍JSP方法，使读者对这种方法有一个大 致的了解
12/27
示例：打印表格程序的输出数据结构和对应的程序结构
表格
产生表格
表头
表体
表尾
产生表头
产生表体
产生表尾
行 *
* 产生行
姓名
年龄
类别
状态
产生姓名
产生年龄
产生类别
产生状态
工龄 (a)
年级 (b)
产生工龄
产生年级
13/27
JSP方法的分析和设计步骤-1
例6.2：一个正文文件由若干个记录组成， 每个记录是一个字符串，要求统计每个记 录中空格个数，以及文件中空格的总数。 要求输出的格式是：每复制一行输入字符 串后，另起一行输出该字符串中的空格数， 最后输出文件空格的总数
19/27
JSP方法的分析和设计步骤-7