目  录

第1章  操作系统  1

1.1  操作系统的类型与结构  1

1.1.1  操作系统的定义  1

1.1.2  操作系统分类  2

1.2  操作系统基本原理  4

1.2.1  进程管理  4

1.2.2  存储管理  13

1.2.3  设备管理  20

1.2.4  文件管理  23

1.2.5  作业管理  27

第2章  数据库系统  30

2.1  数据库管理系统的类型  30

2.2  数据库模式与范式  31

2.2.1  数据库的结构与模式  31

2.2.2  数据模型  33

2.2.3  数据的规范化  35

2.2.4  反规范化  37

2.3  数据操纵和使用  38

2.4  数据库设计  39

2.4.1  数据库设计的特点  39

2.4.2  数据库设计的方法  40

2.4.3  数据库设计的基本步骤  42

2.4.4  需求分析  44

2.4.5  概念结构设计  48

2.4.6  逻辑结构设计  64

2.4.7  物理结构设计  72

2.4.8  数据库应用程序设计  75

2.5  事务管理  77

2.5.1  并发控制  77

2.5.2  故障与恢复  79

2.6  备份与恢复  80

2.7  分布式数据库系统  81

2.7.1  分布式数据库的概念  82

2.7.2  分布式数据库的架构  84

2.8  并行数据库系统  89

2.8.1  功能和结构  89

2.8.2  并行处理技术  91

2.9  数据仓库  94

2.9.1  数据仓库的概念  94

2.9.2  数据仓库的结构  95

2.9.3  数据仓库的实现方法  97

2.10  数据挖掘  99

2.10.1  数据挖掘的概念  99

2.10.2  数据挖掘的功能  100

2.10.3  数据挖掘常用技术  101

2.10.4  数据挖掘的流程  103

2.11  NOSQL  104

2.12  大数据  105

第3章  数据通信与计算机网络  107

3.1  数据通信基础知识  107

3.1.1  信道特性  107

3.1.2  数据传输技术  110

3.2  网络架构与协议  111

3.2.1  网络互联模型  111

3.2.2  常见的网络协议  113

3.2.3  IPv6  115

3.3  局域网与广域网  115

3.3.1  局域网基础知识  116

3.3.2  无线局域网  117

3.3.3  广域网技术  119

3.3.4  网络接入技术  120

3.4  网络互连与常用设备  122

3.5  网络工程  124

3.5.1  网络规划  124

3.5.2  网络设计  126

3.5.3  网络实施  128

3.6 网络存储技术  129

3.7  综合布线  131

第4章  系统性能评价  133

4.1  性能指标  133

4.1.1  计算机  134

4.1.2  网络  136

4.1.3  操作系统  137

4.1.4  数据库管理系统  137

4.1.5  Web服务器  138

4.2  性能计算  138

4.3  性能设计  139

4.3.1  系统性能调整  140

4.3.2  阿姆达尔解决方案  142

4.3.3  负载均衡  143

4.4  性能评估  145

4.4.1  基准测试程序  145

4.4.2  Web服务器的性能评估  147

4.4.3  系统监视  147

第5章  开发方法  149

5.1  软件生命周期  149

5.2  软件开发模型  150

5.2.1  瀑布模型  150

5.2.2  演化模型  153

5.2.3  螺旋模型  153

5.2.4  增量模型  154

5.2.5  构件组装模型  155

5.3  统一过程  155

5.4  敏捷方法  158

5.4.1  极限编程  159

5.4.2  特征驱动开发  162

5.5  软件重用  164

5.5.1  软件重用  164

5.5.2  构件技术  165

5.6  基于架构的软件设计  165

5.6.1  ABSD方法与生命周期  166

5.6.2  基于架构的软件开发模型  168

5.7  形式化方法  173

第6章  系统计划  174

6.1  项目的提出与选择  174

6.1.1  项目的立项目标和动机  174

6.1.2  项目提出的角色和工作范围  177

6.1.3  项目的选择和确定  177

6.1.4  项目提出和选择的结果  180

6.2  可行性研究与效益分析  181

6.2.1  可行性研究的内容  182

6.2.2  成本效益分析  183

6.2.3  可行性分析报告  185

6.3  方案的制订和改进  185

6.4  新旧系统的分析和比较  188

6.4.1  遗留系统的评价方法  188

6.4.2  遗留系统的演化策略  191

6.5  资源估计  193

第7章  系统分析与设计方法  195

7.1  定义问题与归结模型  195

7.1.1  问题分析  195

7.1.2  问题定义  198

7.2  需求分析与软件设计  200

7.2.1  需求分析的任务与过程  200

7.2.2  如何进行系统设计  202

7.2.3  软件设计的任务与活动  203

7.3  结构化分析与设计  204

7.3.1  结构化分析  205

7.3.2  结构化设计  210

7.3.3  模块设计  213

7.4  面向对象的分析与设计  214

7.4.1  面向对象的基本概念  215

7.4.2  面向对象分析  216

7.4.3  统一建模语言  219

7.4.4  结构化方法和面向对象方法的比较  231

7.5  用户界面设计  232

7.5.1  用户界面设计的原则  233

7.5.2  用户界面设计过程  233

7.6  工作流设计  234

7.6.1  工作流设计概述  234

7.6.2  工作流管理系统  236

7.7  系统的文件设计  237

7.8  网络环境下的计算机应用系统的设计  239

7.9  简单分布式计算机应用系统的设计  241

7.10  系统运行环境的集成与设计  242

7.11  系统过渡计划  244

第8章  软件架构设计  246

8.1  软件架构概述  246

8.1.1  软件架构的定义  247

8.1.2  软件架构的重要性  248

8.2  架构需求与软件质量属性  249

8.2.1  软件质量属性  249

8.2.2  6个质量属性及实现  251

8.3  架构设计  257

8.4  软件架构文档化  259

8.5  软件架构评估  263

8.5.1  软件架构评估的方法  263

8.5.2  架构的权衡分析法  263

8.5.3  成本效益分析法  265

8.6  构件及其复用  265

8.6.1  商用构件标准规范  266

8.6.2  应用系统簇与构件系统  267

8.6.3  基于复用开发的组织结构  268

8.7  产品线及系统演化  269

8.7.1  复用与产品线  269

8.7.2  基于产品线的架构  270

8.7.3  产品线的开发模型  271

8.7.4  特定领域软件架构  271

8.7.5  架构及系统演化  272

8.8  软件架构建模  273

8.8.1  架构的模型  273

8.8.2  架构风格  275

8.8.3  架构风格举例  277

8.9  软件架构视图  279

8.9.1  软件视图的分类  279

8.9.2  模块视图类型及其风格  280

8.9.3  C＆C视图类型及其风格  282

8.9.4  分配视图类型及其风格  284

8.9.5  各视图类型间的映射关系  286

第9章  设计模式  287

9.1  设计模式概述  287

9.1.1  设计模式的概念  287

9.1.2  设计模式的组成  288

9.1.3  GoF设计模式  288

9.1.4  其他设计模式  290

9.1.5  设计模式与软件架构  291

9.1.6  设计模式分类  291

9.2  设计模式及实现  292

9.2.1  Abstract Factory模式  292

9.2.2  Singleton模式  295

9.2.3  Decorator模式  296

9.2.4  Facade/Session Facade模式  298

9.2.5  Mediator模式  300

9.2.6  Observer模式  301

9.2.7  Intercepting Filter模式  303

9.3  设计模式总结  305

第10章  测试评审方法  307

10.1  测试方法  307

10.1.1  软件测试阶段  307

10.1.2  白盒测试和黑盒测试  309

10.1.3  缺陷的分类和级别  311

10.1.4  调试  312

10.2  评审方法  313

10.3  验证与确认  314

10.4  测试自动化  316

10.5  面向对象的测试  316

第11章  嵌入式系统设计  319

11.1  嵌入式系统概论  319

11.1.1  嵌入式系统的基本概念  319

11.1.2  嵌入式系统的分类  320

11.2  嵌入式系统的组成  322

11.2.1  硬件架构  322

11.2.2  软件架构  326

11.3  嵌入式应用软件与开发平台  3

文摘

前  言

信息产业部和人事部联合发布的国人部发[2003]39号文件把系统架构设计师列入了计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试系列，并且与系统分析师、网络规划设计师、信息系统项目管理师并列为高级资格。这将为培养专业的系统架构设计人才，推进国家信息化建设和软件产业化发展起巨大的作用。

然而，计算机技术与软件专业资格（水平）考试是一个难度很大的考试。20多年来，考生平均通过率比较低。其主要原因是考试范围十分广泛，计算机技术软件专业资格（水平）考试不仅牵涉到计算机专业的每门课程，还要加上数学、外语、系统工程、信息化和知识产权等知识，且注重考查新技术和新方法的应用。考试不但注重广度，而且还有一定的深度。特别是高级资格考试，不但要求考生具有扎实的理论知识，还要具有丰富的实践经验。

对于系统架构设计师或者有志成为系统架构设计师的学习者而言，面对的最大困惑就是没有专业的指导书籍。因此，希赛教育软考学院组织编写了这本专业的系统架构设计师教程，以资作为计算机技术与软件专业资格（水平）考试中的系统架构设计师级别的考试辅导指定教材。

内容超值

本书内容涵盖了最新的系统架构设计师考试大纲的所有知识点，对系统架构设计师所必须掌握的基础理论知识做了详细的介绍，重在培养系统架构设计师所必须具备的专业技能和方法。

本书内容既是对系统架构设计师考试的总体纲领性的要求，也是系统架构设计师职业生涯的知识与技能体系。准备参加考试的人员可通过阅读本书掌握考试大纲规定的知识，把握考试重点和难点。

本书可作为系统架构设计师和系统分析师的工作手册，也可作为软件设计师、数据库系统工程师和网络工程师进一步发展的学习用书，还可作为计算机专业教师的教学参考书。

作者权威

希赛教育（www.educity.cn/edu/）专业从事人才培养、教育产品开发、教育图书出版，在职业教育方面具有极高的权威性。特别是在在线教育方面，希赛教育常年稳居国内首位，其远程教育模式更是得到了国家教育部门的认可和推广。

希赛教育软考学院（www.educity.cn/rk/）是全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试的顶级培训机构，拥有近20名负责高级资格考试大纲的制订及软考辅导教材编写工作的资深软考辅导专家，共组织编写和出版了80多本软考教材，内容涵盖了初级、中级和高级的各个专业，包括教程系列、辅导系列、考点分析系列、冲刺系列、串讲系列、试题精解系列、疑难解答系列、全程指导系列、案例分析系列、指定参考用书系列、一本通等11个系列的书籍。此外，希赛教育软考学院的专家还录制了软考培训视频教程、串讲视频教程、试题讲解视频教程、专题讲解视频教程等4个系列的软考视频。希赛教育软考学院的软考教材、软考视频、软考辅导为考生备考、提高通过率做出了不可磨灭的贡献，在软考领域有口皆碑。特别是在高级资格领域，无论是考试教材，还是在线辅导和面授，希赛教育软考学院都独占鳌头。

本书由希赛教育软考学院主编，参加编写的人员有张友生、王勇、谢顺、桂阳、刘洋波、胡钊源、王玉罡、左水林、邓旭光、胡光超和何玉云。

在线测试

希赛网在线测试平台（www.educity.cn/tiku/）为考生准备了在线测试，其中有数十套全真模拟试题和考前密卷，考生可选择任何一套进行测试。测试完毕后，系统将自动判卷，并立即给出分数。

对于考生做错的地方，系统会自动记忆，待考生第二次参加测试时，可选择“试题复习”。这样，系统就会自动把考生原来做错的试题显示出来，供考生重新测试，以加强记忆。

如此，读者可利用希赛网在线测试平台的在线测试系统检查自己的实际水平，加强考前训练，做到心中有数，考试不慌。

诚挚致谢

在本书出版之际，要特别感谢全国软考办的命题专家们，编者在本书中引用了部分考试原题，使本书能够尽量方便读者的阅读。在本书的编写过程中，参考了许多相关的文献和书籍，编者在此对这些参考文献的作者表示感谢。

感谢电子工业出版社孙学瑛老师，她在本书的策划、选题的申报，写作大纲的确定，以及编辑、出版等方面，付出了辛勤的劳动和智慧，给予了我们很多的支持和帮助。

感谢参加希赛教育软考学院辅导和培训的学员，他们的想法汇成了本书的源动力，他们的意见使本书更加贴近读者。

由于编者水平有限，且本书涉及的内容很广，书中难免存在错漏和不妥之处，编者诚恳地期望各位专家和读者不吝指正和帮助，对此我们将十分感激。

互动讨论

希赛教育软考学院是中国最大的软考在线教育网站，该网站论坛是国内人气最旺的软考社区，在这里，读者可以和数十万考生进行在线交流，讨论有关学习和考试的问题。希赛教育软考学院拥有强大的师资队伍，为读者提供全程的答疑服务，在线回答读者的提问。

有关本书的意见反馈和咨询，读者可在希赛网教育论坛“考试教材”版块中的“希赛教育软考学院”栏目上与作者进行交流。

希赛教育软件学院

 2014年10月

内容简介

    本书由希赛教育软考学院组织编写，用以作为计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试中的系统架构设计师级别的考试辅导指定教材。内容涵盖了最新的系统架构设计师考试大纲的所有知识点，对系统架构设计师所必须掌握的基础理论知识做了详细的介绍，重在培养系统架构设计师所必须具备的专业技能和方法。

    本书内容既是对系统架构设计师考试的总体纲领性的要求，也是系统架构设计师职业生涯的知识与技能体系。准备参加考试的人员可通过阅读本书掌握考试大纲规定的知识，把握考试重点和难点。

读者对象

    本书可作为系统架构设计师和系统分析师的工作手册，也可作为软件设计师、数据库系统工程师和网络工程师进一步发展的学习用书，还可作为计算机专业教师的教学参考书。