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*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。

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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。

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第1章 计算机组成与体系结构1
1.1 计算机系统组成1
1.1.1 计算机硬件的组成1
1.1.2 计算机系统结构的分类2
1.1.3 复杂指令集系统与精简指令集系统3
1.1.4 总线5
1.2 存储器系统5
1.2.1 主存储器6
1.2.2 辅助存储器7
1.2.3 Cache存储器8
1.3 流水线13
1.3.1 流水线周期13
1.3.2 计算流水线执行时间13
1.3.3 流水线的吞吐率14
1.3.4 流水线的加速比14
第2章 操作系统15
2.1 操作系统的类型与结构15
2.1.1 操作系统的定义15
2.1.2 操作系统分类16
2.2 操作系统基本原理16
2.2.1 进程管理16
2.2.2 存储管理23
2.2.3 设备管理27
2.2.4 文件管理28
2.2.5 作业管理32
第3章 数据库系统34
3.1 数据库管理系统的类型34
3.2 数据库模式与范式34
3.2.1 数据库的结构与模式34
3.2.2 数据模型37
3.2.3 关系代数37
3.2.4 数据的规范化40
3.2.5 反规范化42
3.3 数据库设计43
3.3.1 数据库设计的方法43
3.3.2 数据库设计的基本步骤45
3.3.3 需求分析46
3.3.4 概念结构设计47
3.3.5 逻辑结构设计51
3.3.6 物理结构设计56
3.4 事务管理56
3.4.1 并发控制57
3.4.2 故障与恢复58
3.5 备份与恢复60
3.6 分布式数据库系统61
3.6.1 分布式数据库的概念61
3.6.2 分布式数据库的架构64
3.7 数据仓库68
3.7.1 数据仓库的概念69
3.7.2 数据仓库的结构70
3.7.3 数据仓库的实现方法72
3.8 数据挖掘74
3.8.1 数据挖掘的概念74
3.8.2 数据挖掘的功能76
3.8.3 数据挖掘常用技术76
3.8.4 数据挖掘的流程78
3.9 NOSQL79
3.10 大数据81
第4章 计算机网络83
4.1 网络架构与协议83
4.1.1 网络互联模型84
4.1.2 常见的网络协议85
4.1.3 IPv687
4.2 局域网与广域网89
4.2.1 局域网基础知识89
4.2.2 无线局域网91
4.2.3 广域网技术93
4.2.4 网络接入技术93
4.3 网络互连与常用设备95
4.4 网络工程97
4.4.1 网络规划97
4.4.2 网络设计99
4.4.3 网络实施101
4.5 网络存储技术102
4.6 综合布线104
第5章 系统性能评价106
5.1 性能指标106
5.1.1 计算机107
5.1.2 网络109
5.1.3 操作系统110
5.1.4 数据库管理系统110
5.1.5 Web服务器111
5.2 性能计算111
5.3 性能设计112
5.3.1 阿姆达尔解决方案112
5.3.2 负载均衡113
5.4 性能评估116
5.4.1 基准测试程序116
5.4.2 Web服务器的性能评估117
5.4.3 系统监视118
第6章 开发方法120
6.1 软件生命周期120
6.2 软件开发模型121
6.2.1 瀑布模型121
6.2.2 演化模型124
6.2.3 螺旋模型124
6.2.4 增量模型125
6.2.5 构件组装模型125
6.3 统一过程126
6.4 敏捷方法129
6.4.1 极限编程129
6.4.2 特征驱动开发133
6.4.3 Scrum135
6.4.4 水晶方法138
6.4.5 其他敏捷方法139
6.5 软件重用140
6.5.1 软件重用140
6.5.2 构件技术140
6.6 基于架构的软件设计141
6.6.1 ABSD方法与生命周期141
6.6.2 基于架构的软件开发模型143
6.7 形式化方法148
第7章 系统计划150
7.1 项目的提出与选择150
7.1.1 项目的立项目标和动机150
7.1.2 项目的选择和确定151
7.1.3 项目提出和选择的结果154
7.2 可行性研究与效益分析155
7.2.1 可行性研究的内容156
7.2.2 成本效益分析157
7.2.3 可行性分析报告158
7.3 方案的制订和改进159
7.4 新旧系统的分析和比较161
7.4.1 遗留系统的评价方法162
7.4.2 遗留系统的演化策略165
第8章 系统分析与设计方法167
8.1 定义问题与归结模型167
8.1.1 问题分析167
8.1.2 问题定义170
8.2 需求分析与软件设计172
8.2.1 需求分析的任务与过程172
8.2.2 如何进行系统设计174
8.2.3 软件设计的任务与活动175
8.3 结构化分析与设计176
8.3.1 结构化分析176
8.3.2 结构化设计180
8.3.3 模块设计182
8.4 面向对象的分析与设计184
8.4.1 面向对象的基本概念184
8.4.2 面向对象分析186
8.4.3 统一建模语言188
8.5 用户界面设计199
8.5.1 用户界面设计的原则199
8.5.2 用户界面设计过程200
8.6 工作流设计200
8.6.1 工作流设计概述201
8.6.2 工作流管理系统202
8.7 简单分布式计算机应用系统的设计203
8.8 系统运行环境的集成与设计204
8.9 系统过渡计划206
第9章 软件架构设计208
9.1 软件架构概述208
9.1.1 软件架构的定义209
9.1.2 软件架构的重要性210
9.1.3 架构的模型211
9.2 架构需求与软件质量属性213
9.2.1 软件质量属性213
9.2.2 6个质量属性及实现214
9.3 软件架构风格221
9.3.1 软件架构风格分类222
9.3.2 数据流风格222
9.3.3 调用/返回风格224
9.3.4 独立构件风格226
9.3.5 虚拟机风格227
9.3.6 仓库风格228
9.4 层次系统架构风格229
9.4.1 二层及三层C/S架构风格229
9.4.2 B/S架构风格230
9.4.3 MVC架构风格231
9.4.4 MVP架构风格233
9.5 面向服务的架构234
9.5.1 SOA概述234
9.5.2 SOA的关键技术236
9.5.3 SOA的实现方法238
9.5.4 微服务241
9.6 架构设计244
9.7 软件架构文档化246
9.8 软件架构评估250
9.8.1 软件架构评估的方法250
9.8.2 架构的权衡分析法250
9.8.3 成本效益分析法252
9.9 构件及其复用253
9.9.1 商用构件标准规范253
9.9.2 应用系统簇与构件系统255
9.9.3 基于复用开发的组织结构255
9.10 产品线及系统演化256
9.10.1 复用与产品线256
9.10.2 基于产品线的架构257
9.10.3 产品线的开发模型258
9.10.4 特定领域软件架构258
9.10.5 架构及系统演化259
9.11 软件架构视图260
9.11.1 软件视图的分类260
9.11.2 模块视图类型及其风格262
9.11.3 C＆C视图类型及其风格263
9.11.4 分配视图类型及其风格265
9.11.5 各视图类型间的映射关系267
第10章 设计模式268
10.1 设计模式概述268
10.1.1 设计模式的概念268
10.1.2 设计模式的组成269
10.1.3 GoF设计模式269
10.1.4 其他设计模式271
10.1.5 设计模式与软件架构272
10.1.6 设计模式分类272
10.2 设计模式及实现273
10.2.1 Abstract Factory模式273
10.2.2 Singleton模式276
10.2.3 Decorator模式277
10.2.4 Facade/Session Facade模式279
10.2.5 Mediator模式281
10.2.6 Observer模式282
10.2.7 Intercepting Filter模式284
10.3 设计模式总结286
第11章 测试评审方法288
11.1 测试方法288
11.1.1 软件测试阶段288
11.1.2 白盒测试和黑盒测试290
11.1.3 缺陷的分类和级别292
11.1.4 调试293
11.2 评审方法294
11.3 验证与确认295
11.4 测试自动化297
11.5 面向对象的测试297
第12章 嵌入式系统设计300
12.1 嵌入式系统概论300
12.2 嵌入式系统的组成301
12.2.1 硬件架构301
12.2.2 软件架构306
12.3 嵌入式开发平台与调试环境307
12.3.1 嵌入式系统软件开发平台307
12.3.2 嵌入式开发调试309
12.4 嵌入式网络系统312
12.4.1 现场总线网312
12.4.2 家庭信息网313
11.4.3 无线数据通信网313
12.4.4 嵌入式Internet314
12.5 嵌入式数据库管理系统315
12.5.1 使用环境的特点315
12.5.2 系统组成与关键技术316
12.6 实时系统与嵌入式操作系统319
12.6.1 嵌入式系统的实时概念319
12.6.2 嵌入式操作系统概述320
12.6.3 实时嵌入式操作系统321
12.6.4 主流嵌入式操作系统介绍324
12.7 嵌入式系统开发设计325
12.7.1 嵌入式系统设计概述325
12.7.2 开发模型与设计流程327
12.7.3 嵌入式系统设计的核心技术329
12.7.4 嵌入式开发设计环境331
12.7.5 嵌入式软件设计模型332
12.7.6 需求分析335
12.7.7 系统设计337
12.7.8 系统集成与测试342
第13章 开发管理344
13.1 项目的范围、时间与成本344
13.1.1 项目范围管理345
13.1.2 项目成本管理345
13.1.3 项目时间管理346
13.2 配置管理与文档管理347
13.2.1 软件配置管理的概念347
13.2.2 软件配置管理的解决方案348
13.2.3 软件文档管理351
13.3 软件需求管理355
13.3.1 需求变更355
13.3.2 需求跟踪356
13.4 软件开发的质量与风险356
13.4.1 软件质量管理356
13.4.2 项目风险管理359
13.5 人力资源管理363
13.6 软件的运行与评价368
13.7 软件过程改进368
第14章 信息系统基础知识371
14.1 信息系统概述371
14.1.1 信息系统的组成371
14.1.2 信息系统的生命周期373
14.1.3 信息系统建设的原则375
14.1.4 信息系统开发方法376
14.2 信息系统工程378
14.2.1 信息系统工程的概念378
14.2.2 信息系统工程的内容380
14.2.3 信息系统工程的总体规划383
14.2.4 总体规划的方法论389
14.3 政府信息化与电子政务394
14.3.1 我国政府信息化的历程和策略394
14.3.2