軟件設(shè)計師教程

前言

　　軟件產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心之一，是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在推進信息化與工業(yè)化融合、促進發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、維護國家安全等方面有著重要作用。黨中央、國務(wù)院高度重視軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展，先后出臺了18號文件、47號文件等一系列政策措施，營造了良好的發(fā)展環(huán)境。近年來，我國軟件產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展期。2007年銷售收入達到5834億元，出口102。4億美元，軟件從業(yè)人數(shù)達148萬人。全國共認(rèn)定軟件企業(yè)超過1。8萬家，登記備案軟件產(chǎn)品超過5萬個。軟件技術(shù)創(chuàng)新取得突破，國產(chǎn)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等基礎(chǔ)軟件相繼推出并得到了較好的應(yīng)用。軟件與信息服務(wù)外包蓬勃發(fā)展，軟件正版化工作順利推進?！　‰S著軟件產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，軟件人才需求日益迫切。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、規(guī)范軟件專業(yè)人員技術(shù)資格，20余年前全國計算機軟件考試創(chuàng)辦，率先執(zhí)行了以考代評政策。近年來，考試作了很多積極的探索，進行了一系列改革，考試名稱、考試內(nèi)容、專業(yè)類別、職業(yè)崗位也作了相應(yīng)的變化。目前，考試名稱已調(diào)整為計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試，涉及5個專業(yè)類別、3個級別層次共27個職業(yè)崗位，采取水平考試的形式，執(zhí)行資格考試政策，并擴展到高級資格，取得了良好效果。20余年來，累計報考人數(shù)近200萬，影響力不斷擴大。程序員、軟件設(shè)計師、系統(tǒng)分析師、網(wǎng)絡(luò)工程師、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師的考試標(biāo)準(zhǔn)已與日本相應(yīng)考試級別實現(xiàn)互認(rèn)，程序員和軟件設(shè)計師的考試標(biāo)準(zhǔn)與韓國實現(xiàn)互認(rèn)。通過考試，一大批軟件人才脫穎而出，為加快培育軟件人才隊伍、推動軟件產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展起到了重要作用?！　∽罱I(yè)和信息化部電子教育與考試中心組織了～批具有較高理論水平和豐富實踐經(jīng)驗的專家編寫了這套全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試教材和輔導(dǎo)用書。按照考試大綱的要求，教材和輔導(dǎo)用書全面介紹相關(guān)知識與技術(shù)，幫助考生學(xué)習(xí)備考，將為軟件考試的規(guī)范和完善起到積極作用。

內(nèi)容概要

本書作為中級職稱的軟考指定教材，具有比較權(quán)威的指導(dǎo)意義。本書根據(jù)《軟件設(shè)計師考試大綱》的重點內(nèi)容，闡述了12章的內(nèi)容，考生在學(xué)習(xí)教材內(nèi)容的同時，還須對照考試大綱（2009版），認(rèn)真學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)大綱的知識點。    本書是在《軟件設(shè)計師考試大綱》的指導(dǎo)下，對《軟件設(shè)計師教程（第2版）》進行了認(rèn)真的修編，重寫而成?！? 本書適合參加本考試的考生和大學(xué)在校生作為教材。

書籍目錄

第1章　計算機系統(tǒng)知識　1.1  計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)知識　　1.1.1　計算機系統(tǒng)硬件基本組成　　1.1.2　中央處理單元　　1.1.3  數(shù)據(jù)表示　　1.1.4　校驗碼　1.2　計算機體系結(jié)構(gòu)　　1.2.1　計算機體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展　　1.2.2　存儲系統(tǒng)　　1.2.3　輸入輸出技術(shù)　　1.2.4　總線結(jié)構(gòu)　1.3　安全性、可靠性與系統(tǒng)性能評測基礎(chǔ)知識　　1.3.1　計算機安全概述　　1.3.2　加密技術(shù)和認(rèn)證技術(shù)　　1.3.3　計算機可靠性　　1 3.4　計算機系統(tǒng)的性能評價第2章　程序語言基礎(chǔ)知識　2.1　程序語言概述　　2.1.1　程序語言的基本概念　　2.1.2　程序語言的基本成分　2.2　語言處理程序基礎(chǔ)　　2.2.1　匯編程序基本原理　　2.2.2　編譯程序基本原理　　2.2.3　解釋程序基本原理第3章　操作系統(tǒng)知識　3.1　操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識　　3.1.1　操作系統(tǒng)的定義與作用　　3.1.2　操作系統(tǒng)的特征與功能　　3.1.3　操作系統(tǒng)的類型　3.2　處理機管理　　3.2.1　基本概念　　3.2.2　進程的控制　　3.2.3　進程間的通信　　3.2.4　管程　　3.2.5　進程調(diào)度　　3.2.6　死鎖　　3.2.7　線程　3.3　存儲管理　　3.3.1　基本概念　　3.3.2　存儲管理方案　　3.3.3　分頁存儲管理　　3.3.4　分段存儲管理　　3.3.5　段頁式存儲管理　　3.3.6　虛擬存儲管理　3.4　設(shè)備管理　　3.4.1　設(shè)備管理概述　　3.4.2　軟件　　3.4.3　設(shè)備管理采用的相關(guān)緩沖技術(shù)　　3.4.4　磁盤調(diào)度　3.5  文件管理　　3.5.1　文件與文件系統(tǒng)　　3.5.2　文件的結(jié)構(gòu)和組織　　3.5.3　文件目錄　　3.5.4　存取方法和存儲空間的管理　　3.5.5　文件的使用　　3.5.6　文件的共享和保護　　3.5.7　系統(tǒng)的安全與可靠性　3.6　作業(yè)管理　　3.6.1　作業(yè)與作業(yè)控制　　3.6.2　作業(yè)調(diào)度　　3.6.3　用戶界面　3.7　網(wǎng)絡(luò)與嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識　　3.7.1　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)　　3.7.2　嵌入式操作系統(tǒng)　3.8　UNIX操作系統(tǒng)實例　　3.8.1　UNIX操作系統(tǒng)　　3.8.2　UNIX文件系統(tǒng)　　3.8.3　UNIX進程與存儲管理　　3.8.4　UNIX設(shè)備管理　　3.8.5　shell程序第4章　系統(tǒng)開發(fā)和運行知識　4.1　軟件工程基礎(chǔ)知識　　4.1.1　軟件工程概述　　4.1.2　軟件需求分析　　4.1.3　軟件開發(fā)項目管理　　4.1.4　軟件配置管理　　4.1.5　軟件工具與軟件開發(fā)環(huán)境　　4.1.6　軟件過程管理　　4.1.7　軟件質(zhì)量管理與質(zhì)量保證　4.2　系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識　　4.2.1　系統(tǒng)分析概述　　4.2.2　結(jié)構(gòu)化分析方法　　4.2.3　系統(tǒng)分析報告　4.3　系統(tǒng)設(shè)計知識　　4.3.1  系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟　　4.3.2　系統(tǒng)設(shè)計的基本原理　　4.3.3  系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計　　4.3.4　結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法　　4.3.5　面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法　　4.3.6　系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計  4.4　系統(tǒng)實施知識　　4.4.1　系統(tǒng)實旌概述　　4.4.2　程序設(shè)計　　4.4.3　系統(tǒng)測試與調(diào)試　　4.4.4　測試策略和測試方法　　4.4.5　調(diào)試　　4.4.6　系統(tǒng)文檔　　4.4.7　系統(tǒng)轉(zhuǎn)換　4.5　系統(tǒng)運行和維護知識　　4.5.1　系統(tǒng)維護概述　　4.5.2　系統(tǒng)評價第5章　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識　5.1  網(wǎng)絡(luò)概述　　5.1.1  計算機網(wǎng)絡(luò)的概念　　5.1.2　計算機網(wǎng)絡(luò)的分類　　5.1.3　網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　5.2　IS0／OSl網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)　5.3　網(wǎng)絡(luò)互連硬件　　5.3.1  網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備　　5.3.2　網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)　　5.3.3  組建網(wǎng)絡(luò)　5.4　網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)　　5.4.1　網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)　　5.4.2　局域網(wǎng)協(xié)議　　5.4.3　廣域網(wǎng)協(xié)議　　5.4.4　TCP／IP協(xié)議簇　5.5　Internet及應(yīng)用　　5.5.1  Intemet概述　　5.5.2　Internet地址　　5.5.3　Internet服務(wù)　5.6　網(wǎng)絡(luò)安全　　5.6.1  網(wǎng)絡(luò)安全概述　　5.6.2　網(wǎng)絡(luò)的信息安全　　5.6.3　防火墻技術(shù)第6章　多媒體基礎(chǔ)知識　6.1  多媒體的基本概念　　6.1.1　多媒體基本概念　　6.1.2　虛擬現(xiàn)實基本概念　6.2  聲音　　6.2.1  基本概念　　6.2.2　聲音文件格式　6.3  圖形和圖像　　6.3.1　基礎(chǔ)知識　　6.3.2  圖形、圖像文件格式　6.4　動畫和視頻　　6.4.1　基礎(chǔ)知識　　6.4.2　視頻文件格式　6.5　多媒體網(wǎng)絡(luò)　　6.5.1　超文本與超媒體　　6.5.2　流媒體　6.6　多媒體計算機系統(tǒng)　　6.6.1　多媒體計算機硬件系統(tǒng)　　6.6.2　多媒體計算機軟件系統(tǒng)第7章　數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)　7.1　基本概念　　7.1.1　數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)　　7.1.2　DBMS的功能　　7.1.3　DBMS的特征及分類　　7.1.4　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)　　7.1.5　數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)　7.2　數(shù)據(jù)模型　　7.2.1　數(shù)據(jù)模型的基本概念　　7.2.2　數(shù)據(jù)模型的三要素　　7.2.3　E.R模型　　7.2.4　層次模型　　7.2.5　網(wǎng)狀模型　　7.2.6　關(guān)系模型　　7.2.7　面向?qū)ο竽Ｐ? 7.3　關(guān)系代數(shù)　　7.3.1　關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本概念　　7.3.2　五種基本的關(guān)系代數(shù)運算　　7.3.3　擴展的關(guān)系代數(shù)運算  7.4　關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL語言簡介　　7.4.1　SQL數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)　　7.4.2　SQL的基本組成　　7.4.3　SQL數(shù)據(jù)定義　　7.4.4　SQL數(shù)據(jù)查詢　　7.4.5　SQL數(shù)據(jù)更新　　7.4.6　SQL訪問控制　　7.4.7　嵌入式SQL　7.5　關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化　　7.5.1  函數(shù)依賴　　7.5.2　規(guī)范化　　7.5.3　模式分解及分解應(yīng)具有的特性　7.6　數(shù)據(jù)庫的控制功能　　7.6.1　事務(wù)管理　　7.6.2　數(shù)據(jù)庫的備份與恢復(fù)　　7.6.3  并發(fā)控制第8章　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　8.1  線性結(jié)構(gòu)　　8.1.1　線性表　　8.1.2　棧和隊列　　8.1.3　串　8.2　數(shù)組、矩陣和廣義表　　8.2.1  數(shù)組　　8.2.2　矩陣　　8.2.3　廣義表  8.3　樹　　8.3.1　樹與二叉樹的定義　　8.3.2　二叉樹的性質(zhì)與存儲結(jié)構(gòu)　　8.3.3　二叉樹的遍歷　　8.3.4　線索二叉樹　　8.3.5　最優(yōu)二叉樹　　8.3.6　樹和森林  8.4　圖　　8.4.1　圖的定義與存儲　　8.4.2　圖的遍歷　　8.4.3　生成樹及最小生成樹　　8.4.4　拓?fù)渑判蚝完P(guān)鍵路徑　　8.4.5　最短路徑  8.5  查找　　8.5.1　查找的基本概念　　8.5.2　靜態(tài)查找表的查找方法　　8.5.3　動態(tài)查找表　　8.5.4　哈希表　8.6　排序　　8.6.1　排序的基本概念　　8.6.2　簡單排序　　8.6.3　希爾排序　　8.6.4　快速排序　　8.6.5　堆排序　　8.6.6　歸并排序　　8.6.7　基數(shù)排序　　8.6.8  內(nèi)部排序方法小結(jié)　　8.6.9　外部排序第9章　算法設(shè)計與分析　9.1  算法設(shè)計與分析的基本概念　　9.1.1  算法　　9.1.2　算法設(shè)計　　9.1.3　算法分析　　9.1.4　算法的表示　9.2　算法分析基礎(chǔ)　　9.2.1　時間復(fù)雜性　　9.2.2　漸進符號　　9.2.3　遞歸式　9.3  分治法　　9.3.1　遞歸的概念　　9.3.2　分治法的基本思想　　9.3.3  分治法的典型實例　9.4　動態(tài)規(guī)劃法　　9.4.1　動態(tài)規(guī)劃法的基本思想　　9.4.2　動態(tài)規(guī)劃法的典型實例　9.5　貪心法　　9.5.1　貪心法的基本思想　　9.5.2　貪心法的典型實例　9.6　回溯法　　9.6.1  回溯法的算法框架　　9.6.2　回溯法的典型實例　9.7　分支限界法　9.8　概率算法　9.9　近似算法  9.10　NP完全性理論第10章　面向?qū)ο蠹夹g(shù)  10.1　面向?qū)ο蟮幕靖拍? 10.2　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計　　10.2.1　面向?qū)ο蟮暮锰帯　?0.2.2　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言　　10.2.3　程序設(shè)計語言中的OOP機制　　10.2.4　面向?qū)ο蟮某绦? 10.3　面向?qū)ο箝_發(fā)技術(shù)　　10.3.1　面向?qū)ο蠓治觥　?0.3.2　面向?qū)ο笤O(shè)計　　10.3.3　面向?qū)ο鬁y試  10.4　面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計方法　　10.4.1　Peter Coad和Edward Yourdon的OOA和OOD方法　　10.4.2　Booch的OOD方法　　10.4.3　0MT方法　　10.4.4　UML概述  10.5　設(shè)計模式　　10.5.1　設(shè)計模式的要素　　10.5.2　創(chuàng)建型設(shè)計模式　　10.53　結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式　　10.5.4　行為設(shè)計模式第11章　標(biāo)準(zhǔn)化和軟件知識產(chǎn)權(quán)基礎(chǔ)知識  11.1　標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)知識　　11.1.1　標(biāo)準(zhǔn)化的基本概念　　11.1.2　信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化　　11.1.3　標(biāo)準(zhǔn)化組織　　11.1.4　IS0 9000標(biāo)準(zhǔn)簡介　　11.1.5　IS0／IEC 15504過程評估標(biāo)準(zhǔn)簡介  11.2　知識產(chǎn)權(quán)基礎(chǔ)知識　　11.2.1  知識產(chǎn)權(quán)基本概念　　11.2.2　計算機軟件著作權(quán)　　11.2.3　計算機軟件的商業(yè)秘密權(quán)　　11.2.4　專利權(quán)概述　　11.2.5　企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)的保護第12章　軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計　12.1　結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計　　12.1.1  需求說明　　12.1.2　結(jié)構(gòu)化分析　　12.1.3　總體設(shè)計　　12.1.4　詳細(xì)設(shè)計　12.2　數(shù)據(jù)庫分析與設(shè)計　　12.2.1  數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟　　12.2.2　需求分析　　12.2.3　概念結(jié)構(gòu)設(shè)計　　12.2.4　邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計　　12.2.5　數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計　　12.2.6　數(shù)據(jù)庫實施與維護　　12.2.7　案例分析　12.3　面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計　　12.3.1　面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的步驟　　12.3.2　需求說明　　12.3.3　建模用例　　12.3.4　建?；顒印　?2.3.5　設(shè)計類圖　　12.3.6　建模對象狀態(tài)　　12.3.7　建模序列圖　12.4　算法分析與設(shè)計　　12.4.1　算法與軟件系統(tǒng)　　12.4.2　算法設(shè)計過程　　12.4.3　算法問題類型　　12.4.4　現(xiàn)代優(yōu)化計算方法　12.5　面向過程的程序設(shè)計與實現(xiàn)　　12.5.1  指針類型　　12.5.2　指針與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　12.5.3　C語言實現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計思路　12.6　面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計與實現(xiàn)　　12.6.1　設(shè)計與實現(xiàn)方法　　12.6.2　設(shè)計模式的應(yīng)用

章節(jié)摘錄

　　第1章　計算機系統(tǒng)知識　　1.1　計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)知識　　1.1.1　計算機系統(tǒng)硬件基本組成　　計算機的基本硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部件組成。運算器、控制器等部件被集成在一起統(tǒng)稱為中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）。CPU是硬件系統(tǒng)的核心，用于數(shù)據(jù)的加工處理，能完成各種算術(shù)、邏輯運算及控制功能。存儲器是計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，分為內(nèi)部存儲器和外部存儲器。前者速度高、容量小，一般用于臨時存放程序、數(shù)據(jù)及中間結(jié)果。而后者容量大、速度慢，可以長期保存程序和數(shù)據(jù)。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備合稱為外部設(shè)備（簡稱外設(shè)），輸入設(shè)備用于輸入原始數(shù)據(jù)及各種命令，而輸出設(shè)備則用于輸出計算機運行的結(jié)果?！　?.1.2　中央處理單元　　1.CPU的功能　　（1）程序控制。CPU通過執(zhí)行指令來控制程序的執(zhí)行順序，這是CPU的重要職能。　?。?）操作控制。一條指令功能的實現(xiàn)需要若干操作信號來完成，CPU產(chǎn)生每條指令的操作信號并將操作信號送往不同的部件，控制相應(yīng)的部件按指令的功能要求進行操作?！　。?）時間控制。CPU對各種操作進行時間上的控制，這就是時間控制。CPU對每條指令的整個執(zhí)行時間要進行嚴(yán)格控制。同時，指令執(zhí)行過程中操作信號的出現(xiàn)時間、持續(xù)時間及出現(xiàn)的時間順序都需要進行嚴(yán)格控制?！　。?）數(shù)據(jù)處理。CPU通過對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算及邏輯運算等方式進行加工處理，數(shù)據(jù)加工處理的結(jié)果被人們所利用。所以，對數(shù)據(jù)的加工處理是CPU最根本的任務(wù)。

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