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本书作为中级职称的软考指定教材，具有比较权威的指导意义。本书根据《软件设计师考试大纲》的重点内容，阐述了12章的内容，考生在学习教材内容的同时，还须对照考试大纲（2014版），认真学习和复习大纲的知识点。

本书是在《软件设计师考试大纲》的指导下，对《软件设计师教程（第三版）（修订版）》进行了认真 修编，部分章节重写后形成的。在本书中，强化了软件工程部分的知识，增加了Web应用系统分析与设计知识。

本书适合参加本书考试的考生和大学在校生作为教材。

目录

第1章 计算机系统知识. 1

1.1 计算机系统基础知识. 1

1.1.1 计算机系统硬件基本组成 1

1.1.2 中央处理单元. 1

1.1.3 数据表示. 4

1.1.4 校验码. 9

1.2 计算机体系结构. 11

1.2.1 计算机体系结构的发展. 11

1.2.2 存储系统. 19

1.2.3 输入/输出技术. 29

1.2.4 总线结构. 33

1.3 安全性、可靠性与系统性能评测基础知识 34

1.3.1 计算机安全概述. 34

1.3.2 加密技术和认证技术. 37

1.3.3 计算机可靠性. 45

1.3.4 计算机系统的性能评价. 47

第2章 程序设计语言基础知识. 52

2.1 程序设计语言概述. 52

2.1.1 程序设计语言的基本概念 52

2.1.2 程序设计语言的基本成分 56

2.2 语言处理程序基础. 62

2.2.1 汇编程序基本原理. 62

2.2.2 编译程序基本原理. 64

2.2.3 解释程序基本原理. 91

第3章 操作系统知识. 94

3.1 操作系统基础知识. 94

3.1.1 操作系统的定义与作用. 94

3.1.2 操作系统的特征与功能. 94

3.1.3 操作系统的发展及分类. 95

3.2 处理机管理. 98

3.2.1 基本概念. 98

3.2.2 进程的控制. 102

3.2.3 进程间的通信. 102

3.2.4 管程. 106

3.2.5 进程调度. 108

3.2.6 死锁. 110

3.2.7 线程. 114

3.3 存储管理. 115

3.3.1 基本概念. 115

3.3.2 存储管理方案. 116

3.3.3 分页存储管理. 118

3.3.4 分段存储管理. 120

3.3.5 段页式存储管理. 122

3.3.6 虚拟存储管理. 122

3.4 设备管理. 128

3.4.1 设备管理概述. 128

3.4.2 I/O软件. 129

3.4.3 设备管理采用的相关缓冲技术 130

3.4.4 磁盘调度. 132

3.5 文件管理. 134

3.5.1 文件与文件系统. 135

3.5.2 文件的结构和组织. 136

3.5.3 文件目录. 137

3.5.4 存取方法和存储空间的管理 139

3.5.5 文件的使用. 141

3.5.6 文件的共享和保护. 141

3.5.7 系统的安全与可靠性. 143

3.6 作业管理. 145

3.6.1 作业与作业控制. 145

3.6.2 作业调度. 146

3.6.3 用户界面. 147

3.7 网络与嵌入式操作系统基础知识 148

3.7.1 网络操作系统. 148

3.7.2 嵌入式操作系统. 149

3.8 UNIX操作系统实例. 150

3.8.1 UNIX操作系统. 150

3.8.2 UNIX文件系统. 150

3.8.3 UNIX进程与存储管理. 152

3.8.4 UNIX设备管理. 152

3.8.5 shell程序. 154

第4章 软件工程基础知识. 159

4.1 软件工程概述. 159

4.1.1 计算机软件. 160

4.1.2 软件工程基本原理. 161

4.1.3 软件生存周期. 163

4.1.4 软件过程. 164

4.2 软件过程模型. 168

4.2.1 瀑布模型（Waterfall Model） 168

4.2.2 增量模型（Incremental Model） 170

4.2.3 演化模型（Evolutionary Model） 170

4.2.4 喷泉模型（Water Fountain Model） 173

4.2.5 基于构件的开发模型（Component-
based Development Model） 173

4.2.6 形式化方法模型（Formal Methods Model） 174

4.3 软件开发方法. 174

4.3.1 结构化方法. 174

4.3.2 Jackson方法. 175

4.3.3 原型方法. 175

4.3.4 面向对象方法. 175

4.3.5 敏捷方法. 176

4.4 软件工具与软件开发环境. 177

4.4.1 软件工具. 177

4.4.2 软件开发环境. 179

4.5 软件项目管理. 180

4.5.1 软件项目管理设计的范围 180

4.5.2 软件项目估算. 182

4.5.3 进度管理. 185

4.5.4 软件项目的组织. 188

4.5.5 软件质量管理. 190

4.5.6 软件配置管理. 197

4.6 风险管理. 199

4.6.1 软件风险. 199

4.6.2 风险识别. 200

4.6.3 风险预测. 201

4.6.4 风险评估. 202

4.6.5 风险控制. 202

4.7 软件度量. 203

4.7.1 软件度量分类. 203

4.7.2 软件复杂性度量. 205

第5章 系统开发与运行. 207

5.1 系统分析与设计概述. 207

5.1.1 系统分析概述. 207

5.1.2 系统设计的基本原理. 208

5.1.3 系统设计的内容和步骤. 211

5.1.4 系统总体结构设计. 212

5.1.5 系统文档. 217

5.2 需求分析与需求工程. 218

5.2.1 软件需求. 218

5.2.2 需求分析原则. 219

5.2.3 需求工程. 219

5.2.4 需求建模. 220

5.2.5 需求规约与验证. 221

5.2.6 需求管理. 222

5.3 结构化分析方法. 223

5.3.1 结构化分析方法概述. 223

5.3.2 数据流图. 223

5.3.3 数据字典（DD）. 233

5.4 结构化设计方法. 235

5.4.1 结构图. 235

5.4.2 结构化设计的步骤. 235

5.4.3 数据流图到软件体系结构的
映射. 236

5.5 Web应用系统分析与设计. 238

5.5.1 WebApp的特性. 238

5.5.2 Web应用系统分析模型. 239

5.6 用户界面设计. 242

5.6.1 用户界面设计的黄金原则 242

5.6.2 用户界面的分析与设计. 244

5.6.3 用户界面设计问题. 245

5.7 测试基础知识. 247

5.7.1 系统测试与调试. 247

5.7.2 传统软件的测试策略. 249

5.7.3 测试方法. 256

5.7.4 调试. 259

5.7.5 测试Web应用系统. 261

5.8 系统运行和维护知识. 262

5.8.1 系统转换. 262

5.8.2 系统维护概述. 264

5.8.3 系统评价. 267

第6章 网络与多媒体基础知识. 269

6.1 网络概述. 269

6.1.1 计算机网络的概念. 269

6.1.2 计算机网络的分类. 272

6.1.3 网络的拓扑结构. 273

6.1.4 ISO/OSI网络体系结构. 275

6.2 网络互连硬件. 278

6.2.1 网络的设备. 278

6.2.2 网络的传输介质. 281

6.2.3 组建网络. 283

6.3 网络的协议与标准. 286

6.3.1 网络的标准. 286

6.3.2 局域网协议. 288

6.3.3 广域网协议. 293

6.3.4 TCP/IP协议族. 296

6.4 Internet及应用. 301

6.4.1 Internet概述. 302

6.4.2 Internet地址. 302

6.4.3 Internet服务. 310

6.5 网络安全. 316

6.5.1 网络安全概述. 316

6.5.2 网络的信息安全. 318

6.5.3 防火墙技术. 322

6.6 多媒体的基本概念. 328

6.6.1 虚拟现实基本概念. 330

6.6.2 声音. 332

6.6.3 图形和图像. 337

6.6.4 动画和视频. 344

6.7 多媒体网络. 351

6.7.1 超文本与超媒体. 352

6.7.2 流媒体. 353

6.8 多媒体计算机系统. 355

6.8.1 多媒体计算机硬件系统. 355

6.8.2 多媒体计算机软件系统. 356

第7章 数据库技术基础. 359

7.1 基本概念. 359

7.1.1 数据库与数据库管理系统 359

7.1.2 DBMS的功能. 360

7.1.3 DBMS的特征及分类. 361

7.1.4 数据库系统的体系结构. 362

7.1.5 数据库的三级模式结构. 365

7.1.6 大数据. 367

7.2 数据模型. 370

7.2.1 数据模型的基本概念. 370

7.2.2 数据模型的三要素. 370

7.2.3 E-R模型. 370

7.2.4 层次模型. 376

7.2.5 网状模型. 378

7.2.6 关系模型. 380

7.2.7 面向对象模型. 381

7.3 关系代数. 382

7.3.1 关系数据库的基本概念. 382

7.3.2 5种基本的关系代数运算 387

7.3.3 扩展的关系代数运算. 389

7.4 关系数据库SQL语言简介. 397

7.4.1 SQL数据库体系结构. 398

7.4.2 SQL的基本组成. 398

7.4.3 SQL数据定义. 399

7.4.4 SQL数据查询. 404

7.4.5 SQL数据更新. 412

7.4.6 SQL访问控制. 413

7.4.7 嵌入式SQL 415

7.5 关系数据库的规范化. 416

7.5.1 函数依赖. 416

7.5.2 规范化. 417

7.5.3 模式分解及分解应具有的特性 419

7.6 数据库的控制功能. 420

7.6.1 事务管理. 420

7.6.2 数据库的备份与恢复. 421

7.6.3 并发控制. 422

第8章 数据结构. 425

8.1 线性结构. 425

8.1.1 线性表. 425

8.1.2 栈和队列. 430

8.1.3 串. 434

8.2 数组、矩阵和广义表. 439

8.2.1 数组. 439

8.2.2 矩阵. 441

8.2.3 广义表. 442

8.3 树. 443

8.3.1 树与二叉树的定义. 444

8.3.2 二叉树的性质与存储结构 445

8.3.3 二叉树的遍历. 448

8.3.4 线索二叉树. 451

8.3.5 最优二叉树. 452

8.3.6 树和森林. 456

8.4 图. 459

8.4.1 图的定义与存储. 459

8.4.2 图的遍历. 463

8.4.3 生成树及最小生成树. 466

8.4.4 拓扑排序和关键路径. 468

8.4.5 最短路径. 471

8.5 查找. 473

8.5.1 查找的基本概念. 473

8.5.2 静态查找表的查找方法. 474

8.5.3 动态查找表. 478

8.5.4 哈希表. 485

8.6 排序. 489

8.6.1 排序的基本概念. 489

8.6.2 简单排序. 490

8.6.3 希尔排序. 491

8.6.4 快速排序. 493

8.6.5 堆排序. 494

8.6.6 归并排序. 496

8.6.7 基数排序. 497

8.6.8 内部排序方法小结. 498

8.6.9 外部排序. 499

第9章 算法设计与分析. 503

9.1 算法设计与分析的基本概念. 503

9.1.1 算法. 503

9.1.2 算法设计. 503

9.1.3 算法分析. 504

9.1.4 算法的表示. 504

9.2 算法分析基础. 504

9.2.1 时间复杂度. 504

9.2.2 渐进符号. 505

9.2.3 递归式. 506

9.3 分治法. 509

9.3.1 递归的概念. 509

9.3.2 分治法的基本思想. 510

9.3.3 分治法的典型实例. 510

9.4 动态规划法. 514

9.4.1 动态规划法的基本思想. 514

9.4.2 动态规划法的典型实例. 515

9.5 贪心法. 520

9.5.1 贪心法的基本思想. 520

9.5.2 贪心法的典型实例. 521

9.6 回溯法. 524

9.6.1 回溯法的算法框架. 524

9.6.2 回溯法的典型实例. 527

9.7 其他算法. 532

9.7.1 分支限界法. 532

9.7.2 概率算法. 533

9.7.3 近似算法. 535

第10章 面向对象技术. 536

10.1 面向对象基础. 536

10.1.1 面向对象的基本概念. 536

10.1.2 面向对象分析. 539

10.1.3 面向对象设计. 540

10.1.4 面向对象程序设计. 541

10.1.5 面向对象测试. 546

10.2 UML 547

10.2.1 事物. 547

10.2.2 关系. 549

10.2.3 UML中的图. 550

10.3 设计模式. 561

10.3.1 设计模式的要素. 561

10.3.2 创建型设计模式. 562

10.3.3 结构型设计模式. 567

10.3.4 行为设计模式. 576

10.3.5 应用举例. 590

第11章 标准化和软件知识产权基础知识 594

11.1 标准化基础知识. 594

11.1.1 标准化的基本概念. 594

11.1.2 信息技术标准化. 602

11.1.3 标准化组织. 604

11.1.4 ISO 9000标准简介. 608

11.1.5 ISO/IEC 15504过程评估标准
简介. 610

11.2 知识产权基础知识. 612

11.2.1 知识产权基本概念. 612

11.2.2 计算机软件著作权. 616

11.2.3 计算机软件的商业秘密权 627

11.2.4 专利权概述. 629

11.2.5 企业知识产权的保护. 634

第12章 软件系统分析与设计. 637

12.1 结构化分析与设计. 637

12.1.1 需求说明. 639

12.1.2 结构化分析. 639

12.1.3 总体设计. 641

12.1.4 详细设计. 642

12.2 数据库分析与设计. 643

12.2.1 数据库设计的步骤. 643

12.2.2 需求分析. 643

12.2.3 概念结构设计. 645

12.2.4 逻辑结构设计. 648

12.2.5 数据库的物理设计. 650

12.2.6 数据库的实施与维护. 653

12.2.7 案例分析. 656

12.3 面向对象分析与设计. 661

12.3.1 面向对象分析与设计的步骤 661

12.3.2 需求说明. 662

12.3.3 建模用例. 663

12.3.4 建模活动. 664

12.3.5 设计类图. 666

12.3.6 建模对象状态. 666

12.3.7 建模序列图. 668

12.4 算法分析与设计. 669

12.4.1 C程序设计语言与实现 670

12.4.2 算法设计与实现. 683

12.5 面向对象的程序设计与实现. 695

12.5.1 设计与实现方法. 695

12.5.2 设计模式的应用. 696