軟件設計師考試考點分析與真題詳解(第4版)（簡體書）

《軟件設計師考試考點分析與真題詳解(第4版)》由希賽教育軟考學院編寫，在參考和分析計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試歷年試題的基礎上，著重對新版的考試大綱內容有重點地進行了細化和深化，是此考試中軟件設計師級別的考試輔導用書。《軟件設計師考試考點分析與真題詳解(第4版)》分為“計算機與軟件工程知識篇”和“軟件設計技術篇”兩篇，內容涵蓋了最新的軟件設計師考試大綱的所有知識點，書中選取了2008-2011年的軟件設計師試題中的重點和難點部分，并進行了詳細的分析和解答。
準備參加考試的人員可通過閱讀《軟件設計師考試考點分析與真題詳解(第4版)》掌握考試大綱規定的知識，把握考試重點和難點，熟悉考試方法、試題形式、試題的深度和廣度，以及解答問題的方法和技巧等。

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多次改版的精益求精：《軟件設計師考試考點分析與真題詳解(第4版)》第1版于2005年2月發行，第2版于2007年9月發行，第3版于2009年3月發行，多次重印，深受廣大讀者朋友的厚愛。本次修訂根據最新的考試大綱和軟件設計師考試的發展趨勢，以及書籍出版後讀者的反饋意見，對《軟件設計師考試考點分析與真題詳解(第4版)》進行了一定程度的修訂，改正了原書中的一些印刷錯誤，增加了201 1年上半年的試題詳解，從總體上縮減了書籍內容。
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第1章 數據結構基礎 2
1.1 線性表 2
1.1.1 棧 4
1.1.2 隊列 5
1.1.3 稀疏矩陣 5
1.1.4 字符串 6
1.2 樹和二叉樹 7
1.2.1 樹 7
1.2.2 二叉樹 8
1.2.3 二叉排序樹 10
1.2.4 平衡二叉樹 12
1.2.5 線索樹 12
1.2.6 最優二叉樹 12
1.3 圖 14
1.3.1 圖的基礎知識 14
1.3.2 最小生成樹 16
1.3.3 最短路徑 17
1.3.4 拓撲排序 18
1.3.5 關鍵路徑 18
1.4 排序 20
1.4.1 插入排序 20
1.4.2 選擇排序 21
1.4.3 交換排序 24
1.4.4 歸并排序 25
1.4.5 基數排序 26
1.4.6 算法復雜性比較 27
1.5 查找 27
1.5.1 順序查找 28
1.5.2 二分法查找 28
1.5.3 分塊查找 29
1.5.4 散列表 29
1.6 例題分析 32

第2章 程序語言基礎知識 37
2.1 匯編系統基本原理 38
2.1.1 機器語言與匯編語言 38
2.1.2 匯編程序 38
2.1.3 裝配程序 40
2.1.4 宏指令 40
2.2 編譯系統基本原理 41
2.2.1 編譯概述 41
2.2.2 形式語言基本知識 42
2.2.3 詞法分析 44
2.2.4 語法分析 47
2.2.5 語法翻譯 51
2.2.6 代碼生成 54
2.3 解釋系統基本原理 56
2.4 程序語言的數據類型 57
2.4.1 基本數據類型 58
2.4.2 結構化數據類型 60
2.4.3 抽象的數據類型 61
2.4.4 類型和錯誤檢查 62
2.5 程序語言的控制結構 64
2.5.1 表達式 64
2.5.2 語句間的順序控制 65
2.5.3 過程控制 67
2.6 程序語言的種類、特點及適用范圍 69
2.7 例題分析 70

第3章 操作系統基礎知識 73
3.1 操作系統的功能、類型和層次結構 73
3.2 處理機管理（進程管理） 74
3.3 存儲管理 78
3.4 設備管理 81
3.5 文件管理 82
3.6 作業管理 84
3.7 網絡操作系統 85
3.8 嵌入式操作系統 87
3.8.1 嵌入式操作系統概述 87
3.8.2 常用的嵌入式操作系統 88
3.9 例題分析 91

第4章 軟件工程基礎知識 93
4.1 軟件生命周期與軟件開發模型 93
4.1.1 軟件危機與軟件工程 93
4.1.2 軟件生命周期 94
4.1.3 軟件開發模型 95
4.2 主要軟件開發方法 102
4.2.1 結構化分析和設計 103
4.2.2 面向數據結構的設計 105
4.2.3 例題分析 106
4.2.4 面向對象的分析與設計 108
4.3 軟件測試與軟件維護 113
4.3.1 軟件測試 113
4.3.2 軟件維護 117
4.4 軟件工具與軟件開發環境 118
4.4.1 軟件工具 118
4.4.2 軟件開發環境 119
4.5 軟件質量保證 119
4.5.1 軟件質量 119
4.5.2 軟件質量特性 120
4.5.3 軟件質量保證 122
4.5.4 軟件工程標準和軟件文檔 123
4.6 軟件項目管理 124
4.6.1 軟件項目管理的內容 124
4.6.2 軟件項目管理的3個階段 125
4.6.3 軟件項目估算 126
4.6.4 軟件項目組織與計劃 129
4.6.5 風險管理 133
4.7 例題分析 134

第5章 數據庫系統 143
5.1 數據庫管理系統的功能和特征 143
5.2 數據庫模型 144
5.2.1 數據庫系統的三級結構 144
5.2.2 數據庫系統的三級模式 145
5.2.3 數據庫系統兩級獨立性 146
5.3 數據模型 146
5.3.1 數據模型的分類 146
5.3.2 關系模型 147
5.3.3 關系規范化理論 148
5.4 數據操作 149
5.4.1 集合運算 149
5.4.2 關系運算 151

5.5 數據庫語言 153
5.5.1 數據定義 154
5.5.2 數據查詢 155
5.5.3 數據更新 158
5.5.4 視圖 159
5.5.5 數據控制 160
5.6 數據庫的控制功能 160
5.6.1 并發控制 161
5.6.2 數據恢復 162
5.6.3 安全性 163
5.6.4 完整性 165
5.7 數據倉庫與數據挖掘 167
5.7.1 數據倉庫的概念 167
5.7.2 數據倉庫的結構 168
5.7.3 數據挖掘技術概述 170
5.7.4 數據挖掘的功能 172
5.7.5 數據挖掘常用技術 172
5.7.6 數據挖掘的流程 174
5.8 分布式數據庫 175
5.9 例題分析 177

第6章 多媒體技術及其應用 179
6.1 多媒體技術基本概念 179
6.2 數據壓縮標準 180
6.3 圖形圖像 183
6.4 音頻 184
6.5 視頻 185
6.6 例題分析 186

第7章 計算機的體系結構和主要部件 188
7.1 機內代碼及運算 188
7.1.1 數的進制 188
7.1.2 原碼、反碼、補碼、移碼 189
7.1.3 定點數和浮點數 190
7.1.4 BCD碼及其運算 191
7.1.5 文字符號的編碼 191
7.1.6 校驗碼概述 193
7.1.7 奇偶校驗 193
7.1.8 海明碼和恒比碼 194
7.1.9 循環冗余校驗碼 195
7.2 中央處理器、存儲器 196
7.2.1 中央處理器 196
7.2.2 內存 197
7.2.3 外存 199
7.2.4 時序產生器和控制方式 199
7.3 輸入/輸出及其控制 200
7.3.1 輸入/輸出設備一覽 200
7.3.2 輸入/輸出控制器 201
7.3.3 外設的識別 201
7.3.4 外設的訪問 202
7.3.5 常見輸入/輸出接口 205
7.3.6 聯機、脫機和假脫機 206
7.4 總線結構、指令流和數據流 207
7.4.1 三態門 207
7.4.2 總線 207
7.4.3 常見的個人計算機系統總線的比較 208
7.4.4 總線仲裁 209
7.4.5 指令流、數據流和計算機的分類 211
7.5 流水線技術 212
7.5.1 流水線 212
7.5.2 影響流水線效率的因素 213
7.6 精簡指令計算機 214
7.6.1 指令系統 214
7.6.2 CISC和RISC 216
7.6.3 RISC結構特點 217
7.7 并行處理技術和并行處理機 218
7.7.1 概念 218
7.7.2 并行性的等級 219
7.7.3 提高計算機并行性的措施 219
7.7.4 并行處理機 220
7.8 多處理機系統 221
7.8.1 訪問存儲器方式 222
7.8.2 互聯方式 224
7.8.3 多處理機的特點 225
7.9 例題分析 225

第8章 存儲器系統 228
8.1 主存儲器 228
8.1.1 主要知識點 228
8.2 輔助存儲器 229
8.2.1 磁帶存儲器 229
8.2.2 磁盤存儲器 230
8.2.3 RAID存儲器 230
8.2.4 光盤存儲器 231
8.3 Cache存儲器 231
8.3.1 主要知識點 232
8.4 例題分析 232

第9章 安全性、可靠性與系統性能評測 235
9.1 數據安全與保密 235
9.1.1 數據加密算法 236
9.1.2 身份認證技術 237
9.1.3 信息網絡安全協議 238
9.1.4 防火墻技術 240
9.2 診斷與容錯 241
9.2.1 診斷技術 241
9.2.2 容錯技術 243
9.3 系統可靠性評價和系統性能評價方法 244
9.3.1 系統可靠性評價的組合模型 244
9.3.2 系統可靠性評價的馬爾柯夫模型 245
9.3.3 系統性能評價 246
9.4 例題分析 250

第10章 網絡基礎知識 252
10.1 網絡的功能、分類與組成 252
10.1.1 計算機網絡的分類 252
10.1.2 按工作模式分類 254
10.1.3 計算機網絡的組成 255
10.2 網絡協議與標準 260
10.2.1 OSI網絡層次參考模型 260
10.2.2 局域網協議 265
10.2.3 廣域網協議 267
10.2.4 互聯網協議 270
10.3 網絡結構與通信 270
10.3.1 總線型拓撲結構 270
10.3.2 星型拓撲結構 270
10.3.3 環型拓撲結構 271
10.3.4 其他拓撲結構 271
10.3.5 拓撲結構的選擇 272
10.4 三層結構 272
10.4.1 主機模式 272
10.4.2 客戶/服務器模式 272
10.4.3 三層結構與B/S模式 273
10.5 Internet和Intranet初步 274
10.5.1 Internet絡協議 275
10.5.2 Internet應用 278
10.5.3 Intranet初步 279
10.6 網絡管理初步 280
10.6.1 網絡管理標準 280
10.6.2 網絡管理系統 281
10.7 例題分析 282

第11章 軟件的知識產權保護 284
11.1 著作權法及實施條例 284
11.1.1 著作權法客體 284
11.1.2 著作權法主體 285
11.1.3 著作權 285
11.2 計算機軟件保護條例 286
11.2.1 條例保護對象 286
11.2.2 著作權人確定 287
11.2.3 軟件著作權 287
11.3 商標法及實施條例 288
11.3.1 注冊商標 288
11.3.2 注冊商標專用權保護 289
11.3.3 注冊商標使用的管理 289
11.4 專利法及實施細則 289
11.4.1 專利法的保護對象 290
11.4.2 確定專利權人 290
11.4.3 專利權 291
11.5 反不正當競爭法 291
11.5.1 什么是不正當競爭 292
11.5.2 商業秘密 292
11.6 例題分析 293

第12章 軟件新技術簡介 294
12.1 CMM與軟件過程改進 294
12.1.1 CMM基本概念 294
12.1.2 CMM的基本框架 295
12.1.3 軟件過程評估和軟件能力評價 298
12.1.4 CMMI綜述 299
12.1.5 PSP、TSP、CMM之間的關系 301
12.2 可擴展標記語言 302
12.2.1 SGML、HTML與XML的比較 302
12.2.2 XML語法簡介 303
12.2.3 XML的應用 303
12.3 工作流 304
12.3.1 工作流概述 304
12.3.2 工作流系統實現 305
12.4 極限編程 309
12.4.1 解析極限編程 309
12.4.2 四大價值觀 310
12.4.3 5個原則 312
12.4.4 12個最佳實踐 312
12.5 WebService 317
12.5.1 WebService簡介 318
12.5.2 WebService的實現 318
12.5.3 WebService的應用 319
12.6 例題分析 319

第13章 計算機專業英語 321
13.1 綜述 321
13.2 試卷分析 321
13.3 例題分析 322
13.4 閱讀素材 323
13.5 計算機專業英語詞匯及縮略語精選 326
13.5.1 常見計算機詞匯 326
13.5.2 常見計算機縮略語 333

第14章 信息化基礎知識 338
14.1 信息與信息化 338
14.1.1 信息的定義及其特性 338
14.1.2 信息化 339
14.1.3 信息化對組織的意義 340
14.1.4 組織對信息化的需求 341
14.2 政府信息化與電子政務 342
14.2.1 政府信息化的概念、作用及意義 342
14.2.2 我國政府信息化的歷程和策略 343
14.2.3 電子政務的概念、內容和技術形式 346
14.2.4 電子政務的應用領域 349
14.2.5 電子政務建設的過程模式和技術模式 349
14.3 企業信息化與電子商務 352
14.3.1 企業信息化的概念、目的、規劃、方法 352
14.3.2 企業資源規劃（ERP）的結構和功能 355
14.3.3 客戶關系管理（CRM）在企業的應用 357
14.3.4 企業門戶 360
14.3.5 企業應用集成 362
14.3.6 供應鏈管理（SCM）的思想 364
14.3.7 商業智能（BI） 365
14.3.8 電子商務的類型、標準 368
14.4 信息資源管理 370
14.5 信息化的有關政策、法規和標準 372
14.6 例題分析 373

第15章 信息系統基礎知識 374
15.1 信息系統 374
15.1.1 信息系統的概念 374
15.1.2 信息系統的功能 375
15.1.3 信息系統的類型 378
15.1.4 信息系統的發展 379
15.2 信息系統建設 382
15.2.1 信息系統建設的復雜性 382
15.2.2 信息系統的生命周期 384
15.2.3 信息系統建設的原則 385
15.2.4 信息系統開發方法 386
15.3 例題分析 389

第16章 標準化知識 391
16.1 標準化概述 391
16.1.1 標準化的基本概念 391
16.1.2 標準化的發展 393
16.2 標準的層次 394
16.3 編碼標準 395
16.4 文件格式標準 397
16.5 信息安全標準 397
16.5.1 國際信息安全等級標準 397
16.5.2 國際信息技術安全標準 398
16.5.3 中國的信息安全標準 399
16.6 軟件開發規范和文檔標準 400
16.7 標準化機構 401
16.8 例題分析 404

第17章 軟件設計概述 407
17.1 軟件設計基本原則 407
17.1.1 信息隱蔽 407
17.1.2 模塊獨立性 407
17.2 結構化設計方法 411
17.2.1 系統結構圖中的模塊 411
17.2.2 系統結構圖中的主要成分 412
17.2.3 常用的系統結構圖 413
17.3 面向對象設計 416
17.3.1 面向對象的概念 416
17.3.2 面向對象分析方法 417
17.3.3 面向對象設計 418
17.4 用戶界面設計 422
17.5 設計評審 423

第18章 數據流圖設計 425
18.1 數據流圖 425
18.1.1 數據流圖基本圖形符號 425
18.1.2 數據流圖設計要略 426
18.1.3 數據字典 427
18.1.4 分層數據流圖 428
18.1.5 分層數據流圖的解答要點 428
18.2 系統流程圖 429
18.2.1 系統流程圖基本處理 429
18.2.2 系統流程圖解題要點 429
18.3 程序流程圖 430
18.3.1 程序流程圖的控制結構 430
18.3.2 程序流程圖解題要點 430
18.4 歷年例題分析 431

第19章 數據設計 437
19.1 數據設計的步驟和原則 437
19.1.1 數據設計步驟 437
19.1.2 數據設計原則 437
19.2 數據字典 438
19.3 數據字典設計 438
19.3.1 數據流設計 438
19.3.2 數據元素字典設計 439
19.3.3 數據處理字典設計 440
19.3.4 數據結構字典設計 441
19.3.5 數據存儲設計 441
19.4 設計數據的邏輯描述 442
19.5 數據設計的邏輯分析工具 442
19.5.1 結構化語言 442
19.5.2 判定表（DecisionTable） 443
19.5.3 判定樹（DecisionTree） 444
19.6 數據保護性設計 444

第20章 測試用例設計 445
20.1 軟件測試概述 445
20.2 邊界值分析及用例設計 446
20.3 等價類劃分及用例設計 447
20.4 語句覆蓋及用例設計 449
20.5 判定覆蓋及用例設計 450
20.6 條件覆蓋及用例設計 451
20.7 判定/條件覆蓋及用例設計 452
20.8 條件組合覆蓋及用例設計 453
20.9 路徑測試及用例設計 454

第21章 軟件界面設計 455
21.1 輸入/輸出的識別與分類 455
21.2 理解用戶界面 455
21.3 界面設計指導原則 456

第22章 軟件界面設計 459
22.1 UML概述 459
22.1.1 UML是什么 459
22.1.2 UML的發展歷史 459
22.1.3 UML結構 460
22.1.4 UML的主要特點 461
22.1.5 UML的應用領域 461
22.2 用例圖 462
22.2.1 用例基本概念 462
22.2.2 構建用例模型 464
22.2.3 用例的粒度 467
22.3 類圖和對象圖 468
22.3.1 類與類圖的基本概念 468
22.3.2 構建概念模型 470
22.3.3 類模型的發展 472
22.4 組合結構圖 472
22.5 狀態圖 472
22.6 活動圖 473
22.7 交互圖 475
22.7.1 順序圖 475
22.7.2 通信圖（協作圖） 476
22.7.3 時序圖 476
22.7.4 交互概況圖 477
22.8 構件圖 478
22.9 包圖 479
22.1 0部署圖 479
22.1 1例題分析 480

第23章 數據庫設計 483
23.1 數據的規范化 483
23.1.1 函數依賴 483
23.1.2 碼 483
23.1.3 1NF 484
23.1.4 2NF 484
23.1.5 3NF 484
23.1.6 BCNF 485
23.1.7 多值依賴和4NF 485
23.1.8 非規范化處理 485
23.2 數據庫設計概述 486
23.2.1 數據庫設計特點 486
23.2.2 數據庫設計方法 487
23.2.3 數據庫設計的基本步驟 490
23.3 需求分析 492
23.3.1 需求分析的任務 492
23.3.2 確定設計目標 494
23.3.3 數據收集與分析 494
23.3.4 面向數據的方法 495
23.3.5 需求說明書 498
23.4 概念結構設計 500
23.4.1 概念結構 501
23.4.2 概念結構設計的方法和步驟 501
23.4.3 數據抽象和局部視圖設計 502
23.4.4 視圖的集成 512
23.5 邏輯結構設計 519
23.5.1 E-R圖向關系模型的轉換 520
23.5.2 設計用戶子模式 523
23.5.3 數據模型優化 523
23.6 數據庫物理設計 525
23.6.1 存儲記錄的設計 526
23.6.2 關系數據庫的集簇設計 527
23.6.3 存取路徑的設計 529
23.6.4 物理結構設計的性能評價 531
23.7 例題分析 532

第24章 常用算法設計 535
24.1 算法設計概述 535
24.2 迭代法 536
24.2.1 迭代求解方程 537
24.2.2 迭代求解方程組的解 538
24.3 窮舉法 539
24.3.1 組合問題 539
24.3.2 背包問題 540
24.3.3 變量和相等問題 541
24.4 遞推法 542
24.4.1 最小數生成問題 543
24.4.2 階乘計算 543
24.5 遞歸法 545
24.5.1 斐波那契（Fibonacci）數列 546
24.5.2 字典排序問題 546
24.6 貪婪法 548
24.6.1 背包問題 549
24.6.2 裝箱問題 552
24.6.3 馬踏棋盤問題 555
24.6.4 貨郎擔問題 557
24.6.5 哈夫曼編碼問題 561
24.7 回溯法 564
24.7.1 組合問題 566
24.7.2 子集和問題 567
24.7.3 八皇後問題 569
24.7.4 迷宮問題 572
24.8 分治法 576
24.8.1 二分法查找 577
24.8.2 漢諾塔問題 578
24.9 其他典型例程匯集 579
24.9.1 有序鏈表的合并 580
24.9.2 鏈表多項式加法 580
24.9.3 約瑟夫環問題 583
24.9.4 旅行線路問題 584
24.9.5 迷宮最短路徑問題 588
24.1 0例題分析 590
參考文獻 593

另外，事件流的編寫過程也是可以分階段、迭代進行的，對于優先級高的用例花更多的時間，更加地細化；對優先級低的用例可以先簡略地將主要事件流描述清楚再留到以後。另外，對于一些較為復雜的事件流，可以在用例描述中引用順序圖、狀態圖、協作圖等手段進行描述。
而在非功能需求小節中，主要對該用例所涉及的非功能性需求進行描述。由于其通常很難在事件流中進行表述，因此單列為一小節進行闡述。這些需求通過包括法律法規、應用程序標準、質量屬性（可用性、可靠性、性能、支持性等）、兼容性、可移植性，以及設計約束等方面的需求。在這些需求的描述方面，一定要注意使其可度量、可驗證，否則就容易流于形式，形同擺設。
3）補缺漏在填血肉階段要注意加強與用戶的溝通，寫完後需要與客戶進行驗證，然後不斷地進行補缺漏，以保證用例描述完整、清晰、正確。
22.2.3用例的粒度
用例作為一種有效的需求分析技術，近幾年來被軟件開發業界廣泛采用和認同。雖然用例的形式比較簡單，規則也不復雜，但正是由于這種自由性，要得心應手地靈活應用和發揮并不是一件很容易的事。其中最大的一個不容易把握的地方，就是用例的粒度，也就是多大才算是一個好的用例。
1.思辨“四輪馬車”
在前面，我們通過合并特征獲得了用例，在那里就留下了一個疑問。這個疑問其實就與用例的粒度相關。那就是筆者合并生成的用例中包括了“新增書籍信息”、“修改書籍信息”和“查詢書籍信息”，這3個剛好是犯了一個大名鼎鼎的錯誤——“四輪馬車”！在新增、修改、查詢、刪除4個操作中，就引入了3個，很多大師都建議將其歸結為一個——“管理書籍信息”。
那么，筆者又為什么要犯這個明知故犯的錯誤呢？其實，在大量的應用中都會涉及新增、修改、查詢、刪除的動作，因此如果在分析時把這些東西全都整理為一個用例，就會使得用例過多，復雜度太大，模型不夠抽象。其實在具體的處理中，還是會將其作為子用例看待，用擴展的方式描述出來。而在本例中，系統相對簡單，這幾個功能將其獨立出來并沒有什么影響，而且這幾個功能屬于系統的重要核心功能，因此筆者認為這樣處理并無不妥。當然這么說，并不是說“四輪馬車”錯誤的總結不對，“四輪馬車”的本意應該是指對非核心實體無須過度展開，如圖書館管理系統中的“管理會員信息”功能就不應該過度展開；另一方面，如果系統較大，也會使得用例的數量過多，大大提高了復雜度。
其實，從中我想表達出來的一種觀點就是，用例的粒度其實是一個“度”的問題。而根據中國傳統的中庸之道，度無絕對，也就是說，找不到一個絕對值來說明到什么程度是對的，什么程度是錯的。因此，大家不要為此所困，而是應該根據自己的需要來決定。不過，其中有一個很重要的東西，那就是不管用例的粒度大還是小，都需要符合“可見的價值結果”這一原則，否則就將違背了用例的思想，無法獲得用例所帶來的益處。
例如，“財務管理”，故意為了符合用例的命名規則，而改成類似“管理財務信息”的名稱。作為一個用例，其實這是違背了用例的思想，因為它無法符合“可見的價值結果”的原則。它太大了，這樣使使用用例的人還在用“功能分解”的思路理解系統。
再如，“輸入支付信息”作為一個用例，認真一分析，就會發現它只是一個步驟，并不能夠傳達“可見的價值結果”。它太小了，這是一個過度使用用例的例子。
2.如何整理用例的層次
在實踐中，經常看到實踐者忍不住地將用例分成幾個層次，先找到一些像“財務管理”這樣的所謂的大用例，然後在後面用include或extend關系引入所謂的小用例，建立所謂的層次結構。