軟件設計師教程

前言

　　軟件產業(yè)是信息產業(yè)的核心之一，是經濟社會發(fā)展的基礎性、先導性和戰(zhàn)略性產業(yè)，在推進信息化與工業(yè)化融合、促進發(fā)展方式轉變和產業(yè)結構升級、維護國家安全等方面有著重要作用。黨中央、國務院高度重視軟件產業(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)人數達148萬人。全國共認定軟件企業(yè)超過1。8萬家，登記備案軟件產品超過5萬個。軟件技術創(chuàng)新取得突破，國產操作系統、數據庫、中間件等基礎軟件相繼推出并得到了較好的應用。軟件與信息服務外包蓬勃發(fā)展，軟件正版化工作順利推進?！　‰S著軟件產業(yè)的快速發(fā)展，軟件人才需求日益迫切。為適應產業(yè)發(fā)展需求、規(guī)范軟件專業(yè)人員技術資格，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、考試內容、專業(yè)類別、職業(yè)崗位也作了相應的變化。目前，考試名稱已調整為計算機技術與軟件專業(yè)技術資格（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，累計報考人數近200萬，影響力不斷擴大。程序員、軟件設計師、系統分析師、網絡工程師、數據庫系統工程師的考試標準已與日本相應考試級別實現互認，程序員和軟件設計師的考試標準與韓國實現互認。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、推動軟件產業(yè)健康發(fā)展起到了重要作用?！　∽罱?，工業(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驗的專家編寫了這套全國計算機技術與軟件專業(yè)技術資格（水平）考試教材和輔導用書。按照考試大綱的要求，教材和輔導用書全面介紹相關知識與技術，幫助考生學習備考，將為軟件考試的規(guī)范和完善起到積極作用。

內容概要

本書作為中級職稱的軟考指定教材，具有比較權威的指導意義。本書根據《軟件設計師考試大綱》的重點內容，闡述了12章的內容，考生在學習教材內容的同時，還須對照考試大綱（2009版），認真學習和復習大綱的知識點。    本書是在《軟件設計師考試大綱》的指導下，對《軟件設計師教程（第2版）》進行了認真的修編，重寫而成?！? 本書適合參加本考試的考生和大學在校生作為教材。

書籍目錄

第1章　計算機系統知識　1.1  計算機系統基礎知識　　1.1.1　計算機系統硬件基本組成　　1.1.2　中央處理單元　　1.1.3  數據表示　　1.1.4　校驗碼　1.2　計算機體系結構　　1.2.1　計算機體系結構的發(fā)展　　1.2.2　存儲系統　　1.2.3　輸入輸出技術　　1.2.4　總線結構　1.3　安全性、可靠性與系統性能評測基礎知識　　1.3.1　計算機安全概述　　1.3.2　加密技術和認證技術　　1.3.3　計算機可靠性　　1 3.4　計算機系統的性能評價第2章　程序語言基礎知識　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　　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　操作系統知識　3.1　操作系統基礎知識　　3.1.1　操作系統的定義與作用　　3.1.2　操作系統的特征與功能　　3.1.3　操作系統的類型　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　設備管理　　3.4.1　設備管理概述　　3.4.2　軟件　　3.4.3　設備管理采用的相關緩沖技術　　3.4.4　磁盤調度　3.5  文件管理　　3.5.1　文件與文件系統　　3.5.2　文件的結構和組織　　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)調度　　3.6.3　用戶界面　3.7　網絡與嵌入式操作系統基礎知識　　3.7.1　網絡操作系統　　3.7.2　嵌入式操作系統　3.8　UNIX操作系統實例　　3.8.1　UNIX操作系統　　3.8.2　UNIX文件系統　　3.8.3　UNIX進程與存儲管理　　3.8.4　UNIX設備管理　　3.8.5　shell程序第4章　系統開發(fā)和運行知識　4.1　軟件工程基礎知識　　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　軟件質量管理與質量保證　4.2　系統分析基礎知識　　4.2.1　系統分析概述　　4.2.2　結構化分析方法　　4.2.3　系統分析報告　4.3　系統設計知識　　4.3.1  系統設計的內容和步驟　　4.3.2　系統設計的基本原理　　4.3.3  系統總體結構設計　　4.3.4　結構化設計方法　　4.3.5　面向數據結構的設計方法　　4.3.6　系統詳細設計  4.4　系統實施知識　　4.4.1　系統實旌概述　　4.4.2　程序設計　　4.4.3　系統測試與調試　　4.4.4　測試策略和測試方法　　4.4.5　調試　　4.4.6　系統文檔　　4.4.7　系統轉換　4.5　系統運行和維護知識　　4.5.1　系統維護概述　　4.5.2　系統評價第5章　網絡基礎知識　5.1  網絡概述　　5.1.1  計算機網絡的概念　　5.1.2　計算機網絡的分類　　5.1.3　網絡的拓撲結構　5.2　IS0／OSl網絡體系結構　5.3　網絡互連硬件　　5.3.1  網絡的設備　　5.3.2　網絡的傳輸介質　　5.3.3  組建網絡　5.4　網絡的協議與標準　　5.4.1　網絡的標準　　5.4.2　局域網協議　　5.4.3　廣域網協議　　5.4.4　TCP／IP協議簇　5.5　Internet及應用　　5.5.1  Intemet概述　　5.5.2　Internet地址　　5.5.3　Internet服務　5.6　網絡安全　　5.6.1  網絡安全概述　　5.6.2　網絡的信息安全　　5.6.3　防火墻技術第6章　多媒體基礎知識　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　基礎知識　　6.4.2　視頻文件格式　6.5　多媒體網絡　　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　　6.6.1　多媒體計算機硬件系統　　6.6.2　多媒體計算機軟件系統第7章　數據庫技術基礎　7.1　基本概念　　7.1.1　數據庫與數據庫管理系統　　7.1.2　DBMS的功能　　7.1.3　DBMS的特征及分類　　7.1.4　數據庫系統的體系結構　　7.1.5　數據庫的三級模式結構　7.2　數據模型　　7.2.1　數據模型的基本概念　　7.2.2　數據模型的三要素　　7.2.3　E.R模型　　7.2.4　層次模型　　7.2.5　網狀模型　　7.2.6　關系模型　　7.2.7　面向對象模型  7.3　關系代數　　7.3.1　關系數據庫的基本概念　　7.3.2　五種基本的關系代數運算　　7.3.3　擴展的關系代數運算  7.4　關系數據庫SQL語言簡介　　7.4.1　SQL數據庫體系結構　　7.4.2　SQL的基本組成　　7.4.3　SQL數據定義　　7.4.4　SQL數據查詢　　7.4.5　SQL數據更新　　7.4.6　SQL訪問控制　　7.4.7　嵌入式SQL　7.5　關系數據庫規(guī)范化　　7.5.1  函數依賴　　7.5.2　規(guī)范化　　7.5.3　模式分解及分解應具有的特性　7.6　數據庫的控制功能　　7.6.1　事務管理　　7.6.2　數據庫的備份與恢復　　7.6.3  并發(fā)控制第8章　數據結構　8.1  線性結構　　8.1.1　線性表　　8.1.2　棧和隊列　　8.1.3　串　8.2　數組、矩陣和廣義表　　8.2.1  數組　　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　二叉樹的性質與存儲結構　　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　拓撲排序和關鍵路徑　　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　基數排序　　8.6.8  內部排序方法小結　　8.6.9　外部排序第9章　算法設計與分析　9.1  算法設計與分析的基本概念　　9.1.1  算法　　9.1.2　算法設計　　9.1.3　算法分析　　9.1.4　算法的表示　9.2　算法分析基礎　　9.2.1　時間復雜性　　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　面向對象技術  10.1　面向對象的基本概念  10.2　面向對象程序設計　　10.2.1　面向對象的好處　　10.2.2　面向對象程序設計語言　　10.2.3　程序設計語言中的OOP機制　　10.2.4　面向對象的程序  10.3　面向對象開發(fā)技術　　10.3.1　面向對象分析　　10.3.2　面向對象設計　　10.3.3　面向對象測試  10.4　面向對象分析與設計方法　　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　設計模式　　10.5.1　設計模式的要素　　10.5.2　創(chuàng)建型設計模式　　10.53　結構型設計模式　　10.5.4　行為設計模式第11章　標準化和軟件知識產權基礎知識  11.1　標準化基礎知識　　11.1.1　標準化的基本概念　　11.1.2　信息技術標準化　　11.1.3　標準化組織　　11.1.4　IS0 9000標準簡介　　11.1.5　IS0／IEC 15504過程評估標準簡介  11.2　知識產權基礎知識　　11.2.1  知識產權基本概念　　11.2.2　計算機軟件著作權　　11.2.3　計算機軟件的商業(yè)秘密權　　11.2.4　專利權概述　　11.2.5　企業(yè)知識產權的保護第12章　軟件系統分析與設計　12.1　結構化分析與設計　　12.1.1  需求說明　　12.1.2　結構化分析　　12.1.3　總體設計　　12.1.4　詳細設計　12.2　數據庫分析與設計　　12.2.1  數據庫設計的步驟　　12.2.2　需求分析　　12.2.3　概念結構設計　　12.2.4　邏輯結構設計　　12.2.5　數據庫的物理設計　　12.2.6　數據庫實施與維護　　12.2.7　案例分析　12.3　面向對象分析與設計　　12.3.1　面向對象分析與設計的步驟　　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　算法分析與設計　　12.4.1　算法與軟件系統　　12.4.2　算法設計過程　　12.4.3　算法問題類型　　12.4.4　現代優(yōu)化計算方法　12.5　面向過程的程序設計與實現　　12.5.1  指針類型　　12.5.2　指針與數據結構　　12.5.3　C語言實現面向對象設計思路　12.6　面向對象的程序設計與實現　　12.6.1　設計與實現方法　　12.6.2　設計模式的應用

章節(jié)摘錄

　　第1章　計算機系統知識　　1.1　計算機系統基礎知識　　1.1.1　計算機系統硬件基本組成　　計算機的基本硬件系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備5大部件組成。運算器、控制器等部件被集成在一起統稱為中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）。CPU是硬件系統的核心，用于數據的加工處理，能完成各種算術、邏輯運算及控制功能。存儲器是計算機系統中的記憶設備，分為內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、數據及中間結果。而后者容量大、速度慢，可以長期保存程序和數據。輸入設備和輸出設備合稱為外部設備（簡稱外設），輸入設備用于輸入原始數據及各種命令，而輸出設備則用于輸出計算機運行的結果?！　?.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需要若干操作信號來完成，CPU產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)行時間要進行嚴格控制。同時，指令執(zhí)行過程中操作信號的出現時間、持續(xù)時間及出現的時間順序都需要進行嚴格控制?！　。?）數據處理。CPU通過對數據進行算術運算及邏輯運算等方式進行加工處理，數據加工處理的結果被人們所利用。所以，對數據的加工處理是CPU最根本的任務。

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