软件设计师考试大纲整理

为了防止出题者不按常理出牌，此文档为根据上午题大纲自行整理的扩展知识，并非考试常考题

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上午题考试大纲为下面目录，摘自官方

一，计算机系统基础知识

1.1计算机内数据的表示及运算

（1）数的表示

（2）非数值表示(字符和汉字表示、声音表示、图像表示)

（3）计算机中的二进制数运算方法

（4）逻辑代数的基本运算

1.2其他数学基础知识

（1）常用数值计算

（2）排列组合、概率论应用、应用统计(数据的统计分析)

（3）编码基础

（4）命题逻辑、谓词逻辑、形式逻辑的基础知识

（5）运筹基本方法

1.3计算机硬件基础知识

（1）计算机系统的组成、体系结构分类及特性

CPU、存储器的组成、性能和基本工作原理

常用 IO 设备、通信设备的性能以及基本工作原理

I/0 接口的功能、类型和特性

CISC/RISC、流水线操作、多处理机、并行处理

（2）存储系统

虚拟存储器基本工作原理，多级存储体系

RADD 类型和特性

网络存储技术

（3）可靠性与系统性能评测基础知识

诊断与容错

系统可靠性分析评价

计算机系统性能评测方法

1.4计算机软件知识

（1）计算机系统的组成、体系结构分类及特性

数组

链表

队列、栈

树

图的定义、存储和基本运算

杂凑(IIash表)

队列、栈

常用的排序算法、查找算法、数值计算、字符串处理、数据压缩算法、递归算法、图的相关算法

算法设计与分析

（2）操作系统知识

操作系统基本概念

处理机管理

存储管理

设备管理

文件管理

操作系统的配置

（3）程序设计语言和程序处理程序知识

汇编、编译、解释系统的基础知识和基本工作原理

程序设计语言的基本成分(数据、运算、控制和传输)，函数调用机制

各类程序设计语言的主要特点

（4）数据库知识

数据库系统基本概念

关系数据库理论

数据库设计

数据库语言

数据库新技术(非关系型数据库等)

（4）计算机网络知识

协议体系结构

常用网络设备与服务器

局域网络连接

Internet 基础知识

TCP/IP 协议

简单网络管理

二，系统开发和运行知识

2.1软件工程基础知识

（1）软件生存周期与软件生存周期模型

（2）软件开发方法

（3）软件开发项目管理

（4）软件工具与软件开发环境软件过程改进:(CMM等)

（5）软件开发文档

2.2系统分析基础知识

（1）系统分析方法与模型

2.3系统设计基础知识

（1）系统设计的基本原理

（2）软件体系结构基本概念

（3）系统设计方法与模型

2.4软件测试基础知识

（1）软件测试的基本概念

（2）软件测试阶段

（3）测试方法

（4）测试用例设计

2.5系统运行和维护基础知识

（1）系统维护的概念

（2）系统转换

（3）系统评价

2.6系统质量管理基础知识

（1）软件质量特性(ISO/TEC 9126 软件质量模型)

（2）软件质量保证

（3）软件复杂性的概念及度量方法(McCabc 度量法)

（4）软件评审(设计质量评审、程序质量评审)

（5）软件容错技术

三，面向对象基础知识

3.1面向对象的基本概念

3.2面向对象分析与设计

3.3分析模式与设计模式

3.4面向对象程序设计

3.5面向对象测试

四，网络和信息安全知识

4.1信息安全基础

4.2信息安全技术(加密与解密、认证、数字签名、摘要等)

4.3网络安全技术

4.4计算机安全等级及相关法律法规

五，标准化、信息化和知识产权基础知识

5.1标准化基础知识

5.2信息化基础知识

（1）全球信息化趋势、国家信息化战略、企业信息化战略和策略

（2）互联网相关的法律、法规知识

（3）个人信息保护规则

（4）远程教育、电子商务、电子政务等基础知识

（5）企业信息资源管理基础知识

5.3知识产权基础知识

（1）保护知识产权有关的法律、法规

六，软件开发技术新进展

6.1软件开发新技术

6.2云计算

6.3大数据

6.4应用领域进展

七，专业英语

一，计算机系统基础知识

1.1计算机内数据的表示及运算

（1）数的表示

（2）非数值表示(字符和汉字表示、声音表示、图像表示)

（3）计算机中的二进制数运算方法

（4）逻辑代数的基本运算

1.2其他数学基础知识

（1）常用数值计算

（2）排列组合、概率论应用、应用统计(数据的统计分析)

（3）编码基础

（4）命题逻辑、谓词逻辑、形式逻辑的基础知识

（5）运筹基本方法

1.3计算机硬件基础知识

（1）计算机系统的组成、体系结构分类及特性

CPU、存储器的组成、性能和基本工作原理

CPU：运算器、控制器、寄存器、内部总线（运算器又包含【算数逻辑单元，累加寄存器，数据缓冲寄存器，状态条件寄存器】；控制器包含【指令寄存器，程序计数器，指令译码器，地址寄存器】）

常用 IO 设备、通信设备的性能以及基本工作原理

I/O设备：即输入输出设备，存储设备等（键盘，鼠标，显示器，打印机等）， I/O的控制方式又可以分为程序查询方式、中断驱动方式、直接存储器方式DMA

DMA不需要CPU的任何干涉（只需要CPU在开始时启动与结束时），在贮存和外设之间建立直接通道

通信设备：路由器，交换机，网卡等

I/0 接口的功能、类型和特性

I/O接口是连接计算机系统与输入/输出设备的桥梁，它们的作用是实现设备与计算机系统之间的数据传输和控制

CISC/RISC、流水线操作、多处理机、并行处理

CISC和RISC的差别（通用寄存器数量，硬布线和微程序处理，是否支持流水线）

流水线操作：顺序执行（顺序执行总时间 = 单条指令执行的时间 × n）

流水线执行：（一条指令执行的时间 + 流水线周期 × (*n*−1)）

多处理机：是指拥有多个处理器(CPU)并在同一个计算机系统中协同工作，通过共享内存或其他资源来协同完成任务。适用场景：服务器和数据中心，科学计算和高性能计算

并行处理：同时使用多个处理单元来同时处理多个任务或将一个任务分解成若干部分并同时处理的计算方法；实现方法：多线程编辑，分布式计算，GPU并行计算；使用场景：机器学习和人工智能、科学研究、图形处理

多处理机是一种通过多个处理器共享系统资源来提升计算能力的硬件架构。并行处理是将任务拆分并同时进行计算的技术，适用于提升计算速度的各种场景

（2）存储系统

虚拟存储器基本工作原理，多级存储体系

虚拟存储器由主存和辅存组成

虚拟存储器是一种计算机系统内存管理技术，它通过结合主存（RAM）和辅存（如硬盘或SSD）来提供一个比实际物理内存（主存）更大、更灵活的内存空间。其基本目的是让程序感觉到系统有一个非常大的内存，同时合理地管理物理内存的使用。虚拟存储器的实现依赖于操作系统和硬件的协同工作。

原理：虚拟存储器主要通过地址映射和页（或段）管理来实现

多级存储体系：寄存器—cache—主存(RAM)—辅存—外部存储

寄存器位于CPU内部，高速缓存cache用于存储最近使用的数据或指令，基于时间局部性（最近使用的数据很可能再次使用）和空间局部性（访问某数据后，很可能会访问其附近的数据）主存RAM即物理存储，存储当前正在运行的程序和数据，访问的速度较Cache慢，但是容量大辅寸：硬盘，辅存容量大且相对便宜，但速度较慢。它主要用于存储操作系统、程序、数据文件等外部存储：光盘，磁带等，访问速度慢，但是容量极大

RADD 类型和特性

RADD（Rapid Application Development and Deployment）是一种强调快速应用程序开发和部署的模型。RADD的核心思想是通过简化开发流程、使用可重用的组件和工具，以及快速的原型开发，来缩短应用程序的开发周期。它适用于用户需求变化快、开发时间紧张的项目，特别是在互联网和移动应用开发中

类型：原型、构建、敏捷等开发方法，详细见书本上

 核心特点：RADD 强调快速开发和持续迭代，每次迭代都可以给用户提供一个可运行的产品版本。用户可以快速给出反馈，从而帮助开发团队及时调整和改进产品。

 优势：这种特性让开发团队能够在短时间内交付功能，并且在过程中不断优化和调整产品，以确保最终产品更符合用户需求

网络存储技术

网络存储技术（Network Storage Technology）是指通过网络将存储资源连接到多个服务器或客户端，使这些设备能够共享和访问存储数据的技术。这类技术在数据集中管理、备份、灾难恢复和高效的数据访问方面起到至关重要的作用。

直接连接存储DAS、网络附加存储NAS、存储区域网络SAN、对象存储

应用场景：企业数据中心、云存储与大数据中、虚拟化环境、数据备份与归档

（3）可靠性与系统性能评测基础知识

诊断与容错

诊断可分为：故障检测、故障分析、故障定位、故障恢复

容错：冗余（硬件冗余和软件冗余）、备份、自动故障转移、自愈系统

诊断是容错的基础：有效的故障检测和分析是实现容错的前提。只有及时发现和定位故障，才能采取适当的容错措施。

容错提高系统可用性：容错机制可以确保系统在出现故障时继续运行，从而提高系统的可用性和可靠性。

系统可靠性分析评价

计算机系统性能评测方法

常用方法：时钟频率、指令执行速度、等效指令速度法、数据处理速度

1.4计算机软件知识

（1）计算机系统的组成、体系结构分类及特性

数组

链表

队列、栈

树

二叉树的结构、遍历等

图的定义、存储和基本运算

杂凑(IIash表)

队列、栈

常用的排序算法、查找算法、数值计算、字符串处理、数据压缩算法、递归算法、图的相关算法

各类算法的时间、空间复杂度

算法设计与分析

（2）操作系统知识

操作系统基本概念

操作系统由硬件和软件组成

主要功能：进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理、用户界面

类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、嵌入式操作系统

处理机管理

处理机管理主要涉及以下几个方面：

进程调度：决定哪个进程在何时使用CPU。

进程状态管理：跟踪进程的状态变化，如就绪、运行、阻塞等。

进程控制块（PCB）：记录进程相关的信息，包括进程标识、状态、程序计数器、寄存器内容等。

进程调度分为：先来先服务、最短寻道时间、扫描算法（电梯调度）、单向扫描算法；[先来先服务和最短寻道可能随时改变磁头移动方向]

存储管理

设备管理

文件管理

双缓冲区和单缓冲区的计算、位示图等

位示图做题技巧：块号0开始，字号从1开始，公式：(n-1)*32 ～～～ n*32-1

块号0开始，字号0开始 n*32 ～～～(n+1)*32-1

操作系统的配置

（3）程序设计语言和程序处理程序知识

汇编、编译、解释系统的基础知识和基本工作原理

解释器：翻译源程序时不生产独立的目标程序。解释程序和源程序要参与到程序的运行过程中。

编译器：翻译时将源程序翻译成独立保存的目标程序。机器上运行的是与源程序等价的目标程序，源程序和编译程序都不再参与目标程序的运行过程。

词法-语法-语义-中间代码生成-代码优化-目标代码生成

程序设计语言的基本成分(数据、运算、控制和传输)，函数调用机制

函数调用机制是程序设计语言中处理函数调用和返回的方式（值调用和参数引用调用）

各类程序设计语言的主要特点

（4）数据库知识

数据库系统基本概念

三级模式和两级映像，外模式 ——> 视图

概念模式（模式） ——> 基本表

内模式 ——> 存储文件

模式/内模式映像、外模式/模式映像

关系数据库理论

主键、外键、关系代数运算

范式判断（1NF、2NF、3NF、BCNF）

事务特性（原子、一致、隔离、持久）

数据库设计

新奥尔良法是目前公认的数据库设计方法，它将数据库设计分为以下几个阶段：

用户需求分析：收集用户需求，确定系统边界

概念结构设计：E—R图

逻辑结构设计：E—R图转换成关系模式、规范化

物理结构设计

需求分析——概念结构设计——逻辑结构设计

数据库语言

数据库新技术(非关系型数据库等)

随着数据量的不断增长和应用场景的多样化，传统的关系型数据库在某些情况下可能无法满足需求。这促使了非关系型数据库（NoSQL）的发展

非关系型数据库（NoSQL Databases）

时序数据库（Time Series Database）

云数据库（Cloud Database）

数据湖（Data Lake）

多模型数据库（Multi-Model Database）

数据库即服务（DBaaS）

（4）计算机网络知识

协议体系结构

七层协议体系模型

常用网络设备与服务器

物理层：中继器、集线器（可以看作成一种特殊的多路或多端口的中继器）

数据链路层：网桥、交换机（可以看成多端口的网桥）

网络层：路由器、ICMP（控制报文协议）

应用层：网关

局域网络连接

局域网络（LAN，Local Area Network）连接是指在一个相对较小的地理范围内（如家庭、办公室或校园）将计算机和设备通过网络技术互相连接

局域网连接通常依赖于以下设备：

 交换机：在局域网中连接多台设备，基于MAC地址转发数据，提高网络效率。

 路由器：连接局域网与广域网（如互联网），负责数据包的转发和路由选择。

 无线接入点：扩展无线网络的覆盖范围，允许无线设备连接。

常见的局域网络拓扑包括：

星型拓扑：所有设备通过集中式交换机或集线器连接，故障点集中，易于管理。

总线拓扑：所有设备共享同一根通信线，简单但易受干扰，故障排查困难。

环型拓扑：设备按顺序连接成环，数据按特定方向传输，易于实现但环中的任一故障会影响整个网络。

Internet 基础知识

TCP/IP 协议

TCP/IP是一个协议族，包括多个协议，用于实现网络间的通信

TCP/IP本身不提供加密和身份验证，但可以通过SSL/TLS等协议在应用层实现安全传输

常见应用

Web浏览：使用HTTP/HTTPS协议访问网页。

文件传输：使用FTP协议上传和下载文件。

电子邮件：使用SMTP、IMAP和POP3协议收发邮件

IP地址

IPv4：32位地址（如192.168.1.1），最多支持约42亿个地址。

IPv6：128位地址（如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334），解决IPv4地址枯竭问题。

简单网络管理

简单网络管理协议（SNMP，Simple Network Management Protocol）

SNMP的工作流程主要包括以下几个步骤：

设备发现：管理站通过SNMP协议扫描网络，识别可管理的设备。

数据收集：管理站发送SNMP请求（如GET、GETNEXT）到代理，代理从设备中提取数据并返回。

状态监控：代理定期向管理站发送数据（使用SNMP TRAP），报告设备状态和事件。

配置管理：管理站可以通过SNMP SET请求更改设备配置参数。

应用场景

网络监控：实时监控网络设备的状态和性能，及时发现并解决问题。

故障管理：通过SNMP TRAP快速响应设备故障和异常。

性能分析：收集网络流量和设备使用情况，进行性能分析和优化

二，系统开发和运行知识

2.1软件工程基础知识

详细见教程，开发模型、能力成熟模型等

（1）软件生存周期与软件生存周期模型

（2）软件开发方法

（3）软件开发项目管理

（4）软件工具与软件开发环境软件过程改进:(CMM等)

（5）软件开发文档

2.2系统分析基础知识

（1）系统分析方法与模型

类图、用例图等，具体见教程

2.3系统设计基础知识

（1）系统设计的基本原理

设计原则：单一责任、里氏替换、开放封闭、接口分离、依赖倒置

概要设计、详细设计、编码

（2）软件体系结构基本概念

（3）系统设计方法与模型

2.4软件测试基础知识

（1）软件测试的基本概念

（2）软件测试阶段

（3）测试方法

（4）测试用例设计

2.5系统运行和维护基础知识

（1）系统维护的概念

（2）系统转换

（3）系统评价

2.6系统质量管理基础知识

（1）软件质量特性(ISO/TEC 9126 软件质量模型)

（2）软件质量保证

（3）软件复杂性的概念及度量方法(McCabc 度量法)

（4）软件评审(设计质量评审、程序质量评审)

（5）软件容错技术

容错就是软件遇到错误的处理能力，实现容错的手段主要是冗余，包括四种冗余技术：结构冗余[静态，动态、混合]、信息冗余、时间冗余、冗余附加技术

三，面向对象基础知识

3.1面向对象的基本概念

面向对象 = 对象（Object）+ 分类（Classification）+ 继承（Inheritance）+通过消息的通信

类、对象、方法、封装、继承、多态

3.2面向对象分析与设计

分析：认定对象、组织对象、描述对象间的相互作用、确定对象的操作、定义对象的内部信息

设计：识别类及对象、定义属性、定义服务、识别关系、识别包

3.3分析模式与设计模式

设计模式的核心在于提供了相关问题的解决方案，使得人们可以更加简单方便的复用成功的设计和体系结构

23种设计模式，此处不举例，可以去看我上传的资源里面由详细汇总

口诀：

创建：想见员工丹 [抽象工厂、建造者(生成者)模式、原型模式、工厂方法、单例模式 ]

结构：代理员外适合桥装[代理模式、享元模式、外观模式、适配器模式、组合模式、桥接模式、装饰器模式]

行为：(除了创建和结构剩下的都是行为)

工厂适配解释模板[工厂方法、适配器、解释模式、模板] 四种是类结构，其余全部是对象

3.4面向对象程序设计

3.5面向对象测试

算法层（测试类中定义的每个方法，类似单元测试）

类层（测试同一个类中所有方法与属性的相互作用，特有的模块测试）

模板层（测试一组协同工作的类之间的相互作用，类似集成测试）

系统层（类似系统测试）

四，网络和信息安全知识

此章节分数占比不高

4.1信息安全基础

4.2信息安全技术(加密与解密、认证、数字签名、摘要等)

4.3网络安全技术

各类加密技术、防火墙，具体见文档

4.4计算机安全等级及相关法律法规

ISO/IEC 27000系列：国际信息安全管理标准，为信息安全管理体系提供框架和指导。

NIST SP 800系列：美国国家标准与技术研究所发布的系列标准和指南，涵盖信息安全和风险管理。

中国等保（GB/T 22239-2019）：

等级一：基础保护，适用于一般信息系统。

等级二：加强保护，适用于重要信息系统。

等级三：高度保护，适用于关键基础设施和重要信息系统。

等级四：严格保护，适用于国家秘密和特级保护的信息系统。

五，标准化、信息化和知识产权基础知识

5.1标准化基础知识

5.2信息化基础知识

（1）全球信息化趋势、国家信息化战略、企业信息化战略和策略

（2）互联网相关的法律、法规知识

（3）个人信息保护规则

（4）远程教育、电子商务、电子政务等基础知识

（5）企业信息资源管理基础知识

5.3知识产权基础知识

（1）保护知识产权有关的法律、法规

著作权法-全国人民代表大会常务委员会(简称人大常委、全国人大)