软件设计师教程（第5版）

 

 

 

 

 

 

前  言

全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试实施至今已经历了二十余年，在 会上产生了很大的影响，对我国软件产业的形成和发展做出了重要的贡献。为了适应我国计算机信息技术发展的需求，人力资源和 会保障部、工业和信息化部决定将考试的级别拓展到计算机信息技术行业的各个方面，以满足 会上对各种计算机信息技术人才的需要。

编者受全国计算机专业技术资格考试办公室委托，对《软件设计师教程（第4版）》进行改写，以适应新的考试大纲要求。在考试大纲中，要求考生掌握的知识面很广，每个章节的内容都能构成相关领域的一门甚至多门课程，因此编写的难度很高。考虑到参加考试的人员已有一定的基础，所以本书中只对考试大纲中所涉及的知识领域的要点加以阐述，但限于篇幅所限，不能详细地展开，请读者谅解。

全书共分12章，各章节内容安排如下：

第1章主要介绍计算机系统基础知识、计算机体系结构以及安全性、可靠性和系统性能评测基础。

第2章主要介绍程序设计语言的基本概念与基本成分，阐述了汇编程序、编译程序与解释程序的基本原理。

第3章主要介绍数据结构的基础知识，包括线性结构、数组、广义表、树和图，以及查找和排序的基本算法。

第4章主要介绍操作系统基本概念与分类及特点、进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理等。

第5章主要介绍软件工程中软件过程与过程模型、需求分析与需求工程、系统设计、系统测试、系统运行与维护、软件项目管理、软件质量、软件度量、软件工具与软件开发环境基础知识。

第6章主要介绍系统分析与设计、结构化分析与设计、Web应用系统分析与设计、用户界面设计基础知识。

第7章主要介绍面向对象的基本概念和面向对象开发技术，包括面向对象的分析与设计方法，UML以及设计模式的概念和应用。

第8章主要介绍算法设计与分析的基本概念，包括分治法、动态规划法、贪心法、回溯法、分支界限法、概率算法、近似算法、数据挖掘算法及智能优化算法。

第9章主要介绍数据库的基本概念、数据模型、关系代数、SQL语言、规范化理论和事务处理等控制功能。

第10章主要介绍 络与信息安全基础知识，包括 络体系结构、 络互连设备、 络构件、 络协议、 络应用、信息安全和 络安全方面的基础知识。

第11章主要介绍标准化与知识产权基础知识。

第12章主要介绍结构化分析与设计、数据库分析与设计、面向对象分析与设计、算法分析与设计以及面向过程、面向对象的程序设计与实现。

本书第1章由张淑平、马志欣编写，第2章由张淑平编写，第3章由张淑平、陈静玉、宋胜利编写，第4章由王亚平编写，第5章、第6章、第7章由霍秋艳、褚华编写，第8章由覃桂敏、褚华编写，第9章由王亚平编写，第10章由严体华编写，第11章由刘强编写，第12章由王亚平、褚华、霍秋艳、覃桂敏、张淑平编写，最后由霍秋艳、褚华统稿。

因水平有限，书中难免存在欠妥之处，望读者指正，以利改进和提高。 

                                                                                                                                                      

编  者

2018年1月

 

 

 

 

 

目  录

第1章  计算机 络概论 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 10

1.2  计算机体系结构 12

1.2.1  计算机体系结构的发展 12

1.2.2  存储系统 20

1.2.3  输入/输出技术 31

1.2.4  总线结构 35

1.3  安全性、可靠性与系统性能评测基础知识 38

1.3.1  计算机安全概述 38

1.3.2  加密技术和认证技术 40

1.3.3  计算机可靠性 48

1.3.4  计算机系统的性能评价 51

第2章  程序设计语言基础知识 56

2.1  程序设计语言概述 56

2.1.1  程序设计语言的基本概念 56

2.1.2  程序设计语言的基本成分 61

2.2  语言处理程序基础 67

2.2.1  汇编程序基本原理 67

2.2.2  编译程序基本原理 69

2.2.3  解释程序基本原理 96

第3章  数据结构 99

3.1  线性结构 99

3.1.1  线性表 99

3.1.2  栈和队列 104

3.1.3  串 108

3.2  数组、矩阵和广义表 113

3.2.1  数组 113

3.2.2  矩阵 115

3.2.3  广义表 116

3.3  树 118

3.3.1  树与二叉树的定义 118

3.3.2  二叉树的性质与存储结构 119

3.3.3  二叉树的遍历 122

3.3.4  线索二叉树 125

3.3.5  最优二叉树 126

3.3.6  树和森林 130

3.4  图 133

3.4.1  图的定义与存储 134

3.4.2  图的遍历 138

3.4.3  生成树及最小生成树 140

3.4.4  拓扑排序和关键路径 143

3.4.5  最短路径 146

3.5  查找 149

3.5.1  查找的基本概念 149

3.5.2  静态查找表的查找方法 150

3.5.3  动态查找表 154

3.5.4  哈希表 161

3.6  排序 165

3.6.1  排序的基本概念 165

3.6.2  简单排序 165

3.6.3  希尔排序 168

3.6.4  快速排序 169

3.6.5  堆排序 170

3.6.6  归并排序 173

3.6.7  基数排序 174

3.6.8  内部排序方法小结 175

3.6.9  外部排序 176

第4章  操作系统知识 180

4.1  操作系统概述 180

4.1.1  操作系统的基本概念 180

4.1.2  操作系统分类及特点 181

4.1.3  操作系统的发展 185

4.2  进程管理 185

4.2.1  基本概念 185

4.2.2  进程的控制 189

4.2.3  进程间的通信 189

4.2.4  管程 193

4.2.5  进程调度 195

4.2.6  死锁 198

4.2.7  线程 202

4.3  存储管理 202

4.3.1  基本概念 203

4.3.2  存储管理方案 204

4.3.3  分页存储管理 205

4.3.4  分段存储管理 208

4.3.5  段页式存储管理 209

4.3.6  虚拟存储管理 211

4.4  设备管理 216

4.4.1  设备管理概述 216

4.4.2  I/O软件 217

4.4.3  设备管理采用的相关技术 218

4.4.4  磁盘调度 221

4.5  文件管理 224

4.5.1  文件与文件系统 224

4.5.2  文件的结构和组织 225

4.5.3  文件目录 227