系统架构设计师教程（第3版）

目 录

第1章 操作系统 1

1.1 操作系统的类型与结构 1

1.1.1 操作系统的定义 1

1.1.2 操作系统分类 2

1.2 操作系统基本原理 4

1.2.1 进程管理 4

1.2.2 存储管理 13

1.2.3 设备管理 20

1.2.4 文件管理 23

1.2.5 作业管理 27

第2章 数据库系统 30

2.1 数据库管理系统的类型 30

2.2 数据库模式与范式 31

2.2.1 数据库的结构与模式 31

2.2.2 数据模型 33

2.2.3 数据的规范化 35

2.2.4 反规范化 37

2.3 数据操纵和使用 38

2.4 数据库设计 39

2.4.1 数据库设计的特点 39

2.4.2 数据库设计的方法 40

2.4.3 数据库设计的基本步骤 42

2.4.4 需求分析 44

2.4.5 概念结构设计 48

2.4.6 逻辑结构设计 64

2.4.7 物理结构设计 72

2.4.8 数据库应用程序设计 75

2.5 事务管理 77

2.5.1 并发控制 77

2.5.2 故障与恢复 79

2.6 备份与恢复 80

2.7 分布式数据库系统 81

2.7.1 分布式数据库的概念 82

2.7.2 分布式数据库的架构 84

2.8 并行数据库系统 89

2.8.1 功能和结构 89

2.8.2 并行处理技术 91

2.9 数据仓库 94

2.9.1 数据仓库的概念 94

2.9.2 数据仓库的结构 95

2.9.3 数据仓库的实现方法 97

2.10 数据挖掘 99

2.10.1 数据挖掘的概念 99

2.10.2 数据挖掘的功能 100

2.10.3 数据挖掘常用技术 101

2.10.4 数据挖掘的流程 103

2.11 NOSQL 104

2.12 大数据 105

第3章 数据通信与计算机网络 107

3.1 数据通信基础知识 107

3.1.1 信道特性 107

3.1.2 数据传输技术 110

3.2 网络架构与协议 111

3.2.1 网络互联模型 111

3.2.2 常见的网络协议 113

3.2.3 IPv6 115

3.3 局域网与广域网 115

3.3.1 局域网基础知识 116

3.3.2 无线局域网 117

3.3.3 广域网技术 119

3.3.4 网络接入技术 120

3.4 网络互连与常用设备 122

3.5 网络工程 124

3.5.1 网络规划 124

3.5.2 网络设计 126

3.5.3 网络实施 128

3.6 网络存储技术 129

3.7 综合布线 131

第4章 系统性能评价 133

4.1 性能指标 133

4.1.1 计算机 134

4.1.2 网络 136

4.1.3 操作系统 137

4.1.4 数据库管理系统 137

4.1.5 Web服务器 138

4.2 性能计算 138

4.3 性能设计 139

4.3.1 系统性能调整 140

4.3.2 阿姆达尔解决方案 142

4.3.3 负载均衡 143

4.4 性能评估 145

4.4.1 基准测试程序 145

4.4.2 Web服务器的性能评估 147

4.4.3 系统监视 147

第5章 开发方法 149

5.1 软件生命周期 149

5.2 软件开发模型 150

5.2.1 瀑布模型 150

5.2.2 演化模型 153

5.2.3 螺旋模型 153

5.2.4 增量模型 154

5.2.5 构件组装模型 155

5.3 统一过程 155

5.4 敏捷方法 158

5.4.1 极限编程 159

5.4.2 特征驱动开发 162

5.5 软件重用 164

5.5.1 软件重用 164

5.5.2 构件技术 165

5.6 基于架构的软件设计 165

5.6.1 ABSD方法与生命周期 166

5.6.2 基于架构的软件开发模型 168

5.7 形式化方法 173

第6章 系统计划 174

6.1 项目的提出与选择 174

6.1.1 项目的立项目标和动机 174

6.1.2 项目提出的角色和工作范围 177

6.1.3 项目的选择和确定 177

6.1.4 项目提出和选择的结果 180

6.2 可行性研究与效益分析 181

6.2.1 可行性研究的内容 182

6.2.2 成本效益分析 183

6.2.3 可行性分析报告 185

6.3 方案的制订和改进 185

6.4 新旧系统的分析和比较 188

6.4.1 遗留系统的评价方法 188

6.4.2 遗留系统的演化策略 191

6.5 资源估计 193

第7章 系统分析与设计方法 195

7.1 定义问题与归结模型 195

7.1.1 问题分析 195

7.1.2 问题定义 198

7.2 需求分析与软件设计 200

7.2.1 需求分析的任务与过程 200

7.2.2 如何进行系统设计 202

7.2.3 软件设计的任务与活动 203

7.3 结构化分析与设计 204

7.3.1 结构化分析 205

7.3.2 结构化设计 210

7.3.3 模块设计 213

7.4 面向对象的分析与设计 214

7.4.1 面向对象的基本概念 215

7.4.2 面向对象分析 216

7.4.3 统一建模语言 219

7.4.4 结构化方法和面向对象方法的比较 231

7.5 用户界面设计 232

7.5.1 用户界面设计的原则 233

7.5.2 用户界面设计过程 233



7.6 工作流设计 234

7.6.1 工作流设计概述 234

7.6.2 工作流管理系统 236

7.7 系统的文件设计 237

7.8 网络环境下的计算机应用系统的设计 239

7.9 简单分布式计算机应用系统的设计 241

7.10 系统运行环境的集成与设计 242

7.11 系统过渡计划 244

第8章 软件架构设计 246

8.1 软件架构概述 246

8.1.1 软件架构的定义 247

8.1.2 软件架构的重要性 248

8.2 架构需求与软件质量属性 249

8.2.1 软件质量属性 249

8.2.2 6个质量属性及实现 251

8.3 架构设计 257

8.4 软件架构文档化 259

8.5 软件架构评估 263

8.5.1 软件架构评估的方法 263

8.5.2 架构的权衡分析法 263

8.5.3 成本效益分析法 265

8.6 构件及其复用 265

8.6.1 商用构件标准规范 266

8.6.2 应用系统簇与构件系统 267

8.6.3 基于复用开发的组织结构 268

8.7 产品线及系统演化 269

8.7.1 复用与产品线 269

8.7.2 基于产品线的架构 270

8.7.3 产品线的开发模型 271

8.7.4 特定领域软件架构 271

8.7.5 架构及系统演化 272

8.8 软件架构建模 273

8.8.1 架构的模型 273

8.8.2 架构风格 275

8.8.3 架构风格举例 277



8.9 软件架构视图 279

8.9.1 软件视图的分类 279

8.9.2 模块视图类型及其风格 280

8.9.3 C＆C视图类型及其风格 282

8.9.4 分配视图类型及其风格 284

8.9.5 各视图类型间的映射关系 286

第9章 设计模式 287

9.1 设计模式概述 287

9.1.1 设计模式的概念 287

9.1.2 设计模式的组成 288

9.1.3 GoF设计模式 288

9.1.4 其他设计模式 290

9.1.5 设计模式与软件架构 291

9.1.6 设计模式分类 291

9.2 设计模式及实现 292

9.2.1 Abstract Factory模式 292

9.2.2 Singleton模式 295

9.2.3 Decorator模式 296

9.2.4 Facade/Session Facade模式 298

9.2.5 Mediator模式 300

9.2.6 Observer模式 301

9.2.7 Intercepting Filter模式 303

9.3 设计模式总结 305

第10章 测试评审方法 307

10.1 测试方法 307

10.1.1 软件测试阶段 307

10.1.2 白盒测试和黑盒测试 309

10.1.3 缺陷的分类和级别 311

10.1.4 调试 312

10.2 评审方法 313

10.3 验证与确认 314

10.4 测试自动化 316

10.5 面向对象的测试 316

第11章 嵌入式系统设计 319

11.1 嵌入式系统概论 319

11.1.1 嵌入式系统的基本概念 319

11.1.2 嵌入式系统的分类 320

11.2 嵌入式系统的组成 322

11.2.1 硬件架构 322

11.2.2 软件架构 326

11.3 嵌入式应用软件与开发平台 3