系统架构设计师备考一本通（第二版）

完全适配第二版新考纲，资深系统架构设计师课程讲师精心编写综合了基础知识、案例分析及论文，一站式学习

基于历年考点频次大数据组织编写，内容科学，重点突出方法独特，提炼精辟，深入浅出，深受考生喜爱

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前 言

说到系统架构设计，软件行业从业人员应该都听说过这个名词，但在现实工作中很少看到纯粹的系统架构设计师岗位，这主要是因为系统架构设计概念一般应用在大型复杂信息系统的开发中，并且在传统的信息系统开发的五个阶段里是没有单独的系统架构设计阶段的。从定义上来说，系统架构设计是为了解决大型复杂项目从需求分析到系统设计之间的巨大鸿沟问题而提出的一个中间阶段，针对大型复杂信息系统项目，其需求分析过程是十分复杂的，最后形成的需求文档可能多达上千页，涉及的功能点达数万个，在这种情况下，直接过渡到系统设计阶段，将会有极大可能使得设计人员无法理解如此巨大的需求，因此，需要系统架构设计师来为复杂的系统先进行架构设计，确定系统的架构风格，也就是对系统进行分层或者模块化的过程，逐步划分、缩小需求范围，使得复杂的需求可以按架构层次分配给对应的设计人员，确保从需求分析到系统设计阶段的完美过渡。

凡是计算机软件开发行业从业者，心中都会有一个“系统架构设计师”的梦，想要自学相关知识却发现市面上很难找到真正的大型复杂项目的实战培训，基于此，笔者认为考生可以先从系统架构的基础理论知识开始学习，正所谓万丈高楼平地起，只有具备了相应的理论基础，在后续职业生涯的发展中面对大型复杂项目时才能游刃有余。这也是“系统架构设计师”考试的价值所在。同时，随着某些大城市积分落户制度的实施，“软考”中级以上职称证书也是获得积分的重要一项。因此，每年都会有大量的考生参加这个考试。我们每年在全国各地进行的考前辅导中，与很多考生交流过，他们都反映出一个心声：“考试涉及的专业性太强，市面上辅导资料太少，通过考试非常难”。

在2022年12月底，软考办主导出版了《系统架构设计师教程（第二版）》教材及大纲，这也是系统架构设计师教程自从2009年出版以来，第一次改版。改版之后的教程及大纲更贴近当前新兴主流架构，如面向服务架构、大数据架构、嵌入式系统架构、安全架构等，并且在2023年11月改版之后的第一次考试中，考查到了很多新兴架构，颠覆了以往传统的考查知识点，变得更加灵活多变，也在无形中增加了考试难度。

为了帮助广大考生顺利通过考试，笔者结合多年来“软考”辅导的心得，以历次培训经典的综合知识、案例专题、论文专题三大模块内容为基础编写了本书。然而，考试的范围十分广泛，除了要掌握系统架构设计的相关知识，如软件架构风格、特定领域的软件架构、基于架构的软件开发、软件架构评估等，还要掌握计算机软件基础知识，如计算机组成与结构、操作系统、计算机网络和安全、软件工程、UML建模和设计模式等。此外，还要了解信息化相关的法律法规以及经济管理知识。在下午卷的案例专题中还会涉及具体的应用架构以及Web架构技术，具有一定的难度。

本书的“三大模块”是这样来安排的：

第1篇，综合知识。结合最新考试大纲及历年真题形式，凝练出17章主题内容，每个章节都包含备考指南、考点梳理及精讲、课后演练及答案解析，保证考生学练结合，从而快速掌握知识点。

第2篇，案例专题。首先对案例分析科目做了概述性的分析以及考点归类，将案例分析所有试题归纳为五大类专题，然后对每一类专题都有专门的考点梳理及精讲，补充案例相关的技术知识点，并且也有配套的案例真题及详细解析，同样是学练结合，使得考生能把握案例考点。此外，我们还结合第二版教材改版内容以及2023年11月考试真题考点，给大家补充了八大架构的案例考点和架构图。

第3篇，论文专题。首先对论文写作做了整体分析，将论文整体拆分成十大部分，并且给出了一套“万能模板”，考生可以据此搭建自己的论文模板。其次，还给出了架构设计师科目常考的十大论文主题以及对应的范文供学员参考、研究。

在此，感谢中国水利水电出版社万水分社周春元副总经理，他的辛勤劳动和真诚约稿，也是我能编写此书的动力之一。感谢王建平女士、倪晋平先生对本书的编写给出的许多宝贵的建议。感谢我的同事们、助手们，是他们帮我做了大量的资料整理，甚至参与了部分编写工作。

然而，虽经多年锤炼，本人毕竟水平有限，敬请各位考生、各位培训师批评指正，不吝赐教。我的联系邮箱是：709861254@qq.com。

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编 者

2024年1月

前言
第1篇 综 合 知 识

第1章 计算机组成与结构 2
1.1 备考指南 2
1.2 考点梳理及精讲 2
1.2.1 计算机系统基础知识 2
1.2.2 校验码 3
1.2.3 指令系统 4
1.2.4 存储系统 7
1.2.5 输入/输出技术 10
1.2.6 总线结构 12
1.3 课后演练（精选真题） 12
1.4 课后演练答案解析 14
第2章 系统配置和性能评价 17
2.1 备考指南 17
2.2 考点梳理及精讲 17
2.2.1 性能指标 17
2.2.2 性能评价方法 18
2.2.3 阿姆达尔定律 19
2.3 课后演练（精选真题） 19
2.4 课后演练答案解析 20
第3章 操作系统知识 21
3.1 备考指南 21
3.2 考点梳理及精讲 21
3.2.1 操作系统概述 21
3.2.2 进程管理 23
3.2.3 存储管理 27
3.2.4 设备管理 31
3.2.5 文件管理 32
3.3 课后演练（精选真题） 36
3.4 课后演练答案解析 38
第4章 数据库技术基础 40
4.1 备考指南 40
4.2 考点梳理及精讲 40
4.2.1 基本概念 40
4.2.2 三级模式两级映像 40
4.2.3 数据库的设计 41
4.2.4 E-R模型 43
4.2.5 关系代数运算 43
4.2.6 关系数据库的规范化 45
4.2.7 数据故障与备份 53
4.2.8 分布式数据库 54
4.2.9 数据仓库 55
4.2.10 反规范化技术 57
4.2.11 SQL语言 57
4.2.12 NoSQL数据库 58
4.3 课后演练（精选真题） 59
4.4 课后演练答案解析 60
第5章 计算机网络 63
5.1 备考指南 63
5.2 考点梳理及精讲 63
5.2.1 网络拓扑结构 63
5.2.2 传输介质 65
5.2.3 OSI/RM七层模型 65
5.2.4 TCP/IP协议 67
5.2.5 交换技术和路由技术 68
5.2.6 网络存储技术 68
5.2.7 网络规划与设计 69
5.2.8 移动通信技术 71
5.2.9 无线网络技术 71
5.2.10 下一代互联网IPv6 71
5.3 课后演练（精选真题） 72
5.4 课后演练答案解析 73
第6章 信息安全和网络安全 75
6.1 备考指南 75
6.2 考点梳理及精讲 75
6.2.1 信息安全和信息系统安全 75
6.2.2 信息安全技术 76
6.2.3 信息安全的抗攻击技术 80
6.2.4 信息安全的保证体系与评估方法 83
6.2.5 网络安全技术 84
6.2.6 网络安全协议 85
6.3 课后演练（精选真题） 86
6.4 课后演练答案解析 86
第7章 软件工程基础知识 88
7.1 备考指南 88
7.2 考点梳理及精讲 88
7.2.1 软件工程基础 88
7.2.2 需求工程 95
7.2.3 系统设计 98
7.2.4 测试基础知识 101
7.2.5 系统运行与维护 105
7.2.6 净室软件工程 106
7.2.7 基于构件的软件工程 107
7.3 课后演练（精选真题） 108
7.4 课后演练答案解析 111
第8章 项目管理 113
8.1 备考指南 113
8.2 考点梳理及精讲 113
8.2.1 进度管理 113
8.2.2 软件配置管理 116
8.2.3 质量管理 117
8.2.4 风险管理 117
8.3 课后演练（精选真题） 118
8.4 课后演练答案解析 119
第9章 UML建模和设计模式 121
9.1 备考指南 121
9.2 考点梳理及精讲 121
9.2.1 面向对象基础 121
9.2.2 UML 124
9.2.3 设计模式 129
9.3 课后演练（精选真题） 132
9.4 课后演练答案解析 134
第10章 嵌入式技术 136
10.1 备考指南 136
10.2 考点梳理及精讲 136
10.2.1 嵌入式微处理器 136
10.2.2 嵌入式软件与操作系统 141
10.2.3 嵌入式软件设计 143
10.3 课后演练（精选真题） 145
10.4 课后演练答案解析 146
第11章 软件架构设计 149
11.1 备考指南 149
11.2 考点梳理及精讲 149
11.2.1 软件架构的概念 149
11.2.2 构件 151
11.2.3 软件架构风格 153
11.2.4 特定领域软件架构 162
11.2.5 基于架构的软件开发方法 163
11.2.6 软件架构评估 165
11.2.7 中间件技术 169
11.2.8 典型的应用架构—J2EE 171
11.3 课后演练（精选真题） 172
11.4 课后演练答案解析 176
第12章 信息系统基础知识 180
12.1 备考指南 180
12.2 考点梳理及精讲 180
12.2.1 信息化基本概念 180
12.2.2 业务处理系统 185
12.2.3 管理信息系统 186
12.2.4 决策支持系统 187
12.2.5 专家系统 189
12.2.6 办公自动化系统 190
12.2.7 企业资源规划 191
12.2.8 信息系统战略规划 192
12.2.9 政府信息化与电子政务 193
12.2.10 企业信息化与电子商务 193
12.3 课后演练（精选真题） 198
12.4 课后演练答案解析 200
第13章 法律法规与标准化 203
13.1 备考指南 203
13.2 考点梳理及精讲 203
13.2.1 知识产权基础知识 203
13.2.2 标准化基础知识 206
13.3 课后演练（精选真题） 206
13.4 课后演练答案解析 207
第14章 数学与经济管理 208
14.1 备考指南 208
14.2 考点梳理及精讲 208
14.2.1 最小生成树 208
14.2.2 最短（长）路径 209
14.2.3 网络与最大流量 210
14.2.4 决策论 212
14.2.5 线性规划 214
14.2.6 伏格尔法 215
14.3 课后演练（精选真题） 216
14.4 课后演练答案解析 218
第15章 软件可靠性基础知识 220
15.1 备考指南 220
15.2 考点梳理及精讲 220
15.2.1 软件可靠性基本概念 220
15.2.2 软件可靠性建模 221
15.2.3 软件可靠性设计 222
15.3 课后演练（精选真题） 225
15.4 课后演练答案解析 225
第16章 软件架构的演化和维护 226
16.1 备考指南 226
16.2 考点梳理及精讲 226
16.2.1 软件架构演化和定义 226
16.2.2 面向对象软件架构演化 227
16.2.3 软件架构演化方式分类 228
16.2.4 软件架构演化原则 229
16.2.5 软件架构演化评估方法 230
16.2.6 软件架构维护 231
第17章 未来信息综合技术 232
17.1 备考指南 232
17.2 考点梳理及精讲 232
17.2.1 信息物理系统技术 232
17.2.2 人工智能技术 234
17.2.3 机器人技术 235
17.2.4 边缘计算 236
17.2.5 数字孪生体技术 238
17.2.6 云计算和大数据技术 238
17.3 课后演练（精选真题） 239
17.4 课后演练答案解析 240

第2篇 案 例 专 题

第18章 案例分析总论 242
18.1 案例分析答题卡 242
18.2 历年真题考点分析 242
18.3 解题技巧 245
第19章 案例专题一：软件架构设计 246
19.1 考点梳理及精讲 246
19.2 典型案例真题1（质量属性+架构
风格） 250
19.3 典型案例真题2（SOA） 252
19.4 典型案例真题3（J2EE架构设计） 255
第20章 案例专题二：系统开发基础 258
20.1 考点梳理及精讲 258
20.2 典型案例真题4（UML设计） 262
20.3 典型案例真题5（数据流图） 265
第21章 案例专题三：数据库系统 267
21.1 考点梳理及精讲 267
21.2 典型案例真题6（反规范化设计） 271
21.3 典型案例真题7（数据库性能设计） 273
第22章 案例专题四：嵌入式系统 276
22.1 考点梳理及精讲 276
22.2 典型案例真题8（可靠性设计） 278
第23章 案例专题五：Web应用开发 281
23.1 考点梳理及精讲 281
23.2 典型案例真题9（云平台智能家居
设计） 289
23.3 典型案例真题10（典型Web架构
设计） 291
第24章 案例专题六：典型八大系统架构
设计实例 293
24.1 信息系统架构设计 293
24.1.1 信息系统架构基本概念 293
24.1.2 信息系统架构 294
24.1.3 信息系统架构设计方法 295
24.1.4 信息系统架构案例分析 296
24.2 层次式架构设计 298
24.2.1 表现层框架设计 298
24.2.2 中间层架构设计 299
24.2.3 数据访问层设计 301
24.2.4 数据架构规划与设计 303
24.2.5 物联网层次架构设计 303
24.2.6 层次式架构案例分析 304
24.3 云原生架构设计 305
24.3.1 云原生架构内涵 305
24.3.2 云原生架构原则 306
24.3.3 主要架构模式 306
24.3.4 云原生架构相关技术 307
24.3.5 云原生架构案例分析 308
24.4 面向服务架构设计 309
24.4.1 SOA概述和发展 309
24.4.2 SOA的微服务化发展 309
24.4.3 SOA的参考架构 310
24.4.4 SOA主要协议和规范 311
24.4.5 SOA的设计模式 312
24.5 嵌入式系统架构设计 313
24.5.1 嵌入式系统软件架构原理与特征 313
24.5.2 嵌入式系统软件架构设计方法 316
24.5.2 嵌入式系统软件架构案例分析 319
24.6 通信系统架构设计 321
24.6.1 通信系统网络架构 321
24.6.2 移动通信网网络架构 324
24.6.3 网络构建关键技术 326
24.6.4 通信网络构建案例分析 326
24.7 安全架构设计 327
24.7.1 安全架构概述 327
24.7.2 安全模型 329
24.7.3 系统安全体系架构规划框架 331
24.7.4 信息系统安全规划框架 331
24.7.5 信息安全整体架构设计 331
24.7.6 网络安全体系架构设计 333
24.7.7 安全架构设计案例分析 335
24.8 大数据架构设计 336
24.9 大数据架构设计案例分析 339

第3篇 论 文 专 题

第25章 论文整体分析 344
25.1 复习说明 344
25.2 历年真题 344
25.3 写作原则 345
25.4 常见问题 346
25.5 评分标准 347
第26章 搭建自己的万能模板 348
26.1 选择合适的项目 348
26.2 提前准备论文摘要 349
26.3 提前准备项目背景 349
26.4 正文写作 350
26.5 提前准备结尾 350
26.6 万能模板 350
第27章 正文素材及范文 352
27.1 论软件系统架构风格 352
27.1.1 真题分析及理论素材 352
27.1.2 合格范文赏析 353
27.2 论面向服务架构设计及其应用 356
27.2.1 真题分析及理论素材 356
27.2.2 合格范文赏析 357
27.3 论软件设计模式及其应用 359
27.3.1 真题分析及理论素材 359
27.3.2 合格范文赏析 360
27.4 论高可靠性系统中软件容错技术的
应用 363
27.4.1 真题分析及理论素材 363
27.4.2 合格范文赏析 364
27.5 论软件架构评估 367
27.5.1 真题分析及理论素材 367
27.5.2 合格范文赏析 369
27.6 论信息系统的安全性与保密性设计 371
27.6.1 真题分析及理论素材 371
27.6.2 合格范文赏析 372
27.7 基于构件的软件开发 374
27.7.1 真题分析及理论素材 374
27.7.2 合格范文赏析 375
27.8 论企业集成平台的技术与应用 378
27.8.1 真题分析及理论素材 378
27.8.2 合格范文赏析 380
27.9 论软件多层架构的设计 382
27.9.1 真题分析及理论素材 382
27.9.2 合格范文赏析 382

1. 大学生创新创业实践——外语类 [主编　王纯磊　袁　媛]
2. 自然拼读黄金法则（第二版） [李汉回　编著]
3. 应急管理体系建设的理论与实践探析 [张岩]
4. 大学生创新创业实践——信息类 [主编　陆超　袁静　秦玉龙]
5. Photoshop图像处理案例教程 [李清玲]
6. 智慧能源典型技术及应用 [主编　张斌　王锋]
7. 设计构成基础教程（第二版） [刘艳芳　王阳]
8. 用英语讲中国热词（微课版） [白阳明　编著]
9. 信息系统监理师考试32小时通关 （第二版） [薛大龙]
10. 学前儿童教育戏剧活动指导 [主编　王一鸥　黄科]
11. 信息安全工程师考试32小时通关 [薛大龙]
12. 典型替代燃料的低温氧化反应动力学理论研究 [邢利利 著]
13. 电力施工企业内控合规实务操作手册 [白雪鹏　张　义　张海峰　编著]
14. 电气控制与PLC程序设计（第二版） [胡冠山]
15. 基于双元制的机电一体化技术专业、工业机器人技术专业标准开发 [主编 黄崇富 朱永丽 胡银全]
16. 职前教师职业伦理教育研究—以云南为例 [侯阿冰 著]
17. Java Web项目化设计实践教程 [邱云 曾陈萍]
18. 系统集成项目管理工程师5天修炼（第四版） [黄少年 刘毅 编著]
19. 中国通信工业协会教育专委会2023年会议论文集 [中国通信工业协会教育专委会]
20. 氧化石墨烯在页岩陶粒高强轻质混凝土中的应用研究 [洪晓江 著]
21. 应用型高校通识教育课程思政教学设计研究 [唐敬伟 江娜 著]
22. 系统集成项目管理工程师考试32小时通关（第二版） [薛大龙]
23. 鸿蒙系统应用开发项目化教程 [邓文达　史劲　李礼]
24. 新形势下全球价值链视角的地方汽车产业集群升级实证研究 [张兆英 著]
25. 梅兰竹菊松诗词与君子文化再读 [李汶净 著]
26. 战略管理——新思维与商业竞争分析工具 [主编 舒波]
27. 用英语介绍中国：经典诵读 [青闰　编译]
28. 化工分离技术与优化策略研究 [王婷婷 著]
29. 人工智能开发框架应用 [主编 王明超 芦娅云]
30. 信息系统项目管理师案例分析一本通（第二版） [王树文 编著]