软件设计师

软件设计师考试的总体要求

软件设计师主要完成三项工作：（1）编写文档；（2）组织指导程序员开展工作；（3）软件优化和集成测试，开发高质量软件。本工作要求具有工程师的实际工作能力和业务水平。具体讲就是，通过本考试的合格人员，能根据软件开发项目管理和软件工程的要求，按照系统总体设计规格说明书进行软件设计，编写程序设计规格说明书等相应的文档，组织和指导程序员编写、调试程序，并对软件进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量软件。

考试内容要求

知识点的掌握程度从深到浅可分五个层次，分别要求为熟练掌握、掌握、理解、熟悉和了解。其中包括2个熟练掌握（常用数据结构和常用算法、软件设计的方法和技术）、8个掌握、2个熟悉，1个正确理解，具体体现在以下12个方面：

(1) 掌握数据表示、算术和逻辑运算；

(2) 掌握相关的应用数学、离散数学的基础知识；

(3) 掌握计算机体系结构以及各主要部件的性能和基本工作原理；

(4) 掌握操作系统、程序设计语言的基础知识，了解编译程序的基本知识；

(5) 熟练掌握常用数据结构和常用算法；

(6) 熟悉数据库、网络和多媒体的基础知识；

(7) 掌握C程序设计语言，以及C++、Java、Visual Basic、Visual C++中的一种程序设计语言；

(8) 熟悉软件工程、软件过程改进和软件开发项目管理的基础知识；

(9) 熟练掌握软件设计的方法和技术；

(10) 掌握常用信息技术标准、安全性，以及有关法律、法规的基本知识；

(11) 了解信息化、计算机应用的基础知识；

(12) 正确阅读和理解计算机领域的英文资料。

分析：相对于2001年考试大纲，新大纲对知识面的要求更宽，更注重软件设计开发的实践能力，这一点充分体现在下午考试中。考试内容除了技术要求外，还增加了对软件工程实践能力、安全性、标准化、法律法规等方面知识的要求，毕竟软件设计师是软件产业的骨干，因此考试要求相对较高。

二、考试范围

考试科目1：计算机与软件工程知识

本部分包含以下内容：

l 计算机科学基础

l 计算机系统知识

l 系统开发和运行知识

l 安全性知识

l 标准化知识

l 信息化基础知识

l 计算机专业英语

1．计算机科学基础

1.1 数制及其转换

· 二进制、十进制和十六进制等常用制数制及其相互转换

1.2 数据的表示

·（原码、反码、补码、移码表示，整数和实数的机内表示，精度和溢出）

· 非数值表示（字符和汉字表示、声音表示、图像表示）

· 校验方法和校验码（奇偶校验码、海明校验码、循环冗余校验码）

1.3 算术运算和逻辑运算

· 计算机中的二进制数运算方法

· 逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简

【分析1.1 / 1.2 / 1.3】

本部分要求与程序员考试大纲基本一致

重点：数的表示、校验码

难点：数的四种编码：原码、反码、补码、移码及相互之间的变换方法。浮点数的表示以及其规格化。

考试题型一般分布在：数制表示、数据表示、校验码的长度、逻辑表达式（公式、等效变换），明确“与”、“非”、“异或”的运算规则。

考试出现频率较高的内容：浮点数规格化、进制转换、求反补码。

1.4 数学基础知识

· 命题逻辑、谓词逻辑、形式逻辑的基础知识

· 常用数值计算（误差、矩阵和行列式、近似求解方程、插值、数值积分）

· 排列组合、概率论应用、应用统计（数据的统计分析）

· 运算基本方法（预测与决策、线性规划、网络图、模拟）

【分析1.4】

考纲要求掌握相关的应用数学、离散数学的基础知识

本部分内容作为背景知识，虽不专门考察，但在其他题目中尤其是程序设计中出现。

1.5 常用数据结构

· 数组（静态数组、动态数组）、线性表、链表（单向链表、双向链表、循环链表）、队列、栈、树（二叉树、查找树、平衡树、线索树、线索树、堆）、图等的定义、存储和操作

· Hash（存储地址计算，冲突处理）

1.6 常用算法

· 排序算法、查找算法、数值计算方法、字符串处理方法、数据压缩算法、递归算法、图的相关算法

· 算法与数据结构的关系、算法效率、算法设计、算法描述（流程图、伪代码、决策表）、算法的复杂性

【分析1.5/1.6】

因为数据结构是程序设计的基础，算法与数据结构密切相关，因此本部分为考试重点内容，要求熟练掌握。

重点：顺序存储结构和链式存储结构的特点、链表中的头结点、栈的运算与溢出、循环队列的基本操作

数组元素的存储位置、特殊矩阵的压缩存储、广义表的表头和表尾求法

二叉树存储方法、由遍历序列确定二叉树、二叉树的计数问题

图的遍历算法、最小生成树算法、拓朴排序和关键路径、最短路径算法

平均查找长度、折半查找判定树、平衡二叉树的最少结点数、插入运算及平衡化处理、哈希表的构造和查找

排序的稳定问题、快速排序的分析及改进、内部排序的时间下界、算法时间复杂度分析

难点：二叉树节点与深度的关系、图的存储（矩阵、邻接表）与操作、遍历、

考试出现频率较高的内容：树的遍历、数据元素存储方式、查找树、平衡树

考试题型一般分布在：数据元素存储方式、队和栈的性质及其对比、链表操作、二叉树的定义及其性质、二叉树的遍历/节点计算、树的遍历、查找树、平衡树等，图的概念及其性质。

常见的排序算法、查找算法、递归算法、算法的基本特点、常用算法思想、算法效率的比较（时间、空间复杂度）、算法描述、算法复杂性比较

2．计算机系统知识

2.1 硬件知识

2.1.1 计算机系统的组成、体系结构分类及特性

· CPU和存储器的组成、性能和基本工作原理

· 常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理

· I/O接口的功能、类型和特性

·（中断系统、DMA、I/O处理机方式）

· CISC/RISC，流水线操作，多处理机，并行处理

2.1.2 存储系统

· 主存-Cache存储系统的工作原理

· 虚拟存储器基本工作原理，多级存储体系的性能价格

· RAID类型和特性

【分析2.1.1/2.1.2】

分析：磁盘存储器的容量计算、地址映射、流水线、系统结构分类

重点：Cache替换算法、内存与接口的编址方式、流水线操作

难点：I/O控制方式、地址计算、并行处理的概念和层次

考试出现频率较高的内容：指令的寻址方式以及指令的执行过程；存储容量的计算、

流水线处理机的主要指标、CISC/RISC比较等

2.1.3 安全性、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式

【分析2.1.3】本部分内容多为记忆型内容

重点：数据加密/解密知识、计算机安全等级、认证技术、数字签名等

平均无故障时间、平均修复时间定义、计算机可靠性模型、性能评价

难点：数据加密/解密知识、密钥体制

考试出现频率较高的内容：可靠性能评价、数据安全知识、计算机可靠性及性能评价

2.2 软件知识

2.2.1 操作系统知识

· 操作系统的内核（中断控制）、进程、线程概念

· 处理机管理（状态转换、共享与互斥、分时轮转、抢占、死锁）

· 存储管理（主存保护、动态连接分配、分段、分页、虚存）

· 设备管理（I/O控制、假脱机）

· 文件管理（文件目录、文件组织、存取方法、存取控制、恢复处理）

· 作业管理（作业调度、作业控制语言（JCL）、多道程序设计）

· 汉字处理，多媒体处理，人机界面

· 网络操作系统和嵌入式操作系统基础知识

· 操作系统的配置

【分析2.2.1】

重点：操作系统的五大管理功能，其中如处理机管理、存储管理、作业调度、进程调度、页面调度等尤为重要、状态转换、共享与互斥、分时轮转、抢占、死锁

难点：作业调度、进程调度、页面调度算法、PV操作

考试题型一般分布在：操作系统的概述、处理机管理、存储、文件管理、作业、进程调度、进程状态变化

考试出现频率较高的内容：PV操作、进程死锁/同步、内存分配、并发执行程序、进程间状态转换、PV实现进程间的同步与互斥、死锁及其避免、地址变换、页面置换、工作集

2.2.2 程序设计语言和语言处理程序的知识

· 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，过程（函数）调用

· 各类程序设计语言主要特点和适用情况

【分析2.2.2】

分析：文法考查、自动机、正则式

重点：编译程序的基本组成、正则表达式和有限自动机、文法及语言的形式描述、中间代码、自动机原理、文法和语言的定义

考试出现频率较高的内容：正则表达式和正则集、有限自动机和正则表达式的转换

2.3 计算机网络知识

· 网络体系结构（网络拓扑、OSI/RM、基本的网络协议）

· 传输介质、传输技术、传输方法、传输控制

· 常用网络设备和各类通信设备

· Client/Server结构、Browser/Server结构

· LAN拓扑，存取控制，LAN的组网，LAN间连接，LAN-WAN连接

· 因特网基础知识以及应用

· 网络软件

· 网络管理

· 网络性能分析

【分析2.3】

计算机网络中对OSI/RM七层的划分，及各种协议的功能。传输理论、互联设备、Internet知识，除参考模型理论外，其他的比较比较琐碎，需要知识积累。

重点：网络分类、拓扑结构、OSI参考模型层次划分及对应的协议、带宽计算、子网划分、防火墙技术

难点：IP子网划分；传输控制、各层协议的功能

考试题型一般分布在：这部分知识除了上面的难点部分外，基本属于了解记忆性的知识点，知识点比较散乱，但考试中考点均落在大纲中列出的知识点中。

考试出现频率较高的内容：TCP/IP协议、参考模型7层协议、IP地址的分类、各种网络设备的比较；

2.4 数据库知识

· 数据库管理系统的功能和特征

· 数据库模型（概念模式、外模式、内模式）

· 数据模型，ER图，第一范式、第二范式、第三范式

· 数据操作（集合运算和关系运算）

· 数据库语言（SQL）

· 数据库的控制功能（并发控制、恢复、安全性、完整性）

· 数据仓库和分布式数据库基础知识

【分析2.4】

无论对上午题目还是下午题目，本部分都很重要，这是学习和复习的一个重点。

重点：用E-R模型表示现实问题，扩充的E-R模型、ER图向关系模式的转换、数据库语言（SQL）、对SELECT查询语句的应用、关系代数表达式、关系模型的完整性约束、函数依赖

难点：五种基本的关系运算方法、组合的关系运算方法、规则化理论（）、函数依赖、分解的保持函数依赖、无损连接又保持函数依赖的分解、判断一个分解的无损连接性和保持函数

考试出现频率较高的内容：数据模型、关系运算与SQL语句的转换、函数依赖

2.5 多媒体知识

· 多媒体系统基础知识，多媒体设备的性能特性，常用多媒体文件格式

· 简单图形的绘制，图像文件的处理方法

· 音频和视频信息的应用

· 多媒体应用开发过程

【分析2.5】

基本属于了解记忆性的知识点。

重点：多媒体的基本概念、声音数字化的过程、图像压缩编码、视频文件的国际标准、流媒体概念、多媒体计算机系统、虚拟现实技术

难点：多媒体信息的容量计算、数据压缩、常用多媒体文件格式、音频和视频的物理特征等

考试出现频率较高的内容：基本知识、信息的容量计算

2.6 系统性能知识

· 性能指标（响应时间、吞吐量、周转时间）和性能设计

· 性能测试和性能评估

· 可靠性指标及计算、可靠性设计

· 可靠性测试和可靠性评估

【分析2.6】

重点：可靠性评估

考试出现频率较高的内容：系统可靠性的计算、设备周转时间

2.7 计算机应用基础知识

· 信息管理、数据处理、辅助设计、自动控制、科学计算、人工智能等基础知识

· 远程通信服务基础知识

· 常用应用系统

【分析2.7】

本部分内容不是考试重点，做一般了解即可。

3．系统开发和运行知识

本部分内容涉及上午考试和下午考试，是软件设计师工作能力的考查重点。

3.1 软件工程、软件过程改进和软件开发项目管理知识

· 软件工程知识

· 软件开发生命周期各阶段的目标和任务

· 软件开发项目管理基础知识（时间管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、风险管理等）及其常用管理工具

· 主要的软件开发方法（生命周期法、原型法、面向对象法、CASE）

· 软件开发工具与环境知识

· 软件过程改进知识

· 软件质量管理知识

· 软件开发过程评估、软件能力成熟评估基础知识

【分析3.1】

重点：软件开发方法、CMM、成本估算、风险分析、进度管理、人员管理、软件开发环境

3.2 系统分析基础知识

· 系统分析的目的和任务

· 结构化分析方法（数据流图（DFD）、数据字典（DD）、实体关系图（ERD）、描述加工处理的结构化语言）

· 统一建模语言（UML）

· 系统规格说明书

【分析3.2】

高度重视UML在系统分析中的应用

重点：数据流图（DFD）、数据字典（DD）、实体关系图（ERD）

考点：UML的各类图

3.3 系统设计知识

· 系统设计的目的和任务

· 结构化设计方法和工具（系统流程图、HIPO图、控制流程图）

· 系统总体结构设计（总体布局、设计原则、模块结构设计、数据存储设计、系统配置方案）

· 系统详细设计（代码设计、数据库设计、用户界面设计、处理过程设计）

· 系统设计说明书

【分析3.3】

重点：系统流程图、HIPO图、控制流程图

3.4 系统实施知识

· 系统实施的主要任务

· 结构化程序设计、面向对象程序设计、可视化程序设计

· 程序设计风格

· 程序设计语言的选择

· 系统测试的目的、类型，系统测试方法（黑盒测试、白盒测试、灰盒测试）

· 测试设计和管理（错误曲线、错误排除、收敛、注入故障、测试用例设计、系统测试报告）

· 系统转换基础知识

3.5 系统运行和维护知识

· 系统运行管理基础知识

· 系统维护基础知识

· 系统评价基础知识

【分析3.4/3.5】

重点：结构化设计中信息流、变换分析、系统结构设计原则、系统划分、模块设计、数据存储设计、面向对象程序设计、测试方法、系统维护的分类

难点：系统测试方法、测试分类、系统可维护性评价指标

3.6 面向对象开发方法

· 面向对象开发概念（类、对象、属性、封装性、继承性、多态性、对象之间的引用）

· 面向对象开发方法的优越性以及有效领域

· 面向对象设计方法（体系结构、类的设计、用户接口设计）

· 面向对象实现方法（选择程序设计语言、类的实现、方法的实现、用户接口的实现、准备测试数据）

· 面向对象程序设计语言（如C++、Java、Visual、Bsasic、Visual C++）的基本机制

· 面向对象数据库、分布式对象的概念

【分析3.6】

重点：面向对象开发：类、对象、属性、封装性、继承性、多态性、OMT方法

难点：建议在数据流图、结构化分析方法上多加掌握。

【分析3】

考试题型一般分布在：DFD、软件的生存周期；数据流图；模块间的关系；软件测试的分类、软件质量管理（标准）软件的特性、主要的软件开发方法、系统测试、软件能力成熟评估

考试出现频率较高的内容：数据流图、黑盒/白盒测试、面向对象技术的概念

4．安全性知识

· 安全性基本概念

· 防治计算机病毒、防范计算机犯罪

· 存取控制、防闯入、安全管理措施

· 加密与解密机制

· 风险分析、风险类型、抗风险措施和内部控制

【分析4】

系统安全问题是目前社会关注的问题，也是应用价值较高的知识，可结合现实中的相关问题来加深理解。

考试出现频率较高的内容：加密与解密算法、

5．标准化知识

· 标准化意识、标准化的发展、标准制订过程

· 国际标准、国家标准、行业标准、企业标准基本知识

· 代码标准、文件格式标准、安全标准、软件开发规范和文档标准知识

· 标准化机构

6．信息化基础知识

· 信息化意识

· 全球信息化趋势、国家信息化战略、企业信息化战略和策略

· 有关的法律、法规

· 远程教育、电子商务、电子政务等基础知识

· 企业信息资源管理基础知识

【分析5/6】

信息化、标准化知识是新增考点。标准化方面有标准标识，标准修订等是对基本素质的考查，也要重视。

考试出现频率较高的内容

7．计算机专业英语

· 掌握计算机技术的基本词汇

· 能正确阅读和理解计算机领域的英文资料

【分析7】

专业英语，是对专业知识和英语水平的考查，考前需有意识阅读点英文专业资料。

考试题型一般分布在：软件行业标准，计算机安全基础知识，信息化基础知识。

考试出现频率较高的内容：行业标准的类别；计算机安全，CMM分类，计算机软件著作权问题。

考试科目2：软件设计

本部分具体内容如下：

l 外部设计

l 内部设计

l 程序设计

l 系统实施

l 软件工程

本部分所涉及内容为软件设计的日常工作，这些内容同样出现在上午考试试题中。

1．外部设计

1.1 理解系统需求说明

1.2 系统开发的准备

· 选择开发方法、准备开发环境、制订开发计划

1.3 设计系统功能

· 选择系统结构，设计各子系统的功能和接口，设计安全性策略、需求和实现方法，制订详细的工作流和数据流

1.4 设计数据模型

· 设计ER模型、数据模型

1.5 编写外部设计文档

· 系统配置图、各子系统关系图、系统流程图、系统功能说明书、输入输出规格说明、数据规格说明、用户手册框架

· 设计系统测试要求

1.6 设计评审

应能由考试说明内容，来阅读

2．内部设计

2.1 设计软件结构

· 按构件分解，确定构件功能规格以及构件之间的接口

· 采用中间件和工具

2.2 设计输入输出

· 屏幕界面设计、设计输入输出检查方法和检查信息

2.3 设计物理数据

· 分析数据特性，确定逻辑数据组织方式、存储介质，设计记录格式和处理方式

· 将逻辑数据结构换成物理数据结构，计算容量，进行优化

2.4 构件的创建和重用

· 创建、重用构件的概念

· 使用子程序库或类库

2.5 编写内部设计文档

· 构件划分图、构件间的接口、构件处理说明、屏幕设计文档、报表设计文档、文件设计文档、数据库设计文档

2.6 设计评审

3．程序设计

3.1 模块划分（原则、方法、标准）

3.2 编写程序设计文档

· 模块规格说明书（功能和接口说明、程序处理逻辑的描述、输入输出数据格式的描述）

· 测试要求说明书（测试类型和目标、测试用例、测试方法）

3.3 程序设计评审

4．系统实施

4.1 配置计算机系统及其环境

4.2 选择合适的程序设计语言

4.3 掌握C程序设计语言，以及C++、Java、Visual Basic、Visual C++中任一种程序设计语言，以便能指导程序员进行编程和测试，并进行必要的优化

4.4 系统测试

· 指导程序员进行模块测试，并进行验收

· 准备系统集成测试环境和测试工具

· 准备测试数据

· 写出测试报告

5．软件工程

· 软件生存期模型（瀑布模型、螺旋模型、喷泉模型）和软件成本模型

· 定义软件需求（系统化的目标、配置、功能、性能和约束）

· 描述软件需求的方法（功能层次模型、数据流模型、控制流模型、面向数据的模型、面向对象的模型等）

· 定义软件需求的方法（结构化分析方法、面向对象分析方法）

· 软件设计（分析与集成、逐步求精、抽象、信息隐蔽）

· 软件设计方法（结构化设计方法、Jackson方法、Warnier方法、面向对象设计方法）

· 程序设计（结构化程序设计、面向对象程序设计）

· 软件测试的原则与方法

· 软件质量（软件质量特性、软件质量控制）

· 软件过程评估基本方法、软件能力成熟度评估基本方法

· 软件开发环境和开发工具（分析工具、设计工具、编程工具、测试工具、维护工具、CASE）

· 软件工程发展趋势（面向构件，统一建模语言（UML））

· 软件过程改进模型和方法

本部分综合分析：

软件设计师，关键是设计软件的能力。考纲要求：要熟悉软件工程、软件过程改进和软件开发项目管理的基础知识；熟练掌握软件设计的方法和技术；掌握C程序设计语言及指定的四种面向对象语言中的一种。这部分专业能力严重依赖工作实践，要求有一定经验的积累，是具有工程师的实际工作能力和业务水平的体现。如无实践经验，要学会借鉴，以取人之长，补已之短。

这部分主要体现在下午考试中，现就如何应对下午考试进行分析：

近几次考试中下午试题分五个题目，一个数据库，一个程序填空题、一个面向对象的语言题，另两个题目分别为数据流图、UML、或流程图等。

数据库题目，要求补全SQL语言，这要求考生熟悉SQL的语言，无论对上午题目还是下午题目都很重要。这是学习和复习的一个重点。

数据流图，DFD是一种分析系统数据流程的图形，意在让用户理解系统的功能、输入、输出和数据存储等。请认真弄清其应用，在画出数据流图的情况下，系统的功能也就确定了，再经过细化，逐步向物理结构迈进。考核时，试题多从父图和子图的平衡来分析。这部分内容，一个解题的关键是高度重视题目说明，务必正确、深入理解其内容，必要时要读几遍，同时对于给出的图表，也要务必看懂。这样答题就轻松了，答案实际就蕴含在说明中。

流程图类题目，是大家再熟悉不过的了，它就一个具体问题的解题思路进行描述，是面向过程的。但所求问题是千差万别的，因此应理解思路，细心作答。

答题形式最简单也是难度最大的是程序填空。为便于阅卷，这类题目以程序填空形式出现，这不仅要求理解问题本质，同时也要弄清作者解题思路，这一点比自己独立完成程序设计要难得的多。针对问题，首先设计自己的思路，如何解决问题，先后顺序怎样；然后试读程序，如何思路大体一致，很好，这题容易解决了。如思路不一致，设法弄清每一段代码的功能，其逻辑结构怎样，进而弄清命题人的解题思路，再顺势解决问题。人们常讲，答案就在题目中，这是对的。在分析问题过程中，找到所求答案。不过前提条件是考生要熟悉这种语言，又要明白解题思路，这样才能正确作答。这个题目比较难，要么不得分，要么得全分。

近年对于统一建模语言UML考查较多，已引起了考生的注意。它代表了软件工程的发展趋势，目前是可视化建模的事实上的工业标准。人们对于图的理解相对其他形式更容易一些，图能更清晰地描述和说明问题的本质，因此，UML体现了这一特点。这类题目难度与数据流图相似，自然解题思想也相同。从形式上看，数据流图更朴实一些，UML类的题目则透出一种新颖、现代的气息。

最后的题目面向对象语言是一个选做题，给考生以自由，可以发挥个人的优势。命题已注意到不同语言的考查难度一致性，要求考生就同一问题回答，实现了形式上的公平，自然是一个进步

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