软件设计师——计算机与软件工程知识&学习要点（上午题A）

第1章 计算机科学基础

• 数制及其转换

本节要求考生掌握计算机的数制表示及它们之间的转换关系，掌握并灵活运用二、十进制数的转换关系，特别是将十进制数转换为二进制的“除2取余，乘2取整”的方法。对于本节内容的知识点，作为基本技能，主要在程序员级别中考核，在软件设计师级别中很少直接考核，而是融合在其他知识点中。

• 数据的表示

本节主要要求考生掌握数值数据的原码、反码、补码和移码表示，掌握它们之间的相同点和不同点（符号位、数值位、0的表示方法），以及各自所表示的数的范围：掌握定点数和浮点数的表示方法，包括浮点数的组成和规格化，能按照一定要求把浮点数表示的机内码转化为十进制数，或者将十进制数转化为规格化的机内码；了解非数值数据的编码方法，认识ASCII码和BCD码的编码方法，汉字的编码方法要分清区位码、国标码和机内码及其相互关系，对各种输出方式的容量计算也要注意：掌握奇偶校验编码的形成、校验原理和分类，掌握海明校验码和循环冗余校验码的功能、形成及校验原理。关于声音和图像表示在多媒体部分会讲到。本节内容除重点关注校验方法和校验码之外，其他内容在软件设计师级别的考核中比例逐年减少，而是放到程序员级别的考核中。

• 算数运算符和逻辑运算

本节主要要求考生掌握计算机中二进制数的运算方法，特别是补码的加减运算，能用双符号位法或进位判别法来判断定点数运算结果是否溢出；掌握逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简，逻辑运算的基本规则和基本公式是进行逻辑表达式化简的前提和基础，特别要熟练掌握异或运算、逻辑表达式化简的简便方法。本节的内容在软件设计师级别中很少直接考核，而是放到程序员级别进行考核。

• 数学基础知识

由于这部分内容在近几次考试中均为出现，因此考生只要对离散数学的基础知识、常用数值计算、排列组合、概率等常识有一定的认识即可。

• 常用数据结构

本节主要要求考生理解数据结构的概念，会用二元组表示法表示一种数据结构。了解数据、数据元素、数据项、数据对象的基本概念。了解线性结构的特点。掌握线性结构的存储方式（即顺序存储方式和链式存储方式）以及基本运算。掌握各种线性结构的运算特点以及在实际问题中的一些应用。了解串的模式匹配算法。掌握二维数组以及多维数组的存储和地址计算。理解树的基本概念及其相关术语。熟悉树的存储结构及基本运算。掌握二叉树的相关基本概念和术语。掌握二叉树的性质。掌握几种特殊类型的二叉树（完全二叉树、满二叉树、平衡二叉树、线索二叉树、二叉排序树、堆）。掌握二叉树常采用的两种存储结构。掌握二叉树的遍历。会对一棵二叉树进行线索化。熟悉树（或森林）与二叉树的转换方法。理解哈夫曼树的基础知识及构造方法。掌握图的基本概念及其逻辑关系，理解无向图、有向图、连通图、强连通图、连通分量、强连通分量、生成树、最小生成树、AOV网、AOE网等概念。掌握图的邻接矩阵、邻接表存储结构。掌握图的相关运算。会求AOE网的关键路径。

• 常用算法

本节主要要求考生理解算法的概念及其算法与数据结构的关系。会衡量一个算法的时间复杂=度、空间复杂度。理解数据压缩算法。掌握递归算法。理解图的相关算法。掌握各种查找算法。掌握各种排序算法。理解动态规划法、分支界限法、分治法、回溯法、贪心法的设计思想以及适用于解决问题的类型。

第2章 计算机系统知识

• 硬件知识

计算机硬件知识涵盖的内容很多，包括计算机系统结构、组成、实现和分类，层次存储系统原理，总线，I/O接口与I/O系统，RISC特点，并行处理技术，计算机安全性、可靠性及性能评价技术等。

本节主要要求考生掌握CPU的组成（控制器、运算器、寄存器）、性能和基本工作原理；了解存储系统的组成，存储介质的分类和特点，掌握层次存储系统原理，对于主存，要掌握其组成、性能、基本原理，存储器配置以及相关一些参数如可寻址空间、带宽计算等，Cache的地址映像及有关计算（命中率、平均访问时间），对于辅存，要了解其分类、特点、掌握软盘、硬盘的容量计算和性能指标参数，了解虚拟存储器的含义与工作原理，了解RAID的类型和特性；了解常见的I/O接口的功能与特性，了解常见的I/O设备的类型和特性，掌握I/O系统的几种主要工作方式（程序查询输入/输出方式，终端输入/输出方式和直接存储器访问方式）；了解系统总线的分类和功能。本节要重点掌握RISC/CISC的特点及与组合逻辑控制器/微程序控制器的关系，流水线操作程序段执行时间的计算及相关指标（如吞吐量）的计算，并行处理中的阵列处理机（SIMD计算机），多处理机的分类、结构及特点等内容。另外对指令系统的相关内容也要掌握，包括理解指令的格式、种类和各自功能，扩展操作码编码码长的计算，对于循环与移位指令要多给予关注，理解与区分不同的寻址方式，了解指令的执行过程。还要了解计算机系统的故障诊断和容错技术的原理、分类及方法。

• 软件知识

本节主要要求考生掌握操作系统的内核、进程、线程概念；理解内核的过程；掌握进程的相关知识：如进程的概念、组成、进程3种基本状态的转换、具有挂起与解挂功能的5种状态的转换、进程与程序的区别、调度算法等；掌握P、V操作、用P、V操作实现进程的同步和互斥以及生产者-消费者问题；理解处理机分时轮转；理解死锁的概念、生产原因和必要条件、可抢占与不可抢占策略；理解主存保护技术，动态连接分配技术；理解可变分区管理技术中的4中空闲区分配算法、地址重定位以及简单分页、简单分段的原理；掌握虚拟存储器的全部相关问题：如虚拟存储器的引入原理——局部性原理、请求分页、分段的原理、请求分页管理中几种页面置换算法、异常现象、抖动现象、工作集的概念等；了解设备管理中I/O控制的方式；理解假脱机原理；了解文件系统的相关概念，从用户观点和系统观点看文件的组织方式、文件的存取方法、存取控制、恢复处理；理解作业的概念、状态及转换、调度算法、周转时间；了解作业控制语言；理解多道程序设计的概念。

另外，还要了解尚未出过考题，但大纲上提到的汉字处理，多媒体处理，人机界面的相关概念；了解网络操作系统和嵌入式操作系统基础知识；了解常见操作系统的配置。 操作系统部分内容多但条理性很强，难度系数不是很高只要抓住重点就很容易得分。

本节还要求考生了解3中翻译程序——汇编程序、编译程序、理解程序的基础知识，了解编译程序各阶段的功能，了解编译程序与解释程序的区别；对于给出的DFA，可以正确写出其所对应的正规式；熟练掌握NFA到DFA的转换及DFA的化简；掌握程序设计语言的基本成分；熟练掌握过程（函数）调用；掌握函数参数的两种传递方式：传值方式和引用方式；掌握数组的概念及数组的按行存储及按列存储。

• 计算机网络知识

这部分的主要内容是网络的各种技术。

从网络的基础知识开始，涉及到对计算机网络的分类方式、城域网的常用结构、广域网与远程传输服务等内容。要求能够理解计算机网络的各种分类方式及特点等。

对于局域网技术而言，其技术要求以及硬件技术都不同于广域网，局域网的主要目的是要共享网络介质，所以要求了解掌握局域网的拓扑结构，局域网访问控制系统，掌握总线型、星型、环型等几种常见的网络拓扑结构，充分理解物理拓扑和逻辑拓扑之间的关系。熟练掌握不同网络拓扑结构的实现和访问控制协议，重点是CSMA/CD、令牌环、令牌总线的访问控制协议。要理解局域网的互联技术及互联网的层次划分。掌握LAN-LAN、LAN-WAN、对等连接和点对点连接，掌握高速局域网技术。掌握网络设备和各类通信设备。

在局域网的基础上，进一步了解因特网的相关知识，理解网络应用的基本原理和技术。熟悉Internet基本协议栈的构成，理解电子邮件SMTP、POP、MIME等协议。

网络性能体现了网络本身的特性。要求能够掌握网络性能的分析计算。

这部分知识在考核时都是从基本知识入手，从考核的知识点来讲，除了在上午进行考试之外，还有可能在下午综合考核。对此部分试题要熟练掌握，并举一反三。

• 数据库知识

本节主要要求考生理解数据库技术的基本概念，掌握数据库技术的发展；数据库的特点；数据库管理系统的概念和功能；数据库系统的组成和特征；数据库系统中人员的构成和各类人员的职责；数据库的体系结构，数据的逻辑独立性和物理独立性的实现。

数据模型是数据库中的重要概念，包括数据模型的3个领域及其相关术语，重点掌握实体、联系的基本概念，能用E-R 模型描述现实世界的问题，掌握数据模型的组成要素及其种类，注意各种模型的特点及其它们之间的区别。

掌握关系数据库的基本概念，熟练运用关系运算进行查询，能用元组关系演算和域关系演算方法进行查询。

SQL语言是关系数据库中最常用的语言也是反复考查的内容之一。要求了解SQL数据库的体系结构；掌握数据定义语句（包括基本表的定义、数据库的定义、视图的定义和索引的定义），掌握SQL的数据更新语句和授权语句；熟练运用SELECT语句进行查询，了解对视图的查询、更新操作及对更新的限制，了解嵌入式SQL的概念和应用。

理解关系数据库设计的基础知识，掌握数据依赖的概念，理解各种范式的含义，给出一个关系模式应正确地判断出该关系模式属于第几范式，掌握模式设计方法，掌握模式分解方法，判断模式分解后的规范化程度及是否存在问题。

了解数据库的备份与恢复的相关技术、事务的概念及性质、故障的类型和恢复，掌握数据库的并发控制的概念、数据库完整性的概念及数据库的安全性。

• 多媒体知识

本节主要要求考生了解多媒体的概念，熟悉多媒体技术的基本特征；了解音频信息处理，熟悉声音信息数字化、声音合成及声音数据压缩方法，了解常见的音频文件格式，掌握音频数据量的计算方法；了解颜色、图形、图像的基本概念以及色彩空间，掌握常见图像文件格式的特点，以及位图文件和矢量图文件的特点，掌握图像数据量的计算；了解动画与视频的基本概念，以及它们之间的区别，了解视频信号的获取及数字化，了解常见的视频文件格式，掌握视频数据量的计算方法；了解多媒体网络，掌握超文本、超媒体、流媒体的概念；了解多媒体计算机硬件及软件，熟悉常规多媒体系统的I/O设备、多媒体创作工具；了解虚拟现实的概念及特点。本节需对多媒体数据压缩和编码技术标准给予重点关注。

近几年软件设计师考试上午试题均有与多媒体有关的试题。本部分内容难度不是很大（虽然本部分技术细节层次是很深的），但要对一些基本概念和基本知识理解、掌握与消化。

• 系统性能知识

本节要求考生了解响应时间、吞吐量、周转时间、可靠性、可维护性、可扩充性、可移植性、可用性、可重用性、安全性等概念，理解CPI、MIPS的含义并会正确计算。本节重点要掌握的内容是系统可靠性、失效率、MTBF等的计算及其相互关系，包括并联系统、串联系统、混联系统、模冗余系统，在近几年的软件设计师上午试题中均有考核。

• 计算机应用基础知识

本节主要要求考生掌握信息管理、数据处理、辅助设计、自动控制、科学计算、人工智能、远程通信服务、常用应用系统等基础知识。尚未在软件设计师级别的试题中出现。