软件设计师考试大纲

一、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。

二、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、VisualC++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。

三、考试范围

3.1 考试科目一：计算机与软件工程知识

       本部分主要包括一下知识：

（1）   计算机科学基础

（2）   计算机系统知识

（3）   系统开发和运行知识

（4）   安全性知识

（5）   标准化知识、

（6）   信息化基础知识

（7）   计算机专业英语

3.1.1 计算机科学基础

（1）数制及其转换

       二进制、十进制和十六禁止等常用数制及其相互转换

（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）

（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

重点：数的表示、校验码

难点：数的四种编码及其相互转换。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：浮点数的规格化、进制转换、求反补码。

（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）

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。

（5）常用的数据结构

       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）。

（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（5）（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。

3.1.2 计算机系统知识

（1）硬件知识

       a.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。

b.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a和b】

　　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。

c.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；

       计算机系统性能测评方式。

【分析c】 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）软件知识

       a.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a】

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。

b.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b】

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。

（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（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。

（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（4）】

　　无论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。

（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（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。

（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（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

（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。

3.1.3 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。

（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（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.

（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（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）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）】

       重点：系统流程图、HIPO图、控制流程图

（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。

（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（4）（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。

（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（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3.1.3】

       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。

3.1.4 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3.1.4】

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。

3.1.5 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

3.1.6 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3.1.5和3.1.6】

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。

3.1.7 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3.1.7】

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。

3.2 考试科目二：软件设计

本部分具体内容如下：

　　      外部设计

　　      内部设计

　　      程序设计

　　      系统实施

　　      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。

3.2.1 外部设计

（1）理解系统需求说明

（2）系统开发的准备：选择开发方法、准备开发环境、制定开发计划

（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

（4）设计数据魔性：设计ER模型、数据模型

（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

（6）设计评审

3.2.2内部设计

（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）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

（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

（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

（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

（6）设计评审

3.2.3 程序设计

（1）模块划分（原则、方法、标准）

（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）程序设计评审

3.2.4 系统实施

（1）配置计算机系统及其环境

（2）选择合适的程序设计语言

（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，以便能知道程序员进行编程和测试，并进行必要的优化。

（4）系统测试：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

3.2.5 软件工程

（1）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

（2）定义软件需求（系统化的目标、配置、功能、性能和约束）

（3）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）

（4）定义软件需求的方法（结构化分析方法、面向对象分析方法）

（5）软件设计（分析与集成、逐步求精、抽象、信息隐蔽）

（6）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）

（7）程序设计（结构化程序设计、面向对象程序设计）

（8）软件测试的原则与方法

（9）软件质量（软件质量特性、软件质量控制）

（10）软件过程评估基本方法、软件能力成熟度评估基本方法

（11）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）

（12）软件工程发展趋势（面向构件，统一建模语言（UML））

（13）软件过程改进模型和方法

3.2.6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