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第1章　计算机系统结构基础知识1

1.1 计算机系统结构概述1

1.1.1　计算机系统结构1

1.1.2　计算机系统分类3

1.2　存储器系统5

1.2.1 主存储器5

1.2.2　并行存储器7

1.2.3　辅助存储器7

1.2.4　高速缓冲存储器（Cache）11

1.2.5　虚拟存储器12

1.3　流水线技术14

1.3.1　流水线的工作原理15

1.3.2　影响流水线性能的主要因素16

1.3.3　流水线计算机的存储器结构16

1.3.4　流水线控制17

1.4　输入／输出系统（I/O系统）17

1.4.1 输入设备17

1.4.2　输出设备18

1.4.3　输入／输出控制器19

1.4.4　输入／输出系统的工作方式21

1.4.5　设备接口22

1.4.6　输入／输出设备的发展趋势23

1.5 RISC计算机25

1.5.1 RISC计算机的基本原理26

1.5.2 CISC计算机与RISC计算机的主要特点比较26

1.5.3 RISC处理器结构概述27

1.5.4 RISC的编译优化30

1.6　并行处理技术30

1.6.1　并行处理技术概论30

1.6.2　并行处理机33

1.6.3　多处理机35

1.7　计算机安全性、可靠性及性能评价初步37

1.7.1　计算机系统的安全环境38

1.7.2　计算机系统的可靠性40

1.7.3　计算机系统的性能评价42

1.7.4　计算机故障诊断与容错43

小结45

例题分析45

同步试题训练51

第2章　程序语言和语言处理程序54

2.1 概述54

2.2　程序语言基础知识55

2.2.1　语言所提供的数据类型58

2.2.2　语言所提供的控制结构63

2.2.3　语言所提供的模块结构71

2.3.1　机器语言、汇编语言73

2.3　汇编程序基本原理73

2.3.2　汇编程序75

2.3.3　装配程序77

2.3.4　宏指令78

2.4　编译程序基本原理79

2.4.1　编译程序概述79

2.4.2　形式语言基础81

2.4.3　词法分析86

2.4.4　句法分析89

2.4.5　句法制导翻译96

2.4.6　代码生成99

2.4.7　代码优化103

2.5　解释程序基本原理105

小结106

例题分析107

同步试题训练111

第3章　操作系统知识114

3.1　操作系统引论114

3.1.1　操作系统的概念、目标、作用、模型114

3.1.2　操作系统的功能、特征和服务115

3.1.3　操作系统的发展过程116

3.1.4　OS/2操作系统简介117

3.2　进程的基本概念117

3.2.1　进程的描述118

3.2.2　进程的控制120

3.2.3　线程的概念及其引入121

3.3 进程的同步和通信问题121

3.3.1　进程同步的基本描述121

3.3.2　信号量机制及原子操作122

3.3.3　管程的引入123

3.3.4　进程通信的基本描述124

3.4　调度与死锁124

3.4.1　调度的分类与模型125

3.4.2　主要的调度算法126

3.4.4　死锁的概念127

3.4.3　多处理机的调度127

3.4.5　死锁的预防及检测129

3.5　作业管理130

3.5.1 作业的概念和作业的组成130

3.5.2　作业是如何建立的131

3.5.3　用户接口131

3.6　设备管理131

3.6.1　I/O系统的结构及控制132

3.6.2　设备的分配及处理133

3.6.3　缓冲的引入135

3.7　存储器管理136

3.7.1　连续分配存储管理137

3.7.2　分页及分段存储管理139

3.7.3　虚拟存储器的概念140

3.7.4　页面置换算法141

3.8　文件系统管理143

3.8.1　文件和文件系统144

3.8.2　文件的结构145

3.8.3　文件目录管理147

3.8.4　文件的共享和保护148

3.9　操作系统实例分析150

3.9.1 Windows NT操作系统151

3.9.2 UNIX操作系统152

小结154

例题分析155

同步试题训练159

第4章　数据库基础162

4.1　数据模型和数据模式162

4.1.1　数据模型162

4.1.2　ER实体联系图162

4.1.3　数据模式163

4.2　关系数据模型163

4.2.1　关系数据模型的基本概念164

4.2.2　从ER图到关系的设计164

4.3　关系代数166

4.3.1　关系代数的基本操作和组合操作166

4.2.3　关系模型的形式定义166

4.2.4　关系数据库的三级数据体系结构166

4.3.2　关系代数运算的应用实例168

4.3.3　扩充的关系代数操作169

4.4　数据库语言SQL169

4.4.1 SQL概述169

4.4.2　数据定义语言（DDL）170

4.4.3 DML数据查询172

4.4.4 DML数据操纵语言176

4.4.5　嵌入式SQL176

4.4.6　动态SQL179

4.4.7　权限控制179

4.5　数据依赖和关系模式的规范化180

4.4.8　视图180

4.5.1 函数依赖及函数依赖规则181

4.5.2　关系模式的分解及其问题182

4.5.3　数据库设计的要求和异常原因183

4.5.4　关系模式的范式183

4.6　数据库的保护184

4.6.1　数据库的恢复184

4.6.2　数据库的并发控制186

4.6.3　数据库的完整性189

4.6.4　数据库的安全性192

小结194

例题分析195

同步试题训练201

5.1　软件工程概述204

5.1.1　软件的特点及分类204

第5章　软件工程204

5.1.2　软件工程的定义及其基本目标205

5.1.3　软件工程三要素206

5.1.4　软件危机的原因207

5.1.5　软件工程基础理论研究的内容207

5.1.6　软件工程工程化技术研究的内容207

5.1.7　计算机辅助软件工程研究的内容208

5.1.8　软件生存期模型208

5.1.9　软件工程管理的重要性和必要性209

5.2.2　系统分析过程必须考虑的问题210

5.2　系统分析与可行性研究210

5.2.1　系统分析的目标210

5.2.3　系统分析员应该具备的素质211

5.2.4　可行性研究211

5.2.5 系统建模212

5.2.6　系统规格说明和评审214

5.3　软件需求分析基础215

5.3.1　需求分析的基本任务和基本原则216

5.3.2　明确需求确定的主要困难216

5.3.3　初步需求获取技术217

5.3.4　需求建模、问题抽象、问题分解与多视点技术217

5.3.5　需求规格说明与评审218

5.3.6　快速原型技术220

5.3.7　需求确定框架222

5.3.8　需求歧义性的主要原因223

5.4　软件设计224

5.4.1　软件设计概述225

5.4.2　软件设计基础227

5.4.3　模块的基本属性230

5.4.4　模块的耦合和内聚231

5.4.5　结构化设计方法232

5.4.6　数据设计237

5.4.7　文件设计237

5.4.8　过程设计240

5.5　编码241

5.5.1　程序设计方法241

5.5.2　常用的程序设计语言242

5.6　软件测试243

5.6.1　软件测试的基础243

5.6.2　软件测试的方法244

5.6.3　软件测试的过程245

5.6.4　程序的静态分析方法247

5.7　软件维护和管理247

5.7.1　软件维护的类型248

5.7.2　影响软件维护的问题248

5.7.3　与软件维护有关的几个问题249

5.7.4　软件管理250

小结251

例题分析252

同步试题训练259

第6章　计算机网络基本原理267

6.1　计算机网络概述267

6.1.1　计算机网络的发展过程267

6.1.2　协议、模型及体系结构268

6.1.3　计算机网络的有关概念273

6.1.4　计算机网络的功能、组成及分类274

6.2.1 传输介质275

6.2　数据通信基础275

6.2.2　数据通信技术276

6.2.3　数据交换技术278

6.2.4　数据传递方式280

6.3　网络操作系统的初步认识281

6.3.1　工作站网络软件281

6.3.2　网络服务软件282

6.3.3　网络环境软件283

6.3.4　网络管理软件284

6.4 客户机／服务器与对等模式284

6.4.1　客户机／服务器模式的形成与结构285

6.5.1　局域网概述290

6.5　局域网与广域网290

6.4.2　对等模式的概念290

6.5.2　局域网的体系结构及相关标准294

6.5.3　局域网的扩展296

6.5.4　广域网的基本概念298

6.6　网络互联300

6.6.1　互联网的概念301

6.6.2 Internet的功能和服务302

6.6.3 Internet的网际协议IP310

6.7　计算机网络的安全问题316

6.7.1　网络安全问题概述316

6.7.2　相关的密钥密码体制318

6.7.4　防火墙319

6.7.3　Internet的安全体系319

6.8　网络管理320

6.8.1 故障管理321

6.8.2　计费管理321

6.8.3 配置管理321

6.8.4　性能管理321

6.8.5　安全管理321

小结321

例题分析322

同步试题训练326

7.1.1　多媒体的定义330

第7章　多媒体基础知识330

7.1　多媒体概述330

7.1.2　多媒体关键技术331

7.1.3　多媒体系统332

7.1.4　多媒体创作工具及其发展方向340

7.2　视觉类媒体342

7.2.1 概述342

7.2.2　视觉特性342

7.2.3　矢量图形和位图图像344

7.2.4　图形（图像）的主要指标345

7.2.5　常见的图形文件格式347

7.2.6　视频348

7.3　听觉类媒体349

7.3.1 听觉特性350

7.3.2　音频概述350

7.3.3　语音识别技术351

7.3.4　波形声音、音乐合成和语音合成352

7.4　多媒体数据压缩技术356

7.4.1 多媒体数据压缩概述357

7.4.2　常用的数据压缩技术357

7.4.3 静态图像压缩标准（JPEG）359

7.4.4　运动图像压缩标准（MPEG）360

7.4.5　视听通信编码解码标准（H.261）362

7.4.6 DVI363

小结364

例题分析364

同步试题训练369

第8章　数据结构372

8.1 基本概念372

8.2　线性结构373

8.2.1 线性表373

8.2.2　栈379

8.2.3　队列388

8.2.4　串392

8.3.1 树395

8.3　树型结构395

8.3.2　二叉树398

8.3.3　二叉查找树401

8.3.4　二叉线索树405

8.3.5　应用实例407

8.4　图409

8.4.1 图的基本概念409

8.4.2　图的存储结构412

8.4.3　图的遍历与生成树418

8.4.4　最小生成树422

8.4.5　关键路径425

8.4.6　拓扑排序427

8.4.7　最短路径430

8.5　多维数组与稀疏矩阵432

8.5.1 多维数组及其存储结构432

8.5.2　多维数组应用实例433

8.5.3　稀疏矩阵436

8.6　排序440

8.6.1　排序的基本概念440

8.6.2　选择排序441

8.6.3　直接插入排序442

8.6.4　希尔（Shell）排序443

8.6.5 冒泡排序444

8.6.6　堆排序445

8.6.7　快速排序447

8.6.8　合并排序448

8.6.9　外排序450

8.7 查找452

8.7.1　查找的基本概念452

8.7.2　顺序线性表的查找452

8.7.3 分块查找453

8.7.4　链式线性表的查找454

8.7.5　散列表的查找454

小结456

例题分析457

同步试题训练463

第9章　算法设计466

9.1　算法的基本概念466

9.2　基本算法467

9.2.1 迭代法467

9.2.2　穷举搜索法468

9.2.3　递推法470

9.2.4　递归471

9.2.5 回溯法473

9.2.6　贪婪法479

9.2.7　分治法483

9.2.8　动态规划法485

小结487

例题分析488

同步试题训练494

第10章　面向对象程序设计基础507

10.1　面向对象程序设计概述507

10.1.1 发展过程507

10.1.2　面向对象设计方法简述507

10.2 面向对象程序设计的特点508

10.2.1 面向对象的基本思想508

10.2.2　面向对象的开发过程509

10.2.3 面向对象开发方法的特点509

10.3　面向对象方法的几个主要概念509

10.3.2　类和对象510

10.3.1　抽象的概念510

10.3.3　封装511

10.3.4　继承512

10.3.5 多态性512

小结512

例题分析513

同步试题训练514

第11章　CASL汇编语言程序设计516

11.1　CASL基础知识516

11.1.1　数的算术运算与逻辑运算516

11.1.2　寻址方式517

11.2.2　移位语句与转移语句519

11.2　CASL语句解析519

11.2.1　伪指令与宏指令语句519

11.2.3　堆栈操作语句520

11.2.4　数据传送语句521

11.2.5 逻辑运算语句522

11.2.6　算术运算语句524

11.2.7　比较语句526

11.3　CASL流程控制528

11.3.1　顺序结构528

11.3.2　条件结构530

11.3.3　循环结构532

11.3.4　子程序535

例题分析543

小结543

同步试题训练553

附录A　系统设计师（高级程序员）级考试大纲561

A.1　考试说明561

A.2　考试范围561

A.2.1　计算机综合知识561

A.2.2　计算机软件设计563

附录B （高级程序员）模拟试卷一564

上午试卷564

下午试卷567

下午试卷答案574

上午试卷答案574

附录C （高级程序员）模拟试卷二576

上午试卷576

下午试卷579

上午试卷答案583

下午试卷答案583

附录D　2002年度系统设计师（高级程序员）考试试卷585

上午试卷585

下午试卷593

上午试卷答案603

下午试卷答案603

参考文献606