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标题: 软考高级-体系架构设计师-知识点总结（一）架构设计底子 [打印本页]

作者: 大连全瓷种植牙齿制作中心 时间: 2024-6-15 03:32
标题: 软考高级-体系架构设计师-知识点总结（一）架构设计底子
提示：本文8000余字 + 多图，有效阅读用时 5 - 25 分钟。第一部门，架构设计底子。由体系架构设计师概述、计算机与网络底子知识、信息体系底子知识、体系开发底子知识四部门构成。
目录
体系架构设计师概述
体系架构的概念和汗青
体系架构设计师的界说
体系架构师具备的本领
计算机与网络底子知识
操纵体系底子
操纵体系介绍
进程概述
进程的三态模型、五态模型、七态模型
信号量和PV操纵
线程
死锁发生的须要条件
数据库体系底子
根本概念
数据库的三级分别
数据模型
概念数据模型 E-R图
事件管理
数据库的设计
数据堆栈
计算机网络底子
OSI/ISO && TCP/IP
网络分类、组网
网络安全
多媒体技能
体系性能
性能指标
性能计算
性能设计
性能评估
信息体系底子知识
信息的概念
信息的传输模型
信息的质量属性
信息的特性
信息化的寄义
信息化体系六要素
“两化”融合
信息体系工程总规划
信息体系开发方法
信息化典型应用
体系开发底子知识
软件开发方法
软件开发生命周期
软件开发模型
RUP
视图模型关注点
需求管理
原则
需求变动
需求跟踪
需求变动的代价和风险。
开发管理
项目的范围、时间、成本
配置管理、文档管理
软件开发的质量与风险
设计方法
结构化分析与设计
软件的重用
逆向工程和重构工程
逆向工程信息恢复级别
逆向工程信息恢复方法

体系架构设计师概述

体系架构的概念和汗青

当代体系架构三要素：构件、模式、规划
当代体系架构的两层：概念层，包罗了科学方法、艺术文学、创建风格等；物理层，就是架构工作后产生的物理结构及其相互作用的结果。
软件体系架构是关于软件体系的结构、行为、属性的高级抽象。
信息体系架构框架的六个部门（由IBM首先引入）：语义、概念、逻辑、物理、组件、功能模型。

          软件架构已经逐渐成为了软件工程领域的一个独立学科分支，研究主要包罗软件架构形貌语言、软件架构的形貌与表示、软件架构的分析与验证、基于架构的软件维护、软件架构的可靠性等等。
体系架构设计师的界说

         体系架构师是体系或产物线的设计负责人，是一个负责理解、管理并最终确认和评估非功能性体系需求（比如软件的可维护性、性能、复用性、可靠性、有效性等），给出开发规范，搭建体系实现的核心框架，对整个软件架构、关键构件、接口进行总体设计并澄清关键技能细节的高级技能人员。

体系架构师不是产物经理的脚色，也不是项目经理的脚色。产物经理深扎于领域，发现行业内痛点题目并提出需求，体系架构师来提供实现的技能支持，雷同于产物经理写脚本，架构师来构造人拍摄；项目经理关注的是项目本身的进度、质量、协调，管理好人、财等，而推动项目发展的是架构师。
体系架构师具备的本领

战略规划
业务流程建模
信息数据架构
技能架构选择与实现
应用体系架构的选择与实现
底子 IT 知识以及底子设施、资源调配
信息安全技能支持与管理保障
IT 审计、管理与根本需求分析。
面向软件体系可搬家性与体系生命周期的质量保障

          体系架构设计师的知识维度应是多层次、多方面的。

计算机与网络底子知识

操纵体系底子

操纵体系介绍

   操纵体系是计算机体系的核心操纵软件，负责管理和控制计算机体系中的硬件和软件资源，合理的构造计算机工作流程和有效的利用资源，在计算机与用户之间起接口作用。
  操纵体系的特性：并发性、共享性、虚拟性、不确定性
  操纵体系的功能：进程管理、文件管理、存储管理、设备管理、作业管理
    有一些典型的操纵体系，批处理操纵体系，通过把用户提交的作业分类，将一批作业编成一个作业实验序列；分时操纵体系，每个用户都感到似乎拥有一台独立的体系，体系将时间分成很短的时间片，按时间片轮流处理各个用户的请求，没完成的请求会暂时中断，比及下一轮时间片再继承实验；实时操纵体系，专用的，不夸大资源利用率，更在乎实时性、可靠性和完备性；网络操纵体系，按照网络架构的各个协议标准进行开发，包罗网络管理、通信、资源共享、体系安全和多种网络应用服务等；分布式操纵体系，是一个逻辑上精密耦合的体系，目前还没有真正的实现网络操纵体系。
进程概述

         进程是程序的一次实验，是一个动态的概念。进程是体系资源分配、调度和管理的最小单元。一个进程对应一个程序，而一个程序可以同时对应多个进程。
  进程控制块（PCB）是进程存在的唯一标志，包罗着调度信息和实验信息。
进程的三态模型、五态模型、七态模型

三态模型是假设全部程序都在内存中，就分别为了

运行态：进程占据处理器正在运行。
停当态：进程具备运行条件，等待体系分配处理器以便运行。
阻塞态：指进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。

五态模型更加实际，因为真实情况下进程不可能全部存于内存中，偶然必要把进程挂起，使之暂时不参与进程调度，起到平滑体系操纵负荷的目的。

运行态：进程占据处理器正在运行。
活跃停当态：在内存中，进程具备运行条件，等待体系分配处理器以便运行。
活跃阻塞态：在内存中，进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。
静止停当态：不在内存中，进程具备运行条件，等待体系分配处理器以便运行。
静止阻塞态：不在内存中，进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。

七态模型则是又增加了两个状态（偶然也会将这两种状态和三态一起叫做五态）

新建态：进程刚被创建时的状态，尚未进入停当队列。
终止态：进程完成任务到达正常结束点，进入终止态的进程以后不再实验，操纵体系将删除该进程。

信号量和PV操纵

信号量：一个整形 S 和一个队列组成
P操纵：S = S - 1，S < 0，表示当前没有资源。
V操纵：S = S + 1，S <= 0，表示阻塞队列中有等待资源的进程，叫醒实验第一个。
线程

线程是进程的活动成分，是处理器分配资源的最小单元。同一进程的线程共享地址空间，所以线程切换比进程切换快。
死锁发生的须要条件

互斥，一个资源每次只能被一个进程利用；
请求保持，进程已经获取的资源，因为请求其他资源阻塞，对已获得的资源保持不放；
不可剥夺，体系不能强行收回该资源，只能由进程利用完后本身释放；
环路，若干个进程形成环路，每个都占用对方要申请的下一个资源。

上述四个条件打破任意一个，死锁都不会发生。

数据库体系底子

根本概念

数据库：是指长期存储在计算机内的、有构造的、可共享的数据聚集。
  数据库体系：由数据库、硬件、软件和人员组成，管理的对象是数据。
  数据库管理体系：是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于创建、利用和维护数据库。
  数据库的三级分别

将数据库分为外模式、概念模式、内模式。

外模式，亦称子模式大概用户模式（包罗应用程序员和最终用户）可以或许瞥见和利用的局部数据的逻辑结构和特性的形貌，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。
概念模式，亦称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特性的形貌，是全部用户的公共数据视图。模式形貌的是数据的全局逻辑结构。
内模式，亦称存储模式，是数据在数据库体系内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的形貌。

数据模型

   数据库结构的底子是数据模型，是用来形貌数据的一组概念和界说。
          数据模型的三要素：数据结构、数据操纵、数据的约束条件
  概念数据模型 E-R图

实体，客观存在并可相互区别的事件成为实体。实体可以时具体的人、事、物，也可以是抽象的概念或联系。
属性，实体所具有的某一特性，一个实体可由若干个属性来描画。属性不能离开实体，属性是相对实体而言的。在E-R图中用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来；比如商品的名称、品牌、价格都是属性。
实体之间的关系，反映实体内部或实体之间的关联。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系；实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。在E-R图中用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1 : 1，1 : n或m : n）

数据的规范化（NF）

第一范式(1NF)：属性不可分割，即每个属性都是不可分割的原子项。(实体的属性即表中的列)
第二范式(2NF)：满足第一范式；且不存在部门依赖，即非主属性必须完全依赖于主属性。(主属性即主键；完全依赖是针对于团结主键的情况，非主键列不能只依赖于主键的一部门)
第三范式(3NF)：满足第二范式；且不存在传递依赖，即非主属性不能与非主属性之间有依赖关系，非主属性必须直接依赖于主属性，不能间接依赖主属性。（A -> B, B ->C, A -> C）

事件管理

事件的四个特性：

原子性是指事件是一个不可分割的工作单元，整个事件中的全部操纵要么全部提交成功，要么全部失败回滚，对于一个事件来说，不可能只实验其中的一部门操纵。
一致性是指事件必须使数据库从一个一致性状态变更到另一个一致性状态。
隔离性是指一个事件的执行不能有其他事件的干扰，事件的内部操纵和利用数据对其他的并发事件是隔离的，互不干扰。
长期性是指一个事件一旦提交，对数据库中数据的改变就是永久性的。此时即使数据库发生故障，修改的数据也不会丢失。

数据库的设计

设计特点：从数据结构设计开始，静态结构设计和动态行为设计分离。
  设计方法：直观设计法、规范设计法、计算机辅助设计、主动化设计法。
  设计步骤：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、应用程序设计、运行维护。
  数据堆栈

面向主题的、集成的、非易失的、时变的。
OLAP（联机分析处理）是数据堆栈的核心部门。

计算机网络底子

OSI/ISO && TCP/IP

OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式体系互联。其各个层次的分别依照下列原则：
（1）同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。
（2）同一节点内相邻层之间通过接口进行通信。
（3）七层结构中的每一层利用下一层提供的服务，并且向其上层提供服务。
（4）不同节点的划一层按照协议实现对等层之间的通信。

网络分类、组网

根据地理范围可分为：局域网、城域网、广域网。
根据链路传输控制技能可分为：以太网、令牌网、FDDI网、ATM网、帧中继网、ISDN网。
根据网络拓补结构可分为：总线型、星型、树型、环型、网状。
网络中的数据互换可分为：电路互换、分组互换、ATM互换、全光互换、标志互换。
网络接入技能分为：光纤接入、同轴电缆接入、铜线接入、无线接入。

网络安全

         常见的网络信息安全根本属性主要有机密性、完备性、可用性、抗狡辩性和可控性等，此外另有真实性、时效性、合规性、隐私性等。
          网络体系、操纵体系等存在安全毛病，是黑客等入侵者的攻击频频得手的重要缘故原由。入侵者通常都是通过一些程序来探测网络体系中存在的安全毛病，然后通过所发现的安全毛病，接纳相应的技能进行攻击。因此，网络体系中需配备弱点或毛病扫描体系，用以检测网络中是否存在安全毛病。以便网络安全管理员根据毛病检测报告，指定合适的毛病管理方法。

多媒体技能

         多媒体：数字、文字、声音、图形、图像、和动画等各种媒体的有机组合，并与先进的计算机、通信和广播电视技能相团结。
  多媒体技能特性：多样性、集成性、交互性、实时性。

体系性能

体系性能包罗：性能指标、性能计算、性能设计、性能评估。
  性能指标

1、时间特性，主要指的是软件产物的事物相应时间（用户发出请求到收到应答的这段时间）
2、资源利用率，包罗：cpu、内存、网络、硬盘、虚拟内存（如Java虚拟机）
3、服务器可靠性，指服务器能在相对高负载情况下持续的运行
4、可配置优化性，指服务器配置优化、业务逻辑优化、代码优化等
性能计算

性能计算的主要方法：界说法、公式法、程序检测法、仪器检测法
性能设计

阿姆达尔定律（是指计算机体系中对某一部门接纳某种更快的实验方式所获得的体系性能改变程度）主要用于体系性能改进的计算。
性能评估

对一个体系进行各项检测，并形成直观的文档。

信息体系底子知识

信息就是信息，它既不是物质，也不是能量。

——维纳

  信息是可以或许用来消除不确定性的东西。

———香农

信息的概念

香农用概率来定量形貌了信息的公式：

H(x) 是 X 的信息熵，，可以作为信息的度量，称为信息量，单元是比特（bit）
信息的传输模型

信息的质量属性

经完可及履历安

准确性	对事物状态形貌的精准程度
完备性	对事物状态形貌的全面程度
可靠性	信息来源合法，传输过程可信
实时性	信息的获得实时
经济性	信息获取、传输成本经济
可验证性	信息的主要质量属性可以证实或证伪
安全性	信息可以被非授权访问的可能性，可能性越低，安全性越高

信息的特性

客观性、普遍性、无限性、动态性、依附性、变更性、传递性、层次性、体系性
信息化的寄义

产企业国社

产物信息化	如集成了车载体系的小汽车
企业信息化	如CRM、ERP
产业信息化	如交通运输、制造业等传统产业广泛利用信息技能来完成工艺、产物的信息化，实现资源优化和重组，实现产业升级
国民经济信息化	指在经济大要系内实现统一的信息大活动，使生产、流畅、分配、消耗等经济的4个环节通过信息进一步联成一个整体。
社会生活信息化	指包罗商务、教育、日常生活等在内的整个社会体系，接纳先进的信息技能拓展我们的活动时空，提升生活品质，如智慧都会。

信息化的主题是全体成员，包罗当局、企业、事业、团体、个人。
  空域是政治、经济、文化、军事、社会生活的一切领域。
  时域是一个长期的过程。
  信息化体系六要素

信息资源是核心
信息技能应用是龙头
信息网络是底子
信息技能和产业是国家书息化创建底子
信息化人才是关键
信息化政策法规和标准规范是保障

“两化”融合

信息化和工业化发展战略的融合；
信息资源与材料、能源等工业资源融合；
虚拟经济与工业实体经济融合；
信息技能与工业技能、IT设备与工业装备融合。

信息体系工程总规划

         信息体系：是一种以处理信息为目的的专门的体系。信息体系的组成包罗：硬件、软件、数据库、网络、存储设备、感知设备、外设、人员以及把数据处理成信息的规程。
          信息体系集成：接纳当代管理理论作为计划、设计、控制的方法论，将硬件、软件、数据库、网络等部件按照规划的结构和秩序，有机的整合到一个有清晰边界的信息体系中，以达到既定体系的目的，这个过程称为信息体系集成。
          信息体系生命周期：立项（体系规划）、开发（体系分析、体系设计、体系实验、体系验收）、运维、消亡。
  信息体系开发方法

结构化方法、原型化方法、面向对象方法、面向服务的方法
  信息化典型应用

电子政务
电子商务
企业信息化
企业资源计划
客户关系管理
供应链管理
企业流派

体系开发底子知识

软件开发方法

软件开发生命周期

需求规格说明书：体系名称、功能形貌、接口、根本数据结构、性能、设计需求、开发标准、验收原则。
  概要设计界说功能模块及功能橫块之间的关系，具体设计研究模块内部，包罗算法与数据结构、数据分布、数据构造、模块间信息接口和用户界面等设计。
  测试分为单元测试、集成测试、确认测试和体系测试。
  软件开发模型

瀑布模型 严格按照软件生命周期的各阶段次序实验，有利于人员的构造管理，但明显存
在利用缺陷：用户并不能清晰界说及形貌其需求、初始版本的呈现周期较长。
原型模型 原理即提前通过可视化的方式呈现需求，因此原型获取有三种途径：
1）利用模拟软件体系的人机界面和人机交互方式。
2）真正开发一个原型。
3）寻求一个或几个雷同的软件。
螺旋模型 在快速原型的底子上扩展的，支持大型软件开发，适用于面向规格说明、面向过程和面向对象的软件开发方法，通常将软件开发切割为多个周期，每个周期由 4个阶段成：
1）目的设定。
2）风险分析。
3）开发和有效性验证。
4）评审。
基于四代技能的模型，只侧重于支持软件的设计和实现阶段，并不支持全过程，其主要特性有：
1）非过程化语言：可通过生成器代替编程语言。
2）与数据库密切相关。

核心代价观：沟通、简单、反馈、勇气
12条过程实践原则：简单设计、测试驱动、代码重构、结对编程、持续集成、现场客户、发行版本小型化、体系隐喻、代码集体全部制、规划策略、规范代码、40 小时工作机制。
RUP

          RUP 的9个核心工作流：业务建模、需求、分析与设计、实现、测试、部署、配置与管
理、项目管理和情况。
          RUP 的4 个阶段：初始、细化、构造和移交
  RUP 的特点：
1）用例驱动。
2）以体系结构为中心。
3）迭代与增量。
视图模型关注点

逻辑视图	形貌体系功能，最终用户关注
实现视图	形貌体系配置、装配，程序员关注
迸程视图	形貌体系性能、吞吐，集成人员关注
部署视图	形貌体系安装、拓扑结构，体系工程师关注
用例视图	形貌人机互动的体系行为，分析人员和测试人员关注

需求管理

原则

         CMM模型第2级关键过程域增加需求管理的内容，其目的是：
                (1）为软件需求创建基线。
                (2）软件计划、产物和活动与软件需求保持一致。
          版本控制信息应包罗变动内容、日期、变动人员及变动缘故原由。
          需求属性包罗：创建时间、版本号、创建人、答应人、状态、缘故原由和依据、涉及子体系、涉及产物版本号、验收/接受的标准、优先级、稳固性。
  需求变动

为严格控制软件项目，必要确保：

评估己提出的变动。
适当的人选评估和决策变动。
变动应实时关照全部人
需求变动必要依照肯定程序。

需求变动管理的目的是将变动产生的负面影响降到最低，过程包罗：

题目分析和变动形貌。
变动分析和成本计算。
变动实现。

需求变动应依照的原则

必须依照变动控制程序。
变动未经答应不得实验。
变动应有变动控制委员会进行评估和决策。
项目干系人有权获悉变动信息。
变动库中的原始文档不得更改或删除。
变动的实验均应可追湖到己答应的变动请求。

变动控制委员会的总则/章程应包罗变动控制委员会的目的、投权范围、成员构成、决策流程及操纵步骤。
需求跟踪

客户需求向前追湖到软件需求（需求变动更新至需求规格说明书中)。
从软件需求回湖相应的客户需求（确认每个需求的源头）。
从软件需求向前追湖到下一级工作产物（逐步确保最终产物满足需求）。
从产物部件回溯到软件需求（验证部件来源）。

需求变动的代价和风险。

变动只能在项目时间、预算、资源等的限定允许范围内进行协商。
进行影响分析的本领依赖于跟踪本领、数据的质量和完备性。

开发管理

项目的范围、时间、成本

         范围界说的输入包罗：项目章程（初始的范围说明书）、项目范围管理计划、构造过程资产（过程性成果）、答应的变动申请。
          时间管理的过程包罗：活动界说(WBS)、活动排序、活动资源估算、活动历时估算、制定进度计划以及进度控制。
        成本管理活动包罗：成本估算、成本预算（基线）、成本控制。
  配置管理、文档管理

         产物配置是指一个产物在其生命周期各个阶段所产生的各种形式（机器可读或人工可读）和各种版本的文档、计算机程序、部件及数据的聚集，构成聚集的元素称为配置项。

  配置项的分类：

产物的工作成果，包罗产物本身的文档。
管理等过程中产生的文档。

配置项的属性：

名称、标识符、文件状态、版本、作者和日期等。

文档分类：

用户文档：包罗功能形貌、安装文档、利用手册、参考手册、操纵员指南。
体系文档：与体系实现有关的文档。

软件开发的质量与风险

质量和等级的关系：质量是需求/要求的满足程度，等级是产物或服务的类别。
风险的须要条件：与损失或收益相关、存在偶然性或不确定性、必要抉择。

设计方法

结构化分析与设计

根本控制结构：次序、分支、循环
面向对象分析设计：

分析模型构成：顶层架构图、用例与用例图、领域概念模型；
设计模型：软件体系结构图、用例实现图、类图、状态图、活动图；
分析 -> 设计：UML、设计技能支持实验、设计用户界面。

软件的重用

需求分析文档、设计过程、设计文档、程序代码、测试用例、领域知识的重用/复用。

名称	对象	举例
横向重用	不同应用领域中的软件元素	标准函数库
纵向重用	共性应用领域中的软部件	——

软件重用可以提高生产率、低落开发成本、收缩开发周期、改善软件质量、提高灵活性和标准化程度。
逆向工程和重构工程

         通过分析己有的程序，寻求比源代码更高级的抽象体现形式（比如文档）的活动就是逆向工程，是在不同抽象层级中进行的湖源行为；
          重构工程则是在同一抽象层级中转换体系形貌的活动。逆向工程得出的设计称为设计恢复，设计恢复不肯定可以或许抽象还原到原设计；
          对逆向工程所形成的体系进行修改或重构，生成的新版本称为重构工程。
  逆向工程信息恢复级别

级别内容抽象级别逆向工程恢复难度工具支持可能性人工参与程度实现级语法树、符号递增递增递减递增结构级程序间关系，如视图功能级功能与程序段之间的关系领域级实体与应用域之间的关系逆向工程信息恢复方法

名称适用级别具体方法用户引导下的搜索与变更法实现级、结构级通过查询语句及输出进行恢复变更式方式除领域级主动分析法及基于特定库的用户引导变更法基于领域知识的恢复法功能级、领域级一般用规则库表示，不确定性最大铅板恢复法实现级、结构级识别公共构件
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系列文章专栏：高软-体系架构设计师
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