系统架构设计师考试大纲
一、考试说明
-
考试目标
通过本考试的合格人员应能够根据系统需求规格说明书，结合应用领域和技术发展的实际情况，考虑有关约束条件，设计正确、合理的软件架构，确保系统架构具有良好的特性；能够对项目的系统架构进行描述、分析、设计与评估；能够按照相关标准编写相应的设计文档；能够与系统分析师、项目管理师相互协作、配合工作；具有高级工程师的实际工作能力和业务水平。
-
考试要求
（1）掌握计算机软硬件及其相关的基础知识；
（2）掌握系统架构的开发、验证和评估过程及方法；
（3）理解相关的软件开发标准和常用的信息技术标准；
（4）熟悉主流的基础软件、中间件和应用支撑技术等；
（5）掌握软件系统建模、系统架构设计、演化及其评估等基本技术；
（6）熟悉信息安全技术、安全架构、安全策略、安全管理和软件脆弱性等知识；
（7）了解信息化和信息技术相关法律、法规的基础知识；
（8）了解计算机软硬件技术的综合应用；
（9）了解系统工程及应用的相关技术；
（10）了解用户的行业特点，并根据行业特点架构合适的系统设计；
（11）掌握应用数学的基础知识；
（12）熟练阅读和正确理解相关领域的英文文献。
-
考试科目设置
（1）系统架构设计综合知识，考试时间为150分钟，笔试，选择题；
（2）系统架构设计案例分析，考试时间为90分钟，笔试，问答题；
（3）系统架构设计论文，考试时间为120分钟，笔试，论文题。
二、考试范围
考试科目1：系统架构设计综合知识
- 计算机系统基本知识
1.1 计算机系统概述
· 计算机系统的定义、组成和分类
1.2 计算机硬件
1.2.1 计算机硬件组成：冯·诺依曼计算机结构
1.2.2 处理器：典型的计算机体系结构；CPU、GPU、DSP、FPGA；指令集：CISC和RISC结构；国产处理器芯片结构
1.2.3 存储器：片上缓存、片外缓存、主存和外存等
1.2.4 总线：内总线、系统总线和外部总线等
1.2.5 接口：显示、音频、网络和SATA等
1.2.6 外部设备：鼠标、显示器、扫描仪和摄像头等
1.3 计算机软件
1.3.1 计算机软件概述：计算机软件的定义和作用；计算机软件的分类：系统软件和应用软件
1.3.2 操作系统：操作系统的组成、作用和类型；操作系统的特点；操作系统的基本原理；批处理操作系统和分时操作系统；网络操作系统及分布式操作系统；嵌入式操作系统与实时操作系统
1.3.3 数据库系统：数据库的定义、作用和类型；数据库管理系统的基本原理；关系型数据库系统（数据模型、关系描述和数据库设计）；分布式数据库系统（结构和应用）；数据库管理系统（定义、特点和产品）
1.3.4 文件系统：文件系统的定义、作用和类型；文件系统的组成和基本原理；文件系统的存取方式和存储管理
1.3.5 网络协议：局域网协议（LAN）；广域网协议（WAN）；无线网协议；移动网协议
1.3.6 中间件：中间件的定义、作用和类型；中间件的典型软件产品（IBM MQSeries、BEA Tuxedo）
1.3.7 软件构件：软件构件的定义和作用；软件构件的组装模型；商用构件标准规范（CORBA、J2EE和DNA 2000等）
1.3.8 应用软件：通用软件的定义、范围和类别；专用软件的定义、范围和类别
1.4 嵌入式系统及软件
1.4.1 嵌入式系统的组成及特点：嵌入式系统的定义、组成和用途；嵌入式处理器及支撑硬件、环境要求及特点；嵌入式软件集成开发环境
1.4.2 嵌入式系统分类：嵌入式系统、（强/弱）实时系统、安全攸关系统
1.4.3 嵌入式软件的组成及特点：嵌入式软件的架构和特点；嵌入式软件开发与传统软件开发方法的差异
1.4.4 安全攸关软件的安全性设计：安全攸关软件的定义和作用；安全性设计方法：DO-178目的、安全等级划分和生命周期等
1.5 计算机网络
1.5.1 网络的基本概念：计算机网络发展的四个阶段；基本功能：数据通信、资源共享、管理集中化、分布式处理和负荷均衡；基本指标：速率、带宽、吞吐量、时延和利用率等
1.5.2 通信技术：基本知识：信道、信号变换、复用和多址、5G通信网
1.5.3 网络技术：局域网（LAN）（五类拓扑和以太网技术）；无线局域网（WLAN）（WLAN标准和三类拓扑）；广域网（WAN）（特点、分类和相关技术）；城域网（MAN）；移动通信网（发展、特征和服务化架构）
1.5.4 组网技术：网络设备（基本网络设备：集线器、中继器、网桥、交换机、路由器和防火墙等）；交换技术、路由技术及相关协议；开放系统互连参考模型（OSI/RM）；分层参考模型；OSI协议集；TCP/IP协议集；协议集比较
1.5.5 网络工程：网络规划、网络设计和网络实施
1.6 计算机语言
1.6.1 计算机语言的组成
1.6.2 计算机语言的类别：机器语言（指令格式、操作码和寻址）；汇编语言（语句格式和伪指令）；高级语言（C、C++、Java和Python等）；建模语言（UML的组成要素、关系和五种视图）；形式化语言（规格说明、分类、开发过程和Z语言）
1.7 多媒体
1.7.1 多媒体概述：多媒体的定义、特征、基本组成及应用
1.7.2 多媒体的主要关键技术：视音频技术；通信技术；数据压缩技术；VR/AR技术
1.8 系统工程
1.8.1 系统工程的基本概念
1.8.2 系统工程方法：霍尔的三维结构；切克兰德方法；并行工程方法；综合集成法；WSR系统方法
1.8.3 系统工程的全生命周期：周期阶段：探索研究、概念阶段、开发阶段、生产阶段、使用阶段、保障阶段和退役阶段；采用方法：计划驱动方法、渐进迭代式开发、精益开发和敏捷开发
1.8.4 基于模型的系统工程（MBSE）：MBSE的基本概念；MBSE的三大支柱技术（建模语言、建模工具和建模思路）
1.9 系统性能
1.9.1 性能指标：计算机的性能指标；路由器的性能指标；交换机的性能指标；网络的性能指标；操作系统的性能指标；数据库管理系统的性能指标；Web服务器的性能指标
1.9.2 性能计算：定义法、公式法、程序检测法和仪器检测法
1.9.3 性能设计：系统调整、Amdahl解决方案、响应特性和负载均衡
1.9.4 性能评估：基准测试程序；Web服务器的性能评估；系统监视
- 信息系统基础知识
2.1 信息系统概述
2.1.1 信息系统的定义：信息系统的基本目标和定义；信息系统的五个基本功能：输入、存储、处理、输出和控制
2.1.2 信息系统的发展：发展的六个阶段：初始阶段、传播阶段、控制阶段、集成阶段、数据管理阶段和成熟阶段
2.1.3 信息系统的分类：业务（数据）处理系统、管理信息系统、决策支持系统、专家系统和办公自动化系统等
2.1.4 信息系统的生命周期：生命周期的四个阶段：产生阶段、开发阶段、运行阶段和消亡阶段
2.1.5 信息系统的建设原则：五个基本建设原则：高层人员介入、用户参与开发、自顶向下规划、工程化和其他原则等
2.1.6 信息系统开发方法：结构化方法；原型法；面向对象方法；面向服务的方法
2.1.7 综合性信息系统：企业资源规划（ERP）；仓储管理系统（WMS）；制造过程管理系统（MES/SFC）；产品数据管理系统（PDM）
2.2 业务处理系统（TPS）
2.2.1 业务处理系统的概念：TPS的建设目的和定义
2.2.2 业务处理系统的功能：TPS的五个基本功能：数据输入、数据处理、数据库维护、文件报表的产生和查询处理
2.2.3 业务处理系统的特点：企业建设TPS的意义；结构化生命周期法
2.3 管理信息系统（MIS）
2.3.1 管理信息系统的概念：管理信息系统的定义和总体结构；信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者
2.3.2 管理信息系统的功能：功能结构；功能-过程结构图
2.3.3 管理信息系统的组成：功能/层次矩阵；七个基本子系统
2.4 决策支持系统（DSS）
2.4.1 决策支持系统的概念：DSS的发展、定义和特征；DSS的基本模式；DSS的基本结构：两库结构和基于知识的结构
2.4.2 决策支持系统的功能：DSS支撑九项基本功能（多层决策；为决策整理和提供数据；收集、存储和提供外部信息；收集和提供活动的反馈信息；具有模型的存储和管理的能力；对常用的各种方法的存储和管理；对各种数据、模型、方法进行管理；数据加工；具有人-机接口和图形加工；支持分布使用方式）
2.4.3 决策支持系统的特点
2.4.4 决策支持系统的组成：数据的重组、数据字典、数据挖掘和智能体、模型管理
2.5 专家系统（ES）
2.5.1 专家系统的概念：ES的基本概念、定义和范畴；人工智能（AI）的基本概念、特点和分支
2.5.2 专家系统的特点：专家系统和计算机系统的差别；ES的六个特点
2.5.3 专家系统的组成：ES的一般组成：知识库、综合数据库、推理机、知识获取、解释程序和人-机接口；求解过程
2.6 办公自动化系统（OAS）
2.6.1 办公自动化系统的概念：OAS的发展、目标、定义和范围
2.6.2 办公自动化系统的功能：事务处理、信息管理和辅助决策
2.6.3 办公自动化系统的组成：计算机设备、办公设备和软件系统
2.7 企业资源规划（ERP）
2.7.1 企业资源规划的概念：ERP的目标、定义、范围和发展
2.7.2 企业资源规划的结构：ERP的结构原理（生产预测、销售管理、经营计划、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、车间作业计划、采购与库存管理、质量与设备管理和财务管理）
2.7.3 企业资源规划的功能：支持决策的功能、不同行业的针对性IT解决方案、全行业和跨行业的供应链；PDM、CRM在企业的应用
2.8 典型信息系统架构模型
2.8.1 政府信息化与电子政务：电子政务的概念、内容和技术形式；中国政府信息化的策略和历程；电子政务建设的过程模式和技术模式
2.8.2 企业信息化与电子商务：企业信息化的概念和目的；企业信息化的规划和方法；电子商务的概念和标准
- 信息安全技术基础知识
3.1 信息安全基础知识
3.1.1 信息安全概述：信息安全的定义、基本要素、作用与意义；信息安全的范围（设备安全、数据安全、内容安全和行为安全）
3.1.2 信息存储安全：信息存储安全的定义、作用与意义；信息存储安全的范围（信息使用的安全、安全监控、病毒防治、数据加密和防止非法攻击等）
3.1.3 网络安全：网络安全的定义、作用与意义；网络安全的范围（安全漏洞、安全威胁和安全措施）
3.2 信息系统安全的作用与意义
· 国家安全与信息化领导小组的职能；国家对信息安全的相关要求和标准
3.3 信息安全系统的组成框架
3.3.1 技术体系：技术体系组成：基础安全设备、计算机网络安全、操作系统安全、数据库安全和终端设备安全
3.3.2 组织机构体系：组织机构组成：决策层、管理层和执行层
3.3.3 管理体系：管理体系组成：法律管理、制度管理和培训管理
3.4 信息加解密技术
3.4.1 数据加密：数据加密的作用、意义和内涵；保密通信模型
3.4.2 对称密钥加密算法：对称加密算法基本原理；三种加密算法：DES、IDEA和AES
3.4.3 非对称密钥加密算法：非对称加密算法基本原理；一种公钥加密算法RSA
3.5 密钥管理技术
3.5.1 对称密钥的分配与管理：密钥的使用控制（密钥标签和控制矢量）；密钥的分配方法
3.5.2 公钥加密体制的密钥管理：公钥公开发布的原理；公用目录表的作用；公钥管理机构的建立和维护；公钥证书及管理机构（CA）
3.5.3 公钥加密分配单钥密码体制的密钥：单钥密码体制的密钥分配方法
3.6 访问控制及数字签名技术
3.6.1 访问控制技术：访问控制的基本模型（主体、客体和控制策略）；访问控制的实现技术（访问控制矩阵、访问控制表、能力表和授权关系表等）
3.6.2 数字签名：数字签名的定义和条件；身份认证分类（数字签名、密钥和口令）；对称密钥签名基本原理；公开密钥签名基本原理
3.7 信息安全的抗攻击技术
3.7.1 密钥的选择：密钥的分类（数据加密密钥(DK)、密钥加密密钥(KK)）；密钥生成涉及的三个因素（增大密钥空间、选择强钥和密钥的随机性）
3.7.2 拒绝服务攻击与防御：拒绝服务攻击DoS的定义；传统拒绝服务攻击的分类（消耗资源、破坏或更改配置信息、物理破坏或改变网络部件、利用服务程序中的处理错误使服务失效）；分布式拒绝服务攻击（DDoS）；拒绝服务攻击的防御方法（特征识别、防火墙、通信数据量的统计、修正问题和漏洞）
3.7.3 欺骗攻击与防御：ARP、DNS和IP三种欺骗攻击的原理和防御方法
3.7.4 端口扫描：端口扫描的目的和基本原理；端口扫描原理分类（全TCP连接、SYN扫描、FIN扫描和代理扫描）
3.7.5 强化TCP/IP堆栈以抵御拒绝服务攻击：同步包风暴、ICMP攻击和SNMP三种攻击的原理及抵御方法
3.7.6 系统漏洞扫描：系统漏洞扫描的基本原理和意义；基于网络的漏洞扫描方法；基于主机的漏洞扫描方法
3.8 信息安全的保障体系与评估方法
3.8.1 计算机信息系统安全保护等级：安全保护能力的5个等级（用户自主保护级、系统审计保护级、安全标记保护级、结构化保护级和访问验证保护级）；安全性规章与保护私有信息规则（信息系统安全法规与制度、计算机防病毒制度和保护私有信息规则）；安全保密管理及协议（防泄露，数字水印；安全协议（SSL、PGP和IPSec））
3.8.2 安全风险管理：安全风险管理的定义、作用和重要性；风险评估的基本要素及其关系（脆弱性、资产、威胁、风险和安全措施）；安全威胁的定义和内涵；脆弱性评估方法
- 软件工程基础知识
4.1 软件工程
4.1.1 软件工程概述：软件工程的发展历程和软件危机；软件工程的定义
4.1.2 软件过程模型：瀑布模型（模型原理和特点）；原型（快速）模型（模型原理和特点）；增量模型（模型原理和特点）；螺旋模型（模型原理和特点）；构件组装模型（模型原理和特点）；敏捷模型（发展、目的和模型原理）；统一过程模型（RUP）（模型原理、核心概念、特点和工作步骤）
4.1.3 敏捷模型：敏捷模型的定义、基本原理和特点；敏捷开发的核心思想（适应型、以人为本和迭代增量式）
4.1.4 统一过程模型（RUP）：RUP的核心概念和特点；RUP的生命周期；"4+1"视图模型
4.1.5 软件能力成熟度模型：CMMI的概述、发展和意义；CMMI的成熟度等级、关键过程域和过程目标
4.2 需求工程
· 需求工程的发展、内容和特点；需求工程的主要活动（需求获取、需求分析、形成需求规格、需求确认与验证、需求管理）
4.2.1 需求获取：需求获取的基本步骤；需求获取的方法（用户面谈、专题讨论会、问卷调查、现场观察、原型化方法和头脑风暴）
4.2.2 需求变更：变更控制过程；变更控制委员会（CCB）的职责和权益
4.2.3 需求追踪：需求追踪的内涵和作用；双向跟踪及需求跟踪矩阵
4.3 系统分析与设计
· 系统分析与设计的目标、意义和范围
4.3.1 结构化方法（SASD）：结构化方法的定义、合理性准则和使用的手段；结构化方法：结构化分析（SA）、结构化设计（SD）和结构化编程（SP）；结构化分析、设计和实现图示（DFD、ERD、UML、流程图、NS图、PAD、PDL和E-R图）；结构化分析（定义、分析步骤、DFD和数据字典）；结构化设计（基本思想、模块结构、系统SC、基本步骤、业务流图、程序流程图、PAD、NS和PDL）；结构化编程（基本思想、步骤和结构化程序设计的原则）；数据库设计（概念结构设计、逻辑结构设计和E-R）
4.3.2 面向对象方法：面向对象方法的定义、内涵、过程和设计原则；面向对象分析方法OOA（5个层次、5项活动、基本原则和步骤）；面向对象设计方法OOD（内涵、三种类型（实体类、边界类和控制类）和步骤）；面向对象程序设计OOP（目标、基本原则和特点）；数据持久化与数据库（SQL、JDBC和 (注：此处原文排版截断)）
4.3.3 其他设计方法：构件与软件重用；逆向工程；形式化方法
4.4 软件测试
· 软件测试的目的和意义
4.4.1 测试方法：静态测试、动态测试、黑盒测试、白盒测试和灰盒测试；验证与确认（V&V）；测试自动化（测试脚本设计和测试用例自动生成）
4.4.2 测试阶段：阶段：单元测试、集成测试、系统测试、性能测试、验收测试和AB测试；测试项：代码审查、语句覆盖测试、结构覆盖测试、功能测试、性能测试、鲁棒性测试、压力测试、安全性测试、可靠性测试和验收测试
4.5 净室软件工程
· 净室软件工程的定义、意义和作用
4.5.1 理论基础：函数理论；抽样理论
4.5.2 技术手段：统计过程控制下的增量式开发；基于函数的规范和设计；正确性验证；统计测试和软件认证
4.5.3 应用与缺点：发展历程、应用场景和缺点
4.6 基于构件的软件工程（CBSE）
· CBSE的定义、作用和特点
4.6.1 构件和构件模型：CBSE的构件应该具备的特征；构件模型基本要素（接口、使用信息和部署）
4.6.2 CBSE过程：系统需求概览、识别候选构件、根据发现的构件修改需求、体系结构设计、组装构件并创建系统
4.6.3 构件组装：方法：顺序组装、层次组装和叠加组装
4.7 软件项目管理
4.7.1 项目管理概述：项目管理的发展历史；项目管理的目标、范围、时间和成本；软件项目管理的主要内容（进度、配置、质量和风险管理）
4.7.2 软件进度管理：进度的定义和活动；WBS和任务活动图
4.7.3 软件配置管理（SCM）：软件配置管理的定义、目标和活动；SCM核心内容：版本控制和变更控制
4.7.4 软件质量管理：软件质量管理的目标、范围和活动；软件质量保证（SQA）的主要任务（审计与评审、报告、处理不符合问题和体系认证）；质量认证标准（ISO9001、CMMI）
4.7.5 软件风险管理：软件风险管理的目标和方法；Boehm的软件风险管理体系；风险估计：风险辨识、风险分析和风险排序；风险控制：风险管理计划、风险处理和风险监督；Charette的风险分析和管理体系；分析：辨识、估计和评价；管理：计划、控制和监督
- 数据库设计基础知识
5.1 数据库基本概念
5.1.1 数据库技术的发展及分类：数据库的定义和发展阶段；DB、DBS和DBMS区分方法；数据库分类（分布式数据库系统、并行数据库系统、数据仓库与数据挖掘）
5.1.2 数据模型：层次和网状数据库系统；关系数据库系统；第三代数据库系统
5.1.3 数据库管理系统：DBMS的定义和范围；DBMS的功能及特点
5.1.4 数据库三级模式：数据库三级模式；数据库三级模式的定义和划分；数据库系统的体系结构（物理层、逻辑层和视图层）；数据库系统的三级模式（外模式、概念模式和内模式）
5.2 关系数据库
5.2.1 关系数据库基本概念：关系数据库的定义及发展；基本术语（属性、域、目或度和候选码等）；关系数据库模式；关系的完整性约束（实体完整性、参照完整性和用户定义完整性）
5.2.2 关系运算：集合运算符；专门的关系运算符；算术比较符；逻辑运算符
5.2.3 关系数据库设计基本理论：函数依赖、多值依赖和规范化
5.3 数据库设计
5.3.1 数据库设计的基本步骤：数据库设计的六个步骤（用户需求、概念设计、逻辑设计、物理设计、数据库实施、运行和维护）
5.3.2 数据需求分析：需求分析阶段的任务；需求分析的参与者；分析和表达用户需求的方法（结构化分析方法（SA））
5.3.3 概念结构设计：E-R方法；设计步骤（选择局部应用、逐一设计分E-R图、E-R图合并）
5.3.4 逻辑结构设计：E-R转化为关系模式、关系模式规范化、完整性约束、确定用户视图、反规范化
5.3.5 物理设计：设计步骤（确定数据分布、确定数据的存储结构、确定访问方式）
5.3.6 数据库实施设计：确定数据库结构（数据定义语言（DDL）、模式与子模式、完整性描述、安全性描述和存储参数描述）；数据加载（手工录入、数据转换工具）；试运行和评价目标、测试要求
5.3.7 数据库运行维护：运行维护目的、要求和意义；性能的监测和改善（SQL Server Profiler组件、Transaction-SQL工具和Query Analyzer组件）；备份及故障恢复（备份方案）；重组和重构
5.4 用户访问数据库的标准接口
5.4.1 库函数级别访问接口：OCI接口的定义；OCI的开发方法
5.4.2 嵌入SQL访问接口：嵌入式SQL-86定义；SQL-86规范
5.4.3 通用数据接口标准（ODBC）：ODBC的定义、作用和优势；ODBC接口标准
5.4.4 ORM访问接口：ORM的定义和作用；典型的ORM框架（hibernate、Mybatis和JPA）
5.5 NoSQL数据库系统
· NoSQL的定义、基本功能和用途
5.5.1 分类与特点：四类NoSQL数据库（列式存储数据库、键值对存储数据库、文档型数据库、图数据库）
5.5.2 体系框架：NoSQL的四层框架（数据持久层、数据分布层、数据逻辑模型层和接口层）；NoSQL数据库的适应场景
- 系统架构设计基础知识
6.1 软件架构概念
6.1.1 软件架构的定义：软件架构的定义、发展历程以及作用；架构设计分类（数据设计和体系结构设计）
6.1.2 软件架构设计与生命周期：软件架构的生命周期（需求阶段、设计阶段、实现阶段、构件组装阶段、部署阶段和后开发阶段）；Use Case图、体系结构描述语言ADL、4+1模型和UML语言；IEEE标准1471---2000标准
6.1.3 软件架构的重要性
6.2 基于架构的软件开发方法（ABSD）
6.2.1 体系结构的设计方法概述：ABSD方法的定义、适应范围；三个基础（分解、内聚和耦合，质量和商业需求，模板的使用）
6.2.2 概念与术语：设计元素、视角与视图、用例和质量场景
6.2.3 基于体系结构的开发模型：传统的软件开发和ABSD的差别；ABSD模型涵盖的阶段（体系结构需求、体系结构设计、体系结构文档化、体系结构复审、体系结构实现、体系结构的演化）
6.2.4 体系结构需求：需求获取、标识构件、架构需求评审
6.2.5 体系结构设计：体系结构设计过程模型
6.2.6 体系结构文档化：体系结构规格说明和测试体系结构需求的质量设计说明书
6.2.7 体系结构复审：复审的目的、要求和意义
6.2.8 体系结构实现：体系结构实现过程模型
6.2.9 体系结构的演化：体系结构演化的定义和作用；演化步骤
6.3 软件架构风格
6.3.1 软件架构风格概述：软件体系结构风格的定义、内涵、分类和作用
6.3.2 数据流体系结构风格：批处理体系结构风格；管道-过滤器体系结构风格
6.3.3 调用/返回体系结构风格：主程序/子程序风格；面向对象体系结构风格；层次型体系结构风格；客户端/服务器体系结构风格
6.3.4 以数据为中心的体系结构风格：仓库体系结构风格；黑板体系结构风格
6.3.5 虚拟机体系结构风格：解释器体系结构风格；规则系统体系结构风格
6.3.6 独立构件体系结构风格：进程通信体系结构风格；事件系统体系结构风格
6.4 软件架构的复用技术
· 软件架构复用的定义及分类；架构复用的定义和作用；分类（机会复用和系统复用）；软件架构复用的原因；架构复用的能力和优势；软件架构复用的对象及形式；复用的资产对象内容；软件架构复用的基本过程
6.4.1 构造或获取复用资产
6.4.2 管理复用资产（构件库、构件分类和检索）
6.4.3 使用复用资产（资产的修改、扩展、配置、组装与集成）
6.5 特定领域软件架构（DSSA）
6.5.1 DSSA的定义和适应场景：垂直域和水平域
6.5.2 DSSA的基本活动：领域分析、领域设计和领域实现
6.5.3 参与DSSA的人员：4种角色：领域专家、领域分析师、领域设计人员和领域实现人员
6.5.4 DSSA的建立过程：五个阶段（定义领域范围，定义领域元素，定义领域设计和实现需求约束，定义领域模型和体系结构，产生、搜集可重用的产品单元）；DSSA的三层次系统模型
- 系统质量属性与架构评估
7.1 软件系统质量属性
7.1.1 质量属性概念：软件质量的定义、范围和具体内涵；影响软件质量的主要因素；开发期质量属性和运行期质量属性；GB/T 16260.1标准
7.1.2 面向架构评估的质量属性：评估方法普遍关注的质量属性（性能、可靠性、可用性、安全性、可修改性、功能性、可变性和互操作性）
7.1.3 质量属性场景描述：质量属性场景的定义、组成和重点关注的属性；重点关注的6个属性场景的内涵
7.2 系统架构评估
7.2.1 系统架构评估中的重要概念：架构评估的基本概念；核心概念（敏感点和权衡点、风险承担者（利益相关人）和场景）；架构评估方法的分类（基于调查问卷或检查表的方式、基于场景的方式和基于度量的方式）
7.2.2 系统架构评估方法：非功能质量属性的架构分析方法（SAAM）；架构权衡分析方法（ATAM）；成本效益分析法（CBAM）；其他评估方法（如SAEM、SAABNet和SACMM等）
7.3 ATAM方法架构评估实践：评估实践的四个基本阶段：演示、调查和分析、测试和报告ATAM
- 软件可靠性技术
8.1 软件可靠性基本概念
8.1.1 软件可靠性定义：软件可靠性的定义、目标与硬件可靠性的区别；软件可靠性的框架性定义（规定的时间、规定的条件、所要求的功能、具有的特点）；软件可靠性工程的定义和阶段（分配、设计、分析、测试和评估）
8.1.2 软件可靠性的定量描述：软件可靠性的度量方法和意义；主要度量指标（失效概率、可靠度、失效强度、平均失效前时间、平均恢复前时间、平均故障间隔时间）
8.1.3 可靠性目标：失效严重程度（按成本影响）的等级分类
8.1.4 可靠性测试的意义：软件可靠性测试的目的和意义；软件可靠性测试的发展
8.1.5 广义的可靠性测试与狭义的可靠性测试：广义的可靠性测试定义；狭义的可靠性测试定义
8.2 软件可靠性建模
8.2.1 影响软件可靠性的因素：影响软件可靠性的主要因素（技术层面）：运行剖面、软件规模、软件内部结构、开发方法和开发环境、可靠性投入
8.2.2 软件可靠性的建模方法：软件可靠性模型的基本组成；假设的局限性；软件可靠性模型的重要特性
8.2.3 软件可靠性的模型分类：可靠性模型分类；十类常用模型的内涵
8.3 软件可靠性管理
· 软件可靠性管理的目标、计划、进度、任务和修正措施等
· 软件工程各个阶段需开展的可靠性活动
8.4 软件可靠性设计
· 软件可靠性设计方法准则（简化设计、重用设计和健壮性设计）
8.4.1 容错设计技术：分类：信息容错、结构容错和信息容错；方法：日志和副本、指令复执和程序卷回、冗余、N版本（NVP）和恢复块（RB）
8.4.2 检错设计技术：检错设计技术的重点考虑要素：检测对象、检测延时、实现方式和处理方式；检错设计方法：简单原理、同型原理、对称原理、层次原理和安全原理等
8.4.3 降低复杂度设计：软件的复杂性与可靠性关系；故障树分析（FTA）、失效模式与效应分析（FMEA）方法的应用
8.4.4 系统配置技术：双机热备技术；服务器集群技术
8.5 软件可靠性测试
8.5.1 软件可靠性测试概述：软件可靠性测试的目标和意义；可靠性测试的一般要求；要求及目前存在的问题；软件可靠性测试的分类（可靠性增长测试、可靠性验证测试和可靠性摸底测试）
8.5.2 定义软件运行剖面：软件运行剖面的含义和划分；马尔可夫链建模方法
8.5.3 可靠性测试用例设计：典型测试用例的基本组成；用例设计重点关注的特殊问题
8.5.4 可靠性测试的实施：软件可靠性测试实施应注意的事项；可靠性数据（失效时间数据、失效间隔时间数据、分组时间内的失效数和分组时间的累积失效数）
8.6 软件可靠性评估
8.6.1 软件可靠性评价概述：软件可靠性评估的目的和意义；可靠性评估过程（选择可靠性模型、收集可靠性数据、可靠性评估和预测）
8.6.2 可靠性模型的选择：可靠性模型比较和选择应考虑的方面（模型假设的适用性、预测的能力与质量、满足可靠性评价需求和使用的简便性）
8.6.3 可靠性数据的收集：可靠性数据收集存在的问题；数据收集的办法
8.6.4 软件可靠性的评估和预测：以模型为依据的可靠性评价技术；软件可靠性估计的软件工具；软件可靠性定量方法的灵活使用
- 软件架构的演化和维护
9.1 软件架构演化概述
9.1.1 演化的重要性：软件架构演化的定义和重要性；软件架构的演化能更好地保证软件演化的原因；软件架构演化原则
9.1.2 演化和定义的关系：软件架构演化主要关注点（组件、连接件和约束）
9.2 面向对象软件架构演化过程
9.2.1 对象演化：对象演化的内涵；对象自身的演化是组件接口、类型和语义等属性的演化
9.2.2 消息演化：对象演化的内涵；消息演化的核心元素
9.2.3 复合片段演化：复合片段的定义；复合片段演化的内涵
9.2.4 约束演化：约束信息的概念；约束演化的实质
9.3 软件架构的演化分类
· 三种典型分类方法
9.3.1 软件架构演化时期：演化的四个时期：设计时演化、运行前演化、有限制运行时演化和运行时演化
9.3.2 软件架构静态演化：软件架构静态演化基本概念；静态演化需求；一般过程；原子演化操作；正交软件架构的演化实例
9.3.3 软件架构动态演化：软件架构动态演化基本概念；动态演化需求；动态演化的等级和内容；动态软件架构（DSA）；动态重配置（DR）
9.4 软件架构可持续演化原则
· 软件架构可持续演化原则和度量方案
9.5 软件架构演化评估方法
9.5.1 演化过程已知的评估：演化过程已知的评估方法内涵；评估流程、中间版本度量、质量属性距离和演化评估
9.5.2 演化过程未知的评估：演化过程未知的评估方法内涵；架构演化的评估过程
9.6 软件架构演化实例分析：10个演化阶段实例
9.7 软件架构维护
9.7.1 软件架构知识管理：架构知识的定义、管理的含义、管理的需求和管理现状
9.7.2 软件架构修改管理：隔离区域
9.7.3 软件架构版本管理：软件架构版本管理的作用
9.7.4 软件架构可维护性度量实践：架构的圈复杂度（CCN）；扇入扇出度（FFC）；模块间耦合度（CBO）；模块的响应（RFC）；紧内聚度（TCC）；松内聚度（LCC）
-
未来信息综合技术
10.1 信息物理系统（CPS）技术
10.2 人工智能（AI）技术
10.3 机器人技术
10.4 边缘计算技术
10.5 数字孪生技术
10.6 云计算和大数据技术
-
标准化与知识产权
· 标准化意识、标准化的发展和标准的生命周期
· 国际标准、美国标准、国家标准、国家军用标准、行业标准、地方标准和企业标准
· 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
· 标准化机构
· 知识产权（专利和著作权）
-
应用数学
· 概率统计应用
· 图论应用
· 组合分析
· 算法（数值算法与非数值算法）的选择与应用
· 运筹方法（网络计划技术、线性规划、预测、决策、库存管理和模拟）
· 数学建模
-
专业英语
· 具有高级工程师所要求的英文阅读水平
· 掌握本领域的英语术语
考试科目2：系统架构设计案例分析
-
系统计划
1.1 系统项目的提出与可行性分析
1.2 系统方案的制定、评价和改进
1.3 新旧系统的分析和比较
1.4 现有软件、硬件和数据资源的有效利用
-
信息系统架构的设计理论与实践
2.1 信息系统架构概述
· 信息系统架构的定义和发展
· 信息系统架构的分类（集中式和分布式）
· 信息系统常用的四种架构模型：单机应用模式；客户机/服务器（C/S）模式（两层C/S、三层C/S或B/S、多层C/S、MVC）；面向服务架构（SOA）模式；企业数据交换总线
· 企业信息系统的总体框架：战略系统；业务系统；应用系统；信息基础设施
2.2 信息系统架构设计方法（ADM）
· 开放式企业架构框架标准（TOGAF）
· ADM架构开发方法（定义、ADM方法的开发阶段划分、详细活动说明）
2.3 信息化总体架构方法
· 信息化的一般概念（定义、生产力、建设和特征）
· 信息化工程建设方法
· 信息化架构模式（数据导向架构和流程导向架构）
· 信息化建设生命周期
· 信息化工程总体规划的方法论（关键成功因素法、战略目标集转化法和企业系统规划法）
· 信息化资源管理
· 国际和国内有关信息化的标准、法律和规定
2.4 案例分析
· 价值驱动的体系结构
· Web服务在HL7上的应用
· 以服务为中心的企业整合
- 层次式架构的设计理论与实践
3.1 层次式架构概述
· 层次式架构的定义和特性
· 层次式架构的一般组成（表现层、中间层、数据访问层和数据层）
3.2 表现层框架设计
· 设计模式（MVC、MVP和MVVM）
· XML技术
· UIP设计思想
· 动态生成设计思想
3.3 中间层架构设计
· 业务逻辑层组件设计
· 业务逻辑层工作流设计
· 业务逻辑层实体设计
· 业务逻辑层框架
3.4 数据访问层设计
· 访问模式
· ORM、Hibernate与CMP2.0设计思想
· 灵活运用XML Schema
· 事务处理设计
· 连接对象管理设计
3.5 数据层架构规划与设计
· 数据库设计与类的设计融合的方法
· 数据库设计与XML设计融合的方法
3.6 物联网的层次架构设计
· 物联网的一般层次架构（三层体系结构）
3.7 案例分析
· 电子商务网站基于物联网架构的电子小票服务系统
- 云原生架构设计理论与实践
4.1 云原生架构概述
· 云原生的背景、定义和特征
· 云原生架构的设计原则
· 架构模式（服务化架构模式、Mesh化架构模式、Serverless模式、存储计算分离模式、分布式事务模式、可观测架构和事件驱动架构）
4.2 云原生架构相关技术
· 容器技术
· 云原生微服务技术
· 无服务器技术
· 服务网格
4.3 案例分析
· 某旅行公司云原生改造
· 某汽车公司数字化转型实践
· 某快递公司核心业务系统改造
· 某电商业务改造
· 某体育用品公司基于云原生架构的业务中台构建
- 面向服务的架构设计理论与实践
5.1 面向服务的架构概述
· SOA的定义和发展现状
· 面向Web服务的业务流程执行语言（BPEL）
· SOA的参考架构（IBM的Websphere业务集成参考架构）
· SOA主要遵守的协议和规范(UDDI协议、WSDL规范、SOAP协议和REST规范)
· SOA的作用
5.2 面向服务的架构设计
· SOA的设计原则
· SOA的设计模式（服务注册表模式、企业服务总线模式、微服务模式）
· 设计SOA架构应注意的问题
5.3 面向服务的架构实施过程
· 选择SOA解决方案
· 业务流程分析（建立服务模型和建立业务流程）
- 嵌入式系统的架构设计理论与实践
6.1 嵌入式系统概述
· 嵌入式系统的定义和发展现状
· 嵌入式系统的硬件体系结构：嵌入式微处理器及其分类；存储器及其分类；内、外总线及其分类；看门狗电路
· 嵌入式系统软件架构概述
6.2 嵌入式系统软件架构的原理与特征
· 嵌入式软件架构原理（层次化模式和递归模式）
· 嵌入式操作系统：定义、特点和分类；一般架构；基本功能及典型调度算法；典型产品比较
· 嵌入式数据库：定义、特点和分类；一般架构（内存类、文件类和网络类）；主要功能；典型产品比较
· 嵌入式中间件：定义、特点和分类；一般架构（消息中间件和分布式对象中间件）；主要功能；典型产品（CORBA和DDS）
· 嵌入式系统软件开发环境：定义、特点和分类；一般架构（基于Eclipse框架的层次结构）；主要功能；典型开发环境（基于GCC开源工具的软件开发环境、Wokbench软件开发环境、MULTI®集成开发环境）
6.3 嵌入式系统软件架构设计方法
· 基于架构的软件开发方法（ABSD）
· 属性驱动的软件设计方法（ADD）
· 实时系统的设计方法（DARTS）
6.4 案例分析
· 鸿蒙操作系统架构案例分析
· 面向安全攸关系统的跨领域GeneSys系统架构
· 物联网操作系统软件架构
- 通信系统架构的设计理论与实践
7.1 通信系统的架构
· 局域网网络架构（单核心架构、双核心架构、环型架构和层次局域网架构）
· 局域网网络协议的应用：互为主备的交换或路由：VRRP、HSRP和GLBP；二层网络：STP和LACP；三层设备：OSPF、RIP和BGP
· 广域网网络架构（单核心架构、双核心架构、环型架构、半冗余、对等子域和层次子域）
· 移动通信网网络架构（5GS与DN互连、5G网络边缘计算等）
· 存储网络架构（DAS、NAS和SAN）
· 软件定义网络架构（SDN）
7.2 网络构建的关键技术
· 网络高可用设计（定义、架构和协议配置）
· IPV4与IPV6融合组网关键技术（双协议栈、隧道技术和地址翻译机制等）
· SDN技术
7.3 网络构建和设计方法
· 网络需求分析步骤（业务需求、用户需求、计算机平台需求和网络需求）
· 网络技术遴选（局域、广域、地址规划模型、路由协议、层次化网络模型设计和高可用设计）
· 绿色网络设计方法（目的、作用和设计原则）
7.4 网络安全相关技术
· 防火墙布设（包过滤型、应用层网关和代理服务型）
· VPN技术（IPSec、GRE、MPLS VPN和VPDN）
· 访问控制技术（认证、策略和审计）
· 网络安全隔离（子网隔离、VLAN隔离、逻辑隔离和物理隔离等）
· 网络安全协议（SSL、SET和HTTPS）
7.5 案例分析
· 高可用网络构建分析
· 园区网双栈构建分析
· 5G网络应用
- 安全架构的设计理论与实践
8.1 安全架构概述
· 信息安全面临的威胁
· 安全架构的定义和范围（产品安全架构、安全技术体系架构和审计架构）
· 信息安全相关的国内外标准及组织
· 主要安全模型：状态机模型（BLP）模型；Bell-LaPadula模型；Biba模型；Clark-Wilson（CWM）模型；ChineseWall模型
8.2 系统安全体系架构规划框架
· 安全技术体系架构
· 信息系统安全体系规划（技术体系、组织机构体系和管理体系）
· 信息系统安全规划框架
8.3 信息安全整体架构设计（WPDRRC模型）
· WPDRRC体系架构模型概述（6个环节和3大要素）
· 信息安全体系架构设计方法：安全保障体系（确定安全策略、统一配置和管理防病毒系统、网络安全管理）；信息安全体系架构（物理安全、系统安全、网络安全、应用安全和安全管理）；面向企业安全控制系统的安全架构设计
8.4 网络安全体系架构设计
· OSI的安全体系架构概述
· OSI安全架构（7层协议）
· 鉴别框架
· 访问控制框架
· 机密性框架
· 完整性框架
· 抗抵赖框架
8.5 数据库系统的安全设计
· 数据库安全设计的评估标准
· 数据库的完整性设计方法（设计原则、作用和示例）
8.6 系统架构的脆弱性分析
· 软件脆弱性的定义、特点和分类
· 软件脆弱性的生命周期
· 软件脆弱性的分析方法
· 典型的软件架构脆弱性分析（分层、C/S、B/S、事件驱动、MVC、微内核和微服务）
8.7 案例分析
· 电子商务系统的安全性设计
· 基于混合云的工业安全架构设计
- 大数据架构设计理论与实践
9.1 大数据处理系统概述
· 传统数据处理系统存在的问题
· 大数据处理系统面临的挑战
· 大数据处理系统的定义、范围和特征
9.2 典型的大数据架构
· Lambda架构：来源、定义、应用场景和优缺点；体系结构（Batch Layer（批处理层）、Speed Layer（加速层）、Serving Layer（服务层））
· Kappa架构：来源、定义、应用场景和优缺点；体系结构；常见kappa架构的变形架构
9.3 案例分析
· 某网在奥运转播中的大数据应用
· 某网广告平台的应用与演进
· 某证券公司大数据系统
· 某电商智能决策大数据系统
考试科目3：系统架构设计论文
根据给出的与系统架构设计有关的若干个专题，选择其中一个专题，按照规定的要求撰写论文。
-
系统建模
· 定义问题与归结模型
· 结构化系统建模
· 面向对象系统建模
· 数据库建模
· 可靠性建模
· 系统评估建模
-
软件架构设计
· 软件架构风格选择
· 软件架构设计
· 特定领域软件架构
· 基于架构的软件开发方法
· 属性驱动的软件设计方法
· 实时系统设计方法
· 软件架构演化
· 架构质量和评估
· 架构脆弱性分析
-
系统设计
· 信息系统的总体框架设计
· 大数据处理系统流程设计
· SOA及分布式系统总体设计
· 系统人-机界面设计
· 嵌入式系统设计
· 数据库系统设计
· 文件设计、存储设计
· 通信和网络应用系统设计
· 系统运行环境的集成与设计
· 系统性能设计
· 系统安全性和可靠性设计
· 中间件、构件化系统设计
-
系统的可靠性分析与设计
· 系统的故障模型和可靠性模型
· 提高系统可靠性的措施
· 系统的故障对策和系统的备份与恢复
· 系统可靠性分析、预计与评估
-
系统的安全性和保密性设计
· 系统的访问控制技术
· 数据的完整性
· 数据与文件的加密
· 系统抗攻击设计
· 通信的安全性
· 系统安全性评估与认证
三、题型举例
（一）选择题
-
在TCP/IP协议分层结构中，SNMP是在（1）协议之上的（2）请求/响应协议。在ISO/OSI/RM基础上的公共管理信息服务/公共管理信息协议CMIS/CMIP是一个完整的网络管理协议族，网络管理应用进程使用OSI参考模型的（3）。
（1） A. TCP B. UDP C. HTTP D. IP
（2） A. 异步 B. 同步 C. 主从 D. 面向连接
（3） A. 网络层 B. 传输层 C. 表示层 D. 应用层
-
软件产品线主要由（4）和产品集合两部分组成。
（4） A. 构件库 B. 核心资源 C. 体系结构 D. 开发组织
（二）问答题
阅读以下关于软件体系结构方面的叙述，回答问题1和问题2。
某集团公司要开发一个网络财务程序，使各地员工能在互联网络上进行财务处理和报销。在设计该财务程序的体系结构时，项目组产生了分歧：
（1）张工程师认为应该采用客户机/服务器（C/S）结构，各分公司财务部要安装一个软件客户端，通过这个客户端连接到总公司财务部主机。如果员工在外地出差，需要报销账务的，也需要安装这个客户端才能进行。
（2）李工程师认为应该采用浏览器/服务器（B/S）结构，各分公司及出差员工直接通过Windows操作系统自带的IE浏览器就可以连接到总公司的财务部主机。
经过项目组的激烈讨论，最终选用了C/S和B/S混合结构。
【问题1】
请用200字以内的文字简要讨论C/S结构与B/S结构的区别及各自的优点和缺点。
【问题2】
请用200字以内的文字说明如何设计C/S和B/S混合结构，这样设计有什么好处？
（三）论文题
论系统设计中对用户需求的把握
对于系统工程师来说，在把某项工作系统化的时候，正确地理解该项工作的内容并设计出有效的系统，是一件最困难的事情。
为了把用户的需求正确无误地反映到系统的规格说明中去，常规的做法是把系统的规格说明书和输出的报表交给用户征求意见。在某些情况下，还要做出系统的原型，请用户试用。
请围绕"系统设计中对用户需求的把握"论题，依次对以下三个问题进行论述。
- 叙述你参与的开发工程的概要，以及你所担任的工作。
- 就你所下过功夫的地方进行叙述，为了把用户需求反映到系统规格说明书中去，采用过什么手段与用户进行通信？
- 对于你所采用的手段，各举出一点你认为有效果的方面和无效果的方面，简要叙述你对这方面的评价。