系统架构设计师（架构师）软考

12 章 · 1006 题

系统架构设计师（架构师）是由国家人力资源和社会保障部、工业和信息化部联合主办的国家级考试，属于全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试（软考）的高级资格。

章节目录

• 计算机系统基础 — 本章节涵盖：1) 计算机硬件组成与结构——CPU、寄存器、存储器、总线（性能指标）、输入输出系统等基本部件及其互连方式；2) 数据表示与校验——浮点数运算、奇偶校验、海明码、CRC循环冗余校验；3) 指令系统与流水线——CISC与RISC指令集、指令执行流程、流水线技术（吞吐率、加速比计算）、流水线冒险与优化；4) 存储体系——Cache-主存-辅存层次、Cache映射方式与替换算法、虚拟存储、RAID技术；5) 输入输出技术——程序查询、中断、DMA、通道控制方式；6) 多核与并行处理——多核处理器架构、SIMD、MIMD等并行计算模型；7) 嵌入式系统——嵌入式处理器特点、实时操作系统基本特征与设计要求。
• 操作系统 — 本章节涵盖：1) 进程管理——进程状态与转换、进程控制、线程模型与实现、进程间通信（管道、消息队列、共享内存等）；2) 进程同步与互斥——信号量机制、管程、经典同步问题（生产者-消费者、读者-写者、哲学家进餐）；3) 死锁——死锁产生条件、资源分配图、预防策略、银行家算法避免死锁、检测与恢复；4) 调度算法——批处理、交互式、实时系统调度算法及调度时机；5) 存储管理——分区、分页、分段、段页式管理、快表（TLB）、虚拟存储与页面置换算法（OPT、FIFO、LRU等）；6) 文件系统——文件组织、目录结构、空闲空间管理、文件系统可靠性；7) 设备管理——设备无关性、SPOOLing系统、磁盘调度；8) 操作系统虚拟化——虚拟机与容器技术基本原理及其在架构中的应用。
• 计算机网络 — 本章节涵盖：1) 网络体系结构——OSI参考模型、TCP/IP模型及各层功能；2) 物理层与数据链路层——编码技术、差错控制、介质访问控制协议（CSMA/CD、CSMA/CA）；3) 网络层——IP协议与地址、子网划分与CIDR、路由协议（RIP、OSPF、BGP）、网络地址转换、ICMP；4) 传输层——TCP/UDP协议、可靠传输机制、流量控制与拥塞控制；5) 应用层——DNS、HTTP/HTTPS、FTP、SMTP/POP3、DHCP等关键协议及其交互；6) 局域网与广域网——以太网、VLAN、WLAN、PPP、SDN等；7) 网络设备与组网——交换机、路由器、防火墙、负载均衡器原理与部署；8) 网络存储技术——NAS、SAN、iSCSI架构与适用场景；9) 网络规划与设计——层次化网络设计、IPv6过渡、CDN、QoS、5G等新技术对系统架构的影响。
• 数据库系统 — 本章节涵盖：1) 数据模型与关系代数——E-R模型、关系模型、关系代数运算（选择、投影、连接等）；2) SQL语言——数据定义、查询、更新、视图、索引、完整性约束等SQL应用；3) 数据库设计理论——函数依赖、范式（1NF~4NF）、规范化与反规范化设计、Armstrong公理；4) 事务管理与并发控制——ACID特性、并发问题（脏读、不可重复读、幻读）、封锁协议、时间戳、多版本并发控制（MVCC）；5) 数据库恢复与容灾——日志与检查点、备份恢复策略；6) 分布式数据库——数据分片、透明性、CAP理论、BASE理论、分布式事务协议（2PC/3PC）、一致性算法（Paxos/Raft基础）；7) 数据仓库与数据挖掘——OLAP、数据立方体、关联分析、分类与聚类基本概念；8) NoSQL数据库——键值、文档、列族、图数据库特点与适用场景；9) 数据库性能优化——查询优化（代数优化、物理优化）、索引设计、分区与分片策略。
• 软件工程与系统开发 — 本章节涵盖：1) 软件生命周期模型——瀑布、V模型、增量、螺旋、敏捷开发（Scrum、XP）等方法及适用性；2) 需求工程——需求获取、分析建模、规格说明、验证与变更管理；3) 结构化分析与设计——数据流图、数据字典、结构图、模块化设计原则（高内聚低耦合）；4) 面向对象分析与设计——用例驱动分析、领域建模、UML核心图示（用例图、类图、序列图、状态图、活动图等）及关系（泛化、实现、组合、聚合等）；5) 软件测试——单元、集成、系统、验收测试，白盒测试（逻辑覆盖）与黑盒测试（等价类、边界值），自动化测试与持续集成；6) 软件维护与演化——维护类型、逆向工程、重构与技术债务管理；7) 项目管理知识——范围、时间、成本、质量、风险等管理域，关键路径法、挣值分析；8) 软件配置管理——版本控制、变更控制、基线管理；9) 过程改进与质量管理——CMMI、ISO9000、敏捷过程实践及质量度量。
• 软件设计模式 — 本章节涵盖：1) 设计模式概论——模式概念、分类与设计原则（单一职责、开闭、里氏替换、接口隔离、依赖倒置、迪米特法则）；2) 创建型模式——单例、工厂方法、抽象工厂、建造者、原型模式意图与结构；3) 结构型模式——适配器、桥接、组合、装饰、外观、享元、代理模式的解耦与复合机制；4) 行为型模式——职责链、命令、解释器、迭代器、中介者、备忘录、观察者、状态、策略、模板方法、访问者模式的对象协作方式；5) 设计模式的选择与应用——典型场景下的模式选择策略、模式组合应用与反模式识别。
• 系统架构设计 — 本章节涵盖：1) 架构定义与作用——架构组成、架构生命周期与决策、架构与设计的区别；2) 架构视图与描述——4+1视图模型、架构描述语言（ADL）、架构文档化方法；3) 架构风格——分层、管道-过滤器、基于事件、微内核、面向服务、RESTful等风格的特征与权衡；4) 架构模式——MVC、MVP、MVVM、PAC、发布-订阅、代理等常见架构模式；5) 质量属性与战术——可用性、可修改性、性能、安全性、可测试性、易用性等属性场景，以及相应的架构战术；6) 架构评估方法——SAAM、ATAM、CBAM等评估方法的步骤与应用；7) 特定领域软件架构(DSSA)——领域分析、领域设计、领域实现的过程与模型；8) 软件产品线——特征模型、核心资产开发与管理、产品线架构；9) 基于构件的开发(CBST)——构件模型、主流中间件与构件技术（CORBA/COM/EJB/Spring等）；10) SOA与微服务架构——服务治理、ESB、API网关、微服务设计原则、服务拆分、容器化部署与编排、服务网格；11) 架构演化与复用——架构技术债、演化策略、架构复用与框架设计、架构反模式。
• 系统配置与性能评价 — 本章节涵盖：1) 系统性能指标——吞吐量、响应时间、利用率、并发用户数等；2) 性能定律与分析——阿姆达尔定律、古斯塔夫森定律、利特尔法则；3) 系统配置方法——单机系统、集群系统、负载均衡算法（轮询、加权、最小连接、哈希等）与弹性伸缩配置；4) 性能评估技术——测量、模拟与分析模型的比较与选用；5) 基准测试——SPEC、TPC等常见基准测试的目的与解读；6) 容量规划——基于历史数据和增长预测的资源规划方法；7) 系统调优与瓶颈分析——CPU、内存、I/O、网络等常见瓶颈的识别、闭环排查流程与解决思路；8) 缓存策略与设计——缓存穿透/击穿/雪崩、缓存一致性、常见缓存架构。
• 系统安全与可靠性 — 本章节涵盖：1) 数据加密技术——对称加密（DES、AES）、非对称加密（RSA、ECC）、消息摘要（MD5、SHA）与数字签名；2) 认证与访问控制——身份认证协议（Kerberos、OAuth2.0、JWT）、访问控制模型（DAC、MAC、RBAC、ABAC）；3) 网络安全防护——防火墙、入侵检测与防御、VPN、SSL/TLS协议；4) 应用安全与Web安全——常见安全漏洞（SQL注入、XSS、CSRF、DDoS）及防护机制；5) 安全审计与安全管理——审计踪迹、风险评估、安全策略制定、数字证书与PKI体系；6) 系统可靠性基础——可靠性指标（MTBF、MTTR、可用性）、故障分类；7) 可靠性模型与分析——串联、并联、表决系统的可靠性计算；8) 容错技术——硬件冗余、软件冗余、信息冗余、N版本编程、恢复块；9) 高可用与灾难恢复——集群技术、双机热备、异地容灾、两地三中心架构、降级与限流机制。
• 标准化、知识产权与法律法规 — 本章节涵盖：1) 标准化基础知识——标准分类（国际、国家、行业、企业标准）、标准化组织；2) 标准制定流程——立项至发布的主要阶段与要求；3) 知识产权类型与保护——著作权（软件著作权归属与保护期）、专利权、商标权、商业秘密；4) 知识产权侵权与裁决——侵权判定原则、法律救济、举证责任；5) 开源软件协议——GPL、LGPL、MIT、Apache等常见开源许可证的权利与义务；6) 相关法律法规——合同法、招标投标法、政府采购法与软件开发相关的要点；7) 信息化与安全法规——网络安全法、数据保护法规、职业道德规范。
• 数学与经济管理 — 本章节涵盖：1) 线性规划——模型构建、单纯形法求解、对偶理论；2) 运输与指派问题——产销平衡、匈牙利算法；3) 动态规划——最优性原理、背包问题、最短路径等经典应用；4) 图论与网络流——最小生成树、最短路径、最大流问题；5) 概率与统计——概率分布、参数估计、假设检验；6) 数据分析方法——回归分析、时间序列与平滑预测；7) 决策分析——不确定型决策、风险决策、决策树与灵敏度分析；8) 排队论基础——M/M/1、M/M/c模型及其在系统性能评估中的应用；9) 技术经济分析——货币时间价值、净现值NPV、内部收益率IRR、投资回收期、盈亏平衡分析。
• 专业英语 — 本章节涵盖：1) 计算机专业词汇——涵盖架构设计、软件工程、网络、安全等领域的核心英文术语及常见缩写；2) 长难句理解——科技文献中复杂句子结构（定语从句、被动语态、倒装等）的阅读与解析；3) 英文资料阅读——通读并理解架构描述、技术白皮书、RFC标准文档等英文材料的主旨与细节，提炼核心观点。

相关科目