上篇

第1章绪论3

11系统架构概述3

111系统架构的定义及发展历程4

112软件架构的常用分类及建模方法9

113软件架构的应用场景13

114软件架构的发展未来13

12系统架构设计师概述14

121架构设计师的定义、职责和任务15

122架构设计师应具备的专业素质16

123架构设计师的知识结构17

13如何成为一名好的系统架构设计师18

131如何衡量一名优秀架构设计师18

132从工程师到系统架构设计师的演化20

第2章计算机系统基础知识24

21计算机系统概述24

22计算机硬件25

221计算机硬件组成25

222处理器25

223存储器26

224总线27

225接口27

226外部设备27

23计算机软件28

231计算机软件概述28

232操作系统28

233数据库32

234文件系统37

235网络协议41

236中间件41

237软件构件43

238应用软件46

24嵌入式系统及软件47

241嵌入式系统的组成及特点47

242嵌入式系统的分类49

243嵌入式软件的组成及特点49

244安全攸关软件的安全性设计52

25计算机网络56

251网络的基本概念56

252通信技术59

253网络技术63

254组网技术70

255网络工程75

26计算机语言75

261计算机语言的组成75

262计算机语言的分类76

27多媒体87

271多媒体概述87

272多媒体系统的关键技术88

28系统工程91

281系统工程概述91

282系统工程方法93

283系统工程的生命周期97

284基于模型的系统工程100

29系统性能101

291性能指标101

292性能计算102

293性能设计102

294性能评估103

第3章信息系统基础知识105

31信息系统概述105

311信息系统的定义105

312信息系统的发展106

313信息系统的分类107

314信息系统的生命周期109

315信息系统建设原则110

316信息系统开发方法112

32业务处理系统（TPS）114

321业务处理系统的概念114

322业务处理系统的功能115

323业务处理系统的特点118

33管理信息系统（MIS）119

331管理信息系统的概念119

332管理信息系统的功能120

333管理信息系统的组成121

34决策支持系统（DSS）123

341决策支持系统的概念123

342决策支持系统的功能125

343决策支持系统的特点126

344决策支持系统的组成126

35专家系统（ES）128

351专家系统的概念128

352专家系统的特点129

353专家系统的组成130

36办公自动化系统（OAS）133

361办公自动化系统的概念133

362办公自动化系统的功能134

363办公自动化系统的组成135

37企业资源规划（ERP）136

371企业资源规划的概念136

372企业资源规划的结构136

373企业资源规划的功能139

38典型信息系统架构模型139

381政府信息化与电子政务139

382企业信息化与电子商务142

第4章信息安全技术基础知识145

41信息安全基础知识145

411信息安全的概念145

412信息存储安全146

413网络安全147

42信息系统安全的作用与意义148

43信息安全系统的组成框架149

431技术体系149

432组织机构体系150

433管理体系150

44信息加解密技术150

441数据加密150

442对称密钥加密算法151

443非对称密钥加密算法152

45密钥管理技术153

451对称密钥的分配与管理153

452公钥加密体制的密钥管理155

453公钥加密分配单钥密码体制的密钥155

46访问控制及数字签名技术156

461访问控制技术156

462数字签名158

47信息安全的抗攻击技术160

471密钥的选择160

472拒绝服务攻击与防御161

473欺骗攻击与防御163

474端口扫描165

475强化TCP/IP堆栈以抵御拒绝服务攻击167

476系统漏洞扫描168

48信息安全的保障体系与评估方法170

481计算机信息系统安全保护等级170

482安全风险管理170

第5章软件工程基础知识175

51软件工程175

511软件工程定义175

512软件过程模型176

513敏捷模型179

514统一过程模型（RUP）182

515软件能力成熟度模型184

52需求工程185

521需求获取187

522需求变更189

523需求追踪192

53系统分析与设计192

531结构化方法192

532面向对象方法200

54软件测试205

541测试方法205

542测试阶段206

55净室软件工程208

551理论基础208

552技术手段209

553应用与缺点209

56基于构件的软件工程210

561构件和构件模型210

562CBSE过程211

563构件组装212

57软件项目管理213

571项目管理概述213

572软件进度管理213

573软件配置管理215

574软件质量管理215

575软件风险管理217

第6章数据库设计基础知识218

61数据库基本概念218

611数据库技术的发展218

612数据模型220

613数据库管理系统221

614数据库三级模式223

62关系数据库224

621关系数据库基本概念224

622关系运算227

623关系数据库设计基本理论231

63数据库设计234

631数据库设计的基本步骤234

632数据需求分析235

633概念结构设计235

634逻辑结构设计237

635物理设计239

636数据库实施241

637数据库运行维护242

64应用程序与数据库的交互243

641库函数级别访问接口243

642嵌入SQL访问接口243

643通用数据接口标准244

644ORM访问接口245

65NoSQL数据库246

651分类与特点246

652体系框架247

第7章系统架构设计基础知识248

71软件架构概念248

711软件架构的定义248

712软件架构设计与生命周期248

713软件架构的重要性252

72基于架构的软件开发方法254

721体系结构的设计方法概述254

722概念与术语254

723基于体系结构的开发模型255

724体系结构需求255

725体系结构设计256

726体系结构文档化257

727体系结构复审257

728体系结构实现258

729体系结构的演化258

73软件架构风格259

731软件架构风格概述259

732数据流体系结构风格259

733调用/返回体系结构风格260

734以数据为中心的体系结构风格262

735虚拟机体系结构风格263

736独立构件体系结构风格264

74软件架构复用265

741软件架构复用的定义及分类265

742软件架构复用的原因265

743软件架构复用的对象及形式265

744软件架构复用的基本过程266

75特定领域软件体系结构267

751DSSA的定义267

752DSSA的基本活动268

753参与DSSA的人员269

754DSSA的建立过程269

第8章系统质量属性与架构评估271

81软件系统质量属性271

811质量属性概念271

812面向架构评估的质量属性272

813质量属性场景描述274

82系统架构评估277

821系统架构评估中的重要概念278

822系统架构评估方法279

83ATAM方法架构评估实践289

831阶段1—演示（Presentation）289

832阶段2—调查和分析292

833阶段3—测试299

834阶段4—报告ATAM304

第9章软件可靠性基础知识305

91软件可靠性基本概念305

911软件可靠性定义305

912软件可靠性的定量描述307

913可靠性目标309

914可靠性测试的意义310

915广义的可靠性测试与狭义的可靠性测试311

92软件可靠性建模312

921影响软件可靠性的因素312

922软件可靠性的建模方法312

923软件的可靠性模型分类314

93软件可靠性管理316

94软件可靠性设计318

941容错设计技术319

942检错技术320

943降低复杂度设计320

944系统配置技术321

95软件可靠性测试322

951软件可靠性测试概述322

952定义软件运行剖面322

953可靠性测试用例设计323

954可靠性测试的实施324

96软件可靠性评价326

961软件可靠性评价概述326

962怎样选择可靠性模型326

963可靠性数据的收集327

964软件可靠性的评估和预测328

第10章软件架构的演化和维护330

101软件架构演化和定义的关系330

1011演化的重要性330

1012演化和定义的关系331

102面向对象软件架构演化过程331

1021对象演化331

1022消息演化332

1023复合片段演化334

1024约束演化336

103软件架构演化方式的分类336

1031软件架构演化时期336

1032软件架构静态演化337

1033软件架构动态演化340

104软件架构演化原则347

105软件架构演化评估方法351

1051演化过程已知的评估351

1052演化过程未知的评估354

106大型网站系统架构演化实例354

1061第一阶段：单体架构355

1062第二阶段：垂直架构355

1063第三阶段：使用缓存改善网站性能355

1064第四阶段：使用服务集群改善网站并发处理能力356

1065第五阶段：数据库读写分离357

1066第六阶段：使用反向代理和CDN加速网站响应358

1067第七阶段：使用分布式文件系统和分布式数据库系统359

1068第八阶段：使用NoSQL和搜索引擎359

1069第九阶段：业务拆分360

10610第十阶段：分布式服务361

107软件架构维护362

1071软件架构知识管理362

1072软件架构修改管理363

1073软件架构版本管理363

1074软件架构可维护性度量实践364

第11章未来信息综合技术369

111信息物理系统技术概述369

1111信息物理系统的概念369

1112CPS的实现370

1113信息物理系统的建设和应用372

112人工智能技术概述374

1121人工智能的概念374

1122人工智能的发展历程375

1123人工智能关键技术376

113机器人技术概述380

1131机器人的概念380

1132机器人的定义和发展历程380

1133机器人40的核心技术381

1134机器人的分类383

114边缘计算概述384

1141边缘计算概念384

1142边缘计算的定义385

1143边缘计算的特点386

1144边云协同386

1145边缘计算的安全387

1146边缘计算应用场合388

115数字孪生体技术概述390

1151数字孪生体发展历程390

1152数字孪生体的定义391

1153数字孪生体的关键技术392

1154数字孪生体的应用393

116云计算和大数据技术概述394

1161云计算技术概述395

1162大数据技术概述398

下篇

第12章信息系统架构设计理论与实践405

121信息系统架构基本概念及发展405

1211信息系统架构的概述405

1212信息系统架构的发展406

1213信息系统架构的定义406

122信息系统架构408

1221架构风格408

1222信息系统架构分类408

1223信息系统架构的一般原理410

1224信息系统常用4种架构模型411

1225企业信息系统的总体框架415

123信息系统架构设计方法417

1231ADM架构开发方法417

1232信息化总体架构方法433

124信息系统架构案例分析438

1241价值驱动的体系结构—连接

产品策略与体系结构438

1242Web服务在HL7上的应用—

Web服务基础实现框架441

1243以服务为中心的企业整合446

第13章层次式架构设计理论与实践451

131层次式体系结构概述451

132表现层框架设计453

1321表现层设计模式453

1322使用XML设计表现层，统一WebForm与WindowsForm的外观455

1323表现层中UIP设计思想456

1324表现层动态生成设计思想458

133中间层架构设计458

1331业务逻辑层组件设计458

1332业务逻辑层工作流设计459

1333业务逻辑层实体设计460

1334业务逻辑层框架463

134数据访问层设计464

13415种数据访问模式464

1342工厂模式在数据访问层应用466

1343ORM、Hibernate与CMP20设计思想469

1344灵活运用XMLSchema470

1345事务处理设计471

1346连接对象管理设计473

135数据架构规划与设计473

1351数据库设计与类的设计融合473

1352数据库设计与XML设计融合474

136物联网层次架构设计475

137层次式架构案例分析476

1371电子商务网站（网上商店PetShop）476

1372基于物联网架构的电子小票服务系统480

第14章云原生架构设计理论与实践482

141云原生架构产生背景482

142云原生架构内涵484

1421云原生架构定义484

1422云原生架构原则486

1423主要架构模式488

1424典型的云原生架构反模式491

143云原生架构相关技术492

1431容器技术492

1432云原生微服务494

1433无服务器技术496

1434服务网格498

144云原生架构案例分析500

1441某旅行公司云原生改造500

1442云原生技术助力某汽车公司数字化转型实践502

1443某快递公司核心业务系统云原生改造504

1444某电商业务云原生改造507

1445某体育用品公司基于云原生架构的业务中台构建508

第15章面向服务架构设计理论与实践512

151SOA的相关概念512

1511SOA的定义512

1512业务流程与BPEL512

152SOA的发展历史513

1521SOA的发展历史513

1522国内SOA的发展现状与国外对比514

1523SOA的微服务化发展515

153SOA的参考架构516

154SOA主要协议和规范521

1541UDDI协议522

1542WSDL规范522

1543SOAP协议523

1544REST规范524

155SOA设计的标准要求525

1551文档标准化525

1552通信协议标准525

1553应用程序统一登记与集成525

1554服务质量（QoS）525

156SOA的作用526

157SOA的设计原则527

158SOA的设计模式528

1581服务注册表模式528

1582企业服务总线模式529

1583案例研究530

1584微服务模式531

159构建SOA架构时应该注意的问题534

1591原有系统架构中的集成需求534

1592服务粒度的控制以及无状态服务的设计535

1510SOA实施的过程536

15101选择SOA解决方案536

15102业务流程分析537

第16章嵌入式系统架构设计理论与实践541

161嵌入式系统概述541

1611嵌入式系统发展历程541

1612嵌入式系统硬件体系结构541

1613嵌入式软件架构概述548

162嵌入式系统软件架构原理与特征550

1621两种典型的嵌入式系统架构模式550

1622嵌入式操作系统551

1623嵌入式数据库565

1624嵌入式中间件573

1625嵌入式系统软件开发环境578

163嵌入式系统软件架构设计方法583

1631基于架构的软件设计开发方法的应用583

1632属性驱动的软件设计方法583

1633实时系统设计方法587

164嵌入式系统软件架构案例分析590

1641鸿蒙操作系统架构案例分析590

1642面向安全攸关系统的跨领域

GENESYS系统架构案例分析593

1643物联网操作系统软件架构案例分析597

第17章通信系统架构设计理论与实践599

171通信系统概述599

172通信系统网络架构599

1721局域网网络架构599

1722广域网网络架构603

1723移动通信网网络架构607

1724存储网络架构609

1725软件定义网络架构611

173网络构建关键技术612

1731网络高可用设计612

1732IPv4与IPv6融合组网技术614

1733SDN技术616

174网络构建和设计方法617

1741网络需求分析617

1742网络技术遴选及设计618

1743网络安全622

1744绿色网络设计方法624

175通信网络构建案例分析626

1751高可用网络构建分析626

1752园区网双栈构建分析630

17535G网络应用631

第18章安全架构设计理论与实践633

181安全架构概述633

1811信息安全面临的威胁633

1812安全架构的定义和范围635

1813与信息安全相关的国内外标准及组织635

182安全模型638

1821状态机模型639

1822Bell-LaPadula模型640

1823Biba模型641

1824Clark-Wilson模型642

1825ChineseWall模型643

183系统安全体系架构规划框架644

1831安全技术体系架构644

1832信息系统安全体系规划645

1833信息系统安全规划框架646

184信息安全整体架构设计（WPDRRC模型）648

1841WPDRRC信息安全体系架构模型648

1842信息安全体系架构设计649

185网络安全体系架构设计653

1851OSI的安全体系架构概述653

1852认证框架656

1853访问控制框架657

1854机密性框架658

1855完整性框架659

1856抗抵赖框架659

186数据库系统的安全设计661

1861数据库安全设计的评估标准661

1862数据库的完整性设计662

187系统架构的脆弱性分析664

1871概述664

1872软件脆弱性665

1873典型软件架构的脆弱性分析668

188安全架构设计案例分析671

1881电子商务系统的安全性设计671

1882基于混合云的工业安全架构设计674

第19章大数据架构设计理论与实践676

191传统数据处理系统存在的问题676

192大数据处理系统架构分析678

1921大数据处理系统面临挑战678

1922大数据处理系统架构特征679

193Lambda架构680

1931Lambda架构对大数据处理系统的理解680

1932Lambda架构应用场景680

1933Lambda架构介绍681

1934Lambda架构的实现684

1935Lambda架构优缺点685

1936Lambda与其他架构模式对比685

194Kappa架构686

1941Kappa架构下对大数据处理系统的理解686

1942Kappa架构介绍687

1943Kappa架构的实现688

1944Kappa架构的优缺点688

1945常见Kappa架构变形689

195Lambda架构与Kappa架构的对比和设计选择690

1951Lambda架构与Kappa架构的特性对比690

1952Lambda架构与Kappa架构的设计选择692

196大数据架构设计案例分析692

1961Lambda架构在某网奥运中的大数据应用692

1962Lambda架构在某网广告平台的应用与演进694

1963某证券公司大数据系统697

1964某电商智能决策大数据系统699

第20章系统架构设计师论文写作要点702

201写作注意事项702

2011做好准备工作702

2012论文写作格式703

202如何解答试题704

2021论文解答步骤705

2022论文解答实例705

203论文写作方法708

2031如何写好摘要708

2032如何写好正文709

2033摘要和正文的关系711

204常见问题及解决办法711