系统分析师考试全程指导

系统分析师系统分析师考试全程指导第1章计算机组成与体系结构1.1计算机组成与分类系统分析是IT组织开发优秀的应用系统的重要工作，需要拥有扎实的理论知识和丰富的实际经验的人员来完成。随着应用系统规模越来越大，复杂程度越来越高，系统分析师在系统开发的过程中，发挥着越来越重要的作用。通过全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试（以下简称为“软考”），广泛调动了专业技术人员工作和学习的积极性，为选拔一批高素质的专业技术人员起到了积极的促进和推动作用。然而，系统分析师考试是一个难度很大的考试，20多年来，考生平均通过率较低。主要原因是考试范围十分广泛，牵涉到计算机专业的每门课程，且注重考查新技术和新方法的应用。考试不但注重广度，而且还有一定的深度。不但要求考生具有扎实的理论知识，还要具有丰富的实践经验。1．目的根据希赛教育网的调查，系统分析师考生最渴望得到的就是一本能全面反映考试大纲内容，同时又比较精简的备考书籍。系统分析师平常工作比较忙，工作压力大，没有多少时间用于学习理论知识，也无暇去总结自己的实践经验，希望能学习一本书籍，从中找到解答试题的捷径，以及论文写作的方法。软考的组织者和领导者也希望能有一本书籍帮助考生复习和备考，从而提高考试合格率，为国家信息化建设和信息产业发展培养更多的IT高级人才。鉴于此，为了帮助广大考生顺利通过系统分析师考试，希赛IT教育研发中心组织有关专家，在清华大学出版社的大力支持下，编写和出版了本书，作为系统分析师考试的指定参考用书。2．内容系统分析师本书着重对考试大纲规定的内容有重点地细化和深化，内容涵盖了最新的系统分析师考试大纲（2009修订版）的所有知识点，总结了近4年的考试重点，给出了系统分析案例试题的解答方法和实际案例。对于系统分析设计论文试题，本书给出了论文的写作方法、考试法则、常见的问题及解决办法，以及论文评分标准和论文范文。由于编写组成员均为软考第一线的辅导专家，负责和参与了考试大纲的制定、历年的软考辅导、教程编写、软考阅卷等方面的工作，因此，本书凝聚了软考专家的知识、经验、心得和体会，集成了专家们的精力和心血。古人云：“温故而知新”，又云：“知己知彼，百战不殆”。对考生来说，阅读本书就是一个“温故”的过程，必定会从中获取到新知识。同时，通过阅读本书，考生还可以清晰地把握命题思路，掌握知识点在试题中的变化，以便在系统分析师考试中洞察先机，提高通过的概率。3．作者本书由希赛IT教育研发中心组编，由希赛顾问团首席顾问张友生博士、希赛教育金牌讲师王勇先生主编，希赛顾问团软件工程专业首席顾问徐锋先生担任技术指导。全书共分为21章。第1章由李雄编写，第2、3、19章由王勇编写，第4、5章由施游编写，第6、7章由桂阳编写，第8章由胡钊源编写，第9章由彭雪阳编写，第10章由陈志风编写，第12章由邓子云编写，第11、13、17、20、21章由张友生编写，第14章由唐强编写，第15、16章由何玉云编写，第18章由罗永红编写。4．致谢在本书出版之际，要特别感谢全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试办公室的命题专家们，我们在本书中引用了各级别部分考试原题，使本书能够尽量方便读者的阅读。同时，本书在编写的过程中参考了许多高水平的资料和书籍（详见参考文献列表），在此，系统分析师我们对这些参考文献的作者表示真诚的感谢。感谢清华大学出版社柴文强老师，他在本书的策划、选题的申报、写作大纲的确定，以及编辑、出版等方面，付出了辛勤的劳动和智慧，给予了我们很多的支持和帮助。感谢希赛教育的系统分析师学员，正是他们的想法汇成了本书的源动力，他们的意见使本书更加贴近读者。5．交流由于我们水平有限，且本书涉及的知识点较多，书中难免有不妥和错误之处。我们诚恳地期望各位专家和读者不吝指教和帮助，对此，我们将深为感激。有关本书的反馈意见，读者可在希赛教育网（）论坛“书评在线”版块中的“希赛IT教育研发中心”栏目与我们交流，我们会及时地在线解答读者的疑问希赛IT教育研发中心2009年1月根据考试大纲和培训指南的规定，本章内容要求考生掌握2个知识点：（1）各种计算机体系结构的特点与应用：采用对称多处理（SymmetricalMulti-Processing，SMP）技术构成系统的结构和主要特点，SMP的适用场合；采用海量并行处理结构（MassiveParallelProcessing，MPP）技术构成系统的结构和特点，MPP的适用场合。（2）构成计算机的各类部件的功能及其相互关系：包括计算机系统中的主要部件（中央处理器、寄存器、缓存、主存、外存等）在构成计算机系统时的关系与结构。对于本知识点的考查，主要掌握计算机的基本组成、Flynn分类。系统分析师计算机的组成在一台计算机中，主要有6种部件，分别是控制器、运算器、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备，它们之间的合作关系如图1-1所示。图1-1计算机各功能部件之间的合作关系（1）控制器：是分析和执行指令的部件，也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件，所依据的是机器指令。控制器的组成包含程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序部件、微操作控制信号形成部件和中断机构。（2）运算器：也叫做算术逻辑单元（ArithmeticandLogicUnit，ALU），对数据进行算术运算和逻辑运算。通常由ALU（算术/逻辑单元，包括累加器、加法器等）、通用寄存器（不包含地址寄存器）、多路转换器、数据总线组成。（3）内存储器（内存，主存）：存储现场操作的信息与中间结果，包括机器指令和数据。（4）外存储器（外存，辅存）：存储需要长期保存的各种信息。（5）输入设备：接收外界向计算机输入的信息。（6）输出设备：将计算机中的信息向外界输送。系统分析师希赛教育专家提示：现在的控制器和运算器是被制造在同一块超大规模集成电路中，统称为中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）。1.1.2计算机的分类1966年，Michael．J．Flynn提出根据指令流、数据流的多倍性特征对计算机系统进行分类（通常称为Flynn分类法），有关定义如下：（1）指令流：指机器执行的指令序列；（2）数据流：指由指令流调用的数据序列，包括输人数据和中间结果，但不包括输出数据。（3）多倍性：指在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。Flynn根据不同的指令流-数据流组织方式，把计算机系统分成4类：（1）单指令流单数据流（SingleInstructionstreamandSingleDatastream，SISD）：SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机，其指令部件每次只对一条指令进行译码，并只对一个操作部件分配数据。流水线方式的单处理机有时也被当作SISD。（2）单指令流多数据流（SingleInstructionstreamandMultipleDatastream，SIMD）：SIMD以并行处理机（阵列处理机）为代表，并行处理机包括多个重复的处理单元，由单一指令部件控制，按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同数据。相联处理机也属于这一类。（3）多指令流单数据流（MultipleInstructionstreamandSingleDatastream，MISD）：MISD具有n个处理单元，按n条不同指令的要求对同一数据流及其中间结果进行不同的处理。一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入。这类系统实际上很少见系统分析师到。有文献把流水线看作多个指令部件，称流水线计算机是MISD。（4）多指令流多数据流（MultipleInstructionstreamandMultipleDatastream，MIMD）：MIMD是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统。多处理机属于MIMD。当前的高性能服务器与超级计算机大多具有多个处理机，能进行多任务处理，称为多处理机系统，不论是MPP还是SMP，都属于这一类。Flynn分类法是最普遍使用的。其他的分类法还有：（1）冯氏分类法：由冯泽云在1972年提出，冯氏分类法用计算机系统在单位时间内所能处理的最大二进制位数来对计算机系统进行分类。（2）Handler分类法：由WolfganHandler在1977年提出，Handler分类法根据计算机指令执行的并行度和流水线来对计算机系统进行分类。（3）Kuck分类法：由DavidJ．Kuck在1978年提出，Kuck分类法与Flynn分类法相似，也是用指令流、执行流和多倍性来描述计算机系统特征，但其强调执行流的概念，而不是数据流。1.2多级存储器体系计算机采用多级存储器体系，以确保能够获得尽可能高的存取速率，同时保持较低的成本。存储器体系包括寄存器、Cache、主存储器、磁盘存储器、光盘存储器、磁带存储器等。存储器中数据常用的存取方式有顺序存取、直接存取、随机存取和相联存取等四种。（1）顺序存取：存储器的数据以记录的形式进行组织。对数据的访问必须按特定的线性顺序进行。磁带存储器采用顺序存取的方式。（2）直接存取：与顺序存取相似，直接存取也使用一个共享的读写装置对所有的数据进行访问。但是每个数据块都拥有惟一的地址标识，读写装置可以直接移动到目的数据块的系统分析师所在位置进行访问。存取时间也是可变的。磁盘存储器采用直接存取的方式。（3）随机存取：存储器的每一个可寻址单元都具有自己惟一的地址和读写装置，系统可以在相同的时间内对任意一个存储单元的数据进行访问，而与先前的访问序列无关。主存储器采用随机存取的方式。（4）相联存取：相联存取也是一种随机存取的形式，但是选择某一单元进行读写是取决于其内容而不是其地址。与普通的随机存取方式一样，每个单元都有自己的读写装置，读写时间也是一个常数。使用相联存取方式，可以对所有的存储单元的特定位进行比较，选择符合条件的单元进行访问。为了提高地址映射的速度，cache采取相联存取的方式。存储器系统的性能主要由存取时间、存储器带宽、存储器周期和数据传输率等来衡量。1.2.1主存储器主存储器也就是我们简称的主存或内存，根据工艺和技术不同，可分为下列几种。（1）RAM（RandomAccessMemory，随机存取存储器）：RAM存储器既可以写入也可以读出，但断电后信息无法保存，因此只能用于暂存数据。RAM又可分为DRAM（DynamicRAM，动态RAM）和SRAM（StaticRAM，静态）两种，DRAM的信息会随时间逐渐消失，因此需要定时对其进行刷新（refresh）维持信息不丢失；SRAM在不断电的情况下信息能够一直保持而不会丢失。DRAM的密度大于SRAM且更加便宜，但SRAM速度快，电路简单（勿需刷新电路），然而容量小，价格高。（2）ROM（ReadOnlyMemory，只读存储器）：信息已固化在存储器中。ROM出厂时其内容由厂家用掩膜技术（mask）写好，只可读出，但无法改写。一般用于存放系统程序BIOS（BasicInputOutputSystem，基本输入输出系统）和用于微程序控制。（3）PROM（ProgrammableROM，可编程ROM）：只能进行一次写入操作（与系统分析师相同），但是可以在出厂后，由用户使用特殊电子设备进行写入。（4）