软件设计师考试辅导

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出版者:清华大学出版社
作者:谢树煜
出品人:
页数:649
译者:
出版时间:2005-8
价格:56.0
装帧:平装
isbn号码:9787302109365
丛书系列:
图书标签:
  • 软考
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具体描述

《软件设计师考试辅导》供参加软件设计师考试的读者应试复习时使用,也可供大专院校师生及计算机技术人员参考。

数字时代的基石:现代操作系统原理与实践 (本书旨在深入剖析现代计算机操作系统的底层机制、核心架构与工程实践,为读者构建一个全面而坚实的操作系统知识体系。) --- 第一部分:操作系统的基础架构与历史沿革 第一章 导论:操作系统的本质与角色定位 操作系统(OS)是连接硬件资源与上层应用程序的桥梁。本章首先界定操作系统的核心职能,包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动的抽象与控制。我们将追溯操作系统的演进历程,从早期的批处理系统到分时系统、实时系统,再到如今的通用多任务操作系统,理解不同时代背景下操作系统设计哲学的变迁。探讨虚拟化、云计算对传统操作系统模型带来的冲击与融合。 第二章 计算机体系结构基础回顾 深入理解操作系统,必须先掌握其运行的硬件基础。本章将重点回顾冯·诺依曼结构、指令集架构(如x86-64、ARM)的特点。深入分析CPU的执行单元(ALU、控制单元、寄存器组)的工作方式。特别关注缓存层次结构(L1, L2, L3)对程序性能的影响机制,以及I/O子系统(如DMA、中断控制器)的原理,为后续的内存管理和并发控制打下基础。 第三章 内核架构与系统调用接口 内核是操作系统的核心。本章细致区分了宏内核(Monolithic Kernel)、微内核(Microkernel)和混合内核(Hybrid Kernel)的设计思想、优缺点及典型实现(如Linux、Minix、Windows NT)。深入剖析系统调用(System Call)的实现机制,包括用户态到内核态的上下文切换过程、陷阱(Trap)的触发与处理流程。理解系统调用接口的稳定性和可扩展性对于操作系统长期维护的重要性。 --- 第二部分:资源管理的艺术——进程与内存 第四章 进程管理与线程模型 进程是资源分配的实体,线程是CPU调度的基本单位。本章详细阐述进程的创建、终止、阻塞与恢复的全生命周期管理。深入解析进程控制块(PCB)的结构及其作用。在线程方面,重点对比用户级线程和内核级线程的优劣,并介绍POSIX线程(Pthreads)的标准接口及其同步机制。 第五章 CPU调度算法的理论与实践 CPU调度是操作系统实现多任务并发的关键。本章系统梳理了经典调度算法,包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、优先级调度(Priority Scheduling)以及轮转法(Round Robin)。更侧重于现代操作系统采用的复杂调度策略,例如Linux的完全公平调度器(CFS)的红黑树实现逻辑、实时系统的截止时间单调性(DMS)调度。通过性能指标(如周转时间、等待时间、响应时间)量化评估各种算法的效果。 第六章 内存管理与地址空间虚拟化 内存管理的目标是高效、安全地利用有限的主存。本章从物理内存的分配与回收开始,逐步过渡到虚拟内存的概念。深入解析地址翻译过程:逻辑地址、线性地址到物理地址的映射机制,重点剖析页表(Page Table)的层次结构(如二级、多级页表)以减少页表自身的空间占用。详述缺页中断(Page Fault)的处理流程和页面置换算法(FIFO, LRU, OPT等)。 第七章 分段、分页与内存保护机制 本章着重探讨内存保护的实现方式。对比分段(Segmentation)和分页(Paging)的优缺点,理解它们在现代操作系统中如何结合使用(如段页式)。详细阐述硬件支持的内存保护机制,如页表中的保护位(读/写/执行)、存储保护键(Keyed Protection)以及TLB(Translation Lookaside Buffer)的工作原理和刷新机制,确保进程间的隔离性。 --- 第三部分:并发控制与数据一致性 第八章 并发性、互斥与同步原语 并发访问共享数据是操作系统面临的核心挑战。本章界定临界区(Critical Section)的概念,并介绍解决互斥问题的各种工具: 1. 软件实现: Peterson's Solution 等早期尝试。 2. 硬件支持: TestAndSet、CompareAndSwap (CAS) 等原子操作。 3. 高层抽象: 信号量(Semaphore,包括计数信号量和二值信号量)、管程(Monitor)。 详细分析生产者-消费者问题、读者-写者问题的经典解决方案。 第九章 死锁的分析、预防与避免 本章专门处理并发系统中资源竞争导致的僵局——死锁。系统阐述死锁发生的四个必要条件(互斥、占有并等待、不可抢占、循环等待)。重点分析银行家算法(Banker's Algorithm)在资源分配图中的应用,以及死锁的检测、预防和避免策略的工程实现。 第十章 现代同步技术:锁机制与内存屏障 超越传统的信号量,本章探讨现代高并发系统中的锁技术,如自旋锁(Spinlock)、互斥锁(Mutex)及其适用场景。深入分析无锁(Lock-Free)数据结构的实现原理,特别是基于CAS的原子操作在实现高性能并发队列和栈中的应用。最后,引入内存屏障(Memory Barrier/Fence)的概念,解释CPU乱序执行对并发程序正确性的潜在威胁,以及屏障指令如何保证内存操作的可见性顺序。 --- 第四部分:持久化存储与I/O系统 第十一章 文件系统的结构与管理 文件是用户与持久化存储交互的基本单位。本章系统介绍文件系统的层次结构,包括文件控制块(FCB)、索引节点(Inode)的结构与作用。深入分析文件分配方法:连续分配、链接分配和基于索引的分配(如i-node)。对比不同文件系统(如FAT, NTFS, ext4, ZFS)在元数据管理和数据一致性方面的差异。 第十二章 磁盘I/O与存储性能优化 本章聚焦于块设备的管理,特别是机械硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)的物理特性差异对操作系统I/O调度的影响。详细分析磁盘调度算法,如SSTF、SCAN(电梯算法)。阐述缓冲(Buffering)和缓存(Caching)在I/O路径中的作用,并介绍如何通过日志(Journaling)技术确保文件系统在断电情况下的一致性恢复。 第十三章 设备驱动程序与I/O子系统 设备驱动程序是操作系统的“最后一公里”。本章介绍驱动程序的基本架构,包括字符设备和块设备的区别。深入分析中断处理机制:中断向量表、中断服务例程(ISR)的编写规范和执行顺序。探讨I/O请求的处理流程,包括轮询、中断驱动I/O和直接内存访问(DMA)的工作流程,以及它们对CPU负载的影响。 --- 第五部分:网络、安全与系统性能分析 第十四章 操作系统中的网络功能栈 现代操作系统必须内置网络功能。本章概述TCP/IP协议栈在OS内核中的实现层次。重点解析Socket接口——应用程序与内核网络协议栈的交互点。讨论内核如何处理网络数据包的接收与发送,包括数据结构(如`sk_buff`在Linux中的应用)和协议处理的上下文切换。 第十五章 操作系统安全与访问控制 安全是操作系统的核心责任。本章探讨身份验证与授权机制。深入解析访问控制模型:自主访问控制(DAC)、强制访问控制(MAC,如SELinux/AppArmor)和基于角色的访问控制(RBAC)。讲解用户隔离、权限提升(如`sudo`机制)的原理,以及内核的安全加固技术,如地址空间布局随机化(ASLR)和堆栈保护(Stack Smashing Protection)。 第十六章 性能监控与系统调试工具 理解系统性能瓶颈是系统优化的前提。本章介绍如何利用系统级工具(如`top`, `vmstat`, `iostat`, `perf`)来诊断CPU、内存、I/O和网络的使用情况。讲解内核调试器(如GDB配合Kernel Debugger)的使用方法,以及如何通过跟踪点(Tracepoints)和探针(Probes)技术,在不修改内核源码的情况下,对复杂的系统行为进行非侵入式分析。 --- 本书特点: 理论深度与工程实践并重: 每一章的理论讲解均配以对主流开源操作系统(如Linux内核设计思想)的实践案例分析。 架构视角: 强调操作系统各个模块之间的相互依赖和协同工作,而非孤立的技术点罗列。 面向底层: 致力于揭示虚拟化、并发控制等高级特性背后的硬件支撑和底层代码逻辑。 目标读者: 系统程序员、嵌入式开发工程师、云计算基础设施构建者,以及所有希望深入理解计算机“心脏”——操作系统的技术研究人员和高级爱好者。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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说实话,我接触过不少技术书籍,但《软件设计师考试辅导》这本书给我的感觉是如此的“接地气”,它没有那些晦涩难懂的术语堆砌,也没有那种高高在上、不食人间烟火的理论,而是从我们实际工作中可能会遇到的问题出发,一步步引导我们去理解和掌握考试要求的知识点。比如,在讲解数据结构和算法的时候,书中并没有直接抛出复杂的数学公式,而是通过一个实际的场景,比如如何在海量数据中快速查找特定信息,来引入链表、树、图等概念,并详细分析它们各自的优劣势以及适用场景。这种方式让我觉得学习的过程不再是枯燥的记忆,而是充满探索和解决问题的乐趣。我特别喜欢书中在讨论面向对象设计原则时,引入的“开闭原则”和“依赖倒置原则”等,并且通过对“警察抓小偷”的生动比喻,将这些抽象的原则具体化,让我一下子就明白了它们背后的设计思想和重要性。我尝试着将书中的一些设计原则应用到我目前正在进行的小项目中,发现代码的可读性和可维护性确实得到了显著提升,这让我对这本书的价值有了更直观的体会,也更加坚定了继续深入学习的信心。

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坦白说,我之前对一些诸如“设计模式”之类的概念,一直停留在“听说过”的阶段,总觉得它们高深莫测,难以理解和应用。《软件设计师考试辅导》这本书,却用一种非常巧妙的方式,将这些“高深”的概念变得触手可及。书中对各种常见的设计模式,如单例模式、工厂模式、观察者模式等,都进行了详细的讲解,并且通过生动形象的案例,深入浅出地阐述了它们的设计思想、解决的问题以及在实际开发中的应用。我记得书中在讲解“观察者模式”时,用了一个“天气预报”的例子,让用户订阅不同的天气服务,当天气变化时,所有订阅用户都能收到通知,这个例子让我立刻就理解了观察者模式的核心思想,并且学会了如何在自己的代码中实现它。这本书不仅仅是教会了我“是什么”,更重要的是教会了我“为什么”以及“怎么用”,这对于我从一个简单的代码实现者,向一个更具设计思维的开发者转变,起到了至关重要的作用。

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我是一名即将毕业的学生,对于即将到来的软件设计师考试,心里一直没有底。学校里的课程虽然涉及了许多计算机科学的基础知识,但很多内容都比较零散,而且在实际应用方面也存在一定的欠缺。《软件设计师考试辅导》这本书的出现,恰好弥补了我的这一不足。它以考试大纲为导向,对各个知识点进行了系统的梳理和讲解,并且非常注重理论与实践的结合。书中在讲解数据库设计的时候,不仅仅是介绍了关系型数据库和SQL语言,还详细讲解了如何进行数据库范式设计,如何优化查询语句,以及如何应对大数据量下的数据库性能问题。这些内容对于我在项目开发中遇到的数据库相关问题,提供了非常有效的解决方案。我特别喜欢书中在讲解软件测试的时候,对单元测试、集成测试、系统测试等不同测试类型进行了区分,并且给出了具体的测试用例设计方法和测试工具的使用说明。这让我对如何保证软件的质量有了更全面的认识。

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我是在一个偶然的机会下,在论坛上看到有人推荐《软件设计师考试辅导》这本书,当时的我正因为考试大纲中那些繁杂的知识点而焦头烂额,感觉无从下手。抱着试一试的心态,我入手了这本书,没想到它带来的惊喜远超我的预期。这本书最让我印象深刻的是它的逻辑严谨性,整个知识体系的构建非常合理,从基础的计算机系统结构,到软件开发过程中的各个阶段,再到质量保证和项目管理,每一个章节都像是一块精心打磨的积木,与其他部分紧密相连,共同构筑起一个完整的知识图谱。尤其是在学习软件工程方法论的时候,书中对瀑布模型、敏捷开发等不同方法的讲解,以及它们各自的特点和适用条件,都分析得非常透彻。我还记得书中在介绍UML图的时候,并没有仅仅罗列出各种图的名称和用途,而是通过一个实际的系统需求分析过程,一步步地绘制出用例图、类图、顺序图等,这让我对UML在软件设计中的实际应用有了更深刻的理解。我发现,通过这本书的学习,我不再是被动地记忆考点,而是能够主动地去理解它们之间的内在联系,从而形成自己独立的知识体系。

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我是一名工作多年的程序员,虽然在日常工作中积累了不少实践经验,但在理论知识方面,总感觉有些欠缺,尤其是在面对一些复杂的系统设计和架构规划时,常常感到力不从心。《软件设计师考试辅导》这本书的出现,对我来说,无异于一场及时雨。它系统地梳理了软件设计领域的核心概念和技术,并且将这些概念有机地结合起来,形成了一个完整的知识体系。书中对各种设计模式的讲解,以及它们背后的设计哲学,让我对如何写出优雅、可维护的代码有了更深刻的理解。我特别喜欢书中关于“SOLID”设计原则的阐述,它将这五个看似独立的原则,通过实际的代码示例,巧妙地联系起来,让我明白了它们是如何共同作用,来提升代码质量和可扩展性的。此外,书中对软件架构风格的介绍,也让我对不同的架构模式有了更清晰的认识,例如,在面对高并发、大数据量的场景时,如何选择合适的架构方案,这本书都提供了非常有价值的参考。

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我一直相信,学习的过程应该是循序渐进、由浅入深的。《软件设计师考试辅导》这本书,恰恰就遵循了这一学习规律。它从最基础的计算机系统原理开始,逐步深入到软件开发过程中的各个环节,并且在每个环节都提供了非常详细和易于理解的讲解。我特别欣赏书中在讲解操作系统原理的时候,对进程、线程、内存管理等概念的阐述,它并没有仅仅停留在理论层面,而是通过一些形象的比喻和简单的代码示例,让我们能够直观地理解这些概念是如何在实际工作中运作的。同样,在学习网络通信协议的时候,书中也详细讲解了TCP/IP协议族的模型,以及HTTP、FTP等常见协议的工作原理,这对于我理解网络编程和分布式系统至关重要。这本书的学习过程,就像是建造一座坚固的知识大厦,每一章、每一节都为这座大厦增添了一块重要的基石,让我对软件设计这个领域有了更全面、更深入的认知。

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我一直认为,软件设计师不仅仅是一个能够写代码的工程师,更重要的是一个能够理解需求、进行合理设计、并且能够协调团队共同完成项目的人。《软件设计师考试辅导》这本书,在这一点上给我留下了深刻的印象。它不仅仅关注技术层面的知识,更在很大程度上强调了软件开发过程中的各种软技能,比如需求分析、沟通协作、项目管理等。书中在讲解需求分析的时候,详细介绍了各种需求获取技术,如访谈、问卷调查、原型设计等,并且强调了如何将模糊的客户需求转化为清晰、可执行的技术需求。在项目管理方面,书中对进度管理、风险管理、质量管理等也都进行了详细的讲解,并且提供了许多实用的管理工具和方法。这些内容让我明白,一个优秀的软件设计师,需要具备的不仅仅是技术实力,更需要具备良好的沟通能力和管理能力,这本书为我在这方面的发展指明了方向。

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作为一名已经工作了几年的开发者,参加软件设计师考试,更多的是为了系统地梳理和巩固自己的知识体系,并且提升自己在软件设计和架构方面的能力。《软件设计师考试辅导》这本书在这方面给我带来了极大的帮助。它不仅仅是针对考试的辅导,更像是一本优秀的软件工程实践指南。书中对软件生命周期的各个环节,从需求分析、设计、编码、测试到维护,都进行了深入浅出的讲解,并且提供了许多实用的技巧和方法。我特别赞赏书中关于软件架构设计的章节,对各种经典的架构模式,如MVC、微服务、SOA等,都进行了详细的介绍,并且分析了它们各自的优缺点以及适用场景。通过对这些内容的学习,我不仅能够更好地理解现有项目中的架构设计,也能够在未来的项目中,根据实际需求选择和应用合适的架构模式。此外,书中关于软件度量和质量保证的内容,也让我对如何评估和提升软件质量有了更清晰的认识,这对于我提升个人技术能力非常有帮助。

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在准备软件设计师考试的过程中,我遇到的一个普遍问题是,很多技术书籍往往过于偏重理论,或者过于偏重实践,很难找到一本能够兼顾两者,并且能够清晰地指导考生如何在考试中取得好成绩的书籍。《软件设计师考试辅导》这本书,可以说完美地解决了我的这一困扰。它在讲解每个知识点的时候,都会结合考试的大纲要求,并且给出相应的解题思路和技巧。我尤其欣赏书中在讲解算法和数据结构的时候,不仅给出了各种算法的实现原理,还分析了它们的复杂度,并且提供了不同场景下的最优选择建议。这对于我在考试中遇到算法题时,能够快速找到正确的解题方向,并且优化解题效率,起到了决定性的作用。此外,书中在讲解软件开发过程中的各种工具和技术的时候,也都点到了考试的核心要点,并且提供了实用的操作指南。我通过这本书的学习,不仅掌握了考试所必需的知识,更重要的是,我学会了如何更有效地学习和掌握技术知识。

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这本书的出现,着实让我这个准备了许久却总感觉摸不着门路的考生,看到了一线曙光。我深知软件设计师考试并非易事,它涵盖的知识面广阔,深度也相当惊人,尤其是在那些抽象的理论概念和实践操作的衔接之处,往往是许多考生感到困惑和头疼的根源。我在过去的复习过程中,也曾尝试过各种方法,阅读过不少资料,但总觉得零散不成体系,知识点之间缺乏逻辑联系,难以形成一个完整的知识网络。当我拿到《软件设计师考试辅导》这本书的时候,我立刻被它清晰的章节划分和循序渐进的讲解方式所吸引。书中对各个考点进行了细致的拆解,并且用通俗易懂的语言进行阐述,这对于我这样非计算机科班出身的考生来说,简直是福音。更重要的是,它并没有仅仅停留在概念的堆砌,而是巧妙地将理论知识与实际应用相结合,通过大量的案例分析和模拟题,帮助我们理解这些知识在真实项目开发中的作用和意义。我尤其欣赏书中在解释某些复杂算法或者设计模式时,所采用的图解和流程图,这些可视化工具极大地降低了理解的门槛,让我能够更直观地把握其核心思想。每一次阅读,都仿佛是与一位经验丰富的导师在对话,他不仅解答了我心中的疑惑,更激发了我对软件设计更深层次的思考。

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讲的内容很多很细。感觉和软考结合不是很紧密。倒是可以作为一本专业参考书来提高自己。纯粹是要通过考试的话作用不大。

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