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考点清单

  • [x] 开发方法(DDD/CBSE/MDD/ABSD/净室)详细对比
  • [x] 可靠性工程(故障/容错/检错/N版本/恢复块/双机容错)
  • [x] 嵌入式系统补充(GOA/ADD/DARTS/鸿蒙/中断)
  • [x] CORBA 4 种构件标准 + 分布式计算架构分类
  • [x] 安全架构补充(安全模型/脆弱性/WPDRRC/RADIUS)
  • [x] 未来技术(CPS/数字孪生/IoT/机器学习/MCP)
  • [x] 网络补充(存储DAS+NAS+SAN/RAID/综合布线/负载均衡)
  • [x] 知识产权与软件工具(SDE/CORBA/推荐系统)
  • [x] TOGAF/ADM/信息系统架构

笔记

一、开发方法详细对比

1. 结构化方法

核心:自顶向下、模块化、数据流驱动(DFD→结构图→流程图)。 工具:流程图、结构图、DFD、数据字典。

2. 面向对象方法

核心:以对象为中心,封装+继承+多态。UML建模,设计模式提升复用性。 工具:UML(类图/时序图)、设计模式(工厂/观察者)。

3. 领域驱动设计(DDD)★

"业务即模型,模型即代码"。避免技术实现与业务需求脱节。

概念说明
通用语言业务专家和开发者用同一套术语
领域模型代码直接表达业务规则和流程
限界上下文业务子领域的边界,独立模型和术语
上下文映射不同上下文间交互方式(共享内核/防腐层)
实体有唯一标识和生命周期的对象
值对象无唯一标识,不可变,通过属性定义
聚合一组关联对象集合,由聚合根统一管理
领域服务跨聚合/实体的业务逻辑
领域事件"订单已支付"触发库存扣减

4. 基于构件的软件工程(CBSE)

"像搭积木一样开发软件",复用标准化组件。 生命周期:需求分析(识别可复用)→ 设计(接口规范)→ 实现(选择/开发构件+API集成)。

5. 基于模型驱动的设计(MDD)

模型自动生成代码,减少手动编码。PIM(平台无关模型)→ PSM(平台相关模型)→ 代码生成。

6. 净室软件工程(CSE)★

核心目标:减少甚至消除缺陷,不是靠后期测试修修补补。

对比传统开发净室开发
方法先写代码→测试找Bug→修补数学方法+严格流程→从开始避免Bug
需求口头/文档描述形式化方法数学语言严格定义
设计经验设计数学验证设计逻辑
编码写代码+测试"一次写对",增量开发
测试穷举测试统计测试(模拟用户行为)

7. CBSD 5 个开发阶段 ★

需求分析和定义 → 软件架构设计 → 构件库的建立 → 应用软件构建 → 测试和发布。

CBSD 融合螺旋模型特征,本质是演化形的,开发过程是迭代的。


二、可靠性工程 ★

故障/缺陷/错误/失效关系

概念定义
软件错误人为错误导致缺陷产生
软件缺陷软件(文档/数据/程序)中的偏差
软件故障运行中不希望/不可接受的内部状态
软件失效运行中不希望/不可接受的外部行为结果

故障表现:永久性、间歇性、瞬时性。 故障模型层次:逻辑级(电路)→ 数据结构级(二进制位)→ 软件级(设计错误)→ 系统级(功能错误)。

可靠性:成熟性、容错性、易恢复性、依从性。

容错技术

分类方式类型
按冗余类型硬件冗余(三模冗余表决器)/ 软件冗余 / 信息冗余(海明码/CRC)/ 时间冗余(多次运行)
按工作方式动态冗余(主动、故障检测+定位+恢复)/ 静态冗余(多模冗余)/ 混合冗余

软件容错技术

技术说明
N 版本程序设计静态故障屏蔽,N 个相同功能程序同时执行,多数表决
恢复块设计主块异常时,用备份数据/程序恢复,多个功能相同设计差异的程序块
冗余设计硬件系统中备用额外元件或系统

双机容错 ★

模式说明
双机热备主系统坏了,备用系统上
双机互备两台都有完整服务,平时各自提供不同服务,A 坏 B 接手 A 任务
双机双工同时提供相同服务,轮流工作(集群的一种)

软件检错 4 要素

检测对象、检测延时、实现方式、处理方式。

实现方式:判断返回结果超出范围→异常处理;计算运行时间超预期→判断故障;置状态标志位或自检。


三、嵌入式系统补充

GOA 开放式架构

以层次化架构风格为主,采用抽象方法规定软件/硬件/接口结构,实现开放性、可移植性。

嵌入式系统架构设计方法

方法说明
ABSD基于架构的软件设计开发方法
ADD属性驱动设计方法,7 阶段:评审→选择驱动因子→选择系统元素→选择设计概念→实体化元素和定义接口→草拟视图→分析评价
DARTS实时系统设计方法,5 部分:RTSA开发规范→划分并发任务→定义任务间接口→设计每个任务→设计成果

嵌入式处理器分类

类型说明
MPU(微处理器)类似通用 CPU
MCU(微控制器/单片机)整台计算机集成到一块芯片
DSP(数字信号处理器)快速实现数字信号处理,常采用哈佛体系结构
SOC(片上系统)一块芯片集成多种功能模块(USB/蓝牙等)

调试方法

直接调试 → 调试监控法(插桩法)→ 在线仿真法(ICE)→ 片上调试法(JTAG)→ 模拟器法(纯软件)。

鸿蒙操作系统

分层设计:内核层 → 系统服务层 → 框架层 → 应用层

中断分类 ★

类型说明
访管中断应用程序使用特权指令触发,请求操作系统服务(=系统调用)
信号中断外部设备或定时器发出,与用户程序无关
溢出中断算术溢出
外部中断硬件设备触发(键盘/鼠标/定时器)

四、CORBA & 分布式计算

CORBA 4 种构件标准 ★

构件类型持久化特征
实体(Entity)容器管理需长期持久化,主要用于事务性行为
加工(Process)容器管理无客户端可访问的主键
会话(Session)构件自己管理状态信息由构件自己管理
服务(Service)无状态

分布式计算架构

架构客户机服务器
分布式表示表示层+表示逻辑层应用逻辑+数据处理+数据层
分布式数据应用逻辑+表示逻辑+表示层数据层+数据处理层
分布式数据和应用表示逻辑+表示层应用服务器(应用逻辑层)+ 数据服务器(数据层+数据处理层)

五、安全架构补充

安全模型 ★

状态机模型、BLP 模型(保密性)、Biba 模型(完整性)、Clark-Wilson 模型(完整性)、Chinese Wall 模型、信息流模型、非干涉模型、格子模型。

信息安全体系架构

技术体系(物理安全+系统安全)+ 组织机构体系(机构+岗位+人事)+ 管理体系(法律+制度+培训)。

三道安全防线

  1. 产品安全架构:从源头打造自身安全产品
  2. 安全技术体系架构:通用安全技术基础设施
  3. 审计架构:独立审计部门

架构脆弱性分类 ★

架构风格主要脆弱性
分层架构层间脆弱性、层间通信脆弱性
C/S 架构客户端软件、网络开放性、网络协议
B/S 架构HTTP 协议更易被病毒入侵
事件驱动组件脆弱性、数据交换、逻辑关系、死循环、高并发、固定流程
MVC复杂性、视图与控制器紧密连接、视图对模型低效率访问
微内核难以良好整体优化、进程间通信开销大、通信损失率高
微服务分布式复杂结构、服务间通信机制、服务管理复杂性

WPDRRC 信息安全模型

6 环节:预警→保护→检测→响应→恢复→反击。 3 要素:人员、策略、技术。

RADIUS 三层架构

功能
协议逻辑层分发处理,转发引擎
业务逻辑层认证、授权、审计三种业务
数据逻辑层统一数据访问代理池,降低数据库依赖

六、TOGAF & 信息系统架构

TOGAF 9 六大组件 ★

  1. 架构开发方法(ADM) — 核心
  2. ADM 指南和技术
  3. 架构内容框架(含 ABB 可重用构建块)
  4. 企业连续体和工具
  5. TOGAF 参考模型(TRM + III-RM)
  6. 架构能力框架

ADM 全生命周期 10 阶段

准备 → 需求管理 → 架构愿景 → 业务架构 → 信息系统架构(应用+数据)→ 技术架构 → 机会和解决方案 → 迁移规划 → 实施治理 → 架构变更管理

十个阶段反复迭代。

信息系统架构

  • 物理结构:集中式 / 分布式
  • 逻辑结构:功能子系统综合体
  • 4 种架构模型:单机应用→C/S→SOA→企业数据交换总线
  • ISA 四方面:战略系统、业务系统、应用系统、信息基础设施
  • 信息基础设施三部分:技术基础设施 + 信息资源设施 + 管理基础设施

企业信息化四大核心技术

信息技术、自动化技术、现代管理技术、制造技术。


七、网络补充

网络存储 ★

类型访问方式特点
DAS计算机通过 I/O 端口直接访问直连式
NAS通过分布式文件系统访问基于以太网,易用易管理低成本
SAN通过独立存储网络访问可用以太网和光纤通道,重高性能和低延迟

网络分层设计

接入层(连接终端用户)→ 汇聚层(策略控制/过滤/寻址)→ 核心层(高速转发,最高可靠性+性能+吞吐量)。

综合布线 6 子系统

工作区、水平、管理、垂直干线、设备间、建筑群。

负载均衡 3 种技术

  1. 基于特定服务器软件(重定向协议)
  2. 基于 DNS(同主机名多 IP,轮询返回)
  3. 基于反向代理(动态转发给内部多节点)

八、CPS 信息物理系统 ★

四大核心技术要素

  • "一硬":感知和自动控制(硬件支撑)
  • "一软":工业软件(核心
  • "一网":工业网络(网络载体)
  • "一平台":工业云和智能服务平台(基础)

三级体系架构:单元级(最小单元,感知+计算+交互+决策)→ 系统级(自组织/自配置/自决策/自优化)→ SoS 级(数据汇聚/融合/分析/服务)。

应用场景:智能设计、智能生产、智能服务、智能应用。

数字孪生体

三项核心技术:建模、仿真、基于数据融合的数字线程。应用:制造、产业、城市、战场。


九、其他补充

物联网 IoT 三层

感知层(传感器/二维码/RFID)→ 网络层(传感网络+互联网融合)→ 应用层(智能计算/云计算)。

机器学习分类

维度分类
学习模式监督学习(需标注)、无监督学习、半监督学习、强化学习(需反馈)
学习方法传统机器学习(手动完成)、深度学习(需大量数据+GPU)

推荐系统

基于内容的推荐优点:能推荐新/不流行项目、能服务特殊兴趣用户、不需要其他用户数据。缺点:冷启动问题。

软件系统工具

按活动工具
软件开发工具需求分析、设计、编码与排错
软件维护工具版本控制、文档分析、逆向工程、再工程
软件管理支持工具项目管理、配置管理、软件评价

SDE 开发环境 3 集成机制

  • 数据集成:提供数据模式和数据接口规范
  • 控制集成:支持活动通信/切换/调度/协调
  • 界面集成:提供统一界面和操作方式

三大功能组件:环境信息库(核心,存储系统开发信息)+ 过程控制与消息服务器 + 环境用户界面。

MCP 协议 ★

Anthropic 2024.11 开源标准,连接 AI 助手与数据所在系统,类似"USB-C"统一接口。

三层 C/S 架构:Host(接收用户提问+与AI交互)→ Client(与Server建立连接)→ Server(执行数据操作返回结果)。

传输机制:stdio(本地通信)/ SSE(HTTP 单向实时推送 + HTTP POST 客户端消息发送)。

优势:生态丰富(现成插件)、统一性(不限制 AI 模型)、数据安全(敏感数据留本地)。

知识产权要点

  • 职务作品默认著作权归单位;委托创作默认著作权归创作者
  • 作品不管是否发表,都享有著作权
  • 思想/处理过程/操作方法/数学概念不受保护
  • 著作权不保护:法律法规、时事新闻、历法/通用数表/通用表格和公式
  • 商标要注册后才受商标法保护;不同行业可有相同商标
  • 艺术品著作权不因所有权转移而改变,买家只有所有权+展览权

死锁(再次强调)

互斥条件不可破坏(否则引起数据损坏、资源争用冲突、优先级反转),只能破坏其他 3 个条件。

开发模型补充

  • CBSD:融合螺旋模型特征,演化形,5 个阶段
  • RAD:快速应用开发
  • UP/RUP:4 阶段(初始→细化→构造→移交),用例驱动

架构模式 vs 设计模式 vs 惯用法

层级关注点示例
架构模式高层决策C/S 结构
设计模式软件设计,与语言无关工厂/观察者
惯用法实现层面,特定语言C++ 引用-计数

Lambda vs Kappa 架构

架构层数核心缺点
Lambda3(批处理+加速+服务层)容错好、灵活、易扩展编码开销大、部署迁移成本高
Kappa2(实时+服务层)统一代码、维护成本低消息中间件瓶颈、弃离线稳定性