第2章信息技术知识

系统规划与管理师第2章信息技术知识，讲述了软件工程、面向对象系统分析与设计、应用集成技术、计算机网络技术等。

第2章 信息技术知识

• 2.1 软件工程
  • 2.1.1 软件需求分析与定义
    • 需求必须可以被验证
    • 通过需求分析，可以检测和解决需求之间的冲突、发现系统的边界、并详细描述出系统需求
  • 2.1.2 软件设计、测试与维护
    • 软件设计：根据软件需求，产生一个软件内部结构的描述，并将其作为软件构造的基础。通过软件设计，描述出软件架构及相关组件之间的接口；然后，进一步详细地描述组件，以便能构成这些组件
    • 软件测试：测试是为了评价和改进产品质量、识别产品的缺陷和问题而进行的活动
    • 软件测试划分为单元测试、集成测试和系统测试3个阶段
    • 软件维护：更正性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护
  • 2.1.3 软件质量保证及质量评价
    • 软件质量包括“内部质量”“外部质量”和“使用质量”三部分
    • 软件质量管理过程包括质量保证过程、验证过程、确认过程、评审过程、审计过程等
    • 质量保证过程：通过制订计划、实施和完成等活动保证项目生命周期中的软件产品和过程符合其规定的要求
    • 验证过程：试图确保活动的输出产品构造正确，即活动的输出产品满足活动的规范说明
    • 确认过程：试图确保构造了正确的产品，即产品满足其特定的目的
    • 评审与审计：包括管理评审、技术评审、检查、走查、审计等
  • 2.1.4 软件配置管理
    • 软件配置管理活动包括软件配置管理计划、软件配置标识、软件配置控制、软件配置状态记录、软件配置审计、软件发布管理和交付等活动
  • 2.1.5 软件过程管理
    • 软件过程管理包括项目启动与范围定义、项目规划、项目实施、项目监控与评审、项目收尾与关闭
  • 2.1.6 软件开发工具
    • 软件需求工具包括需求建模工具和需求追踪工具
    • 软件质量工具包括检查工具和分析工具
  • 2.1.7 软件复用
    • 软件复用的主要思想是，将软件看成是由不同功能“组件”所组成的有机体，每一个组件在设计编写时可以被设计成完成同类工作的通用工具
• 2.2 面向对象系统分析与设计
  • 2.2.1 面向对象的基本概念
    • 对象包含3个基本要素：对象标识、对象状态和对象行为
    • 对象是类的实例，类是对象的模型
    • 对象是现实世界中某个实体的抽象，类是一组对象的抽象
    • 组件应该是内聚的，并具有相对稳定的公开接口
    • 组件技术是软件复用实现的关键
  • 2.2.2 统一建模语言与可视化建模
    • UML是一种可视化的建模语言，而不是编程语言，适合用于迭代式的开发过程
    • UML图包括：静态（用例图、类图、对象图、组件图、部署图）；动态（状态图、序列图、协作图、活动图）
    • RUP是使用面向对象技术进行软件开发的最佳实践之一，是软件工程的实践过程
  • 2.2.3 面向对象系统分析
    • 运用面向对象分析问题域，建立基于对象、消息的业务模型，形成对客观世界和业务本身的正确认识
  • 2.2.4 面向对象系统设计
    • 基于系统分析得出问题域模型，用面向对象的方法设计出软件基础架构（概要设计）和完整的类结构（详细设计），以实现业务功能
• 2.3 应用集成技术
  • 2.3.1 数据库与数据仓库技术
    • 数据仓库是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合，用于支持管理决策
    • 大数据特点：数据量大、数据类型繁多、处理速度快、价值密度低
  • 2.3.2 Web Services技术
    • 用于传递信息的简单对象访问协议（SOAP）
    • 用于描述服务的Web服务描述语言（WSDL）
    • 用于Web服务注册的统一描述、发现及集成（UDDI）
    • 用于数据交换（XML）
    • 适合使用Web Services的情况包括：跨越防火墙、应用程序集成、B2B集成、软件重用。不适合使用Web Services的情况包括：单机应用程序、局域网上的同构应用程序等
  • 2.3.3 JavaEE技术
    • JavaEE应用将开发工作分成两类：业务逻辑开发和表示逻辑开发，其余的系统资源则由应用服务器负责处理，不必为中间层的资源和运行管理进行编码
    • JavaEE应用服务器运行环境主要包括组件、容器及服务3部分。组件是表示应用逻辑的代码；容器是组件的运行环境；服务则是应用服务器提供的各种功能接口
  • 2.3.4 NET架构
    • 通用语言运行环境处于.NET开发框架的最低层，是该框架的基础
  • 2.3.5 软件中间件
    • 借由中间件，解决了分布系统的异构问题，中间件服务具有标准的程序接口和协议
    • 数据库访问中间件：Windows平台的ODBC、Java平台的JDBC
    • 远程过程调用中间件：RPC从效果上看和执行本地调用相同
    • 面向消息中间件：MOM利用高效可靠的消息传递机制进行平台无关的数据传递
    • 分布式对象中间件：提供了通信框架，可以在异构分布计算环境中透明地传递对象请求
    • 事务中间件：也称事件处理监视器，提供支持大规模事务处理的可靠运行环境
• 2.4 计算机网络技术
  • 2.4.1 网络技术标准、协议与应用
    • OSI采用分层的结构化技术，从下到上分七层，分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、传话层、表示层、应用层
    • 以太网IEEE802.3是重要的局域网协议
      • IEEE802.3 标准以太网 10Mb/s 同轴电缆
      • IEEE802.3u 快速以太网 100Mb/s 双绞线
      • IEEE802.3z 千兆以太网 1000Mb/s 光纤或双绞线
    • TCP/IP是Internet的核心，TCP/IP的层次模型是4层，分别是应用层、传输层、网络层、网络接口层
    • IPv4是32位二进制，IPv6是128位二进制
      • 提供更大的地址空间，能够实现plug and play和灵活的重新编址
      • 更简单的头信息，能够使路由器提供更有效率的路由转发
      • 与mobile ip和ip sec保护兼容的移动性和安全性
      • 提供丰富的从IPv4到IPv6的转换和互操作的方法ip sec在IPv6中是强制性的
    • DNS是一个分布式数据库系统，由域名空间、域名服务器和地址转换请求程序3部分组成
  • 2.4.2 网络分类 、组网和接入技术
    • 计算机网络分为：局域网、城域网、广域网
    • 总线争用技术、令牌技术、FDDI技术、ATM技术、帧中继技术和ISDN技术对应各种网，总线争用技术是以太网的标志
    • ATM称为异步传输模式，采用光纤作为传输介质，以53个字节为单位，最高622Mbps速率
    • ISDN是综合业务数据网，以电话线路为传输介质，144kbps到30Mbps的带宽
    • 数据交换：电路交换、分组交换（数据包交换）、ATM交换、全光交换、标记交换。Internet就是数据报网络，单位是Bit，ATM是虚电路网络，单位是码元
    • 网络接入技术：光纤接入、同轴接入、铜线接入、无线接入
    • 全光网络最突出的优点是它的开放性，全光网络与光电混合网络的显著不同之处在于它具有最少量的电光和光电转换，没有一个结点为其他结点传输和处理信息服务
    • 无线网络是㧈以无线电波作为信息传输媒介，有无线个域网、无线局域网、无线城域网、蜂房移动通信网
  • 2.4.3 网络服务器和网络存储技术
    • 服务器与PC最大的差异就是在多用户多任务环境下的可靠性
    • 网络存储结构分3种：直连式存储（DAS）、网络存储设备（NAS）、存储网络（SAN）
  • 2.4.4 综合布线和机房工程
    • 水平子系统、管理子系统、工作区子系统、垂直干线子系统、建筑群子系统、设备子系统
  • 2.4.5 网络规划、设计与实施
    • 如今的局域网技术首选交换以太网技术
    • 选择拓扑结构时，主要因素：地理环境、传输介质与距离以及可靠性
    • 汇聚层的存在与否，取决于网络规模的大小
    • 网络通信设备选型包括核心交换机、汇聚层/接入层交换机、远程接入与访问设备
  • 2..4.6 网络安全及其防范技术
    • 信息安全的基本要素：机密性、完整性、可用性、可控性、可审查性。达成这些目标需要做的工作：制定安全策略、用户验证、加密、访问控制、审计和管理
    • 网络攻击步骤：信息收集、试探寻找突破口、实施攻击、消除记录、保留访问权限
    • 等保分5级：自主保护级、系统审计保护级、安全标记保护级、结构化保护级、访问验证保护级
    • 传统防火墙无法阻止和检测于数据内容的黑客攻击和病毒入侵，同时也无法控制内部网络之间的违规行为
    • 扫描器无法发现正在进行的入侵行为，而且它还有可能成为攻击者的工具
    • 防病毒软件对于基于网络的攻击行为（如扫描、针对漏洞的攻击）无能为力
    • 安全审计系统目前市场上的产品都不是特别成熟
  • 2.4.7 网络管理
    • 网络管理中一个重要的工作就是备份
• 2.5 新一代信息技术
  • 2.5.1 大数据
    • 大数据是指无法在一定时间内用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合，其具4V特征：体量大、多样性、价值密度低、快速化
    • 大数据包括数据采集、数据存储、数据管理、数据分析与挖掘4个环节
    • 数据采集阶段主要技术是数据抽取工具ETL
    • 数据存储环节有结构化、非结构化和半结构化数据的存储与访问
    • 大数据管理主要使用分布式并行处理技术，常用有Map Reduce，它是一种编程模型
    • HDFS能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据庥上的应用
    • Hbase不同于一般的关系数据戾，它适合于非结构化数据存储，它是基于列而非基于行
    • Chukwa是一个开源的用于监控大型分布式系统的数据收集系统
  • 2.5.2 云计算
    • 云计算就是通过网络提供可动态伸缩的廉价计算能力
    • 云计算架构分为3个层次：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（Paas）、软件即服务（SaaS）
    • 云计算结构包括资源池、云操作系统和云平台接口
    • 云计算关键技术包括网格计算和虚拟化两种，网格计算的基础技术是Web Services，云计算的平台技术主要依赖于SOA，而SOA的实现技术体系就是Web Services
    • 虚拟化：网络虚拟化、存储虚拟化、服务器虚拟化
    • 云计算从应用范围分为公有云、私有云和混合云
  • 2.5.3 物联网
    • 物联网从架构上可分为感知层、网络层和应用层
    • 感知层：负责信息采集和物物之间的信息传输
    • 网络层：利用无线和有线网络对采集的数据进行编码、认证和传输
    • 应用层：提供丰富的基于物联网的应用
  • 2.5.4 移动互联网
    • 移动互联网特征：接入移动性、时间碎片性、生活相关性、终端多样性
    • SOA：粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通过接口进行通信，不涉及底层编程接口和通信模型。Web Service技术是现在实现SOA的主要技术
    • Web 2.0：严格来说不是一种技术，而是提倡众人参与的互联网思维模式
    • HTML 5：在原有HTML基础上扩展了API，HTML 5手机上应用最大优势是可以在网页上直接调试和修改
    • Android：基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，入门容易是它的特点，中间层多用Java实现，采用特殊的Dalvik“暂存器型态”Java虚拟机
    • IOS：非开源的操作系统，开发语言是Objective C、C和C++
    • Windows Phone：开发技术有C、C++、C#，基本控件是.NET工具