信息系统管理工程师教程

本书按照人事部、信息产业部全国计算机技术与软件专业资格（水平）考试的要求编写，内容紧扣《信息系统管理工程师考试大纲》。全书分为三个部分：信息系统的基础知识、信息系统的开发过程、信息系统的管理。部分主要讲述信息系统工程师的数据库、计算机网络等相关基础知识；第二、三部分针对信息系统的开发建设及运营管理阶段，分别介绍了信息系统的开发方法及步骤，信息系统管理的整体规划、关键功能及流程的知识。

本书是全国计算机技术与软件专业资格（水平）考试的指定教材，既可供考生备考使用，也可作为大中专学校相关课程的教材，同时还可作为相关技术人员的自学教材。

目    录
第一篇  信息系统基础知识

第1章  计算机硬件基础 2
1.1  计算机基本组成 2
1.1.1  中央处理器 3
1.1.2  存储器 4
1.1.3  常用I/O设备 5
1.2  计算机的系统结构 9
1.2.1  并行处理的概念 9
1.2.2  流水线处理机系统 10
1.2.3  并行处理机系统 11
1.2.4  多处理机系统 12
1.2.5  CISC/RISC指令系统 14
1.3  计算机存储系统 15
1.3.1  存储系统概述及分类 15
1.3.2  存储器层次结构 15
1.3.3  主存储器 16
1.3.4  高速缓冲存储器 18
1.3.5  辅助存储器 18
1.4  计算机应用领域 21
1.4.1  科学计算 21
1.4.2  信息管理 21
1.4.3  计算机图形学与多媒体技术 22
1.4.4  语言与文字的处理 22
1.4.5  人工智能 22
选择题 23
思考题 23
第2章  操作系统知识 24
2.1  操作系统简介 24
2.1.1  操作系统的定义与作用 25
2.1.2  操作系统的功能及特征 25
2.1.3  操作系统的类型 27
2.2  处理机管理 29
2.2.1  进程的基本概念 29
2.2.2  进程的状态和转换 29
2.2.3  进程的描述 31
2.2.4  进程的同步与互斥 32
2.2.5  死锁 34
2.3  存储管理 35
2.3.1  存储器的层次 35
2.3.2  地址转换与存储保护 36
2.3.3  分区存储管理 37
2.3.4  分页式存储管理 38
2.3.5  分段式存储管理的基本原理 40
2.3.6  虚拟存储管理基本概念 42
2.4  设备管理 42
2.4.1  I/O硬件原理 43
2.4.2  I/O软件原理 44
2.4.3  Spooling 系统 46
2.4.4  磁盘调度 47
2.5  文件管理 47
2.5.1  文件与文件系统 48
2.5.2  文件目录 49
2.5.3  文件的结构和组织 51
2.5.4  文件的共享和保护 54
2.6  作业管理 55
2.6.1  作业及作业管理的概念 55
2.6.2  作业调度 56
2.6.3  多道程序设计 57
选择题 57
思考题 58
第3章  程序设计语言 59
3.1  程序设计语言基础知识 59
3.1.1  程序设计语言基本概念 59
3.1.2  程序设计语言的基本成分 60
3.2  程序编译、解释系统 64
3.2.1  程序的编译及解释 64
3.2.2  编译程序基本原理 64
3.2.3  解释程序基本原理 64
选择题 66
思考题 66
第4章  系统配置和方法 67
4.1  系统配置技术 67
4.1.1  系统架构 67
4.1.2  系统配置方法 69
4.1.3  系统处理模式 73
4.1.4  系统事务管理 76
4.2  系统性能 78
4.2.1  系统性能定义和指标 78
4.2.2  系统性能评估 79
4.3  系统可靠性 80
4.3.1  可靠性定义和指标 80
4.3.2  计算机可靠性模型 80
选择题 82
思考题 82
第5章  数据结构与算法 83
5.1  数据结构与算法简介 83
5.1.1  什么是数据结构 83
5.1.2  数据结构基本术语 84
5.1.3  算法描述 84
5.1.4  算法评价 86
5.1.5  算法与数据结构的关系 86
5.2  线性表 87
5.2.1  线性表的定义和逻辑结构 87
5.2.2  线性表的顺序存储结构 88
5.2.3  线性表的链式存储结构 90
5.3  栈和队列 90
5.3.1  栈的定义和实现 90
5.3.2  表达式求值 93
5.3.3  队列 93
5.4  数组和广义表 96
5.4.1  数组 96
5.4.2  广义表的定义和存储结构 97
5.5  树和二叉树 99
5.5.1  树的定义 99
5.5.2  树的存储结构 100
5.5.3  树的遍历 102
5.6  图 103
5.6.1  图的定义和术语 103
5.6.2  图的存储结构 103
5.6.3  图的遍历 104
选择题 105
思考题 105
第6章  多媒体基础知识 107
6.1  多媒体技术概论 107
6.1.1  多媒体技术基本概念 107
6.1.2  多媒体关键技术和应用 108
6.2  多媒体压缩编码技术 110
6.2.1  多媒体数据压缩的
基本原理 110
6.2.2  多媒体数据压缩的基本
编码方法 111
6.2.3  编码的国际标准 112
6.3  多媒体技术应用 113
6.3.1  数字图像处理技术 113
6.3.2  数字音频处理技术 117
6.3.3  多媒体应用系统的创作 120
选择题 121
思考题 121
第7章  网络基础知识 122
7.1  网络的基础知识 122
7.1.1  计算机网络的概念和分类 122
7.1.2  计算机网络的组成 124
7.2  计算机网络体系结构与协议 125
7.2.1  计算机网络体系结构 126
7.2.2  TCP/IP协议 128
7.3  计算机网络传输 129
7.3.1  数据通信模型 129
7.3.2  数据通信编码 131
7.3.3  传输介质 133
7.3.4  多路复用技术 134
7.3.5  数据交换技术 135
7.3.6  差错控制与流量控制 136
7.4  计算机局域网 137
7.4.1  局域网的介质访问控制方式 137
7.4.2  局域网的组网技术 139
7.5  网络的管理与管理软件 141
7.5.1  网络的管理 141
7.5.2  网络管理软件 143
7.6  网络安全 144
7.6.1  计算机网络的安全问题 144
7.6.2  数据的加密与解密 145
7.6.3  防火墙技术 146
7.6.4  网络安全协议 147
7.7  网络性能分析与评估 148
7.7.1  服务质量QoS 148
7.7.2  服务等级协议（SLA：
service-level agreement） 148
7.7.3  流量管理 149
7.7.4  网络性能评价指标体系 149
7.8  因特网基础知识及其应用 150
7.8.1  IP地址和子网掩码 151
7.8.2  DNS和代理服务器 153
7.8.3  万维网服务 154
7.8.4  因特网其他服务 156
思考题 159
第8章  数据库技术 160
8.1  数据库技术基础 160
8.1.1  数据库系统概述 160
8.1.2  数据模型 161
8.1.3  数据库系统结构 164
8.2  关系数据库的数据操作 166
8.2.1  关系数据库 166
8.2.2  关系运算 168
8.2.3  关系数据库标准
语言（SQL） 171
8.3  数据库管理系统 180
8.3.1  数据库管理系统概述 180
8.3.2  数据库系统的控制功能 181
选择题 187
思考题 188
第9章  安全性知识 189
9.1  安全性简介 189
9.1.1  安全性基本概念和特征 189
9.1.2  安全性要素 189
9.2  访问控制和鉴别 190
9.2.1  鉴别 190
9.2.2  访问控制的一般概念 191
9.2.3  访问控制的策略 191
9.3  加密 192
9.3.1  保密与加密 192
9.3.2  加密与解密机制 192
9.3.3  密码算法 193
9.3.4  密钥及密钥管理 194
9.4  完整性保障 194
9.4.1  完整性概念 194
9.4.2  完整性保障策略 195
9.5  可用性保障 196
9.5.1  事故响应与事故恢复 196
9.5.2  减少故障时间的高可
用性系统 197
9.6  计算机病毒的防治与计算机
犯罪的防范 197
9.6.1  计算机病毒概念 197
9.6.2  计算机病毒的防治 198
9.6.3  计算机犯罪的防范 199
9.7  安全分析 199
9.7.1  识别和评估风险 199
9.7.2  控制风险 200
9.8  安全管理 200
9.8.1  安全管理政策法规 201
9.8.2  安全机构和人员管理 201
9.8.3  技术安全管理 201
9.8.4  网络管理 202
9.8.5  场地设施安全管理 203
选择题 203
思考题 203

第二篇  信息系统开发过程

第10章  信息系统开发的基础知识 206
10.1  信息系统概述 206
10.1.1  信息系统的概念 206
10.1.2  信息系统的结构 207
10.1.3  信息系统的主要类型 213
10.1.4  信息系统对企业的影响 215
10.2  信息系统工程概述 217
10.2.1  信息系统工程的概念 217
10.2.2  信息系统工程的研究范围 218
10.2.3  信息系统工程的基本方法 218
10.3  信息系统开发概述 219
10.3.1  信息系统的开发阶段 219
10.3.2  信息系统开发方法 222
选择题 227
思考题 227
第11章  信息系统开发的管理知识 228
11.1  信息系统项目 228
11.1.1  项目的基本概念 228
11.1.2  信息系统项目的概念 229
11.2  信息系统中的项目管理 230
11.3  信息系统开发的管理工具 234
11.3.1  Microsoft Project 98/2000 234
11.3.2  P3/P3E 235
11.3.3  ClearQuest 236
思考题 237
第12章  信息系统分析 238
12.1  系统分析的任务 238
12.2  系统分析的步骤 240
12.3  结构化分析方法 241
12.3.1  结构化分析方法的内容 241
12.3.2  结构化分析方法的工具 242
12.4  系统说明书 259
12.4.1  系统说明书的内容 259
12.4.2  系统说明书的审议 262
12.5  系统分析工具——统一建模
语言（UML） 263
12.5.1  统一建模语言（UML）
的概述 263
12.5.2  统一建模语言(UML)
的内容 265
12.5.3  统一建模语言（UML）
的建模过程 270
12.5.4  统一建模语言(UML)
的应用 271
思考题 272
第13章  信息系统设计 274
13.1  系统设计概述 274
13.1.1  系统设计的目标 274
13.1.2  系统设计的原则 275
13.1.3  系统设计的内容 276
13.2  结构化设计方法和工具 277
13.2.1  结构化系统设计的
基本原则 277
13.2.2  系统流程图 278
13.2.3  模块 279
13.2.4  HIPO技术 279
13.2.5  控制结构图 281
13.2.6  模块结构图 281
13.3  系统总体设计 282
13.3.1  系统总体布局方案 283
13.3.2  软件系统结构设计
的原则 286
13.3.3  模块结构设计 287
13.4  系统详细设计 294
13.4.1  代码设计 294
13.4.2  数据库设计 296
13.4.3  输入设计 300
13.4.4  输出设计 303
13.4.5  用户接口界面设计 304
13.4.6  处理过程设计 307
13.5  系统设计说明书 309
13.5.1  系统设计引言 309
13.5.2  系统总体技术方案 310
选择题 313
思考题 314
第14章  信息系统实施 315
14.1  系统实施概述 315
14.1.1  系统实施阶段的特点 315
14.1.2  系统实施的主要内容 316
14.1.3  系统实施的方法 317
14.1.4  系统实施的关键因素 317
14.2  程序设计方法 319
14.2.1  程序设计基础知识 319
14.2.2  结构化程序设计 323
14.2.3  面向对象的程序设计 325
14.2.4  可视化程序设计 326
14.3  系统测试 327
14.3.1  系统测试概述 327
14.3.2  测试的原则 329
14.3.3  测试的方法 330
14.3.4  测试用例设计 332
14.3.5  系统测试过程 339
14.3.6  排错调试 348
14.3.7  系统测试报告 349
14.4  系统的试运行和转换 350
14.5  人员培训 351
选择题 352
思考题 352
第15章  信息化与标准化 353
15.1  信息化战略和策略 353
15.1.1  信息化 353
15.1.2  国家信息化 354
15.1.3  企业信息化 355
15.1.4  我国信息化政策法规 356
15.2  信息化趋势 359
15.2.1  远程教育 360
15.2.2  电子商务 360
15.2.3  电子政务 361
15.3  企业信息资源管理 362
15.3.1  信息资源管理的含义 362
15.3.2  信息资源管理的内容 363
15.3.3  信息资源管理的组织 363
15.3.4  信息资源管理的人员 363
15.4  标准化基础 364
15.4.1  标准化的发展 364
15.4.2  标准化的定义 366
15.4.3  标准化的过程模式 367
15.4.4  标准化的级别和种类 368
15.5  标准化应用 370
15.5.1  标准的代号和编号 370
15.5.2  信息技术标准化 372
15.5.3  标准化组织 373
思考题 375

第三篇  信息系统的管理

第16章  系统管理规划 378
16.1  系统管理的定义 378
16.1.1  管理层级的系统管理
要求 378
16.1.2  运作层级的系统管理
要求 381
16.2  系统管理服务 383
16.2.1  为何引入IT服务理念 383
16.2.2  服务级别管理 384
16.3  IT财务管理 385
16.3.1  为何引入IT财务管理 385
16.3.2  IT部门的角色转换 386
16.3.3  IT财务管理流程 386
16.4  制定系统管理计划 388
16.4.1  IT部门的职责及定位 388
16.4.2  运作方的系统管理计划 389
16.4.3  用户方的系统管理计划 390
思考题 391
第17章  系统管理综述 392
17.1  系统运行 392
17.1.1  系统管理分类 392
17.1.2  系统管理规范化 393
17.1.3  系统运作报告 393
17.2  IT部门人员管理 394
17.2.1  IT组织及职责设计 394
17.2.2  IT人员的教育与培训 396
17.2.3  第三方/外包的管理 396
17.3  系统日常操作管理 398
17.3.1  系统日常操作概述 398
17.3.2  操作结果管理及改进 400
17.3.3  操作人员的管理 400
17.4  系统用户管理 400
17.4.1  统一用户管理 400
17.4.2  用户管理的功能 402
17.4.3  用户管理的方法 403
17.4.4  用户管理报告 404
17.5  运作管理工具 404
17.5.1  运作管理工具的引入 404
17.5.2  自动化运作管理的益处 405
17.5.3  运行管理工具功能
及分类 406
17.6  成本管理 408
17.6.1  系统成本管理范围 408
17.6.2  系统预算及差异分析 408
17.6.3  TCO总成本管理 410
17.7  计费管理 410
17.7.1  计费管理的概念 410
17.7.2  计费管理的策略 411
17.7.3  计费定价方法 411
17.7.4  计费数据收集 412
17.8  系统管理标准简介 414
17.8.1  ITIL标准 414
17.8.2  COBIT标准 415
17.8.3  HP ITSM参考模型和
微软MOF 416
17.9  分布式系统的管理 416
17.9.1  分布式系统的问题 416
17.9.2  分布式环境下的系统
管理 417
17.9.3  分布式系统中的安全
管理 418
思考题 419
第18章  资源管理 420
18.1  资源管理概述 420
18.1.1  资源管理概念 420
18.1.2  配置管理 420
18.2  硬件管理 421
18.2.1  硬件管理的范围 421
18.2.2  硬件配置管理 422
18.2.3  硬件资源维护 423
18.3  软件管理 424
18.3.1  软件管理的范围 424
18.3.2  软件生命周期和资源
管理 424
18.3.3  软件构件管理 425
18.3.4  软件分发管理 426
18.3.5  文档管理 427
18.3.6  软件资源的合法保护 427
18.4  网络资源管理 428
18.4.1  网络资源管理的范围 428
18.4.2  网络资源管理与维护 428
18.4.3  网络配置管理 429
18.4.4  网络管理 431
18.4.5  网络审计支持 431
18.5  数据管理 433
18.5.1  数据生命周期 433
18.5.2  信息资源管理 433
18.5.3  数据管理 434
18.5.4  公司级的数据管理 434
18.5.5  数据库审计支持 436
18.6  设施和设备管理 436
18.6.1  电源设备管理 436
18.6.2  空调设备管理 437
18.6.3  通信应急设备管理 437
18.6.4  楼宇管理 438
18.6.5  防护设备管理 438
18.6.6  信息系统安全性措施
标准 439
思考题 439
第19章  故障及问题管理 440
19.1  故障管理概述 440
19.1.1  概念和目标 440
19.1.2  故障管理的范围 440
19.2  故障管理流程 441
19.2.1  故障监视 442
19.2.2  故障调研 443
19.2.3  故障支持和恢复处理 445
19.2.4  故障分析和定位 445
19.2.5  故障终止 447
19.2.6  故障处理跟踪 447
19.3  主要故障处理 448
19.3.1  故障的基本处理 448
19.3.2  主机故障恢复措施 448
19.3.3  数据库故障恢复措施 450
19.3.4  网络故障恢复措施 451
19.4  问题控制与管理 451
19.4.1  概念和目标 452
19.4.2  相关逻辑关系 452
19.4.3  问题管理流程 453
19.4.4  问题控制 454
19.4.5  错误控制 457
19.4.6  问题预防 458
19.4.7  管理报告 459
选择题 460
思考题 460
第20章  安全管理 461
20.1  概述 461
20.1.1  安全策略 461
20.1.2  安全管理措施 462
20.1.3  安全管理系统 463
20.1.4  安全管理范围 464
20.1.5  风险管理 465
20.2  物理安全措施 466
20.2.1  环境安全 466
20.2.2  设施和设备安全 467
20.2.3  介质安全 469
20.3  技术安全措施 471
20.3.1  系统安全措施 471
20.3.2  数据安全性措施 474
20.4  管理安全措施 476
20.4.1  运行管理 476
20.4.2  防犯罪管理 477
20.5  相关的法律法规 478
20.6  安全管理的执行 479
20.6.1  安全性管理指南 480
20.6.2  入侵检测 480
20.6.3  安全性强度测试 481
20.6.4  安全性审计支持 481
选择题 482
思考题 482
第21章  性能及能力管理 483
21.1  系统性能评价 483
21.1.1  性能评价概述 483
21.1.2  性能评价指标 483
21.1.3  设置评价项目 487
21.1.4  性能评价的方法和工具 488
21.1.5  评价结果的统计与比较 491
21.2  系统能力管理 491
21.2.1  能力管理概述 492
21.2.2  能力管理活动 492
21.2.3  设计和构建能力数据库 493
21.2.4  能力数据监控 496
21.2.5  能力分析诊断 497
21.2.6  能力调优和改进 498
21.2.7  实施能力变更 499
21.2.8  能力管理的高级活动项目 499
21.2.9  能力计划、考核和报告 500
选择题 501
思考题 501
第22章  系统维护 502
22.1  概述 502
22.1.1  系统维护的任务和内容 502
22.1.2  系统维护的方法 502
22.2  制定系统维护计划 503
22.2.1  系统的可维护性 503
22.2.2  系统维护的需求 504
22.2.3  系统维护计划 505
22.2.4  系统维护的实施形式 507
22.3  维护工作的实施 507
22.3.1  执行维护工作的过程 507
22.3.2  软件维护 509
22.3.3  硬件维护 510
选择题 511
思考题 511
第23章  新系统运行及系统转换 512
23.1  制定计划 512
23.1.1  系统运行计划 512
23.1.2  系统转换计划 512
23.2  制定系统运行体制 513
23.3  系统转换测试与运行测试 513
23.3.1  系统转换测试 513
23.3.2  运行测试 516
23.4  系统转换 517
23.4.1  系统转换计划 517
23.4.2  系统转换的执行 520
23.4.3  系统转换评估 521
23.5  开发环境管理 521
23.5.1  开发环境的配置 522
23.5.2  开发环境的管理 522
23.5.3  系统发行及版本管理 523
思考题 523
第24章  信息系统评价 524
24.1  信息系统评价概述 524
24.1.1  信息系统评价的概念
和特点 524
24.1.2  信息系统的技术性能
评价 525
24.1.3  信息系统的管理效益
评价 525
24.1.4  信息系统成本的构成 525
24.1.5  信息系统经济效益来源 526
24.1.6  信息系统经济效益评价
的方法 527
24.1.7  信息系统的综合评价 528
24.2  信息系统评价项目 528
24.2.1  建立评价目标 528
24.2.2  设置评价项目 530
24.3  评价项目的标准 531
24.3.1  性能评价标准 531
24.3.2  运行质量评价标准 533
24.3.3  系统效益评价标准 534
24.4  系统改进建议 535
思考题 536
第25章  系统用户支持 537
25.1  用户角度的项目 537
25.2  用户支持 537
25.3  用户咨询 538
25.4  帮助服务台 540
25.5  人员培训服务 542
思考题 543
参考文献 544

前    言
　　为适应国家信息化建设的需要，规范计算机技术与软件专业人才评价工作，促进计算机技术与软件专业人才队伍建设，人事部、信息产业部制定了计算机技术与软件专业技术资格和水平考试有关规定，并将该考试纳入全国专业技术人员职业资格证书制度统一规划。规定指出，通过考试并获得相应级别计算机专业技术资格（水平）证书的人员，表明其已具备从事相应专业岗位工作的水平和能力，用人单位可择优聘任相应专业技术职务；计算机专业技术资格（水平）实施全国统一考试后，不再进行计算机技术与软件相应专业和级别的专业技术职务任职资格评审工作，即实行专业技术职称晋升的以考代评政策。无疑，这是我国人事制度改革的一次新突破，它对贯彻落实国务院颁布的《振兴软件产业行动纲要》，促进我国软件人才辈出必将产生深远的影响。
　　编者受全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试办公室委托，按照信息系统类别的《信息系统管理工程师考试大纲》的要求编写了《信息系统管理工程师教程》一书。与信息系统管理工程师考试内容相对应，《信息系统管理工程师教程》一书分为三大部分，即信息系统基础知识、信息系统开发过程和信息系统管理。信息系统基础知识主要介绍计算机基础知识以及数据结构、数据库、计算机网络等核心技术知识；信息系统开发过程重点介绍信息系统的开发管理、需求分析、系统设计、系统实施、系统测试的整个建设过程。信息系统管理重点介绍系统管理的各个方面，包括有系统管理规划、IT组织职能设计、IT财务管理、系统日常作业管理、IT资源管理、故障管理、性能管理、安全管理、系统转换、系统维护、用户支持等内容。为了方便读者学习，在每章的概述部分，以本章学习目标的形式将内容要点罗列出来，在每章结束部分提供了复习思考题。
　　应当承认，承担此项任务是具有相当难度的。首先，信息系统的文理渗透学科交叉的特点决定了考试大纲涉及的内容多、知识面广，其中任何一个考点，本应系统地写成一本书，但限于篇幅，我们无法详细地展开论述。好在读者一般都受过系统的大学教育，具有相当的基础和一定的实践经验，但愿我们提纲挈领式的叙述能起到帮助读者复习的作用；其次，由于经济及IT技术的飞速发展，信息系统的应用和管理模式也在不断的变化和发展着，尽管我们努力在书中体现这些变化，但仍无法做到包罗万象。我们希望读者不要仅囿于本书的知识范围，更应关注和跟踪信息系统最新的发展动态，我们也力争通过不断修订以弥补缺憾。
　　本书由陈禹教授确定写作技术路线和整体结构并最终审查定稿，殷国鹏具体负责组织确定写作提纲、全书的写作实施等工作。具体分工如下：
　　殷国鹏：第1章~第4章，第16章，第17章，及第18章部分小节。
　　谢胤：第13章、第14章、第19章、第21章、及第22章、第24章部分小节。
　　接靖：第6章~第9章，第20章、第22章、第23章。
　　任娟：第5章、第7章、第15章，第18章、第24章、第25章。
　　蔡曦：第10章~第12章。
　　因水平有限加之时间仓促，疏漏和不妥之处，诚望各位同仁和读者指正。
　　
　　编  者       
　　2005年5月于中国人民大学