软考中级数据库系统工程师考试大纲

数据库系统工程师考试大纲

一、考 试 说 明

1．考试目标

通过本考试的合格人员能参与信息系统的规划、设计、 构建、运行和管理，能按照用户需求，设计、建立、运行、 维护数据库系统；能管理信息系统中的数据资源，建立和维 护核心数据库，承担数据库系统有关的技术支持，并具备一 定的网络结构设计及组网能力；具有工程师的实际工作能力 和业务水平，能指导计算机技术与软件专业助理工程师（或 技术员）工作。

2．考试要求

（1）掌握计算机体系结构以及各主要部件的性能和基本工作原理；

（2）掌握操作系统、程序设计语言的基础知识，了解编译与解释程序的基本概念；

（3）熟练掌握常用数据结构和算法；

（4）熟悉软件工程的基础知识；

（5）熟悉计算机网络的基本原理和技术；

（6）掌握数据库系统基本概念及关系理论；

（7）掌握常用的大型数据库管理系统的应用技术；

（8）掌握数据库应用系统的设计方法和开发过程；

（9）熟悉数据库系统的管理和维护方法，了解相关的安全技术；

（10）了解数据库发展趋势与新技术；

（11）掌握常用信息技术标准、安全性，以及有关法律、 法规的基本知识；

（12）了解信息化、计算机应用的基础知识；

（13）正确阅读和理解IT领域的英文资料。

3．考试科目设置

（1）考试科目 1：计算机及数据库系统知识，考试时间 为150分钟，考试形式为笔试；

（2）考试科目 2：数据库系统设计、开发与管理，考试时间为150分钟，考试形式为笔试。

二、考 试 范 围

考试科目1：计算机及数据库系统知识

1．计算机系统知识

1.1 硬件知识

1.1.1 计算机体系结构

 CPU技术（CISC/RISC，流水线操作，多处理机， 并行处理）

 存储器的基本工作原理、组成、性能

 常用I/O设备的类型、原理和特性，以及I/O接 口技术

1.1.2 存储系统

 虚拟存储器基本工作原理，多级存储体系

 RAID类型和特性

 网络存储技术

1.1.3 可靠性与系统性能评测基础知识

 故障诊断与容错技术

 系统可靠性分析评价

 计算机系统性能评测方法（性能计算：响应时间、 吞吐量、周转时间；性能指标和性能基准；性能 测试和性能评估）

1.2 数据结构与算法

1.2.1 常用数据结构

 数组（静态数组、动态数组）

 线性表、链表（单向链表、双向链表、循环链表）

 栈和队列

 树（二叉树、查找树、平衡树等）、图

 哈希表（存储位置计算，碰撞处理）

1.2.2 常用算法

 排序算法、查找算法、数值计算、字符串处理、 数据压缩算法、递归算法、图的相关算法

 算法与数据结构的关系，算法效率，算法设计， 算法描述（流程图、伪代码、决策表），算法的 复杂性

1.3 软件知识

1.3.1 操作系统知识

 操作系统的基本概念（类型、特征、内核、进程、 线程等）

 处理机管理（状态转换、同步与互斥、信号量、 时间片轮转、抢占、死锁）

 存储管理（存储保护、分区、分段、分页、虚存 等）

 设备管理（I/O控制、假脱机、磁盘调度）

 文件管理（文件目录、文件的结构和组织、存取 方法、存取控制、恢复处理、共享和安全）

 作业管理（状态转换、作业调度、作业控制语言 （JCL）、多道程序设计）

 网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系 统等基础知识

 操作系统的配置

1.3.2 程序设计语言和语言处理程序的知识

 程序语言翻译基础知识（汇编、编译、解释、链 接）

 程序设计语言的基本成分：数据、运算、控制和 传输

 函数（子程序）定义、函数调用

 面向对象程序设计语言（类、对象、继承、多态）

 常用程序设计语言的主要特点和适用情况

1.4 计算机网络知识

 网络体系结构（网络拓扑，OSI/RM，TCP/IP， 常用的网络协议）

 常用网络设备和各类通信设备的功能和特点

 局域网（拓扑结构、存取控制、网间互连）

 Client-Server 结构、Browser-Server 结构的特点

 Internet 、Intranet 和防火墙基础知识及应用

1.5 计算机应用基础知识

 信息管理、数据处理、辅助设计、科学计算、人 工智能等基础知识

 远程通信服务及相关通信协议基础知识

 多媒体应用技术

2．数据库技术

2.1 数据库技术基础

2.1.1 数据库模型

 数据模型的基本概念（结构、操作、语义）

 典型的数据模型：概念数据模型（实体、属性、 联系），逻辑数据模型（关系模型、层次模型、 网络模型、面向对象模型、XML模型），数据 存储模型

 数据库模式基本概念（三级模式、两级映射）

2.1.2 数据库管理系统功能

 主要功能（数据库定义、数据库操作、数据库完 整性控制、事务特性）

 辅助功能（数据库运行配置、数据库备份、还原 和恢复、数据导入与导出，数据库安全控制）

 典型数据库：RDB（关系数据库），OODB（面 向对象数据库），ORDB（对象关系数据库）， XML（XML数据库）、NoSQL（非关系数据库）

2.1.3 数据库管理系统体系结构

 集中式数据库系统

 并行数据库系统

 分布式数据库系统

 对象关系数据库系统

2.1.4 数据库系统体系结构

 数据库系统的组成（用户、程序、数据库、硬件 平台）

 集中式数据库系统体系结构

 客户/服务器数据库系统体系结构

 多层数据库系统体系结构

 Web数据库系统体系结构

2.1.5 数据库系统特征

 数据独立性：查询引擎、查询执行计划

 数据共享与事务特性（原子性、完整性、隔离性、 持久性）

 高性能、高可靠、高安全、可扩展

2.2 关系模型

2.2.1 基本概念：域、元组、属性、笛卡儿积、关 系、基数、超键、候选键、主键

2.2.2 关系运算

 传统代数运算（并、交、差、笛卡儿积）

 专门代数运算（选择、投影、连接、除）

 基本运算（并、差、笛卡儿积、选择、投影）

 关系模式、关系数据库、型与值

 关系的完整性（实体完整性、参照完整性、用户 定义的完整性）

2.3 关系数据库理论

2.3.1 函数依赖与多值依赖

2.3.2 模式分解（无损分解、保持函数依赖分解、 模式等价）

2.3.3 范式（第一范式、第二范式、第三范式、 BC范式、第四范式）

2.4 数据库标准语言（SQL）

2.4.1 SQL概述

 SQL的功能与特点

 SQL数据定义语言（表、视图、索引、约束）

 SQL数据操作语言（数据检索、数据插入/删除/ 更新）

 SQL数据控制语言（安全性和授权、事务处理）

2.4.2 数据库定义

 数据库定义：创建、修改与删除数据库

 数据库对象定义：创建、修改与删除表对象、索 引对象、视图对象、完整性对象  数据库用户定义：创建、修改与删除数据库用户、 数据库用户授权

2.4.3 数据查询

 基本结构（Select子句、From子句、Where子句、 Group By 子句、Order By 子句）

 函数操作：数据类型转换、字符串函数、聚集函 数、数学函数等

 多表连接

 集合操作（并、交、差）

 嵌套查询

2.4.4 数据更新

 插入新数据

 修改已有数据

 删除指定数据

2.4.5 完整性控制

 主键约束

 外键约束

 属性值上的约束（Null、Check、Create Domain）

 全局约束（Create Assertions）

2.4.6 安全机制

 数据库权限与对象权限、用户授权（Grant）与 销权（Revoke）

2.4.7 事务控制

 事务开始（Begin Transaction）、事务终止（End Transaction）、事务提交（Commit）、事务回滚 （Rollback）

2.5 数据库运行控制

 安全性：用户认证、访问控制、安全审计

 完整性：事务完整性、数据库完整性

 并发控制：基于封锁机制的并发控制、基于多版 本的并发控制

 备份、还原与恢复

2.6 数据仓库和数据分析基础知识

 数据仓库的基本概念：定义、基本要素、常见模式

 数据抽取、转换、装载

 多维数据分析基本知识

 常见数据分析方法

3．系统开发和运行维护知识

3.1 软件工程基础知识

 软件生命周期模型

 软件开发方法

 软件工具与软件开发环境

3.2 系统分析基础知识

 分析的目的和任务

 结构化分析方法（数据流图（DFD）和数据字典（DD）

 面向对象分析方法

 面向服务分析方法

 系统规格说明书

3.3 系统设计知识

 概要设计与详细设计的基本任务

 系统设计的基本原理（抽象、模块化、信息隐蔽、 模块独立（耦合、内聚）的基本概念）

 系统模块结构设计（模块的概念、模块结构图的 构成与内涵）

 结构化设计方法（变换分析、事务分析的概念及 基本步骤）

 面向对象设计方法

 面向服务设计基本概念

 系统详细设计

3.4 系统实施知识

 配置计算机系统及环境

 选择合适的程序设计语言

 系统开发与测试

3.5 系统运行和维护知识

 系统可维护性的概念

 系统维护的类型

 系统评价的概念与类型

4．安全性知识

 安全性基本概念

 系统安全层次（网络安全、操作系统安全、数据库安全）

 计算机病毒的防护，计算机犯罪的防范，容灾

 用户认证与访问控制、安全管理措施

 加密与解密机制

 风险分析、风险类型、抗风险措施和内部控制

5．标准化知识

 标准化意识，标准化的发展，标准出台过程

 国际标准、国家标准、行业标准、企业标准基本 知识

 代码标准、文件格式标准、安全标准、软件开发 规范和文档标准

 标准化机构

6．信息化基础知识

 信息化基本知识

 全球信息化趋势，国家信息化战略，企业信息化 战略和策略

 有关的法律、法规

 企业信息化、电子商务、电子政务等基础知识

 企业信息资源管理基础知识

7．计算机专业英语

 掌握IT技术的基本词汇

 能正确阅读和理解IT领域的英文资料

考试科目2：数据库系统设计、开发与管理

1．系统分析与设计

1.1 应用系统分析

 了解用户需求、确定系统范围

 确定应用系统的业务功能需求及与业务相关的数据

 确定现有环境与新系统环境的关系,可能提供的 数据服务

 新系统中的数据项、数据字典、数据加工及对应 的数据流图

1.2 应用系统功能设计

 功能划分与需求对应关系

 系统规格说明书（系统配置图、各子系统关系图、 业务流程图、系统的功能说明、输入输出规格说 明、数据规格说明和数据流）

1.3 应用系统架构设计

 信息系统的架构（如 Client/Server、Browser/ Server）

 大规模数据库和并行计算机体系结构（SMP、 MPP）

 中间件角色和相关工具  按构件分解，确定构件功能规格以及构件之间的 接口 1.4 数据库结构设计

 数据库设计方法：自顶向下与自底向上设计、结 构化设计与面向对象设计

 数据库设计内容：概念模型设计、逻辑模型设计 和物理存储模型设计

 概念结构设计（设计ER模型及其他数据模型）、 评审

 逻辑结构设计（ER模型到逻辑模型转换、逻辑 模型优化、外模式设计）、评审

1.5 物理数据设计

 存取方法设计：分析事务在数据库上运行的频率 和性能要求，依据数据规模确定物理存储逻辑组 织方式、存储介质，设计格式的索引结构

 存储结构设计：将逻辑数据结构变换成物理数据 结构，计算容量（空间代价），确定系统配置（维 护代价）并依据访问频率、效率要求设计数据存 储位置及其优化配置参数

1.6 安全体系设计

 明确用户安全域、安全等级

 选择合适的认证方式（操作系统认证、数据库认 证、第三方认证）

 设计数据库访问控制机制：自主访问控制、强制 访问控制、基于角色访问控制

 确认安全审计方式（对象审计、命令审计、操作 审计）

1.7 数据库系统测试

 数据库系统功能测试：确认测试、功能符合性 测试

 数据库系统非功能测试：性能测试、安全测试、 可用性测试

 数据库系统辅助功能测试：数据加载与数据导 出、易用性、可维护性测试

2．应用系统详细设计与开发

2.1 应用系统详细设计

2.1.1 模块划分（原则、方法、标准）

2.1.2 界面设计，输入输出、检查方法和检查信息 设计

2.1.3 编写程序设计文档

 模块规格说明书（功能和接口说明、程序处理逻 辑的描述、输入输出数据格式的描述）

 测试要求说明书（测试类型和目标，测试用例， 测试方法）

2.1.4 程序设计评审

2.1.5 设计文档

 编写系统配置说明、构件划分图、构件间的接口、 构件处理说明、屏幕设计文档、报表设计文档、 程序设计文档、文件设计文档

2.1.6 设计评审

2.2 应用程序开发准备

 选择应用程序开发平台

 系统实施顺序

 框架开发

 基于小组的程序开发

 源代码控制

 版本控制

2.3 数据库开发环境搭建（SQL Server、Oracle、Sybase、 DB2等）

 创建数据库、用户和表空间

 创建表、索引、视图、约束、用户自定义类型  存储过程和触发器

2.4 高级SQL应用

 复杂SQL语句（左连接、右连接、嵌套、递归）

 存储过程（Stored Procedure）与触发器 （Trigger）

 分区表、物化视图

 多维查询语言（MDX）与OLAP窗口函数

 嵌入式SQL的基本概念、SQL与宿主语言接口 （SQL通信区、共享变量、游标） 2.5 面向WEB的DBS技术

 三层体系结构

 动态Web网页

 ASP、JSP、XML的应用

2.6 应用系统的数据库开发

 数据库连接（CLI、ODBC、JDBC、OLEDB/ADO、 XQuery）与数据库连接池  应用系统开发语言的数据库操作（掌握 C 程序 设计语言，以及Java、C++、Delphi中任一种开 发语言对数据库连接、数据库增删改查、关闭连 接等操作）

2.7 数据库应用系统安装

 拟定系统安装计划（考虑费用、客户关系、雇员 关系、后勤关系和风险等因素）  拟定人力资源使用计划（组织机构人员安排的合 理性）

 直接安装（安装新系统并使系统快速进入运行 状态）

 并行安装（新旧系统并行运行一段时间）

 阶段安装（经过一系列的步骤和阶段使新系统各 部分逐步投入运行）

2.8 数据库应用系统测试

 拟定测试目标、计划、方法与步骤

 数据加载，准备测试数据

 指导应用程序员进行模块测试并进行验收

 准备系统集成测试环境和测试工具

 写出数据库运行测试报告

2.9 培训与用户支持

3．数据库管理与维护

3.1 数据库系统的运行计划

 运行策略的确定

 确定数据库系统报警对象和报警方式

 数据库系统的管理计划（执行，故障/恢复，安 全性，完整性，用户培训和维护）

3.2 数据库系统的运行和维护

 新旧系统的转换

 收集和分析报警数据（执行报警、故障报警、安 全报警）

 连续稳定的运行

 数据库维护（数据库重构、安全视图的评价和验 证、文档维护）

 数据库系统的运行统计（收集、分析、提出改进 措施）

 关于运行标准和标准改进一致性的建议

 数据库系统的审计

3.3 数据库管理

 数据字典和数据仓库的管理

 数据完整性维护和管理（实体完整性、参照完整性）

 数据库物理结构的管理（保证数据不推迟访问）

 数据库空间及碎片管理  备份和恢复（顺序、日志（审计痕迹）、检查点）

 死锁管理（集中式、分布式）

 并发控制（可串行性、锁机制、时间戳、优化）

 数据安全性管理（加密、安全、访问控制、视图、 有效性确认规则）

 数据库管理员（DBA）职责

3.4 数据库监控

 数据库用户活动监控

 数据库服务器运行监控：锁监控、连接数监控、 表空间监控、内存监控、网络流量监控

 数据库运行安全监控

3.5 数据库系统性能调整

 优化基本概念：主动优化、被动优化

 SQL优化

 数据库存储对象优化

 数据库存取方式优化

 数据库实例配置参数优化

 服务器硬件环境优化

 业务管理优化

3.6 用户支持

 用户培训

 售后服务

4．网络环境下的数据库

4.1 分布式数据库

 分布式数据库基本概念

 分布式数据库体系结构

 P2P数据库的数据分布与查询搜索

 Web语义数据库基本概念

4.2 网络环境下数据库系统的设计与实施

 数据分片设计：水平分割、垂直分割、混合分割

 数据分布设计：分布存储设计、数据复制设计

 并行处理与负载均衡设计

 数据库互连技术

5．数据库的安全性

5.1 安全性策略

 口令策略与资源管理策略

 数据库视图的安全性策略

 数据的安全级别（最重要的、重要的、注意、选 择）

5.2 数据库安全控制

 用户访问控制（采用授权方式）

 程序访问控制（包含在程序中的SQL命令限制）

 表的访问控制（视图机制）

 控制访问的函数和操作

 外部存储数据的加密与解密

5.3 数据库安全审计

 数据库审计

 基于内容的数据库审计（通过触发器或包含在程 序中的SQL命令限制）

6．数据库发展趋势与新技术

6.1 数据仓库

 数据仓库的规划（元数据、主题、数据集市）

 数据抽取、转换和装载、任务调度

 数据报表与展现

6.2 多维数据分析

 多维数据库基本概念（维度、度量、层次）

 多维数据库设计

 多维数据库装载和计算

 多维数据分析（切片、旋转、上钻、下钻）

6.3 数据挖掘

 机器学习基本概念

 常见数据挖掘算法

6.4 XML数据库

 XML数据库基本概念

 XML数据库类型

 XML数据库查询语言（XQuery）

6.5 大数据

 大数据四个特点（4V'1）

 分布式文件存储（GFS，HDFS）

 MapReduce 计算范型

 常见大数据存储方式（列存储、关键字-值存储、 文档存储）