下半年软件设计师考试真题及答案下午卷.docx

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下半年软件设计师考试真题及答案下午卷

2013下半年软件设计师考试真题及答案-下午卷

试题一

某大学欲开发一个基于Web的课程注册系统，该系统的主要功能如下：

1.验证输入信息

（1）检查学生信息：

检查学生输入的所有注册所需信息。

如果信息不合法，返回学生信息不合法提示；如果合法，输出合法学生信息。

（2）检查学位考试结果：

检查学生提供的学位考试结果。

如果不合法，返回学位考试结果不合法提示；如果合法，检査该学生注册资格。

（3）检查学生注册资格：

根据合法学生信息和合法学位考试结果，检查该学生对欲选课程的注册资格。

如果无资格，返回无注册资格提示；如果有注册资格，则输出注册学生信息（包含选课学生标识）和欲注册课程信息。

2.处理注册申请

（1）存储注册信息：

将注册学生信息记录在学生库。

（2）存储所注册课程：

将选课学生标识与欲注册课程进行关联，然后存入课程库。

（3）发送注册通知：

从学生库中读取注册学生信息，从课程库中读取所注册课程信息，给学生发送接受提示；给教务人员发送所注册课程信息和已注册学生信息。

现采用结构化方法对课程注册系统进行分析与设计，获得如图1-1所示的0层数据流图和图1-2所示的1层数据流图。

【问题1】

使用说明中的词语，给出图1-1中的实体E1和E2的名称。

E1：

学生

E2：

教务人员

本问题考查0层DFD，要求确定外部实体。

不难看出，在0层DFD中，系统主要功能“验证输入信息”和“处理注册申请”，涉及与系统交互的外部实体有“学生”提供输入信息，发送注册通知功能给“教务人员”发送所注册的课程信息和已注册的学生信息，从而即可确定E1为“学生”实体，E2为“教务人员”实体。

【问题2】

使用说明中的词语，给出图1-2中的数据存储D1和D2的名称。

D1：

学生库

D2：

课程库

本问题要求确定1层数据流图中的数据存储。

分析说明中和数据存储有关的描述，不难发现，说明2.

（1）存储注册信息明确说明“将注册学生信息记录在学生库”，可知D1为学生库；说明2.

（2）存储所注册课程中明确说明“然后存入课程库”，可知D2为课程库。

【问题3】

根据说明和图中术语，补充图1-2中缺失的数据流及其起点和终点。

本问题要求补充缺失的数据流及其起点和终点。

细心的考生可能会发现，对照图1-1和图1-2的输入数据流，数量和名称均相同，所以缺失的数据流是输出数据流或者处理之间的数据流。

考查图1-1中输出至E1的数据流，有“接受提示”和“不合法提示”，而图1-2中没有这两条数据流，可以确定缺失的数据流包括这两条或者其分解的数据流。

考查说明1中的3个子功能，

1.

（1）检查学生信息完成检查学生输入的所有注册所需信息。

如果信息不合法，返回学生信息不合法提示。

1.

（2）检查学位考试结果完成检查学生提供的学位考试结果。

如果不合法，返回学位考试结果不合法提示。

1.（3）检查学生注册资格完成根据合法学生信息和合法学位考试结果，检查该学生对欲选课程的注册资格。

如果无资格，返回无注册资格提示。

对应图1-1中的处理1验证输入信息的输出数据流“不合法提示”，不难发现，在图1-2中，处理1.1缺少了到实体学生的输出数据流“学生信息不合法提示”；处理1.2缺少了到实体学生的输出数据流“无注册资格提示”；处理1.3缺少了到实体学生的输出数据流“学位考试结果不合法提示”。

再考查图1-1中处理2,其输出数据流有三条，而图1-2中对图1-1中处理2的分解中，只包含了“所注册课程信息”和“已注册学生信息”两条数据流，缺失了“接受提示”。

说明2.（3）中发送注册通知功能完成从学生库中读取注册学生信息，从课程库中读取所注册课程信息，给学生发送接受提示；给教务人员发送所注册课程信息和己注册学生信息。

所以，缺失的“接受提示”的起点是处理2.3发送注册通知，终点是E1学生。

【问题4】

根据补充完整的图1-1和图1-2,说明上层的哪些数据流是由下层的哪些数据流组合而成。

图1-1中不合法提示分解为图1-2中的三条数据流的组合：

学生信息不合法提示、无注册资格提示、学位考试结果不合法提示。

图1-1中注册学生信息对应图1-2中注册学生信息和选课学生标识。

本问题考查数据流的分解与组合。

仔细分析【说明】中的文字并与图1-1的对照，可以发现在图1-1中不合法提示在图1-2中没有出现。

事实上，从前述【问题3】缺失数据流的分析中，己经发现，图1-2中对于说明中的功能出现了“学生信息不合法提示”、“无注册资格提示”和“学位考试结果不合法提示”三条数据流，说明图1-1中的数据流“不合法提示”是由这三条数据流组合而成。

同样，2.

（2）存储所注册课程将选课学生标识与欲注册课程进行关联，然后存入课程库，图1-1中注册学生信息在图1-2中进一步分出注册学生信息和选课学生标识，即图1-1中注册学生信息是注册学生信息和选课学生标识的并集。

试题二

某快递公司为了方便管理公司物品运送的各项业务活动，需要构建一个物品运送信息管理系统。

【需求分析结果】

（1）快递公司有多个分公司，分公司信息包括分公司编号、名称、经理、办公电话和地址。

每个分公司可以有多名员工处理分公司的日常业务，每名员工只能在一个分公司工作。

每个分公司由一名经理负责管理分公司的业务和员工，系统需要记录每个经理的任职时间。

（2）员工信息包括员工号、姓名、岗位、薪资、手机号和家庭地址。

其中，员工号唯一标识员工信息的每一个元组。

岗位包括经理、调度员、业务员等。

业务员根据客户提交的快件申请单进行快件受理事宜，一个业务员可以受理多个客户的快件申请，一个快件申请只能由一个业务员受理。

调度员根据已受理的申请单安排快件的承运事宜，例如：

执行承运的业务员、运达时间等。

一个业务员可以执行调度员安排的多个快件的承运业务。

（3）客户信息包括客户号、单位名称、通信地址、所属省份、联系人、联系电话、银行账号。

其中，客户号唯一标识客户信息的每一个元组。

当客户要寄快件时，先要提交快件申请单，申请号由系统自动生成。

快件申请信息包括申请号、客户号、发件人、发件人电话、快件名称、运费、发出地、收件人、收件人电话、收件地址。

其中，一个申请号对应唯一的一个快件申请，一个客户可以提交多个快件申请，但一个快件申请由唯一的一个客户提交。

【概念模型设计】

根据需求阶段收集的信息，设计的实体联系图（图2-1）和关系模式（不完整）如下：

【关系模式设计】

分公司（分公司编号，名称，经理，办公电话，地址）

员工（员工号，姓名，（a）,岗位，薪资，手机号，家庭地址）

客户（客户号，单位名称，通信地址，所属省份，联系人，联系电话，银行账号）申请单（（b）,发件人，发件人电话，发件人地址，快件名称，运费，收件人，收件人电话，收件地址，受理标志，业务员）

安排承运（（c），实际完成时间，调度员）

【问题1】

根据问题描述，补充五个联系，完善图2-1的实体联系图。

联系名可用联系1、联系2、联系3、联系4和联系5代替，联系的类型分为1:

1、1:

n和m:

n（或1:

1、1：

*和*:

*）。

图中的*可表示为m或n，对联系名称可不做要求，但不能出现重名。

由“每个分公司有一位经理”可知分公司与经理之间的管理联系类型为1:

）;由“每个分公司有多名员工处理日常事务，每个员工属于一个分公司”可知分公司与员工间的所属联系类型为1:

*;并且员工是经理的超类型，经理是员工的子类型。

由“一个客户可以有多个快件申请，但一个快件申请对应唯一的一个客户”可知，客户与申请单之间的提交联系类型为1:

*。

由“业务员根据客户提交的快件申请单进行快件受理事宜，一个业务员可以受理多个客户的快件申请，一个快件申请只能由一个业务员受理”可知业务员与申请单之间的受理联系类型为1:

*。

由“调度根据已受理的申请单安排快件的承运事宜，例如：

执行承运的业务员、运达时间等；一个业务员可以执行调度安排的多个快件的承运业务。

”可知，调度、业务员和申请单之间的承运联系类型为1:

*:

*。

【问题2】

（1）根据实体联系图，将关系模式中的空（a）〜（c）补充完整。

（2）给出员工、申请单和安排承运关系模式的主键和外键。

（1）（a）分公司编号

（b）申请号，客户号

（c）申请号，业务员

（1）完整的关系模式如下：

分公司（分公司编号，名称，办公电话，地址）

员工（员工号，姓名，分公_司_编_号，岗位，薪资，手机号，家庭地址）

客户（客户号，单位名称，通信地址，所属省份，联系人，联系电话，银行账号）

申请单（申请号，客方号，发件人，发件人电话，发件人地址，快件名称，运费，收件人，收件人电话，收件地址，受理标志，业务员）

安排承运（申请号，亚务炅，实际完成时间，调度员）

（2）员工、申请单和安排承运关系模式的主键和外键的分析如下：

在申请单信息中，申请号由系统自动生成，不会重复，可作为申请单的主键属性，外键为客户号，业务员；在员工信息中，员工号唯一标识员工信息的每一个元组，故为员工关系的主键属性，外键为分公司编号；安排承运关系模式的主键为申请号，外键为业务员和调度员。

【问题3】

（1）客户关系的通信地址可以进一步分为邮编、省、市、街道，那么该属性是否属于简单属性，为什么？

请用100字以内的文字说明。

（2）假设分公司需要增设一位经理的职位，那么分公司与经理之间的联系类型应修改为（d），分公司的主键应修改为（e）。

（1）该属性不属于简单属性。

因为简单属性是原子的、不可再分的，复合属性是可

以细分为更小的部分（即划分为别的属性），本题客户关系的通信地址可以进一步分为邮编、省、市、街道，所以属于复合属性。

（2）（d）1:

n

（e）分公司编号，经理

（1）客户的通信地址属性不属于简单属性。

因为根据题意，客户关系的通信地址可以进一步分为邮编、省、市、街道，而简单属性是原子的、不可再分的，复合属性可以细分为更小的部分（即划分为别的属性）。

由于客户的通信地址可以进一步分为邮编、省、市、街道，故属于复合属性。

（2）根据题意，分公司需要增设一位经理的职位，那么分公司与经理之间的联系类型应修改为l:

n，分公司的主键应修改为分公司编号，经理。

试题三

某航空公司会员积分系统（CFequentFlyer）的主要功能描述如下：

乘客只要办理该航空公司的会员卡，即可成为普卡会员（CBasic）。

随着飞行里程数的积累，可以从普卡会员升级到银卡会员（CSilver）或金卡会员（CGold）。

非会员（CNonMember）不能累积里程数..

每年年末，系统根据会员在本年度累积的里程数对下一年会员等级进行调整。

普卡会员在一年内累积的里程数若满25,000英里但不足50,000英里，则自动升级为银卡会员；若累积的里程数在50,000英里以上，则自动升级为金卡会员。

银卡会员在一年内累积的里程数若在50,000英里以上，则自动升级为金卡会员。

若一年内没有达到对应级别要求的里程数，则自动降低会员等级。

金卡会员一年内累积的里程数若不足25,000英里，则自动降级为普卡会员；若累积的里程数达到25,000英里，但是不足50,000英里，则自动降级为银卡会员。

银卡会员一年内累积的里程数若不足25,000英里，则自动降级为普卡会员。

采用面向对象方法对会员积分系统进行分析与设计，得到如图3-1所示的状态图和图3-2所示的类图。

【问题1】

根据说明中的描述，给出图3-1中S1〜S3处所对应的状态以及T1~T3处所对应的迁移的名称。

S1：

普卡、普卡会员

S2：

银卡、银卡会员

S3：

金卡、金卡会员

T1:

25000<=里程数<50000

T2:

里程数>=50000

T3:

里程数>=50000

UML中的状态图主要用于描述一个对象在其生存期间的动态行为，表现一个对象所经历的装填序列，引起状态转移的事件以及因状态转移而伴随的动作。

图中给出的是会员的状态图。

图中要求填充SI、S2、S3这三个状态以及它们之间的变迁关系。

本题中会员有三种状态：

普卡、金卡和银卡。

根据说明，办理会员卡之后即可成为普卡会员，所以S1可以判定为普卡会员。

当“里程数满25,000英里但不足50,000英里，则自动升级为银卡会员”，所以S2应为银卡会员，那么S3就应该是金卡会员。

T1、T2就是S2和S3之间的转换原则。

T3是S1->S2的转换原则。

由说明可知，S2->S3（T2）：

里程数在50,000英里以上;S3->S3（T1）：

里程数达到25,000英里，但是不足50,000英里；S1->S3（T3）：

累积的里程数在50,000英里以上。

【问题2】

根据说明中的描述，给出图3-2中C1〜C4所对应的类名（类名使用说明中给出的英文词汇）。

Cl：

CNonMember

C2：

CBasic

C3：

CSilver

C4：

CGold

（C1〜C4的次序可以互换）

由图3-2可知，需要补充的是继承结构中的子类。

根据题目说明，能够具有一般/特殊关系的只有不同级别的会员。

所以C1~C4依次应该是：

CNonMember、CBasic,CSilver,CGold。

【问题3】

图3-2所示的类图中使用了哪种设计模式？

在这种设计模式下，类CFrecuentFlyer必须具有的属性是什么？

C1〜C4中的travel方法应具有什么功能？

使用了State模式（状态模式）。

类CFrequentFlyer必须具有的属性：

CLevel的对象。

travel方法的功能：

计算飞行里程数，根据里程数判断是否需要调整会员级别（跳转到不同的状态）。

本题在设计类时使用到了状态模式。

状态模式允许对象在内部状态变化时，变更其行为，并且修改其类。

状态模式的类图如下所示。

其中：

•环境类（Context）:

定义客户感兴趣的接口。

维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义当前状态。

•抽象状态类（State）:

定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

•具体状态类（ConcreteState）:

每一子类实现一"与Context的一个状态相关的行为。

图3-2中的类CFrequentFlyer对应上图中的环境类，因此类CFrequentFlyer应该有一个CLevel类的对象。

travel方法的功能：

计算飞行里程数，根据里程数判断是否需要调整会员级别（跳转到不同的状态）。

试题四

某工程计算中要完成多个矩阵相乘（链乘）的计算任务。

两个矩阵相乘要求第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数，计算量主要由进行乘法运算的次数决定。

采用标准的矩阵相乘算法，计算Am×n*Bn×p，需要m*n*p次乘法运算。

矩阵相乘满足结合律，多个矩阵相乘，不同的计算顺序会产生不同的计算量。

以矩阵A110×100，A2100x5,A35x50三个矩阵相乘为例，若按（A1*A2）*A3计算，则需要进行10*100*5+10*5*50=7500次乘法运算；若按Al*（A2*A3）计算，则需要进行100*5*50+10*100*50=75000次乘法运算。

可见不同的计算顺序对计算量有很大的影响。

矩阵链乘问题可描述为：

给定n个矩阵，矩阵Ai的维数为pMXPi，其中i=1，2,…，n。

确定一种乘法顺序，使得这n个矩阵相乘时进行乘法的运算次数最少。

由于可能的计算顺序数量非常庞大，对较大的n，用蛮力法确定计算顺序是不实际的。

经过对问题进行分析，发现矩阵链乘问题具有最优子结构，即若A1*A2*…*An的一个最优计算顺序从第k个矩阵处断开，即分为Al*A2*“，*Ak和Ak+1*Ak--2*“，*An两个子问题，则该最优解应该包含Al*A2*-，*Ak的一个最优计算顺序和Ak+PAk+St-*An的一个最优计算顺序。

据此构造递归式，

其中，cost[i][j]表示Ai+1*Ai+2*……*Aj+l的最优计算的计算代价。

最终需要求解cost[0][n-1]。

【C代码】

算法实现采用自底向上的计算过程。

首先计算两个矩阵相乘的计算量，然后依次计算3个矩阵、4个矩阵……n个矩阵相乘的最小计算量及最优计算顺序。

下面是该算法的C语言实现。

（1）主要变量说明

n：

矩阵数

seq[]：

矩阵维数序列

cost[][]：

二维数组，长度为n*n,其中元素cost[i]U]表示Ai+1*Ai+2*……*Aj+1的最

优计算的计算代价

trace[][]：

二维数组，长度为n*n,其中元素trace[i][j]表示Ai+1*Ai+2*，"*Aj+1的

最优计算对应的划分位置，即k

（2）函数cmm

【问题1】

根据以上说明和C代码，填充C代码中的空

（1）〜（4）。

（1）i

（2）j=i+p

（3）cost[i][k]+cost[k+l][j]+seq[i]*seq[k+1]*seq[j+1]

（4）tempTrace=k

本问题考查算法的实现。

C程序中主要部分是三重循环，循环变量p定义了求解问题的规模，因为是自底向上，因此，p的值应该是从1到n-1，即从规模为1的问题一直到规模为n-1的问题。

循环变量i是要求解的子问题的起始，从0开始，最大为n-p-1，故

（1）处应填n-p。

确定了i和p之后，下来就要确定j了，显然，空

（2）处为j=i+p。

循环变量k是问题Ai*Ai+1*__，*Aj的划分位置，对每一个k，都要计算需要的计算成本，可以根据递归式来填写，空（3）处为cost[i][k]+cost[k+l][j]+seq[i]*seq[k+1]*seq[j+1].确定每个问题Ai*Ai+1*…*Aj的划分位置k之后，要把这个k值记住，放在变量tempTrace中，即空（4）处填写tempTrace=k。

【问题2】

根据以上说明和C代码，该问题采用了（5）算法设计策略，时间复杂度为（6）（用0符号表示）。

（5）动态规划

（6）0（n3）

本问题考查算法的设计策略和时间复杂度，从题干说明可以很容易看出，问题具有最优子结构和重叠子问题，采用自底向上的方法求解，这些都是动态规划的典型特点，因此采用的是动态规划设计策略。

从上述C程序很容易分析出，程序中没有递归，存在三重循环，故时间复杂度为0（n3）。

【问题3】

考虑实例n=6,各个矩阵的维数：

A1为5*10,A2为10*3,A3为3*12,A4为12*5,A5为5*50,A6为50*6，即维数序列为5,10,3,12,5,50,6。

则根据上述C代码得到的一个最优计算顺序为（7）（用加括号方式表示计算顺序），所需要的乘法运算次数为（8）。

（7）（（A1A2）（（A3A4）（A5A6）））

（8）2010

本问题考查算法的应用。

通过一个具体实例可以更容易理解问题和求解方法。

可以根据问题1中的程序执行来求解。

启发式的思路是先把维度最大的消掉，如A;;*A6相乘之后，维度50就没有了，所以考虑这两个矩阵先相乘；然后是A3*A4相乘之后，维度12就没有了，所以考虑这两个矩阵相乘；接着，A1*A2相乘之后，维度10就没有了，

所以考虑这两个矩阵相乘这样可以确定相乘的顺序（（A1A2）（（A3A4）（A5A<5）））,需要

的计算开销分别是5*50*6=1500,3*12*5=180,5*10*3=150,3*5*6=90，5*3*6=90,把上述值相加，即1500+180+150+90+90=2010。

试题五

欲开发一个绘图软件，要求使用不同的绘图程序绘制不同的图形。

以绘制直线和圆形为例，对应的绘图程序如表5-1所示。

该绘图软件的扩展性要求，将不断扩充新的图形和新的绘图程序。

为了避免出现类爆炸的情况，现采用桥接（Bridge）模式来实现上述要求，得到如图5-1所示的类图。

【问题1】

阅读说明和C++代码，将应填入（n）处的字句写在答题纸的对应栏内。

（1）virtualvoiddrawLine（doublexl,doubleyl,doublex2,doubleyl）=0

（2）virtualvoiddrawCircle（donblex,doubley,doubler）=0

（3）DPI:

:

draw_a—circle（x,y,r）

（4）DP2:

:

drawcircle（x,y,r）

（5）virtualvoiddraw（）=0

（6）Shape（dp）

本题考查桥接（Bridge）模式的概念及应用。

Bridge模式可以将复杂的组件分成两个独立的、

的抽象和内部实现。

改变组件的这两个层次结构很简单，以至于它们可以相互独立地变化。

当具有抽象的层次结构和相应的实现层次结构时，Bridge模式是非常有用的。

除了可以将抽象和实现组合成许多不同的类，该模式还可以动态组合的独立类的形式实现这些抽象和实现。

下图所示是Bridge模式的类图。

在以下情况中，应该使用Bridge模式：

•想避免在抽象及其实现之间存在永久的绑定；

•抽象及其实现可以使用子类进行扩展；

•抽象的实现被改动应该对客户端没有影响，也就是说，不需要重新编译代码。

本题中，类Shape对应上图中的Abstraction,表示抽象部分；类Drawing对应

Implementor,表示实现部分。

这两个类的子类分别表示具体的抽象部分和实现部分。

在C++中，Drawing可以用抽象类来实现，将其中的方法定义为纯虚拟函数。

因此

（1）、

（2）分别应为“virtualvoiddrawLine（doublexl,doubleyl,doublex2,doubleyl）=0”、’‘virtualvoiddrawCircle（doublex,doubley,doubler）=0”。

VIDrawing是绘图实现类之一，它采用的绘图程序由是DPI所提供的。

DPI中的方法均为静态方法，必须用类名来引用。

因此（3）处应为DPl:

:

draw__a_circle（x，y,r）。

同理（4）处应为“DP2:

:

drawcircle（x，y，r）”。

由类图可以看出，Shape类中定义的方法draw在其子类中被重置了，而Shape表示的是抽象部分，可以将draw方法定义为纯虚拟函数。

所以，（5）应该为“virtaalvoiddraw（）=0”。

空（6）处考查继承结构中子类构造函数的定义。

构造子类对象时，需要调用基类的构造函数，这可以通过初始化列表显式指明需要调用的基类的构造函数。

在本题中，Shape类只定义了一个构造函数，因此（6）应该为“Shape（dp）”。

试题六

欲开发一个绘图软件，要求使用不同的绘图程序绘制不同的图形。

以绘制直线和圆形为例，对应的绘图程序如表6-1所示。

该绘图软件的扩展性要求，将不断扩充新的图形和新的绘图程序。

为了避免出现类爆炸的情况，现采用桥接（Bridge）模式来实现上述要求，得到如图6-1所示的类图。

【问题1】

阅读说明和Java代码，将应填入（n）处的字句写在答题纸的对应栏内。

（1）interface

（2）voiddrawLine（doublexl，doubleyl,doublex2,doubley2）

（3）voiddrawCircle（doublex,doubley,doubler）

（4）DPI.draw_a_circle（x,y,r）

（5）DP2.drawcircle（x,y,r）

（6）abstractpublicvoiddraw（）

本题考查桥接（Bridge）模式的概念及应用。

Bridge模式可以将复杂的组件分成两个独立的但又相关的继承层次结构：

功能性的抽象和内部实现