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软件设计师大纲

一、考试说明

1.考试目标

通过本考试的合格人员能按照软件开发项目管理和软件工程的要求,依照系统整体设计规格说明书进行软件设计,编写程序设计规格说明书等相应的文档,组织和指导程序员编写、调试程序,并对软件进行优化和集成测试,开发出符合系统整体设计要求的高质量软件;具有工程师的实际工作能力和业务水平。

2.考试要求

(1)掌握计算机内的数据表示、算术和逻辑运算;

(2)掌握相关的应用数学及离散数学基础知识;

(3)掌握计算机体系结构和各主要部件的性能和大体工作原理;

(4)掌握操作系统、程序设计语言的基础知识,了解编译程序的大体知识;

(5)熟练掌握常常利用数据结构和常常利用算法;

(6)熟悉数据库、网络和多媒体的基础知识;

(7)掌握C程序设计语言,和C++、Java中的一种程序设计语言;

(8)熟悉软件工程、软件进程改良和软件开发项目管理的基础知识;

(9)掌握软件设计的方式和技术;

(10)了解信息化、常常利用信息技术标准、安全性,和有关法律、法规的基础知识;

(11)正确阅读和理解计算机领域的英文资料。

3.考试科目

(1)计算机与软件工程知识,考试时间为150分钟,笔试,选择题;

(2)软件设计,考试时间为150分钟,笔试,问答题。

二、考试内容

说明:

“I”、“II”和“III”表示掌握或熟悉的程度:

“I”是指对所列知识要理解其内容及含义(理解)。

“II”指在有关问题中能直接利用(一般应用)。

“III”是指对所列知识要理解其确切含义及与其它知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等进程中运用(综合应用)。

考试科目1:

计算机与软件工程知识

1.计算机科学基础知识

数制及其转换

二进制、八进制、十进制和十六进制等常常利用数制及其彼此转换(Ⅱ)

计算机内数据的表示

数的表示

带符号定点数据(纯整数和纯小数)的原码、反码、补码和移码表示(Ⅱ)

浮点数(实数)的表示(Ⅱ)

溢出的概念(Ⅱ)

算术运算和逻辑运算

计算机中的二进制数运算方式

补码表示下定点数的加、减、乘、除运算方式(I)

逻辑代数的大体运算

大体的逻辑运算:

与、或、非、异或(Ⅱ)

其他数学基础知识

常常利用数值计算

矩阵和行列式、近似求解、插值、数值积分、常微分方程等常常利用的数值运算方式及运算误差的概念(I)

排列组合,概率论应用,应用统计(数据的统计分析)(I)

编码基础(ASCⅡ码,汉字编码,奇偶校验,海明码,霍夫曼码、循环冗余码)

奇偶校验码、海明码、霍夫曼码、循环冗余码的编码方式及指定实例时校验码的计算(I)

命题逻辑、谓词逻辑、形式逻辑的基础知识(I)

2.计算机系统基础知识

计算机硬件基础知识

2.1.1计算机系统的组成、体系结构分类及特性

CPU、存储器的组成、性能和大体工作原理

CPU的大体组成结构(I)

存储器的组成及特点:

内存、外存、缓存Cache)、闪存(Ⅱ)

存储器的性能指标概念:

存取周期、存储容量和靠得住性(Ⅱ)

常常利用I/O设备、通信设备的性能和大体工作原理(I)

I/O接口的功能、类型和特性

CPU在与I/O设备进行数据互换时存在的主要问题:

速度不匹配、时序不匹配、信息格式不匹配、信息类型不匹配(I)

CPU与外设之间的数据互换必需通过接口来完成,I/O接口的主要功能(Ⅱ)

接口的控制方式及特点:

CPU通过接口对外设进行控制的方式程序查询方式、中断处置方式、DMA(直接存储器存取)传送方式(Ⅱ)

CISC/RISC,流水线操作,多处置机,并行处置

RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)的概念和特点(I)

流水线的概念及操作特点(Ⅱ)

多处置机的概念(I)

单指令流单数据流(SISD)、单指令流多数据流(SIMD)、多指令流单数据流(MISD)、多指令流多数据流(MIMD)的概念和特点(Ⅱ)

并行处置的大体概念(I)

2.1.2存储系统

虚拟存储器大体工作原理,多级存储体系

虚拟存储器的概念和管理方式(I)

多级存储体系的组成及特点(Ⅱ)

RAID类型和特性

RAID的概念和大体特点(I)

RAID0~RAID7、RAID10、RAID53等规范的特征(I)

2.1.3靠得住性与系统性能评测基础知识

诊断与容错

容错技术与容错控制(I)

系统靠得住性分析评价

系统的靠得住性概念(I)

串联系统特点及靠得住性气宇(Ⅱ)

并联系统特点及靠得住性气宇(Ⅱ)

模冗余系统等靠得住性数学模型的特点(I)

计算机系统性能评测方式

平均无端障时间(MTBF)的概念(I)

平均修复时间(MTRF)的概念(I)

可用性的概念(I)

计算机软件基础知识

2.2.1数据结构与算法知识

数组

二维数组:

按行存储和按列存储,数组元素存储位置的计算(Ⅱ)

特殊矩阵和稀疏矩阵的特点及紧缩存储(Ⅱ)

静态数组(固定容量数组)(I)

动态数组(按照应用需要申请或扩凑数组的容量)(I)

链表

线性表的概念和大体运算(I)

线性表的顺序存储和特点(I)

单向链表、双向链表和环形链表的运算特点(Ⅱ)

指针、结点、头指针和头结点的概念(Ⅱ)

队列和栈

队列的概念、运算和存储结构(Ⅱ)

栈的概念、运算和存储结构(Ⅱ)

二叉树的概念(Ⅱ)

满二叉树、完全二叉树的概念(Ⅱ)

二叉树的性质(Ⅱ)

二叉树的顺序存储和二叉链表存储(Ⅱ)

二叉树的遍历:

先序、中序、后序和层序(Ⅱ)

最优二叉树的概念、特点和构造方式(Ⅱ)

二叉排序树的概念和运算(Ⅱ)

平衡二叉树、B-树、B+树的概念(I)

树与二叉排序树的彼此转换(Ⅱ)

图结构的概念(I)

图的邻接矩阵存储和邻接表存储(I)

图的广度优先遍历和深度优先遍历操作(Ⅱ)

杂凑

哈希(杂凑)表的构造、冲突的处置和元素的查找,平均查找长度的计算(Ⅱ)

常常利用算法

插入排序、冒泡排序、选择排序算法(Ⅲ)

希尔排序、快速排序、堆排序、归并排序方式及特点(Ⅱ)

顺序查找、二分查找方式及特点(Ⅲ)

模式匹配算法(Ⅱ)

图的遍历算法、求最小生成树算法、拓扑排序算法、求最短路径算法、求关键路径算法的算法思想(Ⅱ)

递归算法的设计方式(Ⅱ)

算法描述和分析

算法的实现与数据结构的关系(Ⅱ)

算法的效率分析(Ⅱ)

算法的流程图、伪代码描述方式(Ⅱ)

算法的时间复杂性和空间复杂性概念(I)

2.2.2操作系统知识

操作系统的内核

操作系统内核的功能和大体组成(I)

内核与用户程序的运行方式不同(I)

内核运行、中断控制的大体知识(I)

处置机管理

进程、线程等大体概念,程序顺序执行和并发执行的大体特征(I)

进程的大体组成,进程的大体状态及状态间的切换,三态模型与五态模型(II)

进程间的通信:

同步与互斥、临界资源、临界区、信号量、PV操作(II)

管程的概念(I)

进程调度方式及常常利用的进程调度算法(II)

死锁的概念、产生死锁的原因、产生死锁的必要条件(II)

存储管理

虚拟地址、地址空间、存储空间、地址重定位的大体概念(I)

分页存储管理(II)

程序的局部性特点,虚拟存储器的实现方式(I)

页面置换算法:

最佳置换算法、先进先出置换算法、最近最久未利用置换算法、最近未用置换算法(II)

设备管理

设备分类方式(I)

通道、DMA的概念及特点(I)

Spooling(SimultaneousPeripheralOperationsOnLine)概念、组成和结构(I)

磁盘调度算法:

先来先服务(First-ComeFirst-Served,FCFS)、最短寻道时间优先SSTF(ShortestSeekTimeFirst)、扫描算法(SCAN)、单向扫描调度算法(CSCAN)磁盘调度算法的大体思想(II)

文件管理

文件、文件系统、文件类型、文件组织结构的大体概念(I)

文件的物理结构:

持续结构、链接结构、索引结构、多个物理块的索引表结构的大体概念(I)

目录,一级目录、二级目录、多级目录的大体概念(I)

文件的存取方式:

顺序存取法、直接存取法、按键存取法的大体概念(I)

文件存储空间的管理:

位示图、空闲区表、空闲块链、成组链接法大体思想(I)

作业管理

作业的状态(提交、后备、执行、完成)、作业控制块和作业后备队列的大体概念(I)

先来先服务、短作业优先、响应比高优先作业调度算法思想(II)

优先级调度算法思想(II)

网络操作系统和嵌入式操作系统基础知识

网络操作系统的特征和分类(I)

嵌入式操作系统的特点(I)

操作系统的配置(I)

2.2.3程序设计语言和语言处置程序知识

汇编、编译、解释系统的基础知识和大体工作原理

语言翻译的大体概念(I)

汇编的大体方式(I)

编译的大体进程及编译各阶段的大体任务(I)

解释的大体进程(I)

有限自动机的概念及构造(Ⅱ)

正规表达式的概念、构造及特点(Ⅱ)

上下文无关文法的概念(I)

句子的推导(Ⅱ)

程序设计语言的大体成份:

数据、运算、控制和传输,程序挪用的实现机制

程序设计语言的数据、运算、控制及输入输出处置机制(I)

函数的参数传递机制:

传值、传地址(Ⅱ)

各类程序设计语言的主要特点和适用情况

进程式程序语言、面向对象程序设计语言、函数式程序设计语言、逻辑程序设计语言的大体特点(I)

脚本语言的特点(I)

2.2.4数据库知识

数据库模型(概念模式、外模式、内模式)

概念模式(模式)、外模式(用户模式或子模式)、内模式(物理模式)的大体概念(Ⅱ)

三级模式和两级映像(模式/内模式映像、外模式/模式映像)的大体概念(Ⅱ)

数据的独立性(数据的逻辑独立性、数据的物理独立性)的大体概念(Ⅱ)

数据模型,ER图,规范化

数据模型:

层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型的大体概念(Ⅰ)关系模型的应用方式(Ⅱ)

数据模型的三要素(数据结构、数据操作、数据的约束条件)的含义(Ⅰ)

E-R模型方面的大体概念(Ⅱ);E-R图(E-R模型)向关系模型的转换的大体方式(Ⅱ)

实体中主键、候选键、外键方面的大体概念(Ⅱ)

联系类型(一对多(1:

1)、一对多(1:

n)、多对多(m:

n))的基础知识(Ⅱ)

属性(简单属性、复合属性、单值属性、多值属性、NULL属性、派生属性)的含义(Ⅰ)

关系模式规范化的程度:

第一、第二、第三范式(Ⅰ)

数据操作

关系数据库、关系数据库模式的大体概念(Ⅱ)

关系模型的完整性规则:

实体完整性、参照完整性、用户概念完整性的大体概念(Ⅰ)

5种大体的关系运算(并、差、笛卡尔积、投影、选择)的大体概念(Ⅰ);扩展的关系运算当选择、投影、连接运算方式(Ⅱ);扩展的关系运算中的除法、外联接方面的大体概念(Ⅰ)

数据库语言

数据概念语言(DDL):

CREATETABLE(创建表)利用方式(Ⅱ)

数据操纵语言(DML):

SELECT(查询)、INSERT(插入)、DELETE(删除)和UPDATE(修改)利用方式(Ⅱ)

完整性(integrity)概念:

PRIMARYKEY、FOREIGNKEYREFERENCES利用方式(Ⅱ)

权限管理(authorization):

GRANT和REVORK利用方式(Ⅱ)

数据库管理系统的功能和特征

数据库管理系统的特征、功能与组成、文件系统的特征,文件系统与数据库管理系统的不同的大体概念(Ⅰ)

数据库的控制功能

事务的大体概念、事务的特性、故障的类型的基础知识(Ⅰ)

数据不一致性(丢失修改、不可重复读、读脏数据)的基础知识(Ⅰ)

并发控制中活锁/死锁、可串行性、两段锁协议的大体概念(Ⅰ)

安全控制(权限机制、视图机制、加密机制)的大体概念(Ⅰ)

事务、事务的特性、事务的状态、事务状态的转换的大体概念(Ⅰ)

故障的类型、故障的恢复技术、恢复策略的基础知识(Ⅰ)

并发控制后会产生丢失修改、不可重复读、读脏数据三类数据不一致性(Ⅰ),造成数据不一致性的原因(Ⅱ)

并发控制中事务的调度(串行调度、并行调度)、活锁/死锁、可串行性、两段锁协议的基础知识(Ⅰ)

安全控制(权限机制、视图机制、加密机制)的大体概念(Ⅰ)

数据仓库和散布式数据库基础知识

数据仓库(DataWarehouse,DW):

大体特性、数据模式、体系结构的大体概念(Ⅰ)

数据仓库模型:

企业仓库、数据集市和虚拟仓库的大体概念(Ⅰ)

散布式数据库的概念、体系结构、设计目标、散布数据独立的大体概念(Ⅰ)

计算机网络知识

网络体系结构

网络拓扑(Ⅱ)

OSI/RM,TCP/IP(Ⅱ)

常常利用的网络协议(Ⅱ)

传输介质,传输技术,传输方式,传输控制(Ⅰ)

常常利用网络设备和各类通信设备的功能和特点(Ⅰ)

Client-Server结构、Browser-Server结构的特点(Ⅰ)

局域网

拓扑结构(Ⅱ)

存取控制(Ⅰ)

网间互连(Ⅰ)

Internet和Intranet基础知识和应用(Ⅱ)

网络软件(Ⅰ)

网络管理及网络性能分析(Ⅰ)

多媒体基础知识

多媒体系统基础知识

媒体分类:

感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体和传输媒体的大体概念(Ⅰ)

多媒体、超媒体、流媒体的大体概念(Ⅰ)

色彩的三基色、彩色空间、三要素大体概念(Ⅰ)

图形和图像,图像分辨率与显示分辨率、像素深度、真/伪彩色,图像的紧缩标准的大体概念(Ⅱ)

简单图形的绘制,图像文件的处置方式

图像的紧缩编码:

有损紧缩和无损紧缩方面的大体概念(Ⅰ)

JPEG、MPEG和等编码及紧缩标准方面的大体概念(Ⅰ)

图像文件的处置方式的基础知识(Ⅰ)

音频和视频信息的应用

常见的声音文件格式(Ⅰ)

数字声音信号、波形声音的大体概念(Ⅰ)

声音信号的数字化,包括采样、量化、编码;了解数字语音的数据紧缩方式:

波形编码、参数编码、混合编码的基础知识(Ⅱ)

3.系统开发和运行知识

软件工程基础知识

软件生存周期与软件生存周期模型

瀑布模型、演化模型、螺旋模型、喷泉模型(Ⅱ)

软件开发方式

结构化方式、面向对象方式的大体概念(Ⅱ)

软件开发项目管理

本钱估算、风险分析、进度管理(Gantt图、PERT图)、人员管理(Ⅰ)

软件工具与软件开发环境

分析工具、设计工具、编程工具、测试工具、保护工具、CASE(Ⅰ)

系统分析基础知识

系统分析的主要步骤(Ⅰ)

结构化分析方式

数据流图的大体组成、数据字典、加工逻辑的描述(结构化语言、决策表、决策树)(Ⅱ)

系统设计基础知识

概要设计与详细设计的大体任务(Ⅰ)

系统设计的大体原理

抽象、模块化、信息隐蔽、模块独立(耦合、内聚)的大体概念(Ⅰ)

系统模块结构设计

模块的概念、模块结构图的组成与内涵(Ⅰ)

结构化设计方式(变换分析、事务分析的概念及大体步骤)(Ⅰ)

面向数据结构的设计方式(Jackson方式的设计步骤)(Ⅰ)

系统详细设计

代码设计的大体原则(Ⅰ)

输入/输出设计的大体原则(Ⅰ)

处置进程的设计(程序流程图、盒图、决策树、决策表)(Ⅰ)

用户界面设计的大体原则)(Ⅰ)

系统实施基础知识

系统实施的大体内容(Ⅰ)

程序设计方式

结构化程序设计方式、面向对象程序设计方式的大体概念(Ⅱ)

程序设计的大体模块(Ⅰ)

系统测试

系统测试的大体原则(Ⅰ)

用黑盒法设计测试用例(等价类划分、边界值划分、错误推测、因果图)(Ⅱ)

用白盒法设计测试用例(逻辑覆盖、循环覆盖、大体路径测试)(Ⅱ)

理解单元测试、集成测试、确认测试与系统测试的大体内容(Ⅱ)

系统转换

系统运行和保护基础知识

系统可保护性的概念(Ⅰ)

系统保护的类型

正确性保护、适应性保护、完善性保护、预防性保护的大体概念(Ⅱ)

系统评价的概念与类型(Ⅰ)

软件质量管理基础知识

软件质量特性(ISO/IEC9126软件质量模型)(Ⅰ)

软件质量保证(Ⅰ)

软件复杂性的概念及气宇方式(McCabe气宇法)(Ⅰ)

软件评审(设计质量评审、程序质量评审)(Ⅰ)

软件容错技术

容错软件的概念、容错的一般方式(结构冗余、信息冗余、时间冗余、冗余附加技术)(Ⅰ)

软件进程改良基础知识

软件能力成熟度模型CMM(Ⅱ)

统一进程(UP)与极限编程(XP)的大体概念(Ⅱ)

4.面向对象基础知识

面向对象的大体概念

对象、消息、类、继承(单继承、多继承)、多态(动态绑定机制)(Ⅱ)

面向对象分析与设计知识

面向对象分析的大体活动

认定对象、组织对象、描述对象间的彼此作用、概念对象的操作、概念对象的内部信息(Ⅱ)

面向对象分析与设计方式

PeterCoad和EdwardYourdon的OOA和OOD方式(Ⅰ)

Booch的OOD方式(Ⅰ)

OMT的分析与设计方式(Ⅰ)

UML的大体概念及各类图形,能够熟练地利用UML的各类模型绘制面向对象分析与设计模型(Ⅱ)

面向对象测试的大体概念(Ⅰ)

分析模式与设计模式知识

设计模式的大体概念及其要素(Ⅰ)

创建型设计模式(Ⅱ)

结构型设计模式(Ⅱ)

行为型设计模式(Ⅱ)

面向对象程序设计知识

程序设计语言中的面向对象机制

类与对象、对象自身引用、无实例的类(Ⅱ)

继承与类层次结构(Ⅱ)

消息传递与方式(Ⅱ)

重置与重载(Ⅱ)

类库的概念(Ⅱ)

面向对象数据库、散布式对象基础知识(Ⅰ)

5.信息安全知识

信息系统安全

计算机系统安全、网络安全、信息安全的基础知识(Ⅰ)

信息系统安全管理

防治计算机病毒、防范计算机犯法、存取控制、防闯入、防灾(Ⅰ)

保障完整性与可用性的办法(Ⅰ)

加密与解密机制基础知识(Ⅱ)

风险管理(风险分析、风险类型、抗风险办法和内部控制)(Ⅰ)

计算机安全相关的法律、法规基础知识(Ⅰ)

6.标准化、信息化和知识产权基础知识

标准化基础知识

标准化基础知识

标准化目的、意义、组织机构及内容方面的大体概念(Ⅰ)

标准化分类、代号与编号规定方面的大体概念(Ⅰ)

标准制订进程方面的基础知识(Ⅰ)

标准分类

国际标准、国家标准、行业标准、企业标准的表示方式(Ⅱ)

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、互联网相关标准、软件开发规范和文档标准、基于构件的软件标准

代码标准、文件格式标准、安全标准方面的大体概念(Ⅰ)

软件开发规范和文档标准、互联网相关标准方面的大体概念、基于构件的软件标准(Ⅱ)

安全标准、互联网相关标准方面的大体概念(Ⅰ)

信息化基础知识

全世界信息化趋势、国家信息化战略、企业信息化战略和策略(Ⅰ)

互联网关的法律、法规知识(Ⅰ)

个人信息保护规则(I)

远程教育、电子商务、电子政务等基础知识(Ⅰ)

企业信息资源管理基础知识(Ⅰ)

知识产权基础知识

保护知识产权有关的法律、法规

软件有关的法律、法规方面的基础知识(Ⅰ)

高作权法、软件保护条例及软件高作记录的基础知识(Ⅰ)

软件高作权主体与客体、权利内容、权利归属、侵权责任,分析侵权行为(Ⅱ)

专利法、商标法、商业秘密权对软件的保护(Ⅰ)

7.计算机专业英语

具有工程师所要求的英语阅读水平(Ⅱ)

理解本领域常常利用英语术语(Ⅱ)

考试科目2:

软件设计

1.外部设计

理解系统需求说明(ⅡⅡ)

准备进行系统开发

选择开发方式、准备开发环境、制订开发计划(I)

设计系统功能

选择系统结构(II)

设计各子系统的功能和接口(II)

设计安全性策略、需求和实现方式(II)

制订详细的工作流和数据流(II)

设计数据模型

设计ER模型及其他数据模型

掌握E-R模型、UML模型的表示方式和利用方式,关系模型的概念、相关知识和符号化表示方式。

(Ⅱ)

通过从数据库逻辑设计中如何构造一个好的数据库模式动身,掌握关系规范化的实际背景、理论及模式规范化的方式(Ⅱ)

掌握如何用关系数据库设计理论作指导,进行数据库逻辑设计,重点掌握E-R模型向关系模型转换的方式(Ⅲ)

编写外部设计文档

系统配置图、各子系统关系图(I)

系统流程图、系统功能说明书(I)

输入输出规格说明、数据规格说明、用户手册框架(I)

设计系统测试要求(I)

外部设计的评审(I)

2.内部设计

设计软件结构

按构件分解,肯定构件功能、规格和构件之间的接口(Ⅱ)

数据结构与算法设计

数据结构设计:

线性表、查找表、树、图的顺序存储结构和链表存储结构的设计和实现(Ⅲ)

算法设计:

迭代、穷举搜索、递推、递归、回溯、贪婪、动态计划、分治等算法设计(Ⅲ)

采用中间件和工具(I)

设计输入输出

屏幕界面设计、输入输出格式设计(II)

分析数据特性,确认逻辑数据组织方式、存储介质,设计记录格式和处置方式(II)

将逻辑数据结构换成物理数据结构,计算容量,进行优化和检查信息(II)

设计物理数据(Ⅱ)

构件的创建和重用

创建构件、重用构件(I)

利用子程序库或类库

AWT、Swing用户界面与事件处置机制(I)

Java语言中流与文件的应用(Ⅲ)

Java语言中的多线程的开发与应用(Ⅲ)

Java语言中集合类库的应用(Ⅲ)

Java语言中网络、数据库的开发与应用(Ⅲ)

C++标准类库中容器库的应用(Ⅲ)

C++标准类库中算法库的应用(Ⅲ)

C++标准类库中的迭代器的应用(Ⅲ)

C++标准类库中的字符串的应用(Ⅲ)

C++标准类库中的流与文件的应用(Ⅲ)

C语言标准函数库(Ⅲ)

编写内部设计文档

构件划分图、构件间的接口、构件处置说明(I)

屏幕界面设计文档、报表设计文档、文件设计文档、数据库设计文档(I)

内部设计的评审(I)

3.数据库应用分析与设计

设计关系模式

掌握给定一个实际的应用问题如何设计E-R模型,如何将E-R模型转换成关系模式,肯定联系类型、主键、候选键、外键,判断关系模式规范化的程度(Ⅲ)

数据库语言(SQL)

掌握给定一个实际的应用问题如何用SQL进行数据概念(创建表、视图)、完整性概念及权限概念(Ⅲ)

数据库访问

掌握常常利用数据库的访问方式(Ⅱ)

4.程序设计

模块划分(原则、方式、标准)(Ⅱ)

编写程序设计文档

模块规格说明书(功能和接口说明,程序处置逻辑、输入输出数据格式的描述)(II)

测试要求说明书(测试类型和目标、测试用例、测试方式)(II)

程序设计评审(Ⅱ)

5.系统实施

配置计算机系统及环境(Ⅱ)

选择适合的程序设计语言(Ⅱ)

用C程序设计语言和C++、Java中的任一种程序设计语言进行程序设计

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