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2010年下半年下午 软件设计师 考试真题-
案例分析-答案解析
试题一
某时装邮购提供商拟开发订单处理系统，用于处理客户通过电话、传真、邮件或Web站点所下订单。其主要功能如下：
（1）增加客户记录。将新客户信息添加到客户文件，并分配一个客户号以备后续使用。
（2）查询商品信息。接收客户提交的商品信息请求，从商品文件中查询商品的价格和可订购数量等商品信息，返回给客户。
（3）增加订单记录。根据客户的订购请求及该客户记录的相关信息，产生订单并添加到订单文件中。
（4）产生配货单。根据订单记录产生配货单，并将配货单发送给仓库进行备货；备好货后，发送备货就绪通知。如果现货不足，则需向供应商订货。
（5）准备发货单。从订单文件中获取订单记录，从客户文件中获取客户记录，并产生发货单。
（6）发货。当收到仓库发送的备货就绪通知后，根据发货单给客户发货；产生装运单并发送给客户。
（7）创建客户账单。根据订单文件中的订单记录和客户文件中的客户记录，产生并发送客户账单，同时更新商品文件中的商品数量和订单文件中的订单状态。
（8）产生应收账户。根据客户记录和订单文件中的订单信息，产生并发送给财务部门应收账户报表。
现采用结构化方法对订单处理系统进行分析与设计，获得如图1-1所示的顶层数据流图和图1-2所示的0层数据流图。
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【问题1】
使用说明中的词语，给出图1-1中的实体E1〜E3的名称。 【参考答案】
1、E1：客户 2、E2:财务部门 3、E3:仓库 【答案解析】
顶层DFD —般用来确定系统边界，将待开发系统看作一个加工，因此图中只有唯一的一个处理和一些外部实体，以及这两者之间的输入输出数据流。题目要求根据描述确定图中的外部实体。根据题目中的描述，并结合已经在顶层数据流图中给出的数据流进行分析。从题目的说明中可以看出：客户提交商品信息请求、订购请求等；将配货单发送给仓库、仓库向系统发送备货就绪通知；发送给财务部门应收账户报表。由此可知该订单系统有客户、仓库和财务部门三个外部实体。对应图1-1中数据流和实体的对应关系，可知E1为客户，E2为财务部门，E3为仓库。本题中需注意说明（4)中向供应商订货是系统外部的行为，因此，供应商并非本系统的外部实体。
【问题2】
使用说明中的词语，给出图1-2中的数据存储D1〜D3的名称。 【参考答案】
D1、客户文件
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D2、商品文件 D3、订单文件 【答案解析】
本问题考查0层DFD中数据存储的确定。根据说明中的以下描述：将新客户信息添加到客户文件；从商品文件中查询商品的价格和可订购数量等商品信息；产生订单并添加到订单文件中，得出数据存储为客户文件、商品文件以及订单文件，再根据图1-2 中D1的输入和输出数据流均为客户记录，D2的输入数据流为从处理“创建客户账单”来的新商品数量，输出数据流为到处理“查询商品信息”的商品数量和价格，D3的输入数据流为从处理“增加客户订单”来的订单，可知，D1为客户文件，D2为商品文件，D3为订单文件。
【问题3】
（1）给出图1-2中处理（加工）P1和P2的名称及其相应的输入输出流。
（2）除加工P1和P2的输入输出流外，图1-2还缺失了1条数据流，请给出其起点和终点。
起点 【参考答案】
(1)处理（加工）名称，数据流。 P1:产生配货单 P2：准备发货单
数据流名称 订单记录 配货单 订单记录 客户记录 发货单 起点 D3或订单文件 P1或产生配货单 D3或订单文件 D1或客户文件 P2或准备发货单 终点 P1或产生配货单 E3或仓库 P2或准备发货单 P2或准备发货单 发货 终点 注：名称使用说明中的词汇，起点和终点均使用图1-2中的符号或词汇
上表中各行次序无关，但每条数据流的名称、起点、终点必须相对应。 P1和P2可互换，即P1为“准备发货单”、P2为“产生配货单”。 （2）
起点 D1或客户文件
终点 创建客户账单 试题二
某公司拟开发一套小区物业收费管理系统。初步的需求分析结果如下：
（1）业主信息主要包括：业主编号、姓名、房号、房屋面积、工作单位、联系电话等。房号可唯一标识一条业主信息，且一个房号仅对应一套房屋；一个业主可以有一
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套或多套的房屋。
（2）部门信息主要包括：部门号、部门名称、部门负责人、部门电话等。一个员工只能属于一个部门，一个部门只有一位负责人。
（3）员工信息主要包括：员工号、姓名、出生年月、性别、住址、联系电话、所在部门号、职务和密码等。根据职务不同，员工可以有不同的权限：职务为“经理”的员工具有更改（添加、删除和修改）员工表中本部门员工信息的操作权限；职务为“收费”的员工只具有收费的操作权限。
（4）收费信息包括：房号、业主编号、收费日期、收费类型、数量、收费金额、员工号等。收费类型包括物业费、卫生费、水费和电费，并按月收取，收费标准如表2-1 所示。其中：物业费=房屋面积（平方米）X每平方米单价，卫生费=套房数量（套）X 每套房单价，水费=用水数量（吨）X每吨水单价，电费=用电数量（度）X每度电单价。
（5）收费完毕应为业主生成收费单，收费单示例如表2-2所示。
【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（不完整）如图2-1所示。图2-1中收费员和经理是员工的子实体。
【逻辑结构设计】
根据概念模型设计阶段完成的实体联系图，得出如下关系模式（不完整)：
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【问题1】
根据图2-1,将逻辑结构设计阶段生成的关系模式中的空（1)〜（5)补充完整，然后给出各关系模式的主键和外键。 【参考答案】 （1）业主编号，房号
主键：房号 外键：无 （2）员工号，所在部门号
主键：员工号 外键：所在部门号 （3）部门号，部门负责人
主键：部门号 外键：部门负责人 （4）收费类型，单位，单价
主键：收费类型 外键：无 （5）房号，业主编号，收费日期
主键：房号，业主编号，收费日期 外键：房号，员工号
【答案解析】根据题意，业主关系中信息主要包括：业主编号、姓名、房号、房屋面积、工作单位、联系电话等，因此，空（1)应填写“业主编号，房号”。又因为房号可唯一标识一 条业主信息，所以以“房号”为主键。完整的关系模式如下：业主（业主编号，房号，姓名，房屋面积，工作单位，联系电话）
根据题意，员工信息主要包括：员工号、姓名、出生年月、性别、住址、联系电话、 所在部门号、职务和密码等，因此，空（2)应填写“员工号，所在部门号”。又因为员工号可唯一标识一条员工信息，所以“员工号”为主键。根据题意，一个员工只能属于—个部门，“所在部门号”应参照部门关系的“部门号”，因此，“所在部门号”为外键。 完整的关系模式如下：员工（员工号，所在部门号，姓名，出生年月，性别，住址，联系电话，职务，密码）
【问题2】
填写图2-1中（a)〜（f)处联系的类型（注：一方用1表示，多方用m或n或* 表示)，并补充完整图2-1中的实体、联系和联系的类型。 【参考答案】
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【答案解析】
根据题意，一个员工可以为多个业主收费，同样一个业主也可以有多个员工为其收费，因此业主和收费员之间的收费联系为多对多。故空（a)应填写*，空（b)应填写*。因为一个员工只能属于一个部门，所以部门与员工之间的隶属联系是一对多的。故空（c)应填写1，空（d)应填写*。根据题意，职务不同员工可以有不同的权限，所以权限和员工之间的合法联系是一对多。又由于收费员收费时必需根据收费类型（如水费、电费或物业费）到收费标准关系中查出单价来计算收费金额，所以需要增加一个收费标准关系，以及收费标准到收费联系的连线。
【问题3】
业主关系属于第几范式？请说明存在的问题。 【参考答案】
业主关系属于第2范式。
问题是当某业主有多套住房时，属性“业主编号，姓名，房屋面积，工作单位，联系电话”等信息在业主关系表中重复存储，存在数据冗余。
试题三
某网上药店允许顾客凭借医生开具的处方，通过网络在该药店购买处方上的药品。 该网上药店的基本功能描述如下：
（1）注册。顾客在买药之前，必须先在网上药店注册。注册过程中需填写顾客资料以及付款方式（信用卡或者支付宝账户）。此外顾客必须与药店签订一份授权协议书，
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授 权药店可以向其医生确认处方的真伪。
（2）登录。已经注册的顾客可以登录到网上药房购买药品。如果是没有注册的顾客， 系统将拒绝其登录。
（3）录入及提交处方。登录成功后，顾客按照“处方录入界面”显示的信息，填写开具处方的医生的信息以及处方上的药品信息。填写完成后，提交该处方。
（4）验证处方。对于已经提交的处方（系统将其状态设置为“处方已提交”)，其验证过程为：
①核实医生信息。如果医生信息不正确，该处方的状态被设置为“医生信息无效”， 并取消这个处方的购买请求；如果医生信息是正确的，系统给该医生发送处方确认请求， 并将处方状态修改为“审核中”。
②如果医生回复处方无效，系统取消处方，并将处方状态设置为“无效处方”。如果医生没有在7天内给出确认答复，系统也会取消处方，并将处方状态设置为“无法 审核”。
③如果医生在7天内给出了确认答复，该处方的状态被修改为“准许付款”。系统取消所有未通过验证的处方，并自动发送一封电子邮件给顾客，通知顾客处方 被取消以及取消的原因。
（5）对于通过验证的处方，系统自动计算药品的价格并邮寄药品给已经付款的顾客。该网上药店采用面向对象方法开发，使用UML进行建模。系统的类图如图3-1 所示。
【问题1】
根据说明中的描述，给出图3-1中缺少的C1〜C5所对应的类名以及（1)〜（6) 处所对应的多重度。 【参考答案】
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【答案解析】本问题考查UML的类图。类图展现了一组对象、接口、协作和它们之间的关系。在面向对象系统的建模中，最常用的模型之一就是类图。类图用于对系统的静态设计视图建模。这种视图主要支持系统的功能需求，即系统要提供给用户的服务。但对系统的静态设计视图建模时，通常有三种使用方式:
（1）对系统的词汇建模
对系统的词汇建模涉及做出这样的决定：哪些抽象是考虑中的系统的一部分，哪些抽象处于系统边界之外。用类图详细描述这些抽象和它们的职责。 （2）对简单的协作建模
协作是一些共同工作的类、接口和其他元素的群体，该群体提供的一些合作行为强于所有这些元素的行为之和。例如当对分布式系统的事务语义建模时，不能仅仅盯着一 个单独的类来推断要发生什么，而要有相互协作的一组类来实现这些语义。用类图对这组类以及它们之间的关系进行可视化和详述。 （3）对逻辑数据库模式建模
将模式看作数据库的概念设计的蓝图。在很多领域中，要在关系数据库或面向对象数据库中存储永久信息。可以用类图对这些数据库的模式建模。
【问题2】
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图3-2给出了“处方”的部分状态图。根据说明中的描述，给出图3-2中缺少的S1〜S4所对应的状态名以及（7)〜（10)处所对应的迁移（transition)名。 【参考答案】
S1：审核中 S2:无法审核 S3：医生信息无效 S4：无效处方
（7）医生信息不正确 （8）医生信息正确
（9）医生回复处方无效 （10）医生没有在7天内给出确认答复 或者：
S2：无效处方 S4:无法审核
（9）医生没有在7天内给出确认答复 （10）（10）医生回复处方无效 S1、S3、（7）、（8）同上
【答案解析】状态图关注系统的动态视图，它注重描述可能的状态序列，以及在特定状态下对象对外部离散事件的响应动作。本题考查的是类“处方”的对象的状态变化。关于网上药店对“处方”的处理流程，在说明的（4)验证处方中，给出了详细的描述。对该描述进行分析之后，可以用下面的表来说明“处方”在整个验证流程中所经历的状态。
处方状态 医生信息无效 审核中 无效处方 无法审核 准许付款 产生该状态的原因 医生信息不正确 医生信息正确 医生回复处方无效 医生没有在7天内给出答复 医生在7天内给出确认答复 验证结果 不通过 ............. 不通过 不通过 通过 下一步工作就是把上表中的信息与题中的状态图对应起来。
由说明可知，处方提交后的第一步操作就是核实医生信息，而这个操作会产生两种结果：医生信息正确，或者不正确。医生信息不正确会使处方的状态变更为“医生信息无效”，并导致购买行为被取消，即表中的第一行。对于这种情况，“处方”的状态变更 轨迹为：处方已提交→医生信息无效→结束。而在状态图中与这条轨迹匹配的状态序列 就是：处方已提交→S3→结束。由此可以确定，S3对应的就是状态“医生信息无效”， 而（7)对应的迁移就是“医生信息不正确”。
相应地，就可以判断出（8)应该代表的是核实医生信息的另一种结果，因此（8) 对
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应的迁移应该是“医生信息正确”。由上表可知，医生信息正确时，处方状态会变更为“审核中”，这样S1对应的状态就是“审核中”。
如果S2为状态“无效处方”，那么（10)就对应着“医生回复处方无效”；S4对应状态“无法审核”，那么（9)就对应着“医生没有在7天内给出答复”。.
【问题3】
试题四
堆数据结构定义如下：
对于n个元素的关键字序列a1，a2，…，an}，当且仅当满足下列关系时称其为堆。
在一个堆中，若堆顶元素为最大元素，则称为大顶堆；若堆顶元素为最小元素，则 称为小顶堆。堆常用完全二叉树表示，图4-1是一个大顶堆的例子。
堆数据结构常用于优先队列中，以维护由一组元素构成的集合。对应于两类堆结构， 优先队列也有最大优先队列和最小优先队列，其中最大优先队列采用大顶堆，最小优先队列采用小顶堆。以下考虑最大优先队列。
假设现已建好大顶堆A，且已经实现了调整堆的函数heapify(A，n，index)。 下面将C代码中需要完善的三个函数说明如下：
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(1)heapMaximum(A)：返回大顶堆A中的最大元素。
(2)heapExtractMax(A)：去掉并返回大顶堆A的最大元素，将最后一个元素“提前” 到堆顶位置，并将剩余元素调整成大顶堆。
(3)maxHeapInsert(A, key)：把元素key插入到大顶堆A的最后位置，再将A调整成大顶堆。
优先队列采用顺序存储方式，其存储结构定义如下:
【问题1】
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根据以上说明和C代码，填充C代码中的空（1)〜（5)。 【参考答案】
(1)、A->int_array[0]
(2)、A->int_array[0] = A->int_array[A->array_size-1 ] (3)、A->array_size-1
(4)、A->int_array[PARENT(i)] 函数heapMaximum返回大顶堆A的最大元素，即堆顶元素，因此空（1)处应填A->int_array[0]。函数heapExtractMax(A)取出大顶堆A的最大元素，将最后一个元素“提前”到堆顶位置，并将剩余元素调整成大顶堆。因此在将堆顶元素赋给max后，应该将堆的最后 一个元素移到堆顶位置，即空（2)处应填 A->int_array[0] = A->int_array[A->array_size-1]。函数maxHeapInsert(A，key)把元素key.插入到大顶堆A的最后位置，再将A调整成大顶堆。该函数前面的代码行考虑的是当存储空间不够时扩展存储空间。而后面是根据 该函数的定义实现的问题求解的算法表示，A->array_size ++;表示为堆的规模增加1，i 表示堆的最后一个元素的下标，即新插入的元素的下标，应该为A->array_size-1。while 循环是自下而上调整堆，当还没有到堆顶位置，且新插入的元素大于其父亲元素，即 A->int_array[PARENT(i)] 【问题2】 根据以上 C 代码，函数heapMaximum、heapExtractMax 和maxHeapInsert 的时间复杂度的紧致上界分别为 （6) 、 (7) 和（8)(用O符号表示)。 【参考答案】 (6)O (1) (7)O (lgn) (8)O (lgn) 【答案解析】 根据上述C代码，函数heapMaximum返回数组A的第1个元素，因此为常数时间即O (1)。函数heapExtractMax首先将数组A的第1个元素的值放到变量max中，然后将最后一个元素提到堆顶，最后再进行堆的调整，因此该时间复杂度实际上是调整堆的时间复杂度，即O(lgn)。函数maxHeapInsert将一个元素key插入到堆A中，具体的过程为先将堆的规模增加1，然后将元素插入到堆的最后一个位置，最后自下而上调整该元素，其时间复杂度 为堆（二叉树）的高度，即O(lgn)。 【问题3】 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 12 / 19 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）、考试库 china_nejcer 若将元素10 插入到堆 A =<15, 13, 9, 5, 12, 8, 7,4, 0, 6,2, 1>中，调用 maxHeapInsert 函数进行操作，则新插入的元素在堆A中第 （9) 个位置(从1开始）。 【参考答案】 (9) 3 将元素10 插入到堆 A = <15, 13,9,5, 12,8,7,4,0,6,2, 1〉中，根据 maxHeapInsert 函数进行操作，则过程如下图（a)〜（c)所示。 新插入的元素10在堆A中处于第3个位置，15和13分别处于第1和第2个位置。 试题五 某公司的组织结构图如图5-1所示，现采用组合（Composition)设计模式来构造该公司的组织结构，得到如图5-2所示的类图。 其中Company为抽象类，定义了在组织结构图上添加（Add)和删除（Delete)分公司/办事处或者部门的方法接口。类ConcreteCompany表示具体的分公司或者办事处，分公司或办事处下可以设置不同的部门。类HRDepartment和FinanceDepartment分别表示人力资源部和财务部。 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 13 / 19 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）、考试库 china_nejcer 【问题1】 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 14 / 19 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）、考试库 china_nejcer 【参考答案】 【答案解析】Composite模式将对象组合成树形结构以表示“整体-部分”的层次结构，其中的组合对象使得用户可以组合基元对象以及其他的组合对象，从而形成任意复杂的结构。Composite模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 Composite模式的结构如下图所示。 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 15 / 19 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）、考试 china_nejcer 图5-2中的Company对应的就是上图中的类Component, ConcreteCompany对应的是类Composite;而上图中的FinanceDepartment和HRDepartment扮演的就是类Leaf的角色。由于类Company的作用是为其子类提供统一的操作接口，所以将其定义为抽象类。 在C#中，抽象类的定义是：至少包含一个纯虚拟函数的类。而纯虚拟函数是没有函数体的虚拟函数，其作用是为子类提供统一接口。若要使用纯虚拟函数，必须在子类中对其进行重置。定义纯虚拟函数的语法为： virtual <返回值> <函数名> (<参数列表>)=0; 空（1)〜（3)考查的是如何定义抽象类Company。Company提供了两个方法接口Add和Delete,即该类中应包含两个纯虚拟函数。如何确定Add.和Delete的函数原型呢？ 这要借助于Company的子类。因为子类重置父类定义的虚拟函数时，不能改变其接口定 义。所以从ConcreteCompany中的Add和Delete方法就能够确定出空（2)和（3)处应 分别填入 “virtual void Add(Company* c) = 0” 和 “virtual void Delete(Company* c) = 0”。 空（1)考察的是在构造函数中如何给数据成员赋初值。当构造函数的参数与类的数据成员同名时，可以借助this指针来进行区别，因此空（1)处应填入this->name。 空（4)〜（6)考査对模式中Composite节点的定义。由图5-2可知，ConcreteCompany 与Company之间是聚集关系，即ConcreteCompany的实例中包含多个Company的子类 的实例。为了表示这种聚集关系，使用了C++标准类库中的类模板list。C++的类模板必须在实例化之后才能使用。实例化类模板时，要给出类型实参。由于children表示的是 类Company的子类的实例集合，所以空（4)处应填入Company*。空（5)和（6)处 分别使用了 list中提供的方法来实现添加和删除子公司、办事处或部门。children是list 的实例，所以空（5)和（6)处都应填入children。空（7)和（8)考査的是组合模式的使用。由图5-1可知，组织结构图的根目录是 “北京总公司”，“上海分公司”应该插入在根目录之下。所以空（7)处应填入root->Add(Comp)。而“南京办事处”是以“上海分公司”为根的子树中的节点，应插入 在“上海分公司”这个节点的下面。对象comp表示的是以“上海分公司”为根的子树的根节点，所以空（8)处应该填入comp->Add(comp1)。 试题六 某公司的组织结构图如图6-1所示，现采用组合（Composition)设计模式来设计，得到如图6-2所示的类图。 其中Company为抽象类，定义了在组织结构图上添加（Add)和删除（Delete)分公司/办事处或者部门的方法接口。类ConcreteCompany表示具体的分公司或者办事处，分公司或办事处下可以设置不同的部门。类HRDepartment和FinanceDepartment分别表示人力资源部和财务部。 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 16 / 19 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）、考试库 china_nejcer 【问题1】 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 17 / 19 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）、考试库 china_nejcer 【参考答案】 【答案解析】Composite模式将对象组合成树形结构以表示“整体-部分”的层次结构，其中的组合对象使得你可以组合基元对象以及其他的组合对象，从而形成任意复杂的结构。Composite模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。Composite模式的结构如下图所示。 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 18 / 19 全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）、考试库 china_nejcer 其中： •类Component为组合中的对象声明接口，在适当的情况下，实现所有类共有接口的缺省行为，声明一个接口用于访问和管理Component的子部件； •类Leaf在组合中表示叶节点对象，叶节点没有子节点；并在组合中定义图元对象的行为; •类Composite定义有子部件的那些部件的行为，存储子部件，并在Component 接口中实现与子部件有关的操作； •类Client通过Component接口操纵组合部件的对象。 下列情况可以使用Composite模式： (1)表示对象的整体-部分层次结构； (2)希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一地使用组合结构中的所有对象。 图6-2中的Company对应的就是上图中的类Component, ConcreteCompany对应的是类Composite;而上图中的FinanceDepartment和HRDepartment扮演的就是类Leaf的角色。由于类Company的作用是为其子类提供统一的操作接口，所以将其定义为抽象类。空（1)〜（2)考査的是如何定义抽象类Company。在Java中，可以通过在类名之前加 abstract关键字来定义抽象类，因此空（1)处应填入abstract class。空（2)考查的是在构造函数中如何给数据成员赋初值。当构造函数的参数与类的数据成员同名时，可以借助this指针来进行区别，因此空（2)处应填入this.name。空（3)〜（6)考查对模式中Composite节点的定义。 2010年下半年下午-软件设计师-下午试题及答案与解析（软考真题-案例分析） 19 / 19 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容