2010年下半年（下午）《软件设计师》真题

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，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己经付款的顾客。

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】（8分）

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。

【问题2】（4分）

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S 1~S4所对应的状态名以及（7）~（10）处所对应的迁移（transition）名。

【问题3】（3分）

图3-1中的符号在UML中分别表示类和对象之间的哪两种关系？两者之间的区别是什么？

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0层数据流图。

图1-2 0层数据流图

【问题1】（3分）

使用说明中的词语，给出图1-1中的实体E1~E3的名称。

【问题2】（3分）

使用说明中的词语，给出图1-2中的数据存储D1~D3的名称。

【问题3】（9分）

（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。

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。

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）×每平米单价，卫生费=套房数量（套）×每套房单价，水费=用水数量（吨）×每吨水单价，电费=用电数量（度）×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。

表2-1收费标准

表2-2收费单示例

【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。

图2-1实体联系图

【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）：

业主((1)，姓名，房屋面积，工作单位，联系电话)

员工((2)，姓名，出生年月，性别，住址，联系电话，职务，密码)

部门((3)，部门名称，部门电话)

权限(职务，操作权限)

收费标准((4))

收费信息((5)，收费类型，收费金额，员工号)

【问题1】（8分）

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。

【问题2】（5分）

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。

【问题3】（2分）

业主关系属于第几范式？请说明存在的问题。

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；若顶堆元素为最小元素，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。

图4-1大顶堆示例

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：

（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：

#define PARENT(i)i/2

typedef struct array{

int*int_array;//优先队列的存储空间首地址

int array_size;//优先队列的长度

int capacity;//优先队列存储空间的容量

}ARRAY;

【C代码】

（1）函数heapMaximum

int heapMaximum(ARRAY*A){return(1);}

（2）函数heapExtractMax

int heapExtractMax(ARRAY*A){

int max;

max=A->int_array[0];

（2）;

A->array_size--;

heapify(A,A->array_size,0);//将剩余元素调整成大顶堆

return max;

}

（3）函数maxHeapInsert

int maxHeapInsert(ARRAY*A,int key){

int i,*p;

if(A->array_size==A->capacity){//存储空间的容量不够时扩充空间

p=(int*)realloc(A->int_array,A->capacity*2*sizeof(int));

if(!p)return-1;

A->int_array=p;

A->capacity=2*A->capacity;

}

A->array_size++;

i=（3）;

while(i>0&&（4）){

A->int_array[i]=A->int_array[PARENT(i)];

i=PARENT(i);

}

（5）;

return 0;

}

【问题1】（10分）

根据以上说明和C代码，填充C代码的空（1）~（5）。

【问题2】（3分）

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）、（8）（用O符号表示）。

【问题3】（2分）

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中的第（9）个位置（从1开始）。

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。

图5-1组织结构图

图5-2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。

【C++代码】

#include＜iostream>

#include＜list>

#include＜string>

using namespace std;

class Company{//抽象类

protected:

strìng name;

public:

Company(string name){（1）=name;}

（2）;//增加子公司、办事处或部门

（3）;//删除子公司、办事处或部门

};

class ConcreteCompany:public Company{

private:

list＜（4）>children;//存储子公司、办事处或部门

public:

ConcreteCompany(string name):Company(name){}

void Add(Company*c){（5）.push_back(c);}

void Delete(Company*c){（6）.remove(c);}

};

class HRDepartment:public Company{

public:

HRDepartment(string name):Company(name){}//其他代码省略

};

class FinanceDepartment:public Company{

public:

FinanceDepartment(string name):Company(name){}//其他代码省烙

};

void main（　　）{

ConcreteCompany*root=new ConcreteCompany("北京总公司");

root->Add(new HRDepartment("总公司人力资源部"));

root->Add(new FinanceDepartment("总公司财务部"));

ConcreteCompany*comp=new ConcreteCompany("上海分公司");

comp->Add(new HRDepartment("上海分公司人力资源部"));

comp->Add(new FinanceDepartment("上海分公司财务部"));

（7）;

ConcreteCompany*comp1=new ConcreteCompany("南京办事处");

comp1->Add(new HRDepartment("南京办事处人力资源部"));

comp1->Add(new FinanceDepartment("南京办事处财务部"));

（8）;//其他代码省略

}

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。

图6-1组织结构图

图6-2类图

【Java代码】

import java.util.*;

（1）Company{

protectedString name;

public Company(String name){（2）=name;}

public abstract void Add(Company c);//增加子公司、办尊处或部门

public abstract void Delete(Company c);//删除子公司、办事处或部门

}

class ConcreteCompany extends Company{

private List＜（3）>children=new ArrayList＜（4）>（　　）;

//存储子公司、办事处或部门

public ConcreteCompany(String name){super(name);}

public void Add(Company c){（5）.add(c);}

public void Delete(Company c){（6）.remove(c);}

}

class HRDepartment extends Company{

public HRDepartment(String name){super(name);}

//其他代码省略

}

class FinanceDepartment extends Company{

public FinanceDepartment(String name){super(name);}

//其他代码省略

}

public class Test{

public static void main(String[]args){

ConcreteCompany root=new ConcreteCompany("北京总公司");

root.Add(new HRDepartment("总公司人力资源部"));

root.Add(new FinanceDepartment("总公司财务部"));

ConcreteCompany comp=new ConcreteCompany("上海分公司");

comp.Add(new HRDepartment("上海分公司人力资源部"));

comp.Add(new FinanceDepartment("上海分公司财务部"));

（7）;

ConcreteCompany comp1=new ConcreteCompany("南京办事处");

comp1.Add(new HRDepartment("南京办事处人力资源部"));

comp1.Add(new Fina.nceDepartment("南京办事处财务部"));

（8）;//其他代码省略

}

}