2004年下半年软件设计师下午试卷

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2004 年下半年软件设计师（高级程序员）下午试题

试题一 (15 分 )

　　 阅读下列说明和数据流图，回答问题 1 至问题 3 ，将解答填入答题纸的对应栏内。 某图书管理系统的主要功能是图书管理和信息查询。对于初次借书的读者，系统自动生成读者号，并与读者基本信息 ( 姓名、单位、地址等 ) 一起写入读者文件。 系统的图书管理功能分为四个方面：购入新书、读者借书、读者还书以及图书注销。
1 、购入新书时需要为该书编制入库单。入库单内容包括图书分类目录号、书名、作者、价格、数量和购书日期，将这些信息写入图书目录文件并修改文件中的库存总量 ( 表示到目前为止，购入此种图书的数量 ) 。
2 、读者借书时需填写借书单。借书单内容包括读者号和所借图书分类目录号。系统首先检查该读者号是否有效，若无效，则拒绝借书；若有效，则进一步检查该读者已借图书是否超过最大限制数 ( 假设每位读者能同时借阅的书不超过 5 本 ) ，若已达到最大限制数，则拒绝借书；否则允许借书，同时将图书分类目录号、读者号和借阅日期等信息写入借书文件中。
3 、读者还书时需填写还书单。系统根据读者号和图书分类目录号，从借书文件中读出与该图书相关的借阅记录，标明还书日期，再写回到借书文件中，若图书逾期，则处以相应的罚款。
4 、注销图书时，需填写注销单并修改图书目录文件中的库存总量。 系统的信息查询功能主要包括读者信息查询和图书信息查询。其中读者信息查询可得到读者的基本信息以及读者借阅图书的情况；图书信息查询可得到图书基本信息和图书的借出情况。
　　 图书管理系统的顶层图如图 1-1 所示；图书管理系统的第 0 层 DFD 图如图 1-2 所示 其中，加工 2 的细化图如图 1-3 所示。
　 【数据流图 1-1 】

图 1-1 图书管理系统顶层图

　【数据流图 1-2 】

图 1-2 图书管理系统第 0 层 DFD 图

　【数据流图 1-3 】

　【问题 1 】 (2 分 )
　　 数据流图 1-2 中有两条数据流是错误的，请指出这两条数据流的起点和终点。
　 【问题 2 】 (6 分 )
　　 数据流图 1-3 中缺少三条数据流，请指出这三条数据流的起点和终点。
　 【问题 3 】 (7 分 )
　　 根据系统功能和数据流图填充下列数据字典条目中的 (1) 和 (2) ：
　　 查洵请求信息 =[ 查询读者请求信息 | 查询图书请求信息 ]
　　 读者情况 = 读者号 + 姓名 + 所在单位 +{ 借书情况 }
　　 管理工作请求单 =__(1)__
　　 入库单 =__(2)__

试题二 (15 分 )
　　 阅读下列说明和 E-R 图，回答问题 1 至问题 3 ，将解答填入答题纸的对应栏内。
　 【说明】
　　 某网上订书系统的 E-R 图（已消除了不必要的冗余）如图 2-1 所示（图中没有标出主码）。图中实体的说明如表 2-1 所示。相关属性说明如表 2-2 所示。

表 2-1

表 2-2

　　一个顾客可以在同一天填写多张购书单，每张购书单上可填写多种图书，每种图书可以订购多本， bid 相同的图书在同一张购书单上不能出现多次。
　　 注：为简化起见，不考虑信用卡号码泄漏所带来的安全性等问题。
　 【图 2-1 】

【问题 1 】（ 9 分）
　　 根据 E-R 图中给出的词汇，按照 “ 有关模式名（属性，属性， ... ） ” 的格式，将此 E-R 图转换为 4 个关系模式，并指出每个关系模式中的主码和外码，其中模式名根据需要取实体名或联系名。

[ 问题 2] （ 2 分）
　　 创建 Customers 表时， cid 使用 INTEGER 数据类型， cname 使用 CHAR(80) 数据类型， address 使用 CHAR(200) 数据类型， cardnum 使用 CHAR （ 16 ）数据类型并且要求此列值惟一。请在下列用于创建表 Customers 的 SQL 语句空缺处填入正确的内容。
CREATE TABLE Customers （ cid INTEGER NOT NULL,
cname  CHAR(80) NOT NULL,
address CHAR(200),
cardnum CHAR （ 16 ） NOT NULL,
__(1)__,
__(2)__ ）
　 【问题 3 】 (4 分 )
　　 如下的 SQL 语句是书店用于查询 “ 所有订购了 bid 为 ‘123 － 456' 图书的用户订购其他图书的情况 ” 的不完整语句，请在空缺处填入正确的内容。
Select bid
From orderlist A
Where not exists （ Select * from Orders B
where A. ordernum ＝ B.ordernum and B.cid __(3)__
(Select bid from orderlist C,orders D
where __(4)__.bid ＝ '123-456'
and __(5)__ ＝ D.ordernum))

试题三 （ 15 分）
　　 阅读下列说明和数据流图，回答问题 1 和问题 3 ，将解答填入答题纸的对应栏内。
　 【说明】
　　 某指纹门禁系统结构如图 3-1 所示，其主要部件有：主机（ MainFrname ）、锁控器（ LockController ）、指纹采集器（ FingerReader ）和电控锁（ Lock ）。
　　 （ 1 ） 系统中的每个电控锁都有一个惟一的编号。锁的状态有两种： “ 已锁住 ” 和 “ 未锁住 ” 。
　　 （ 2 ） 在主机上可以设置每把锁的安全级别以及用户的开锁权限。只有当用户的开锁权限大于或等于锁的安全级别并且锁处于 “ 已锁住 ” 状态时，才能将锁打开。
　　 （ 3 ） 用户的指纹信息、开锁权限以及锁的安全级别都保存在主机上的数据库中。
　　 （ 4 ） 用户开锁时，只需按一下指纹采集器。指纹采集器将发送一个中断事件给锁控器，锁控器从指纹采集器读取用户的指纹并将指纹信息发送到主机，主机根据数据库中存储的信息来判断用户是否具有开锁权限，若有且锁当前处于 “ 已锁住 ” 状态，则将锁打开；否则系统报警。
　　 该系统采用面向对象方法开发，系统中的类以及类之间的关系用 UML 类图表示，图 3-2 是该系统类图的一部分；系统的动态行为采用 UML 序列图表示，图 3-3 是用户成功开锁的序列图。

　【问题 1 】（ 6 分）
　　 图 3-2 是该系统类图的一部分，依据上述说明中给出的术语，给出类 Look 的主要属性。
　 【问题 2] （ 5 分）
　　 依据上述说明中给出的词语，将图 3-3 中的（ 1 ）～（ 5 ）处补充完整。
　 【问题 3 】（ 4 分）
组装（ Composition ）和聚集（ Aggregation ）是 UML 中两种非常重要的关系。请说明组装和聚集分别表示什么含义？两者的区别是什么？

试题四 （ 15 分）
　　 阅读下列说明和数据流图，回答问题 1 和问题 3 ，将解答填入答题纸的对应栏内。
　 【说明】
　　 在并发系统设计中，通过对信号量 s 的 P 、 V 操作实现进程的同步与互斥控制。
P （ S ）： S:=S-1 ，若 S≥0, 则执行 P 操作的进程继续执行；若 S ＜ 0 ，则置该进程为阻塞状态，并将其插入阻塞队列。
V(S) ： S:=S+1, 若 S ＞ 0 ，则执行 V 操作的进程继续执行；若 S≤0 ，则从阻塞队列唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，然后执行 V 操作的进程继续执行。
　 【问题 1 】（ 4 分）
　　 在某并发系统中，有一个发送进程 A 、一个接收进程 B 、一个环形缓冲区 BUFFER 、信号量 S1 和 S2 。发送进程不断地产生消息并写入缓冲区 BUFFER ，接收进程不断地从缓冲区 BUFFER 取消息。假设发送进程和接收进程可以并发地执行，那么，当缓冲区的容量为 N 时，如何使用 P 、 V 操作才能保证系统的正常工作。发送进程 A 和接收进程 B 的工作流程如图 4-1 所示。请在图 4-1 中的空（ 1 ）～（ 4 ）处填入正确的内容。

　 【问题 2 】（ 5 分）
　　 若系统中有多个发送进程和接收进程，进程间的工作流程如图 4-2 所示，其中空（ 1 ）～（ 4 ）的内容与图 4-1 相同。发送进程产生消息并顺序地写入环形缓冲区 BUFFER ，接受者进程顺序地从 BUFFER 中取消息，且每条消息只能读取一次。为了保证进程间的正常通讯，增加了信号量 SA 和 SB 。
① 请说明信号量 SA 和 SB 的物理意义，并在图 4-2 中的空（ 5 ）和空（ 6 ）处填入正确的内容。
② 请从图 4-2 的（ a ）～（ 1 ）中选择四个位置正确地插入 P （ SA ）、 V （ SA ）、 P(SB) 、 V(SB) 。
　 【图 4-2] 】

　 【问题 3 】（ 6 分）
　　 设系统中只有进程 A 和进程 B ，除了互斥地使用 CPU 和打印机 R 外，进程 A 和 B 不使用其他资源。另外，进程 B 的优先级比 A 高，而进程 A 先于 B 准备好。进程 A 和 B 的执行情况如图 4-3 所示，其中粗实线表示进程在执行中，细实线表示打印机 R 在使用中。（每个进程具有三种状态：运行，就绪和阻塞）
　　 请说明进程 A 和 B 在图 4-3 所示的 T1 、 T2 、 T3 、 T4 时刻所处的状态；若是阻塞状态，请说明阻塞原因。
　 【图 4-3 】

试题五 （ 15 分，每空 3 分）
　　 阅读下列函数说明和 C 代码，将应填入（ n ）处的字句写在答题纸的对应栏内。
　 【说明】
　　 函数 int Toplogical （ LinkedWDigraph G ）的功能是对图 G 中的顶点进行拓扑排序，并返回关键路径的长度。其中图 G 表示一个具有 n 个顶点的 AOE －网，图中顶点从 1 ～ n 依次编号，图 G 的存储结构采用邻接表表示，其数据类型定义如下：
typedef struct Gnode{  /* 邻接表的表结点类型 */
int adjvex; /* 邻接顶点编号 */
int weight; /* 弧上的权值 */
struct Gonde*nextare; /* 指示下一个弧的结点 */
}Gnode;

typedef struct Adjlist{  /* 邻接表的头结点类型 */
char vdata;   /* 顶点的数据信息 */
struct Gnode*Firstadj; /* 指向邻接表的第一个表结点 */
}Adjlist;

typedef struct LinkedWDigraph{  /* 图的类型 */
int n ,e; /* 图中顶点个数和边数 */
struct Adjlist head; /* 指向图中第一个顶点的邻接表的头结点 */
}LinkedWDigraph;
　　 例如，某 AOE- 网如图 5-1 所示，其邻接表存储结构如图 5-2 所示。

  　【函数】
int Toplogical(LinkedWDigraph G)
{Gnode *p;
   int j,w,top=0;
   int Stack,ve,*indegree;
   ve=(int )mallloc(G.n+1)*sizeof(int));
   indegree=(int*)malloc((G.n+1)*sizeof(int)); /* 存储网中个顶点的入度 */
   Stack=(int*)malloc((G.n+1)*sizeof(int));   /* 存储入度为 0 的顶点的编号 */
   If (!ve||!indegree||!Stack)            exit(0);
   for (j=1;j<=G.n;j++){
ve[j]=0;indegree[j]=0;
} /*for*/
for (j=1;j<=G.n;j++) {  /* 求网中各顶点的入度 */
   p=G.head[j].Firstadj;
   while (p) {
__(1)__;          p=p->nextarc;
} /*while*/
} /*for*/
for (j=1;j<=G.n;j++)                         / 求网中入度为 0 的顶点并保存其编号 */
if (!indegree[j]) Stack[++top]=j;
while (top>0){
w=__(2)__;
printf(“%c”,G.head[w].vdata);
p=G.head[w].Firstadj;
while (p) {
__(3)__;
if (!indegree[p->adjvex])
Stack[++top]=p->adjvex;
If(__(4)__)
Ve[p->adjvex]=ve[w]+p->weight;
P=p->nextarc;
}/*while*/
return(5);
} /*Toplogical*/

试题六 （ 15 分，每空 3 分）
　　 阅读下列函数说明和 C++ 代码，将应填入（ __n__ ）处的字句写在答题纸的对应栏内。
　 【说明】
　　 通常情况下，用户可以对应用系统进行配置，并将配置信息保存在配置文件中，应用系统在启动时首先将配置文件加载到内存中，这些内存配置信息应该有且仅有一份。
　　 下面的代码应用了单身模式（ Singleton ）以保证 Configure 类只能有一个实例。这样， Configure 类的使用者无法定义该类的多个实例，否则会产生编译错误。
　 【 C++ 代码】
#include <iostream.h>
class Configure {
__(1)__;
Configure() {}; // 构造函数
Public;
Static Configure*Instance();
Public;
Int GetConfigureData() {return data;} // 获取配置信息
Int SetConfigureDate(int m_data)
{ data=m_data;       return data; }  // 设置配置信息
private:
static Configure*_instance;
int data;                          // 配置信息
};
__(2)__=NULL;
Configure * Configure;;Instance() {
If (_instance= =NULL) {
_instance=__(3)__;
// 加载配置文件并设置内存配置信息，此处省略
}
return__(4)__;
}
void main() {
Configure*t=NULL;
t=__(5)__;
int d=t->GetConfigureData();
// 获取配置信息后进行其它工作，此处省略
}

试题七 （ 15 分，每空 3 分）
　 【说明】
　　 类 Queue 表示队列，类中的方法如下表所示。

　　类 Node 表示队列中的元素；类 emptyQueueException 给出了队列操作中的异常处理操作。
　 【 JAVA 代码】
public class testmain { // 主类
public static viod main (string args[]){
Queue q= new queue;
q.enqueue(“first!”);
q.enqueue(“second!”);
q.enqueue(“third!”);
__(1)__  {
while(true)
system.out.println(q.dequeue());
}
catch(__(2)__){}
}

public class queue { // 队列
node m_firstnode;
public queue(){m_firstnode=null;}
public Boolean isempty(){
if (m_firstnode= =null) return true;
else return false;
}
public viod enqueue(object newnode){ // 入队操作
node next = m_firstnode;
if (next = = null) m_firstnode=new node(newnode);
else {
while(next.getnext()!=null) next=next.getnext();
next.setnext(new node(newnode));
}
}
public object dequeue() __(3)__ { // 出队操作
object node;
if (is empty())
__(4)__; // 队列为空，抛出异常
else {
node =m_firstnode.getobject();
m_firstnode=m_firstnode.getnext();
return node;
}
}
}

public class node{
object m_data;
node m_next;
public node(object data)     {m_data=data;  m_next=null;}
public node(object data,node next)   {m_data=data;  m_next=next;}
public void setobject(object data)   {m_data=data; }
public object getobject(object data)  {return m_data;}
public void setnext(node next)   {m_next=next;}
public node getnext()     {return m_next;}
}
public class emptyqueueexception extends   (5)  {
public emptyqueueexception() {
   system.out.println(“ 队列已空！ ”);
}
}

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