2022年下半年软件设计师考试下午真题（专业解析+参考答案）

题目：阅读下列说明和图，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。随着新能源车数量的迅猛增长，全国各地电动汽车配套充电桩急速增长，同时也带来了充电桩计量准确性的问题。充电桩都需要配备相应的电能计量和电费计费功能，需要对充电计量准确性强制进行检定。现需开发计量检定云端软件，其主要功能是：(1)数据接收。接收计量装置上报的充电数据，即充电过程中电压、电流、电能等充电监测数据和计量数据（充电监测数据为充电桩监测的数据，计量数据为计量装置计量的数据，以秒为间隔单位)，接收计量装置心跳数据，并分别进行存储。(2)基础数据维护。管理员对充电桩、计量检定装置等基础数据进行维护。(3)数据分析。实现电压、电流、电能数据的对比，进行误差分析，记录充电桩的充电误差，供计量装置检定。系统根据计量检测人员给出的查询和统计条件展示查询统计结果。(4)充电桩检定。分析充电误差：计量检测人员根据误差分析结果和检定信息记录，对充电桩进行检定，提交检定结果：系统更新充电桩中的检定信息（检定结果和检定时间），并存储于检定记录。(5)异常告警。检测计量装置心跳，当心跳停止时，向管理员发出告警。(6)检定信息获取，供其它与充电桩相关的第三方服务查询充电桩中的检定信息。现采用结构化方法对计量检定云端软件进行分析与设计，获得如图1-1所示的上下文数据流图和图1-2所示的0层数据流图。
选项：【问题1】(4分) 使用说明中的词语，给出图1-1 中的实体E1~ E4的名称。 【问题2】(5分) 使用说明中的词语，给出图1-2中的数据存储D1~D5的名称。 【问题3】(4分) 根据说明和图中未语，补充图1-2中缺失的数据流及其起点和终点。 【问题4】(2分) 根据说明，给出“充电监测与计量数据”数据流的组成。 
答案：【问题1】 E1：计量装置 E2：管理员 E3：计量检测人员 E4：第三方服务 【问题2】 D1：充电数据文件 D2：基础数据文件 D3：心跳数据文件 D4：充电误差信息文件 D5：检定记录 【问题3】 <img src="https://img.kuaiwenyun.com/images/shiti/2022-11/422/8xh8sYx5ew.png" style="max-width:100%;"> 【问题4】 充电监测数据和计量数据=充电桩ID+计量装置ID+监测电压+监测电流+监测电能+计量电压+计量电流+计量电能+时间 
解析：问题1：根据“接收计量装置上报的充电数据，即充电过程中电压、电流、电能等充电监测数据和计量数据”可知，E1是“计量装置”。根据“向管理员发出告警”可知，E2是“管理员”。根据“计量检测人员根据误差分析结果和检定信息记录”可知，E3是“计量检测人员”。根据“第三方服务查询充电桩中的检定信息”可知，E4是“第三方服务”。问题2：根据“接收计量装置上报的充电数据”可知，D1是“充电数据文件”。根据“管理员对充电桩、计量检定装置等基础数据进行维护”可知，D2是“基础数据文件”。根据“接收计量装置心跳数据，并分别进行存储”可知，D3是“心跳数据文件”。根据可知，D4是“充电误差信息文件”。根据可知，D5是“检定记录文件”。问题3：E3要发送“查询和统计条件”给P3，P3才能把结果返回给E3。P3需要从D4获取数据，才能展示给E3。P4需要更新记录，所以P4到D5有一条数据流。P6需要从D5获取数据，才能返回给E4。问题4：根据题干描述，把数据项补全即可。充电监测数据和计量数据=充电桩ID+计量装置ID+监测电压+监测电流+监测电能+计量电压+计量电流+计量电能+时间。

题目：阅读下列说明和图，回答问题1至问愿3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某营销公司为了便于对各地的分公司及专卖店进行管理，拟开发一套业务管理系统，请根据下述需求描述完成该系统的数据库设计。【需求描述】(1) 分公司信息包括：分公司编号、分公司名、地址和电话。其中，分公司编号唯一确定分公司关系的每一个元组。每个分公司拥有多家专卖店，每家专卖店只属于一个分公司。(2) 专卖店信息包括：专卖店号、专卖店名、店长、分公司编号、地址、电话，其中店号唯一确定专卖店关系中的每一个元组。每家专卖店只有一名店长，负责专卖店的各项业务：每名店长只负责一家专卖店：每家专卖店有多名职员，每名职员只属于一家专卖店。(3)职员信息包括：职员号、职员名、专卖店号、岗位、电话、薪资。其中，职员号唯一标识职员关系中的每一个元组。岗位有店长、营业员等。【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。【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）：分公司（分公司编号，分公司名，地址，电话）专卖店（专卖店号，专卖店名，___（a）__，地址，电话)职员（职员号，职员名，____（b）___，岗位，电话，薪资）
选项：【问题1】(6分) 根据需求描述，图21实体联系图中缺少三个联系。请在答题纸对应的实体联系图中补充三个联系及联系类型。 注：联系名可用联系1、联系2、联系3：也可根据你对题意的理解取联系名。 【问题2】 (6分) （1）将关系校式中的空____（a）___、____（b）___的属性补充完整，并填入答题纸对应的位置上。 （2）专卖店关系的主键：____（c）___ 和外键:____（d）___。 职员关系的主键：____（e）___ 和外键:____（f）___。 【问题3】(3分) 为了在紧急情况发生时，能及时联系到职员的家人，专卖店要求每位职员至少要填写位紧急联系人的姓名、与本人关系和联系电话。根把这种情况，在用2-1中还需来机的实体是____（g）___ ，职员关系与该实体的联系类型为____（h）___。 （3）给出该实体的关系模式。 
答案：【问题1】<img src="https://img.kuaiwenyun.com/images/shiti/2022-11/493/Kzg8AqvAng.png" style="max-width:100%;"> 【问题2】 （1） （a）店长，分公司编号 （b）专卖店号 （2） （c）专卖店号 （d）店长，分公司编号 （e）职员号 （f）专卖店号 【问题3】 （1） （g）紧急联系人 （h） 1对多 （2）紧急联系人（联系人编号，职员号，紧急联系人姓名，关系，联系电话） 注：此处可以缺少紧急联系人编号。 
解析：问题1：根据“每个分公司拥有多家专卖店，每家专卖店只属于一个分公司”可知，分公司和专卖店之间有一个1-n的联系。根据“每家专卖店只有一名店长，负责专卖店的各项业务：每名店长只负责一家专卖店”可知，专卖店和店长之间有1-1的联系。根据“每家专卖店有多名职员，每名职员只属于一家专卖店”可知，专卖店和店员之间有1-n的联系。问题2：从题干可以知道，“专卖店”模式缺少“店长”。从ER图可以知道，“专卖店”模式还缺少“分公司编号”。所以（a）处填写“店长，分公司编号”。从ER图可以知道，“职员”模式还缺少“专卖店号”，所以（b）填写“专卖店号”。专卖店关系的主键是“专卖店号”，外键有“店长，分公司编号”。职员关系的主键是“职员号”，外键有“专卖店号”。

题目：阅读下列说明和图，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】图3-1所示为某软件系统中一个温度控制模块的界面。界面上提供了两种温度计量单位，即华氏度(Farechet)和摄氏度(Celsius)。软件支持两种计量单位之间的自动换算，即若输入一个华氏度的温度，其对应的摄氏度温度值会自动出现在摄氏度的显示框内，反之亦然。用户可以通过该界面上的按钮Raise (升高温度)和Lower (降低温度)来改变温度的值。界面右侧是个温度计，将数字形式的温度转换成温度计上的制度比例进行显示。当温度值改变时，温度计的显示也随之同步变化。现在采用面向对象方法现实该温度控制模板，得到如图3-2所示的用例图和3-3所示的类图。图3-2 用例图图3-3 类图
选项：【问题1】(4分) 根据说明中的描述，给出图3.2中U1~U4所对应的用例名。 【问题2】(8分) 根据说明中的描述，给出图3-3中C1~C8所对应的类名(类名使用图3-1中标注的词汇)。 【问题3】(3分) 现需将图3-1所示的界面改造为个更为通用的 GUI应用，能够实现任意计量单位之间的换算，例如千克和磅之间的换算、厘米和英寸之间的换算等等。为了实现这个新的需求，可以在图 3-3所示的类图上增加哪种设计模式？请解释选择该设计模式的原因(不超过50字)。 
答案：【问题1】 U1：显示温度 U2：显示华氏度 U3：温度计显示 U4：单位换算 【问题2】 C1：TemperatureCovertorDialog C2~C4： FahrenheitEditBox CelsiusEditBx TemperatureBar C5~C8： FahrenheitRaise FahrenheitLower CelsiusRaise CelsiusLower 【问题3】 策略模式 原因：多种单位之间不同的换算规则可以写成不同的算法策略，这些算法之间是平等关系，可以根据自己的需求选择不同的策略，并且可以灵活切换。策略模式的功能就是把具体的算法实现，从具体的业务处理里面独立出来，把它们实现成为单独的算法类，从而形成一系列的算法，并让这些算法可以相互替换。 
解析：问题1：根据3-2可知，U2用例和“显示摄氏度”用例是兄弟关系，那么U2用例就是“显示华氏度”。根据3-2可知，温度的变化会触发用例U1，用例U1包含了U2“显示华氏度”和“显示摄氏度”以及U3。分析题干可知，还需要显示温度计，所以U3就是“显示温度计”。三个显示都是继承U1，所以U1就是“显示温度”。问题2：根据图3-3可知，C1包含了全部组件，那么C1就是TemperatureCovertorDialog。C5-C8都是Button的子类，那么就是FahrenheitRaiseFahrenheitLowerCelsiusRaiseCelsiusLower，顺序可以颠倒。C2-C4与Button同级，就是FahrenheitEditBoxCelsiusEditBxTemperatureBar，顺序可以颠倒。

题目：阅读下列说明和C代码，回答问题1至问题3，将解答写在答题纸的对应栏内。【说明】排序是将一组无序的数据元素调整为非递减顺序的数据序列的过程，堆排序是一种常用的排序算法。用顺序存储结构存储堆中元素。非递减堆排序的步骤是：(1)将含n个元素的待排序数列构造成一个初始大顶堆，存储在数组R(R[1]，R[2]，...，R[n])中。此时堆的规模为 n，堆顶元素R[1]就是序列中最大的元素，R[n]是堆中最后一个元素。(2)将堆顶元素和堆中最后一个元素交换，最后一个元素脱离堆结构，堆的规模减1，将堆中剩余的元素调整成大顶堆；(3)重复步骤(2)，直到只剩下最后一个元素在堆结构中，此时数组R是一个非递减的数据序列。【C代码】下面是该算法的C语言实现。(1)主要变量说明n:待排序的数组长度R[]：待排序数组，n个数放在R[1]，R[2]，...，R[n]中（2）代码＃include ＜stdio.h＞＃define MAXITEM 100/*调整堆R:待排序数组：v:节点编号，以v为根的二又树，R[v]≥R[2v]，R[v]≥R[2v+1]，且其左子树和右子树都是大顶堆：n:堆结构的规模，即堆中的元素数*/void Heapify(int R[MAXITEM],int v,int n){ int i,j; i=v; j=2*i;R[0]=R[i]:while (j<=n){ if(j<n&& R[j]<R[j+1]){ j++;}if(_____(1)______){R[i]=R[j];i=j:j=2*i;}else{ j=n+1;}}R[i]=R[0];}/* 堆排序，R为待排序数组；n为数组大小 */void HeapSort(int R[MAXITEM],int n){int i;for(i=n/2；i>=1;i--){(_____(2)______);}for(i=n;(_____(3)______;i--){ R[0]=R[i]: R[i]的=R[1]: _____(4)__; Heapify (R,1,i-1); } }
选项：【问题1】(8分) 根据以上说明和C代码，填充C代码中的空(1)～(4)。 【问题2】(2分) 根据以上说明和C代码，算法的时间复杂度为(5)（用O符号表示）。 【问题3】(5分) 考虑数据序列R=(7，10，13，15，4，20，19，8)，n=8，则构建的初始大顶堆为(6)， 第一个元素脱离堆结构，对剩余元素再调整成大顶堆后的数组R为（7）。 
答案：【问题1】 1：R[0]<R[j] 2：Heapify(R,i,n) 3：i>1 4：R[1]=R[0] 【问题2】 5：O(nlog2n)【O(nlogn)、O(nlgn)写法也是可以的】【问题3】 6：｛20，15，19，10，4，13，7，8｝或其树形结构。 7：｛19，15，13，10，4，8，7，20｝ 
解析：本题是典型的C语言算法设计题，结合了归并排序进行考查。【问题1】第一空此处缺失位置填写R[0]<R[j]或其他等价形式。根据题干描述和代码说明，第一空下文的if执行逻辑为元素交换，此处比较特殊，注释给出的逻辑应该是R[i]<R[j]，但R[i]在循环中可能会发生变化，因此将最初的R[i]值记录到辅助存储单元R[0]，后续每一轮循环中，都是以最初的堆顶比较去找最值的，此时每一轮需要与最初的堆顶记录R[0]进行比较。因此，此处填写R[0]<R[j]或其他等价形式。第二空此处缺失位置填写Heapify(R,i,n)或其他等价形式，此处是对R[]数组中i-n元素位置进行堆调整。第三空此处缺失位置填写i>1或其他等价形式，这是循环规模递减的过程，根据下文递归调用Heapify (R,1,i-1)的代码，i-1的取值最小到0，因此i需要大于等于2，此处填写i>1或其他等价形式。第三空此处缺失位置填写R[1]=R[0]或其他等价形式，此处是典型的数据交换，R[0]是辅助交换空间，交换的是R[1]与R[i]的取值也就是每一轮堆顶元素放在R[i]。【问题2】堆排序时间复杂度为O(nlog2n)【O(nlogn)、O(nlgn)写法也是可以的】。【问题3】对元素初始建堆结果如下：调整为大顶堆，结果如下：可以填写数组｛20，15，19，10，4，13，7，8｝或图示形式。第一个元素脱离堆结构后放置在R[n]位置上，剩余位置1-(n-1)调整为大顶堆，数组表示形式为：｛19，15，13，10，4，8，7，20｝

题目：阅读下列说明和Java代码，将应填入(n)处的字句写在答题纸的对应栏内，【说明】阅读下列说明和C++代码，将应填入(n)处的字句写在答题纸的对应栏内。【说明】Facade(外观)模式是一种通过为多个复杂子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式。以医院为例，就医时患者需要与医院不同的职能部门交互，完成挂号、门诊、取药等操作。为简化就医流程，设置了一个接待员的职位，代患者完成上述就医步骤，患者只需与接待员交互即可。5-1给出了以外观模式实现该场景的类图。【Java 代码】import java.util.*;interface Patient{ (1);}interface Disposer{ (2);}class Registry implements Disposer｛ //挂号     public void dispose(Patient patient){        System.out.println("I am registering..."+patient.getName());     }}class Doctor implements Disposer{ //医生门诊     public void dispose(Patient patient){         System.out.println("I am diagnosing..."+patient.getName());    }}class Pharmacy implements Disposer{    public void dispose(Patient patient){        System.out.println("I am giving medicine..."+patient.getName());    }}class Facade{    private Patient patient;    public Facade(Patient patient){  this.patient = patient ; }    public void dispose(){        Registry registry = new Registry();        Doctor doctor = new Doctor();        Pharmacy ph = new Pharmacy();            registry.dispose(patient);        doctor.dispose(patient);        ph.dispose(patient);    }}class ConcretePatient implements Patient{    private String name;    public ConcretePatient(String name){this.name = name;}    public String getName(){  return name;}}class FacadeTest{    public static void main(String[] args){        Patient patient = (3) ;        (4) f = (5);        (6);    }}
选项： 
答案：1：String getName（）2：void dispose(Patient patient)3：new ConcretePatient(“”)4：Façade5：new Facade(patient) 6：f.dispose()
解析：通过可知，（1）填String getName()。通过可知，（2）填void dispose(Patient patient)。通过可知，（3）填new ConcretePatient("")。通过可知，（4）（5）填 Façade 和 new Facade(patient)。通过可知，（6）填 f.dispose()。

题目：阅读下列说明和C++代码，将应填入(n)处的字句写在答题纸的对应栏内。【说明】Facade(外观)模式是一种通过为多个复杂子系统提供一个一致的接口，而使这些子系统更加容易被访问的模式，以医院为例，就医时患者需要与医院不同的职能部门交互，完成挂号、门诊、取药等操作。为简化就医流程，设置了一个接待员的职位，代患者完成上述就医步骤，患者只需与接待员交互即可。6-1给出了以外观模式实现该场景的类图。图6-1类图
选项：【C+代码】 #include <iostream> #include <string> using namespace std; class Patient{ public: (1) }; class Disposer{ public: (2) }; class Registry:public Disposer{ //挂号 public: void dispose(Patient *patient){ cout<<"I am registering...."<<patient->getName()<<endl; } }; class Doctor : public Disposer｛// 医生门诊 public: void dispose(Patient *patient){ cont<< "l am diagnosing..."<<patient->getName()<<endl; } }; class Pharmacy : public Disposer{ //取药 public: void dispose(Patient *patient） { cout <<"I am giving medicine..."<< patient->getName()<<endl; }; class Facade { private Patient *patient; public: Facade(Patient *patient）{this->patient=patient;} void dispose(){ Registry *registry=new Registry(); Doctor *doctor= new Doctor(); Pharmacy *ph=new Pharmacy(); registry>dispose(patient）; doctor>dispose(patient); ph->dispose(patient); } }; class ConcretePatient： public Patient { private: string name; public: ConcretePatient(string name）{this->name=name;} string getName(){return name;} }; int main(){ Patient *patient=（3）; （4）f=(5）; （6）; return()； } 
答案：1、virtual string getName()=0 2、virtual void dispose(Patient *patient)=0 3、new ConcretePatient("") 4、Facade * 5、new Facade(patient) 6、f->dispose()
解析：通过可知，（1）填virtual string getName()=0  。通过可知，（2）填virtual void dispose(Patient *patient)=0  。通过可知，（3）填new ConcretePatient("")  。通过可知，（4）（5）填 Facade *  和 new Facade(patient)  。通过可知，（6）填 f->dispose()  。

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