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。<br />【说明】 <..

免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2016年上半年软件设计师下午试卷案例

第3题

知识点：类图用例图编辑器功能描述面向对象方法维护指令

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】
某软件公司欲设计实现一个虚拟世界仿真系统。系统中的虚拟世界用于模拟现实世界中的不同环境（由用户设置并创建），用户通过操作仿真系统中的1~2个机器人来探索虚拟世界。机器人维护着两个变量b1和b2，用来保存从虚拟世界中读取的字符。
该系统的主要功能描述如下：
（1）机器人探索虚拟世界（Run Robots）。用户使用编辑器（Editor）编写文件以设置想要模拟的环境，将文件导入系统（Load File）从而在仿真系统中建立虚拟世界（Setup World）。机器人在虚拟世界中的行为也在文件中进行定义，建立机器人的探索行为程序（Setup Program）。机器人在虚拟世界中探索时（Run Program），有2种运行模式：
①自动控制（Run）：事先编排好机器人的动作序列（指令（Instruction）），执行指令，使机器人可以连续动作。若干条指令构成机器人的指令集（Instruction Set）。
②单步控制（Step）：自动控制方式的一种特殊形式，只执行指定指令中的一个动作。
（2）手动控制机器人（Manipulate Robots）。选定1个机器人后（Select Robot），可以采用手动方式控制它。手动控制有4种方式：
①Move：机器人朝着正前方移动一个交叉点。
②Left：机器人原地沿逆时针方向旋转90度。
③Read：机器人读取其所在位置的字符，并将这个字符的值赋给b1；如果这个位置上没有字符，则不改变b1的当前值。
④Write：将b1中的字符写入机器人当前所在的位置，如果这个位置上已经有字符，该字符的值将会被b1的值替代。如果这时b1没有值，即在执行Write动作之前没有执行过任何Read动作，那么需要提示用户相应的错误信息（Show Errors）。
手动控制与单步控制的区别在于，单步控制时执行的是指令中的动作，只有一种控制方式，即执行下个动作；而手动控制时有4种动作。
现采用面向对象方法设计并实现该仿真系统，得到如图3-1所示的用例图和图3-2所示的初始类图。图3-2中的类“Interpreter”和“Parser”用于解析描述虚拟世界的文件以及机器人行为文件中的指令集。

问题：3.1 根据说明中的描述，给出图3-1中U1～U6所对应的用例名。

问题：3.2 图3-1中用例U1～U6分别与哪个（哪些）用例之间有关系，是何种关系？

问题：3.3 根据说明中的描述，给出图3-2中C1～C5所对应的类名。


知识点讲解
· 类图 · 用例图 · 编辑器 · 功能描述 · 面向对象方法 · 维护 · 指令

类图

类图（Class Diagram）展现了一组对象、接口、协作及其之间的关系。在面向对象系统的建模中所建立的最常见的图就是类图。

类图给出了系统的静态设计视图，包含主动类的类图给出了系统的静态进程视图。作为模型管理视图还可以含有包或子系统，二者都用于把模型元素聚集成更大的组块。类图用于对系统的静态视图建模。这种视图主要支持系统的功能需求，即系统要提供给最终用户的服务。当对系统的静态设计建模时，通常以下述3种方式之一使用类图：对系统的词汇建模；对简单的协作建模；对逻辑数据库模式建模。

作为静态视图的类图可以包含依赖、关联、泛化、组合、实现关系以及注解和约束等。

（1）依赖关系是两个事物之间的语义关系，其中一个事物发生变化会影响另一个事物的语义。

（2）关联关系是一种结构关系，它描述了一组对象之间的链接关系。其中有一种特殊类型的关联关系，即聚集关系，它描述了整体与部分的结构关系。

（3）泛化关系是一种一般—特殊关系，利用这种关系，子类可以共享父类的结构和行为。

（4）实现关系是类之间的语义关系，其中的一个类制订了另一个类保证执行的契约。实现关系用于两种情况：在接口和实现它们的类或构件之间；在用例和它们的协作之间。

（5）组合是聚集关系的变种，表示元素间更强的组合关系。各种关系图例如下图所示。

各种关系图例

用例图

用例图（Use Case Diagram）展现了一组用例、参与者（Actor）以及两者之间的关系。用例图通常包括用例、参与者、扩展关系、包含关系。用例图用于对系统的静态用例视图进行建模，主要支持系统的行为，即该系统在它的周边环境的语境中所提供的外部可见服务。当对系统的静态用例视图建模时，可以用下列两种方式来使用用例图：对系统的语境建模；对系统的需求建模。

编辑器

从理论上来说，任何一个文本编辑器都可以用来编写源代码。但是为了提高编程的效率，一个好的编辑器应该具备如下一些特点：

（1）支持C语言、汇编语言等程序设计语言的语法高亮显示；

（2）支持文件管理操作（如打开文件、保存文件、关闭文件等）、文件编辑操作、文件打印、文本查找等功能；

（3）编辑窗口可以同时作为调试时源代码执行的跟踪窗口；

（4）通过“编译结果输出窗口”可以直接定位到相应的源代码编辑窗口；

（5）提供一系列辅助编辑工具；

（6）编辑器可以同时打开多个窗口进行编辑，可编辑的文件大小理论上无限制；

（7）编辑器的编辑命令和编辑操作最好与标准的Windows编辑器功能一致，以便熟悉Windows的用户使用。

在各种集成开发环境中，一般都会提供一个功能强大的编辑器。UltraEdit和Source Insight是两个常用的独立编辑器。

UltraEdit是一个功能强大的文本编辑器。它可以取代记事本，用来编辑文本文字，也可以用来编写各种语言的源代码。它内建英文单词检查、C++及Visual Basic语法加亮显示，可同时编辑多个文件。即使打开一个很大的文件，速度也不会慢。UltraEdit附有HTML Tag颜色显示、搜寻替换以及无限制的还原功能。它支持二进制和十六进制编辑，可以用来直接修改EXE或DLL文件。

Source Insight是一款面向工程项目的源码编辑和查看软件，其用户界面友好，变量和函数名都以特定的颜色表示出来，非常直观。对于各种语言的源文件，如C/C++、C#和Java，它能自动解析程序的语法结构，动态地保持符号信息数据库，并主动显示有用的上下文信息。Source Insight不仅是一个功能强大的程序编辑器，它还能显示参考树、类继承图和调用树等信息。它具有快速源代码导航功能，用户可以使用各种搜索命令，在各个源文件的不同函数和变量定义之间来回跳转，非常方便，因此它很适合于编辑大型软件。

功能描述

与PC端一样，移动端登录是商务活动不可或缺的功能。用户应用社交、电商、金融等App必须进行注册登录，如微信、QQ、支付宝、淘宝、美团等。移动端用户账号登录注册主要有几种形式：第三方账号、手机号、邮箱。

（1）第三方账号（QQ、微信、微博等）。使用第三方账号优势是用户操作简单，方便用户快速的体验产品；其缺点是通过第三方平台获取到的用户信息太少，手机没有安装对应App时，通过网页进行登录认证需要输入账号密码，复杂度很高。移动端第三方登录模块的基本功能如下图所示。

移动第三方登录模块基本流程图

（2）手机号注册登录。通过手机获取验证码（短信），验证后设置密码进行注册；登录时使用手机号和密码登录。获取验证码的优点是可以很大程度上防止恶意注册，可以导入通讯录关系而且用户不需要记忆成本；其缺点是短信验证码需要成本，用户隐私可能泄露，手机号丢失后找回复杂。移动端手机号注册登录模块的基本功能如下图所示。

移动手机号注册登录模块基本流程图

（3）邮箱登录注册。邮箱登录验证成本低，对用户来说隐私性更好，但是移动端邮箱输入复杂，验证不方便，普及率不高普及率高。

面向对象方法

面向对象方法是当前的主流开发方法，拥有大量不同的方法，主要包括OMT（Object Model Technology，对象建模技术）方法、Coad/Yourdon方法、OOSE（Object-Oriented Software Engineering，面向对象的软件工程）及Booch方法等，而OMT、OOSE及Booch最后统一成为UML（United Model Language，统一建模语言）。

Coad/Yourdon方法

Coad/Yourdon方法主要由面向对象的分析（Object-Oriented Analysis, OOA）和面向对象的设计（Object-Oriented Design, OOD）构成，特别强调OOA和OOD采用完全一致的概念和表示法，使分析和设计之间不需要表示法的转换。该方法的特点是表示简炼、易学，对于对象、结构、服务的认定较系统和完整，可操作性强。

在Coda/Yourdon方法中，OOA的任务主要是建立问题域的分析模型。分析过程和构造OOA概念模型的顺序由5个层次组成，分别是类与对象层、属性层、服务层、结构层和主题层，它们表示分析的不同侧面。OOA需要经过5个步骤来完成整个分析工作，即标识对象类、标识结构与关联（包括继承、聚合、组合及实例化等）、划分主题、定义属性和定义服务。

OOD中将继续贯穿OOA中的5个层次和5个活动，它由4个部分组成，分别是人机交互部件、问题域部件、任务管理部件和数据管理部件，其主要的活动就是这4个部件的设计工作。

Booch方法

Booch认为软件开发是一个螺旋上升的过程，每个周期包括4个步骤，分别是标识类和对象、确定类和对象的含义、标识关系、说明每个类的接口和实现。Booch方法的开发模型包括静态模型和动态模型，静态模型分为逻辑模型（类图、对象图）和物理模型（模块图、进程图），描述了系统的构成和结构。动态模型包括状态图和顺序图。该方法对每一步都做了详细的描述，描述手段丰富而灵活。

Booch不仅建立了开发方法，还提出了设计人员的技术要求，以及不同开发阶段的人力资源配置。Booch方法的基本模型包括类图与对象图，主张在分析和设计中既使用类图，也使用对象图。

OMT方法

OMT作为一种软件工程方法学，支持整个软件生存周期，覆盖了问题构成分析、设计和实现等阶段。OMT方法使用了建模的思想，讨论如何建立一个实际的应用模型。从3个不同而又相关的角度建立了3类模型，分别是对象模型、动态模型和函数模型，OMT为每一个模型提供了图形表示。

（1）对象模型。描述系统中对象的静态结构、对象之间的关系、属性和操作。它表示静态的、结构上的、系统的“数据”特征。主要用对象图来实现对象模型。

（2）动态模型。描述与时间和操作顺序有关的系统特征，如激发事件、事件序列、确定事件先后关系的状态。它表示瞬时、行为上的和系统的“控制”特征。主要用状态图来实现动态模型。

（3）函数模型。描述与值的变换有关的系统特征，包括功能、映射、约束和函数依赖。主要用数据流图来实现功能模型。

在进行OMT建模时，通常包括4个活动，分别是分析、系统设计、对象设计和实现。

（1）分析：建立可理解的现实世界模型。通常从问题陈述入手，通过与客户的不断交互及对现实世界背景知识的了解，对能够反映系统的3个本质特征（对象类及它们之间的关系，动态的控制流，受约束的数据的函数变换）进行分析，构造出现实世界的模型。

（2）系统设计：确定整个系统的体系结构，形成求解问题和建立解答的高层策略。

（3）对象设计：在分析的基础上，建立基于分析模型的设计模型，并考虑实现细节。其焦点是实现每个类的数据结构及所需的算法。

（4）实现：将对象设计阶段开发的对象类及其关系转换为程序设计语言、数据库或硬件的实现。

OOSE

OOSE在OMT的基础上，对功能模型进行了补充，提出了用例（use case）的概念，最终取代了数据流图来进行需求分析和建立功能模型。

OOSE方法采用5类模型来建立目标系统。

（1）需求模型：获取用户的需求，识别对象，主要的描述手段有用例图、问题域对象模型及用户界面。

（2）分析模型：定义系统的基本结构。将分析模型中的对象分别识别到分析模型中的实体对象、界面对象和控制对象三类对象中。每类对象都有自己的任务、目标并模拟系统的某个方面。实体对象模拟那些在系统中需要长期保存并加以处理的信息。实体对象由使用事件确定，通常与现实生活中的一些概念相符合。界面对象的任务是提供用户与系统之间的双向通信，在使用事件中所指定的所有功能都直接依赖于系统环境，它们都放在界面对象中。控制对象的典型作用是将另外一些对象组合形成一个事件。

（3）设计模型：分析模型只注重系统的逻辑构造，而设计模型需要考虑具体的运行环境，即将分析模型中的对象定义为模块。

（4）实现模型：用面向对象的语言来实现。

（5）测试模型：测试的重要依据是需求模型和分析模型，测试的方法与9.8节所介绍的方法类似，而底层是对类（对象）的测试。测试模型实际上是一个测试报告。

OOSE的开发活动主要分为3类，分别是分析、构造和测试。其中分析过程分为需求分析和健壮性分析两个子过程，分析活动分别产生需求模型和分析模型。构造活动包括设计和实现两个子过程，分别产生设计模型和实现模型。测试过程包括单元测试、集成测试和系统测试三个过程，共同产生测试模型。

用例是OOSE中的重要概念，在开发各种模型时，它是贯穿OOSE活动的核心，描述了系统的需求及功能。用例实际上是描述系统用户（使用者、执行者）对于系统的使用情况，是从使用者的角度来确定系统的功能。因此，首先必须分析确定系统的使用者，然后进一步考虑使用者的主要任务、使用的方式、识别所使用的事件，即用例。

维护

维护阶段是软件生存期中时间最长的阶段。软件一旦交付正式投入运行后便进入软件维护阶段。该阶段的关键任务是通过各种必要的维护活动使系统持久地满足用户的需要。每一项维护活动都应该准确地记录下来，作为正式的文档资料加以保存。

指令

指令是指挥计算机完成各种操作的基本命令。

（1）指令格式。计算机的指令由操作码字段和操作数字段两部分组成。

（2）指令长度。指令长度有固定长度的和可变长度的两种。有些RISC的指令是固定长度的，但目前多数计算机系统的指令是可变长度的。指令长度通常取8的倍数。

（3）指令种类。指令有数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令等类型。

题号导航 2016年上半年软件设计师下午试卷案例

本试卷我的完整做题情况



	第3题在手机中做本题