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軟件設(shè)計師前言軟件開發(fā)教研室2009下半年軟考軟件設(shè)計師試題分析
軟件設(shè)計師2009年下半年(11月14日)的考試是2009版新大綱實施之后的第二次考試,整個試題難度較前幾次容易,出題緊扣大綱、沒有超綱題?,F(xiàn)在的出題都是嚴(yán)格按模板進行的,基本規(guī)范化到了哪一題考哪一方面的知識點。我們將對此次考試的考題知識點分布進行分析總結(jié),并指出下午設(shè)計試題的答題要點及參考資料。
1、計算機與軟件工程綜合知識試題在本次考試中,上午試題具有以下幾個突出特點:
(1)本次考試中出現(xiàn)了不少歷年系分考過的試題,如“CA認(rèn)證”、“PV操作”、“數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的概念”等,這說明不同級別之間的試題交叉度將進一步擴大,對于要求相同的知識點不同級別將出現(xiàn)同樣的考題,希賽教育的模擬試題也將針對此現(xiàn)象做一些局部的調(diào)整,以便更加切合考試。
(2)試題分布情況越來越穩(wěn)定,軟件工程、面向?qū)ο笠约皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法占到整體比例的近50%。2.軟件設(shè)計
此次考試的試題一至試題四為必答題,試題五至試題七選答一題。從試題考查內(nèi)容來看,做了一個小的調(diào)整,原來的試題四C語言試題考查的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的內(nèi)容,本次修改為了C語言實現(xiàn)的算法設(shè)計,而C語言數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)題調(diào)整到了試題七,作為選答題出現(xiàn)。這樣的調(diào)整是比較合理的,因為對于一個軟件設(shè)計師而言,程序語言以及算法都是需要掌握的。算法通用性較強,所以作為必答題。而對程序語言的掌握存在差異,對于C語言程序設(shè)計而言,需要掌握基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+C語言語法,而對于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計而言,需要掌握設(shè)計模式+程序語言語法。試題一該題以銀行信用卡管理系統(tǒng)為載體來考核考生對數(shù)據(jù)流圖知識點的把握。從題目的問答形式上來看,和往年一致,仍然是要求補充外部實體、補充缺失數(shù)據(jù)流、找出錯誤數(shù)據(jù)流、補充加工處理。解答這類問題,有兩個原則:第一個原則是緊扣試題系統(tǒng)說明部分,數(shù)據(jù)流圖與系統(tǒng)說明有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系,系統(tǒng)說明部分的每一句話都能對應(yīng)到圖中來,解題時可以一句一句的對照圖來分析。第二個原則即數(shù)據(jù)的平衡原則,這一點在解題過程中也是至關(guān)重要的。數(shù)據(jù)平衡原則有兩方面的意思,一方面是分層數(shù)據(jù)流圖父子圖之間的數(shù)據(jù)流平衡原則,另一方面每張數(shù)據(jù)流圖中輸入與輸出數(shù)據(jù)流的平衡原則。試題二該題是一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計題,題目以多用戶電子郵件客戶端系統(tǒng)為背景??疾镋-R模型、E-R模型轉(zhuǎn)關(guān)系模式,求解主鍵外鍵等知識點。像數(shù)據(jù)庫中實體聯(lián)系、E-R模型、關(guān)系模式的候選鍵、主鍵、外鍵,第一、二、三、四、六套均有該方面知識點訓(xùn)練題。值得注意的是本題中出現(xiàn)了一個不??嫉母拍睿骸叭鯇嶓w”。一個實體的鍵是由另一個實體的部分或全部屬性構(gòu)成,這樣的實體叫做弱實體。知道這個概念也就能解答出該問題。試題三該題以訂餐系統(tǒng)為題材,考查考生對UML用例圖、活動圖的掌握。UML中各種圖的用法是軟件設(shè)計師考查的重點。至于UML具體各種圖的用法,請參看《軟件設(shè)計師考試考點分析與真題詳解(最新版)》(王勇、唐強主編,電子工業(yè)出版社)第22章UML分析與設(shè)計。
試題四該題考查用回溯法求解0-1背包問題,回溯法是一種選優(yōu)搜索法,按選優(yōu)條件向前搜索,以達(dá)到目標(biāo)。但當(dāng)探索到某一步時,發(fā)現(xiàn)原先選擇并不優(yōu)或達(dá)不到目標(biāo),就退回一步重新選擇(走不通就退回再走這個過程就是回溯)。回溯法是軟件設(shè)計師需要掌握的一種常用算法,此外還需要掌握的有:迭代法、窮舉法、遞推法、遞歸法、貪婪法、分治法。這些方法的詳細(xì)說明,及具體算法實例請參看《軟件設(shè)計師考試考點分析與真題詳解(最新版)》(王勇、唐強主編,電子工業(yè)出版社)第24章常用算法設(shè)計(同時該章也用多種算法對背包問題進行了算法實現(xiàn))。試題五-試題六這兩個試題考查的知識點是一樣的,只是實現(xiàn)的語言不同而已。近年來,下午試題中的面向?qū)ο罂碱}模式也非常穩(wěn)定了,主要就是考的設(shè)計模式+程序語言基本語法。這種類型的題需要對所考查的設(shè)計模式有一定的了解。如本題的組合設(shè)計模式,該模式的基本思想是將對象以樹形結(jié)構(gòu)組織起來,以達(dá)成“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)。這種模式的優(yōu)點在于:使客戶端調(diào)用簡單,客戶端可以一致的使用組合結(jié)構(gòu)或其中單個對象,用戶就不必關(guān)系自己處理的是單個對象還是整個組合結(jié)構(gòu),這就簡化了客戶端代碼。同時這種模式使得在組合體內(nèi)加入對象部件變得更容易,客戶端不必因為加入了新的對象部件而更改代碼。題目中的實現(xiàn)主題正是“構(gòu)造一文件/目錄樹”,這是組合設(shè)計模式的經(jīng)典實例。試題七該題是一個C語言描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)試題,考查的是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中的“?!?。解答本題需要對棧有基本的了解,如棧有什么特點,入棧操作與出棧操作分別是怎么進行的。相關(guān)知識請參看《軟件設(shè)計師考試考點分析與真題詳解(最新版)》(王勇、唐強主編,電子工業(yè)出版社)第1章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。棧結(jié)構(gòu)的具體實現(xiàn)主要有兩種方式:順序棧與鏈棧。順序棧是用數(shù)組來模擬棧,而鏈棧是用鏈表方式來實現(xiàn)棧。本題所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為比較容易的順序棧。專題一:計算機系統(tǒng)知識
1、計算機硬件基礎(chǔ)知識:1.1計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算機的發(fā)展歷史:
1946年,世界上第一臺電子計算機ENIAC出現(xiàn),之后經(jīng)歷了5個發(fā)展階段:
馮式結(jié)構(gòu)計算機的組成部分:存儲器、運算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。
強化的概念:
計算機的工作過程:一般是由用戶使用各種編程語言把所需要完成的任務(wù)以程序的形式提交給計算機,然后翻譯成計算機能直接執(zhí)行的機器語言程序,在計算機上運行。計算機系統(tǒng)可以由下面的模型表示:計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(computerarchitecture):指機器語言級機器(物理機器)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),它主要研究軟件、硬件功能分配,確定軟件、硬件界面(機器級界面),即從機器語言程序員或編譯程序設(shè)計者的角度所看到的機器物理系統(tǒng)的抽象。計算機組成(computerorganization):是指計算機系統(tǒng)的邏輯實現(xiàn),包括機器內(nèi)部數(shù)據(jù)流和控制流的組成以及邏輯設(shè)計等,其目標(biāo)是合理的把各種部件、設(shè)備組成計算機,以實現(xiàn)特定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),同時滿足所希望達(dá)到的性能價格比。計算機實現(xiàn)(computerimplementation)是指計算機組成的物理實現(xiàn)。
計算機系統(tǒng)的分類:Flynn分類、馮氏分類、Handler分類和Kuck分類;Flynn分類:根據(jù)不同指令流—數(shù)據(jù)流組織方式把計算機系統(tǒng)分成4類。(重點理解)指令流:機器指令的執(zhí)行序列;數(shù)據(jù)流:由指令流調(diào)用的數(shù)據(jù)序列,包括輸入數(shù)據(jù)和中間結(jié)果;多倍性:在系統(tǒng)性能的瓶頸部件上同時處于同樣執(zhí)行階段的指令和數(shù)據(jù)的最大可能個數(shù);I.
單指令流單數(shù)據(jù)流SISD——如單處理機II.
單指令流多數(shù)據(jù)流SIMD——如相聯(lián)處理機III.
多指令流單數(shù)據(jù)流MISD——如流水線計算機IV.
多指令流多數(shù)據(jù)流MIMD——如多處理機(7)數(shù)據(jù)校驗碼:計算機在存儲和傳送數(shù)據(jù)過程中,為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,一般都要進行數(shù)據(jù)校驗和糾錯。通常使用校驗碼的方法來檢測數(shù)據(jù)是否出錯。其基本思想是把數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的編碼區(qū)分為合法編碼和錯誤編碼。使用校驗碼來查錯,涉及到一個重要概念——碼距。它是指一個編碼系統(tǒng)中任意兩個合法編碼之間至少有多少個二進制位不同。碼距為1的編碼是不能發(fā)現(xiàn)錯誤的。常用的校驗碼有3種?!媾夹r灤a:不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)位錯誤該編碼通過增加一位校驗位來使編碼中1的個數(shù)為奇數(shù)(奇校驗)或者為偶數(shù)(偶校驗)從而使碼距變?yōu)?,來檢測數(shù)據(jù)代碼中奇數(shù)出錯的編碼。因為其利用的是編碼中1的個數(shù)的奇偶性作為依據(jù),所以不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)位錯誤。校驗位的添加方法有三種:n
水平奇偶校驗碼:對每個數(shù)據(jù)的編碼添加校驗位n
垂直奇偶校驗碼:對一組數(shù)據(jù)的相同位添加一個校驗位;n
水平垂直奇偶校驗碼:先對一組數(shù)據(jù)垂直校驗,所得結(jié)果再添加一位水平校驗位;▲海明校驗碼:也是利用奇偶性來檢錯和糾錯,通過在數(shù)據(jù)之間插入k個校驗位,擴大數(shù)據(jù)編碼的碼距,從而有能力檢測出n位錯,并能糾正1位或n位錯。▲循環(huán)校驗碼(CRC)校驗碼:采用模2運算,可檢測所有等于、小于校驗位長度的突發(fā)錯,利用生成多項式為k個數(shù)據(jù)位產(chǎn)生r個校驗位進行編碼,其編碼長度為n=k+rk,又稱為(n,k)碼,生成的多項式與被校驗的數(shù)據(jù)無關(guān)。1.3存儲器系統(tǒng):概述:計算機中的存儲系統(tǒng)是用來保存數(shù)據(jù)和程序的。對存儲器最基本的要求就是存儲容量要大、存取速度快、成本價格低。為了滿足這一要求,提出了多級存儲體系結(jié)構(gòu)。一般可分為高速緩沖存儲器、主存、外存3個層次,有時候還包括CPU內(nèi)部的寄存器以及控制存儲器。n
衡量存儲器的主要因素:存儲器訪問速度、存儲容量和存儲器的價格;n
存儲器的介質(zhì):半導(dǎo)體、磁介質(zhì)和光存儲器。n
存儲器的組成:存儲芯片+控制電路(存儲體+地址寄存器+數(shù)據(jù)緩沖器+時序控制);n
存儲體系結(jié)構(gòu)從上層到下層離CPU越來越遠(yuǎn)、存儲量越來越大、每位的價格越來越便宜,而且訪問的速度越來越慢
存儲器系統(tǒng)分布在計算機各個不同部件的多種存儲設(shè)備組成,位于CPU內(nèi)部的寄存器以及用于CU的控制寄存器。內(nèi)部存儲器是可以被處理器直接存取的存儲器,又稱為主存儲器,外部存儲器需要通過I/O模塊與處理器交換數(shù)據(jù),又稱為輔助存儲器,彌補CPU處理器速度之間的差異還設(shè)置了CACHE,容量小但速度極快,位于CPU和主存之間,用于存放CPU正在執(zhí)行的程序段和所需數(shù)據(jù)。通常衡量主存容量大小的單位是字節(jié)或者字,而外存的容量則用字節(jié)來表示。字是存儲器組織的基本單元,一個字可以是一個字節(jié),也可以是多個字節(jié)。信息存取方式:信息的存取方式影響到存儲信息的組織,常用的有4種,◆順序存取存儲器的數(shù)據(jù)是以記錄的形式進行組織,對數(shù)據(jù)的訪問必須按特定的線性順序進行。磁帶存儲器的存取方式就是順序存取?!糁苯哟嫒」蚕碜x寫裝置,但是每個記錄都有一個唯一的地址標(biāo)識,共享的讀寫裝置可以直接移動到目的數(shù)據(jù)塊所在位置進行訪問。因此存取時間也是可變的。磁盤存儲器采用的這種方式。◆隨機存取存儲器的每一個可尋址單元都具有唯一地址和讀寫裝置,系統(tǒng)可以在相同的時間內(nèi)對任意一個存儲單元的數(shù)據(jù)進行訪問,而與先前的訪問序列無關(guān)。主存儲器采用的是這種方式。◆相聯(lián)存取也是一種隨機存取的形式,但是選擇某一單元進行讀寫是取決于其內(nèi)容而不是其地址。Cache可能采用該方法進行訪問。衡量存儲器系統(tǒng)性能的指標(biāo)有以下幾種:?
存取時間:一次讀/寫存儲器的時間?
存儲器帶寬:每秒能訪問的位數(shù)。?
存儲器周期:兩次相鄰的存取之間的時間?
數(shù)據(jù)傳輸率:每秒鐘數(shù)據(jù)傳輸?shù)腷it數(shù)目。
主存儲器:主存儲器是指能由CPU直接編程訪問的存儲器,它存放需要執(zhí)行的程序與需要處理的數(shù)據(jù)。因為它通常位于所謂主機的范疇,常稱為內(nèi)存。如果內(nèi)存的地址為n位,容量為2的n次。主存儲器的種類很多,主要有:?
隨機存儲器(RAM):可以讀出和寫入,隨機訪問存取,斷電消失?
只讀存儲器(ROM):只能讀出原有的內(nèi)容,不能寫入新內(nèi)容?
可編程ROM(PROM)?
可擦除PROM(EPROM)?
電可擦除PROM(E2PROM)?
閃速存儲器(flashmemory)實際的存儲器總是由一片或多片存儲芯片配以控制電路組成的,其容量往往是W×B來表示。W表示該存儲器的存儲單元(word)的數(shù)量,而B表示每一個word由多少bit組成。輔助存儲器:由于主存容量有限(受地址位數(shù)、成本、速度等因素制約),在大多數(shù)計算機系統(tǒng)中設(shè)置一級大容量存儲器作為對主存的補充與后援。它們位于主機的邏輯范疇之外,常稱為外存儲器,簡稱外存。外存的最大特點是容量大、可靠性高、價格低,主要有兩大類?!舸疟砻娲鎯ζ鳎哼@類外存儲器主要包括磁帶和磁盤存儲器?!艓Т艓Т鎯υO(shè)備是一種順序存取的設(shè)備,存取時間較長,但存儲容量大。磁帶上的信息是以文件塊的形式存放的,而且便于攜帶,價格便宜。按它的讀寫方式可分為兩種:啟停式和數(shù)據(jù)流?!疟P存儲器磁盤存儲器是目前應(yīng)用最廣泛的外存儲器。它存取速度較快,具有較大的存儲容量,適用于調(diào)用較頻繁的場合,往往作為主存的直接后援,為虛擬存儲提供了物理基礎(chǔ)??煞譃檐洷P和硬盤。◆光存儲器光盤存儲器是利用激光束在記錄表面存儲信息,根據(jù)激光束的反射光來讀出信息。按照它的記錄原理可分為形變型、相變型(晶相結(jié)構(gòu))和磁光型。有CD、CD-ROM、WORM、EOD等。CD-ROM:只讀光盤,只能一次性寫入數(shù)據(jù),由生產(chǎn)廠家將數(shù)據(jù)寫入,永遠(yuǎn)保存CD-WO:可由用戶寫入一次,寫入后不能修改或擦除,但是可以多次讀出CD-MO:可改寫光盤,可以讀出也可以寫入數(shù)據(jù);光盤存儲器的特點:大容量、標(biāo)準(zhǔn)化、相容性、持久性、實用性輔助存儲器方面的計算:1.存儲容量為capacity=n*t*s*b,n為存放數(shù)據(jù)的總盤面數(shù);t為每面的磁道數(shù);s為每道的扇區(qū)數(shù);b為每個扇區(qū)存儲的字節(jié)數(shù)2.尋道時間為磁頭移動到目標(biāo)磁道所需的時間。3.等待時間為待讀寫的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所用的時間。一般用磁道旋轉(zhuǎn)一周所用的時間的一半作為平均等待時間。4.磁盤存取時間=尋道時間+等待時間。5.位密度:沿磁道方向,單位長度存儲二進制信息的個數(shù);6.道密度:沿磁盤半徑方向,單位長度內(nèi)磁道的數(shù)目;7.數(shù)據(jù)傳輸速率R=B/T,B為一個磁道上記錄的字節(jié)數(shù),T為每轉(zhuǎn)一周的時間8.磁帶機的容量計算:(這些公式要熟悉記?。?shù)據(jù)傳輸率=磁帶記錄密度*帶速;數(shù)據(jù)塊長度=字節(jié)數(shù)*塊因子/記錄密度+塊間間隔;讀N條記錄所需時間T=啟停時間+有效時間+間隔時間;Cache存儲器:(對系統(tǒng)和應(yīng)用程序員都是透明的)(重點)Cache位于主存儲器與CPU通用寄存器組之間,全部由硬件來調(diào)度,用于提高CPU的數(shù)據(jù)I/O效率,對程序員和系統(tǒng)程序員都是透明的。Cache容量小但速度快,它在計算機的存儲體系中是訪問速度最快的層次。
使用Cache改善系統(tǒng)性能的依據(jù)是程序的局部性原理,即程序的地址訪問流有很強的時序相關(guān)性,未來的訪問模式與最近已發(fā)生的訪問模式相似。根據(jù)這一局部性原理,把主存儲器中訪問概率最高的內(nèi)容存放在Cache中,當(dāng)CPU需要讀取數(shù)據(jù)時就首先在Cache中查找是否有所需內(nèi)容,如果有則直接從Cache中讀??;若沒有再從主存中讀取該數(shù)據(jù),然后同時送往CPU和Cache。
系統(tǒng)的平均存儲周期t3與命中率h有很密切的關(guān)系,如下的公式:t3=h×t1+(1-h)×t2
其中,t1表示Cache的周期時間,t2表示主存的周期時間。1.4中央處理器CPU
CPU由寄存器組、算術(shù)邏輯單元ALU和控制單元CU這3部分組成。1.寄存器組分為兩大類:?
用戶可見的寄存器,有通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器、標(biāo)志寄存器等;?
狀態(tài)寄存器,包括程序計數(shù)器PC、指令寄存器IR、存儲器地址寄存器MAR、存儲器緩沖寄存器MBR、程序狀態(tài)字PSW。2.運算器ALU:負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進行算術(shù)和邏輯運算。3.控制器CU:負(fù)責(zé)控制整個計算機系統(tǒng)的運行,讀取指令寄存器、狀態(tài)控制寄存器以及外部來的控制信號,發(fā)布外控制信號控制CPU與存儲器、I/O設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換;發(fā)布內(nèi)控制信號控制寄存器間的數(shù)據(jù)交換;控制ALU完成指定的運算功能;管理其他的CPU內(nèi)部操作。計算機的指令系統(tǒng):機器指令的格式、分類及功能:CPU所完成的操作是由其執(zhí)行的指令來決定的,這些指令被稱為機器指令。CPU所能執(zhí)行的所有機器指令的集合稱為該CPU的指令系統(tǒng)。機器指令一般由操作碼、源操作數(shù)、目的操作數(shù)和下一條指令的地址組成。?
操作碼指明要執(zhí)行的操作;?
源操作數(shù)是該操作的輸入數(shù)據(jù);?
目的操作數(shù)是該操作的輸出數(shù)據(jù);?
下一條指令地址通知CPU到該地址去取下一條將執(zhí)行的指令。指令系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯類、數(shù)據(jù)變換類、輸入/輸出類、系統(tǒng)控制類、控制權(quán)轉(zhuǎn)移類等類型。指令的尋址方式常用的尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、基址尋址、變址尋址、相對尋址。指令的執(zhí)行過程1.計算下一條要執(zhí)行的指令的地址;2.從該地址讀取指令;3.對指令譯碼以確定其所要實現(xiàn)的功能;4.計算操作數(shù)的地址;5.從該地址讀取操作數(shù);6.執(zhí)行操作;7.保存結(jié)果;I/O系統(tǒng)的工作方式:程序控制:CPU完全控制,CPU必須時時查詢I/O設(shè)備的狀態(tài);程序中斷:I/O設(shè)備以中斷方式通知CPU,定期查詢狀態(tài)DMA方式:CPU只在數(shù)據(jù)傳輸前和完成后才介入1.6計算機總線結(jié)構(gòu)
總線:一種連接多個設(shè)備的信息傳遞通道。典型的計算機總線結(jié)構(gòu)由內(nèi)部總和外部總線組成。內(nèi)部總線用于連接CPU內(nèi)部各個模塊;外部總線用于連接CPU、存儲器和I/O系統(tǒng),又稱為系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線:可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線3類。數(shù)據(jù)總線:各個模塊間傳送數(shù)據(jù)的通道;
地址總線:傳遞地址信息,來指示數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)的來源或去向,CPU根據(jù)地址信息從相應(yīng)的存儲單元讀出數(shù)據(jù)或向該存儲單元寫入數(shù)據(jù);
控制總線:控制數(shù)據(jù)總線和地址總線。1.流水線技術(shù)流水線技術(shù)其實是通過并行硬件來提高系統(tǒng)性能的常用方法,其基本思想在馮·諾依曼第一臺存儲程序計算機中已經(jīng)提出。流水線技術(shù)的基本原理實際上是一種任務(wù)分解的技術(shù)。把一件任務(wù)分解成若干順序執(zhí)行的子任務(wù),不同的子任務(wù)由不同的執(zhí)行機構(gòu)負(fù)責(zé)執(zhí)行,而這些機構(gòu)可以同時并行的工作。在任一時刻,任一任務(wù)只占用其中一個執(zhí)行機構(gòu),這樣就可以實現(xiàn)多個任務(wù)的重疊執(zhí)行,以提高工作效率。2.RISC技術(shù)RISC即精簡指令集計算機,它的主要特點是CPU的指令集大大簡化,從而減少指令的執(zhí)行周期數(shù),提高運算速度。一般來說,CPU的執(zhí)行速度受三個因素的影響:程序中的指令數(shù)I每條指令執(zhí)行所需的周期數(shù)CPI每個周期的時間T它們之間的關(guān)系可表示為:程序執(zhí)行時間=I*CPI*T3.并行處理技術(shù)并行性(parallelism)就是指在同一時刻或同一時間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不同的工作,只要時間上相互重疊,就都蘊含了并行性。并行性有兩重含義:同時性(simultaneity):兩個或兩個以上事件在同一時刻發(fā)生并發(fā)性(concurrency):兩個或兩個以上事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生
并行性有不同的層次,從不同的角度看其層次結(jié)構(gòu)也不一樣。1.8計算機的安全、可靠性評價*<軟件設(shè)計師>安全與保密
數(shù)據(jù)加密即是對明文(未經(jīng)加密的數(shù)據(jù))按照某種的加密算法(數(shù)據(jù)的變換算法)進行處理,而形成難以理解的密文(經(jīng)加密后的數(shù)據(jù))。這是計算機安全中最重要的技術(shù)措施之一。數(shù)據(jù)加密和解密是一對可逆的過程,其關(guān)鍵在于密鑰的管理和加密/解密算法。通常加密/解密算法的設(shè)計需要滿足3個條件:?
可逆性?
密鑰安全?
數(shù)據(jù)安全計算機可靠性串聯(lián)系統(tǒng):該系統(tǒng)由N個子系統(tǒng)組成,當(dāng)且僅當(dāng)所有的子系統(tǒng)都能正常工作時,系統(tǒng)才能正常工作。整個系統(tǒng)的可靠性R和失效率λ分別為:可靠性:R=R1R2…Rn失效率:λ=λ1+λ2+…+λn
并聯(lián)系統(tǒng):該系統(tǒng)由N個子系統(tǒng)組成,只要有一個子系統(tǒng)正常工作,系統(tǒng)就能正常運行。整個系統(tǒng)的可靠性R和失效率μ分別為:可靠性:R=1-(1-R1)(1-R2)…(1-Rn)計算機性能評價:計算機性能評測是為了一定目的、按照一定步驟、選用一定的度量項目通過建模、計算和實驗,對計算機性能進行測試并對測試結(jié)果作出評價的技術(shù)。計算機性能評測的度量項目:n
性能指標(biāo):?
工作量類,吞吐率、指令執(zhí)行速率和數(shù)據(jù)處理速率;?
響應(yīng)性類:響應(yīng)時間?
利用率:資源利用率n
可靠性、可用性和可維護性n
環(huán)境適應(yīng)性n
兼容性和開放性n
可擴充性n
安全性n
性能價格比計算機性能評估的常用方法主要有:?
時鐘頻率和指令執(zhí)行速度:可用于比較和評價同一系統(tǒng)上求解同一問題的不同算法的性能。?
等效指令速度法:通過各種指令在程序中所占的比例進行計算得到的?
核心程序法:?
數(shù)據(jù)處理速率:主要對CPU和主存數(shù)據(jù)處理速度進行計算得出的軟件水平考試軟件設(shè)計師試題分析試題(1)、(2)在計算機中,最適合進行數(shù)字加減運算的數(shù)字編碼是(1),最適合表示浮點數(shù)階碼的數(shù)字編碼是(2)。(1)A.原碼B.反碼C.補碼D.移碼(2)A.原碼B.反碼C.補碼D.移碼試題分析
在計算機的CPU中,通常只設(shè)置硬件加法器。只有補碼能夠?qū)p法轉(zhuǎn)化為加法,故用硬件加法器可以較方便地進行數(shù)字加減法。
由于正數(shù)的移碼大于負(fù)數(shù)的移碼,利用這一特點,移碼被廣泛用來表示浮點數(shù)階碼的數(shù)字編碼,這可以用比較階碼的大小來實現(xiàn)真值大小的比較。
參考答案
(1)C
(2)D試題(3)
如果主存容量為16M字節(jié),且按字節(jié)編址,表示該主存地址至少應(yīng)需要
(3)
位。
(3)A16
B20
C24
D.32
試題(3)分析
1M=1024K=2的20byte用二進制編碼表示地址,16M字節(jié)地址最少需要24位。
參考答案
(3)C試題(4)~(6)
操作數(shù)所處的位置,可以決定指令的尋址方式。操作數(shù)包含在指令中,尋址方式為
(4)
;操作數(shù)在寄存器中,尋址方式為
(5)
;操作數(shù)的地址在寄存器中,尋址方式為
(6)
。
(4)
A.立即尋址
B.直接尋址
C.寄存器尋址
D.寄存器間接尋址
(5)
A.立即尋址
B.相對尋址
C.寄存器尋址
D.寄存器間接尋址
(6)
A.相對尋址
B.直接尋址
C.寄存器尋址
D.寄存器間接尋址
試題(4)~(6)分析
操作數(shù)包含在指令中的尋址方式為立即尋址;操作數(shù)在寄存器中的尋址方式為寄存器尋址;操作數(shù)的地址在寄存器中的尋址方式為寄存器間接尋址。
參考答案
(4)A
(5)C
(6)D試題(8)
在計算機系統(tǒng)中,構(gòu)成虛擬存儲器
(8)
。
A.只需要一定的硬件資源便可實現(xiàn)
B.只需要一定的軟件即可實現(xiàn)
C.既需要軟件也需要硬件方可實現(xiàn)
D.既不需要軟件也不需要硬件
試題(8)分析
在計算機系統(tǒng)中,構(gòu)成虛擬存儲器,既需要硬件,如大容量的外部存儲器(硬磁盤)及一定容量的主存儲器,同時還需要必要的管理軟件,能夠?qū)μ摂M存儲器進行管理。只有這樣才能實現(xiàn)虛擬存儲器。
參考答案
(8)C試題(9)
某公司使用包過濾防火墻控制進出公司局域網(wǎng)的數(shù)據(jù),在不考慮使用代理服務(wù)器的情況下,下面描述錯誤的是“該防火墻能夠
(9)
”。
A.使公司員工只能訪問Internet上與其有業(yè)務(wù)聯(lián)系的公司的IP地址
B.僅允許HTTP協(xié)議通過
C.使員工不能直接訪問FTP服務(wù)端口號為21的FTP服務(wù)
D.僅允許公司中具有某些特定IP地址的計算機可以訪問外部網(wǎng)絡(luò)
答案為:B知識點介紹:包過濾防火墻通常直接轉(zhuǎn)發(fā)報文,它對用戶完全透明,速度較快。包過濾防火墻一般有一個包檢查模塊(通常稱為包過濾器),數(shù)據(jù)包過濾可以根據(jù)數(shù)據(jù)包中的各項信息來控制站點與站點、站點與網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的相互訪問,但無法控制傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容,因為內(nèi)容是應(yīng)用層數(shù)據(jù),而包過濾器處在傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層。無論是源IP地址還是目的IP地址,都是網(wǎng)絡(luò)層的IP地址,都在包過濾防火墻的控制范圍內(nèi),因此,通過配置目的IP和源IP,可以實現(xiàn)A和D。默認(rèn)情況下,F(xiàn)TP協(xié)議開放的端口號是21,它是傳輸層的TCP協(xié)議的端口號。因此,雖然FTP是應(yīng)用層協(xié)議,但是通過包過濾防火墻限制TCP端口號,可以實現(xiàn)C。HTTP協(xié)議是超文本傳輸協(xié)議,它是應(yīng)用層協(xié)議,包過濾防火墻無法實現(xiàn)對應(yīng)用層協(xié)議的限制,所以無法實現(xiàn)B。
兩個公司希望通過Internet進行安全通信,保證從信息源到目的地之間的數(shù)據(jù)傳輸以密文形式出現(xiàn),而且公司不希望由于在傳輸節(jié)點使用特殊的安全單元而增加開支,最合適的加密方式是
(10)
,使用的會話密鑰算法應(yīng)該是
(11)
。
(10)
A.鏈路加密
B.節(jié)點加密
C.端-端加密
D.混合加密
(11)A.RSA
B.RC-5
C.MD5
D.ECC
分析:
鏈路加密只對兩個節(jié)點之間(不含信息源和目的地兩個端點本身)的通信信道線路上所傳輸?shù)男畔⑦M行加密保護,但是在傳輸過程中經(jīng)過每個節(jié)點時,節(jié)點中的數(shù)據(jù)是明文。節(jié)點加密的加解密都在節(jié)點中進行,即每個節(jié)點里裝有加解密保護裝置,用于完成一個密鑰向另一個密鑰的轉(zhuǎn)換。節(jié)點中雖然不會出現(xiàn)明文,但是需要在經(jīng)過的每個節(jié)點加裝保護裝置,這不僅不方便使用,而且會增加開支。端-端加密為系統(tǒng)提供從信息源到目的地傳送數(shù)據(jù)的加密保護,不需要在通信節(jié)點上增加額外的安全單元,而且能夠保證數(shù)據(jù)自始至終以密文形式出現(xiàn),即使在節(jié)點中也是密文。
RC-5是對稱密碼,加解密都使用相同的密鑰,加密效率高,適合于加密大量的數(shù)據(jù)。RSA和ECC是非對稱密碼,加解密使用不同的密鑰(公鑰和私鑰),它們對計算資源的消耗較大,適合于加密非常少量的數(shù)據(jù),例如加密會話密鑰。MD5可以用于生成數(shù)字摘要。
參考答案
(10)C
(11)B試題(12)
我國著作權(quán)法中,
(12)
系指同一概念。
A.出版權(quán)與版權(quán)
B.著作權(quán)與版權(quán)
C.作者權(quán)與專有權(quán)
D.發(fā)行權(quán)與版權(quán)
試題(12)分析
我國著作權(quán)法第五十六條中指出:“本法所稱的著作權(quán)即版權(quán)?!?/p>
參考答案
(12)B試題(13)
由我國信息產(chǎn)業(yè)部批準(zhǔn)發(fā)布,在信息產(chǎn)業(yè)部門范圍內(nèi)統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn),稱為
(13)
。
(13)A.地方標(biāo)準(zhǔn)
B.部門標(biāo)準(zhǔn)
C.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
D.企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
試題(13)分析
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定的機構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)適用的范圍有所不同,標(biāo)準(zhǔn)可分為國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)(機構(gòu))標(biāo)準(zhǔn)及項目(課題)標(biāo)準(zhǔn)。由國務(wù)院有關(guān)行政主管部門制定并報國務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門備案的標(biāo)準(zhǔn),稱為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國信息產(chǎn)業(yè)部屬我國行政主管部門,其批準(zhǔn)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)在信息行業(yè)范圍內(nèi)為行業(yè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
參考答案
(13)C
試題(14)
某軟件設(shè)計師自行將他人使用C程序語言開發(fā)的控制程序轉(zhuǎn)換為機器語言形式的控制程序,并固化在芯片中,該軟件設(shè)計師的行為
(14)
。
A.不構(gòu)成侵權(quán),因為新的控制程序與原控制程序使用的程序設(shè)計語言不同
B.不構(gòu)成侵權(quán),因為對原控制程序進行了轉(zhuǎn)換與固化,其使用和表現(xiàn)形式不同
C.不構(gòu)成侵權(quán),將一種程序語言編寫的源程序轉(zhuǎn)換為另一種程序語言形式,屬于一種“翻譯”行為
D.構(gòu)成侵權(quán),因為他不享有原軟件作品的著作權(quán)
試題(14)分析
計算機軟件著作權(quán)的客體是指著作權(quán)法保護的計算機軟件著作權(quán)的范圍(受保護的對象)。著作權(quán)法保護的計算機軟件是指計算機程序(源程序和目標(biāo)程序)及其有關(guān)文檔(程序設(shè)計說明書、流程圖、用戶手冊等)。該設(shè)計師自行(未經(jīng)許可)使用他人使用C程序語言開發(fā)的軟件的行為屬于侵權(quán)行為。
參考答案
D數(shù)據(jù)存儲在磁盤上的排列方式會影響I/O服務(wù)的總時間。假設(shè)每磁道劃分成10個物理塊,每塊存放1個邏輯記錄。邏輯記錄R1,R2,…,R10存放在同一個磁道上,記錄的安排順序如下表所示:系統(tǒng)讀記錄的時間為20/10=2ms。對第一種情況:系統(tǒng)讀出并處理記錄R1之后,將轉(zhuǎn)到記錄R4的開始處,所以為了讀出記錄R2,磁盤必須再轉(zhuǎn)一圈,需要2ms(讀記錄)加20ms(轉(zhuǎn)一圈)的時間。這樣,處理10個記錄的總時間應(yīng)為處理前9個記錄(即R1,R2,…,R9)的總時間再加上讀R10和處理時間(9×22ms+
6ms=204ms)。
假定磁盤的旋轉(zhuǎn)速度為20ms/周,磁頭當(dāng)前處在R1的開始處。若系統(tǒng)順序處理這些記錄,使用單緩沖區(qū),每個記錄處理時間為4ms,則處理這10個記錄的最長時間為
(15)
;試題(17)
頁式存儲系統(tǒng)的邏輯地址是由頁號和頁內(nèi)地址兩部分組成。假定頁面的大小為4K,地址變換過程如下圖所示,圖中邏輯地址用十進制表示。本題考查的是頁式存儲管理中的地址變換知識。在頁式存儲管理中,有效地址除頁的大小,取整為頁號,取余為頁內(nèi)地址。本題頁面的大小為4K,有效地址8644除4096,取整為2,取余為452。我們先查頁表得物理塊號8,因此a的有效地址為8×4096+452=
33220。
參考答案
(17)A
試題(18)
下列敘述中,與提高軟件可移植性相關(guān)的是
(18)
。
A.選擇時間效率高的算法
B.盡可能減少注釋
C.選擇空間效率高的算法
D.盡量用高級語言編寫系統(tǒng)中對效率要求不高的部分
試題(18)分析
軟件可移植性是指與軟件可從某一環(huán)境移植到另一環(huán)境的能力有關(guān)的一組屬性。高級語言具有較好的可移植性,所以可以盡量用高級語言編寫系統(tǒng)中對效率要求不高的部分。減少注釋、選擇時間/空間效率高的算法都不能提高軟件的可移植性。
參考答案
(18)D試題(19)、(20)
在系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的過程中,舊系統(tǒng)和新系統(tǒng)并行工作一段時間,再由新系統(tǒng)代替舊系統(tǒng)的策略稱為
(19)
;在新系統(tǒng)全部正式運行前,一部分一部分地代替舊系統(tǒng)的策略稱為
(20)
。
(19)A.直接轉(zhuǎn)換
B.位置轉(zhuǎn)換
C.分段轉(zhuǎn)換
D.并行轉(zhuǎn)換
(20)A.直接轉(zhuǎn)換
B.位置轉(zhuǎn)換
C.分段轉(zhuǎn)換
D.并行轉(zhuǎn)換
直接轉(zhuǎn)換。直接轉(zhuǎn)換就是在確定新系統(tǒng)運行無誤時,立刻啟用新系統(tǒng),終止舊系統(tǒng)運行。這種方式對人員、設(shè)備費用很節(jié)省。這種方式一般適用于一些處理過程不太復(fù)雜,數(shù)據(jù)不太重要的場合。
并行轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換方式是新舊系統(tǒng)并行工作一段時間,經(jīng)過一段時間的考驗以后,新系統(tǒng)正式替代舊系統(tǒng)。對于較復(fù)雜的大型系統(tǒng),它提供了一個與舊系統(tǒng)運行結(jié)果進行比較的機會,可以對新舊兩個系統(tǒng)的時間要求、出錯次數(shù)和工作效率給以公正的評價。當(dāng)然由于與舊系統(tǒng)并行工作,消除了尚未認(rèn)識新系統(tǒng)之前的緊張和不安。D,C試題(21)、(22)
下列要素中,不屬于DFD的是
(21)
。當(dāng)使用DFD對一個工資系統(tǒng)進行建模時,
(22)
可以被認(rèn)定為外部實體。
(21)A.加工
B.?dāng)?shù)據(jù)流
C.?dāng)?shù)據(jù)存儲
D.聯(lián)系
(22)
A.接收工資單的銀行
B.工資系統(tǒng)源代碼程序
C.工資單
D.工資數(shù)據(jù)庫的維護
試題分析
數(shù)據(jù)流圖或稱數(shù)據(jù)流程圖(Data
Flow
Diagram,DFD)是一種便于用戶理解、分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程的圖形工具。它擺脫了系統(tǒng)的物理內(nèi)容,精確地在邏輯上描述系統(tǒng)的功能、輸入、輸出和數(shù)據(jù)存儲等,是系統(tǒng)邏輯模型的重要組成部分。
DFD由數(shù)據(jù)流、加工、數(shù)據(jù)存儲和外部實體4個要素構(gòu)成。外部實體是指存在于軟件系統(tǒng)之外的人員或組織,它指出系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的發(fā)源地和系統(tǒng)所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的歸宿地。因此選項B、C、D都不符合外部實體的定義。
參考答案
(21)D
(22)A
試題(23)、(24)
在系統(tǒng)驗收測試中,
(23)
是在一個模擬的環(huán)境下使用模擬數(shù)據(jù)運行系統(tǒng);
(24)
是在一個實際環(huán)境中使用真實數(shù)據(jù)運行系統(tǒng)。
(23)
A.驗證測試
B.審計測試
C.確認(rèn)測試
D.模塊測試
(24)
A.驗證測試
B.審計測試
C.確認(rèn)測試
D.模塊測試
試題(23)、(24)分析
系統(tǒng)驗收測試是最終用戶使用真實數(shù)據(jù)一段時間后進行的最終系統(tǒng)測試,它給最終用戶、管理人員和信息系統(tǒng)操作管理人員最后一次機會決定接收或者拒絕系統(tǒng)。系統(tǒng)驗收測試是一種詳細(xì)測試,涉及3個層面的驗收測試:驗證測試、確認(rèn)測試和審計測試。
驗證測試是在一個模擬環(huán)境下使用模擬數(shù)據(jù)運行系統(tǒng),它主要尋找錯誤和遺漏。
確認(rèn)測試在一個實際環(huán)境中使用真實數(shù)據(jù)運行系統(tǒng)。在確認(rèn)測試過程中,可以測試系統(tǒng)性能、峰值負(fù)載處理性能、方法和程序測試、備份和恢復(fù)測試等。
審計測試證實系統(tǒng)沒有錯誤并準(zhǔn)備好了可以運行。
參考答案
(23)A
(24)C試題(25)
采用瀑布模型進行系統(tǒng)開發(fā)的過程中,每個階段都會產(chǎn)生不同的文檔。以下關(guān)于產(chǎn)生這些文檔的描述中,正確的是
(25)
。
A.外部設(shè)計評審報告在概要設(shè)計階段產(chǎn)生
B.集成測試計劃在程序設(shè)計階段產(chǎn)生
C.系統(tǒng)計劃和需求說明在詳細(xì)設(shè)計階段產(chǎn)生
D.在進行編碼的同時,獨立的設(shè)計單元測試計劃
軟件設(shè)計可以分為概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計。概要設(shè)計的任務(wù)是模塊分解,確定軟件的結(jié)構(gòu)、模塊的功能和模塊間的接口,以及全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在概要設(shè)計階段會產(chǎn)生概要設(shè)計說明書。詳細(xì)設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計每個模塊的實現(xiàn)細(xì)節(jié)和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在該階段會產(chǎn)生詳細(xì)設(shè)計說明書。
編碼階段的任務(wù)是用某種程序設(shè)計語言為每個模塊編寫程序。編碼階段可以和測試結(jié)合起來,在進行編碼的同時,可以獨立地設(shè)計單元測試計劃。
測試計劃是測試階段產(chǎn)生的文檔;系統(tǒng)計劃和需求說明分別在軟件項目計劃階段和需求分析階段產(chǎn)生。
試題(33)~(37)
某數(shù)據(jù)庫中有供應(yīng)商關(guān)系S和零件關(guān)系P,其中,供應(yīng)商關(guān)系模式S(Sno,Sname,SZip,City)中的屬性分別表示:供應(yīng)商代碼、供應(yīng)商名、郵編、供應(yīng)商所在城市;零件關(guān)系模式P(Pno,Pname,Color,Weight,City)中的屬性分別表示:零件號、零件名、顏色、重量、產(chǎn)地。要求一個供應(yīng)商可以供應(yīng)多種零件,而一種零件可以由多個供應(yīng)商供應(yīng)。請將下面的SQL語句空缺部分補充完整。
CREATE
TABLE
SP(Sno
CHAR(5),
Pno
CHAR(6),
Status
CHAR(8),
Qty
NUMERIC(9),
(33)
(Sno,Pno),
(34)
(Sno),
(35)
(Pno));
查詢供應(yīng)了“紅”色零件的供應(yīng)商號、零件號和數(shù)量(Qty)的元組演算表達(dá)式為:(36)(本質(zhì)就是三表相連)(33)A.FOREIGN
KEY
B.PRIMARY
KEY
C.FOREIGN
KEY(Sno)
REFERENCES
S
D.FOREIGN
KEY(Pno)
REFERENCES
P
(34)參考答案
(33)B
(34)C
(35)D
(36)A
試題(30)
對于以下編號為①、②、③的正規(guī)式,正確的說法是
(30)
。
①
(aa*|ab)*b
②
(a|b)*b
?③
((a|b)*|aa)*b
A.正規(guī)式①、②等價
B.正規(guī)式①、③等價
C.正規(guī)式②、③等價
D.正規(guī)式①、②、③互不等價
由于題目中給出的正規(guī)式①、②和③的共同之處是以字符b結(jié)尾,所以只需考慮(aa*|ab)*、(a|b)*和((a|b)*|aa)*之間的等價關(guān)系。正規(guī)式(aa*|ab)*表示的是包含空串ε以及a開頭的字符串的集合,而(a|b)*表示包含空串ε在內(nèi)的所有a、b構(gòu)成的字符串集合,并不限制b的出現(xiàn)方式,正規(guī)式((a|b)*|aa)*表示的字符串也不具有必須以a開頭的特點,因此,正規(guī)式①與②、③的等價關(guān)系即可排除。
至于(a|b)*和((a|b)*|aa)*,很明顯正規(guī)式((a|b)*|aa)*中的“aa”是畫蛇添足的部分,因為(a|b)*已經(jīng)包括了含有“aa”子串的所有a、b字符串,因此(a|b)*b和((a|b)*|aa)*b是等價的。
試題(31)、(32)
在UML提供的圖中,
(31)
用于描述系統(tǒng)與外部系統(tǒng)及用戶之間的交互;(32)
用于按時間順序描述對象間的交互。
(31)A.用例圖
B.類圖
C.對象圖
D.部署圖
(32)A.網(wǎng)絡(luò)圖
B.狀態(tài)圖
C.協(xié)作圖
D.序列圖
UML提供了9種不同的模型圖,用來對系統(tǒng)建模。
·
用例圖:用例圖以圖形化的方式描述系統(tǒng)與外部系統(tǒng)及用戶的交互。換句話說,它們以圖形化的方式描述了誰將使用系統(tǒng),以及用戶期望以什么方式與系統(tǒng)
交互。
·
類圖:類圖描述系統(tǒng)的對象結(jié)構(gòu),它們顯示構(gòu)成系統(tǒng)的對象類以及這些對象類之間的關(guān)系。
·
對象圖:對象圖類似于類圖,但并不描述對象類,它們對實際的對象實例建?!@示實例屬性的當(dāng)前值。
·
序列圖:序列圖以圖形化的方式描述了在一個用例或操作執(zhí)行過程中對象如何通過消息互相交互,說明了消息如何在對象之間被發(fā)送和接收以及發(fā)送的順序。
·
協(xié)作圖:協(xié)作圖類似于序列圖,但重點不是消息的時間順序。它以一種網(wǎng)絡(luò)格式表現(xiàn)對象之間的交互。
·
狀態(tài)圖:狀態(tài)圖用于對一個特定對象的動態(tài)行為建模,說明了一個對象的生命周期——對象可以經(jīng)
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