面向對象分析與設計試題B卷及面向自動化裝配的產品設計

面向對象分析與設計試題B卷一、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內。每小題2分，共20分)

1.到20世紀末，面向對象軟件工程已經逐漸發(fā)展成熟，特別是（D）的形成和廣泛使用，采用面向對象分析與編程的軟件開發(fā)方法已成為軟件開發(fā)的主流方法。A.Simula67語言B.Smalltalk語言C.Java語言D.統(tǒng)一建模語言(UML)的標準2.面向對象的運動產生了多種面向對象的語言,其中（C）是一種混合性面向對象語言,既支持面向過程的程序設計方法，又支持面向對象的程序設計方法，有廣泛應用的基礎和豐富開發(fā)環(huán)境的支持，因而使面向對象的程序設計能得到很快普及。A.SmalltalkB.EiffelC.C++D.Java3．下列不屬于面向對象技術的基本特征的是（B）。A.封裝性B.模塊性C.多態(tài)性D.繼承性4.面向對象程序設計將描述事物的數(shù)據(jù)與(C)封裝在一起,作為一個相互依存、不可分割的整體來處理。A.信息B.數(shù)據(jù)隱藏C.對數(shù)據(jù)的操作D.數(shù)據(jù)抽象5.關于面向對象方法的優(yōu)點，下列不正確的敘述是（C）。A.與人類習慣的思維方法比較一致B.可重用性好C.以數(shù)據(jù)操作為中心D.可維護性好6.（D）是從用戶使用系統(tǒng)的角度描述系統(tǒng)功能的圖形表達方法。A.類圖B.對象圖C.序列圖D.用例圖7.(C)是表達系統(tǒng)類及其相互聯(lián)系的圖示,它是面向對象設計的核心，建立狀態(tài)圖、協(xié)作圖和其他圖的基礎。A．對象圖B.組件圖C.類圖D.配置圖8.（D）描述了一組交互對象間的動態(tài)協(xié)作關系，它表示完成某項行為的對象和這些對象之間傳遞消息的時間順序。A．對象圖B.協(xié)作圖C.狀態(tài)圖D.序列圖9.（D）就是用于表示構成分布式系統(tǒng)的節(jié)點集和節(jié)點之間的聯(lián)系的圖示，它可以表示系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構。A.組件圖B.協(xié)作圖C.狀態(tài)圖D.配置圖10.使用UML進行關系數(shù)據(jù)庫的（B）時，需要設計出表達持久數(shù)據(jù)的實體類及其聯(lián)系，并把它們映射成為關系數(shù)據(jù)庫表（Table)、視圖(View)等。A.業(yè)務UseCase模型設計B.邏輯數(shù)據(jù)模型設計C.物理數(shù)據(jù)模型設計C.物理實現(xiàn)設計二、填空題(每空1分，共20分)

1.面向對象開發(fā)方法一改過去傳統(tǒng)的以_____功能分析___為基礎的_____面向對象_的結構化分析與設計方法，它模擬人們理解和處理客觀世界的方式來分析問題，把系統(tǒng)視為一系列___對象____的集合，其_____面向對象的設計___又將分析的結果映射到某種面向對象實現(xiàn)工具的結構上，使映射過程有著比較直接的對應關系，使分析者、設計者和編程者都可使用相同的___概念___，從而使面向對象的軟件開發(fā)能比較自然地模擬客觀世界的活動，使問題描述空間與_____解空間_______在結構上盡可能一致。因此，采用面向對象方法可以更有效地開發(fā)大型軟件系統(tǒng)。面向對象方法的_封裝____、__繼承___、__多態(tài)___等機制不僅支持軟件復用，而且使軟件維護工作可靠有效，可實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的柔性制造，更好地克服___軟件危機___。因此，它已成為成熟的廣為采用的軟件開發(fā)方法。2.對象是客觀實體的抽象表示，是由____描述對象屬性的數(shù)據(jù)_______和_____對這些數(shù)據(jù)進行的操作行為__兩部分組成。而_類_____是對具有相同屬性和行為的一組對象的抽象描述。因此，它可作為一種用戶自定義類型和創(chuàng)建對象的樣板，而按照這種樣板所創(chuàng)建的一個個具體對象就是類的___實例__。通過____繼承____關系又可形成一種類層次結構。3.UML中用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)建模的視圖稱為靜態(tài)視圖，包括類圖，對象圖，用例圖，組件圖，配置圖三、寫出下列程序的輸出結果。(滿分10分)

#include<iostream.h>#include<string.h>classPerson{public:Person(char*s){name=newchar[strlen(s)+1];strcpy(name,s);}virtualvoidprint(){cout<<”Mynameis”<<name<<endl;}protected:char*name;};classStudent:publicPerson{public:Student(char*s,floatg):Person(s){avg=g;}voidprint(char*s){cout<<s<<”Mynameis“<<name<<”andmygradeis”<<avg<<endl;}private:floatavg;};classprofessor:publicPerson{public:Professor(char*s,intn):Person(s){publs=n;}voidprint(){cout<<”Mynameis”<<name<<”andIhave”<<publs<<”publication.”<<endl;}private:intpubls;};voidmain(void){Person*p;Personx(“Zhang”);Studenty(“Wang”,4,2);Professorz(“Liu”,5);p=&x;p->print();p=&y;p->print();p=&z;p->print();}【運行結果：MynameisZhangMynameisWangMynameisLiuandIhave5publications.】四.簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述面向對象軟件開發(fā)方法的優(yōu)點。答：把軟件系統(tǒng)看成是各種對象的集合，這更接近人類的思維方式。軟件需求的變動往往是功能的變動，而功能的執(zhí)行者——對象一般不會有大的變換。這使得按照對象設計出來的系統(tǒng)結構比較穩(wěn)定。對象包括屬性（數(shù)據(jù)）和行為（方法），對象把數(shù)據(jù)和方法的具體實現(xiàn)方式一起封裝起來，這使得方法和與之相關的數(shù)據(jù)不再分離，提高了每個子系統(tǒng)的相對獨立性，從而提高了軟件的可維護性。支持封裝，抽象，繼承和多態(tài)，提高了軟件的可重用性，可維護性和可擴展性。2.簡述面向對象技術的三大機制。答：（1）封裝性(encapsulation)

所謂封裝就是把對象的屬性和行為結合成一個獨立的單位，使外界不能直接訪問或修改這些數(shù)據(jù)和代碼，外界只能通過對象提供的接口函數(shù)來改變或獲取對象的屬性數(shù)據(jù)，這就實現(xiàn)了消息隱蔽。（2）繼承性

如果在一個已定義的類上，增加一些特殊屬性或操作，可以形成一個新的類，這個類不僅繼承了前一個類的全部特征，而且具有新的特性，因此可看作前一個類的特例，是對前一個類的繼承。前一個類稱為父類，新產生的類叫做子類。通過繼承關系可形成一種類層次結構，叫做繼承結構。（3）多態(tài)性

在類層次結構的不同類中，可用相同的函數(shù)名實現(xiàn)功能不同的函數(shù)。3.簡述OOA模型的層次結構。答：OOA模型采用五層次結構，它們分別是：

（1）對象-類層

劃分待開發(fā)系統(tǒng)及其環(huán)境信息的基本構造單位，標出反映問題域的對象和類，并用符號進行規(guī)范的描述，用信息提供者熟悉的術語為對象和類命名。）

（2）屬性層

定義對象和某些結構中的數(shù)據(jù)單元，繼承結構中所有類的公共屬性可放于通用類中。標識對象類必需的屬性并放在合適的繼承層次上，屬性的特殊限制和實例連接關系也應標識出來。

（3）服務層

表示對象的服務或行為，即是要定義類上的操作。（4）結構層

標識現(xiàn)實世界中對象之間的關系。當一個對象是另一個對象的一部分時，用"整體-部分"關系表示；當一個類屬于另一個類時，用類之間繼承關系表示。

（5）主題層

可將相關類或對象劃分為一個主題。4.簡述OOD模型的總體結構，并畫圖表示。答案：OOD體系結構的各個部分內容:(1)問題論域部分,在OOA模型的基礎上,細化分析結果,設計一組構成底層應用模型的類和對象。（2）人機交互部分：設計用戶界面模型,該用戶界面模型中的類和對象提供實現(xiàn)人機交互操作的接口函數(shù)。用戶界面設計包括菜單設計、窗口設計、輸入/輸出界面設計等等。（3）任務管理部分：建立一些類，用以負責處理操作系統(tǒng)級的并發(fā)問題、中斷、調度以及其它與特定平臺有關的問題。（4）數(shù)據(jù)管理部分：提供數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中存儲和檢索對象的基本結構，包括對永久性數(shù)據(jù)的訪問和管理。數(shù)據(jù)管理設計包括：—數(shù)據(jù)存放設計：數(shù)據(jù)存放設計選擇數(shù)據(jù)存放的方式（文件存放、關系數(shù)據(jù)庫表格存放或面向對象的數(shù)據(jù)庫存放）?！O計相應的操作。為每個需要存儲的對象和類增加用于存儲管理的屬性和操作，在類和對象的定義中加以描述。}五.試用UML對教學管理系統(tǒng)及相關的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行分析和設計。學生選課系統(tǒng)一般包括(1)選課管理功能；(2)成績管理功能。試完成下列工作：（1）建立系統(tǒng)靜態(tài)結構模型—畫出系統(tǒng)用例圖和類圖；（10分）(2)建立系統(tǒng)動態(tài)結構模型—畫出系統(tǒng)序列圖和協(xié)作圖；（10分）（3）建立關系數(shù)據(jù)庫邏輯模型。（10分）答案：(1)系統(tǒng)用例圖如下對象類圖如下：（2）把需要持久存儲的數(shù)據(jù)實體類及其聯(lián)系，映射成為如下關系數(shù)據(jù)庫表：學生（學生號、姓名、出生日期、性別、籍貫、地址、電話、入學時間、專業(yè)、班級備注）教師（教師號、姓名、出生日期、性別、籍貫、地址、電話、職稱、專長、備注）課程（課程號、課程名、描述、學分、學時、性質、備注）開設課程（課程號、學期、授課日期、授課時間、地點、選修人數(shù)、備注）面向制造與裝配的設計－課程設計面向裝配自動化的產品設計機械42班陳鵬宇2140101028李則達2140101035劉靖2140101036孟德軒2140101038聞泉2140101044一、自動化裝配的概念機械裝配是按規(guī)定的精度和技術要求，將構成機器的零件結合成組件、部件和產品的過程。裝配式機械制造中的后期工作，是決定產品質量的關鍵環(huán)節(jié)。裝配自動化是指對某種產品用某種控制方法和手段，通過執(zhí)行機構，使其按預先規(guī)定的程序自動地進行裝配，而無需人直接干預的過程。二、產品設計應該注意的問題自動化裝配包括：供料、傳送、裝配、檢查四個步驟。所以從這四個方面出發(fā)來看產品的設計。從供料的角度自動供料包括零件的上料、定向、輸送、識別等過程的自動化。為使零件有利于自動供料，產品的零件結構應符合以下各項要求。零件的幾何形狀要力求對稱。改變前改變后在設計零件的時候，要在能保證功能的情況下盡量使零件對稱。如圖所示，如果能把零件兩邊的錐度設計成一致的，就成為一個對稱零件，所以在定位時就不用考慮軸的前后題，簡化了定向。（2）對于不能對稱設計的零件，要盡量擴大它的不對稱度。改變前改變后對于不對稱的零件，在設計時要盡量擴大它的不對稱性。如果不對稱性太小而又無法消除，會增加機器對零件方向的識別難度。如上圖，改變前的零件機器不容易識別出它的方向可能會出現(xiàn)裝錯、裝反的現(xiàn)象，而改進后的零件不對稱度大，容易通過傳感器識別，避免了裝配錯誤的產生。（3）增加約束面來約束零件的方向。改變前改變后在不影響功能的條件下，可以增加約束面來約束零件的方向。如圖零件，在裝配時必須考慮兩個內孔在圓內的位置，改進前的零件不容易識別出內孔的正確位置，而改進后，增加了一個導向面，內孔與底面的位置就確定了，可以直接夾取。(4)要考慮自動裝配線上各個零件之間的相互影響。改變前改變后由于在自動裝配時，傳送線上往往是有多個零件同時在傳輸，如果零件尺寸不合適，零件之間可能會相互影響。如圖，在改變前，內孔的直徑大于了軸的直徑，傳送過程中后面零件可能會插到另一個零件的孔里造成零件的干涉，影響夾取和識別。在改變了零件尺寸后，這種問題得以解決。（5）盡量使用標準件?？梢詫ｉT的建立標準件零件庫，編寫相應的夾持程序，這樣有利于縮短取料時間，也防止了夾錯零件、夾錯方向。從零件自動傳送的角度零件除具有裝配基準面外，還需考慮裝夾基準面，供傳送裝置裝夾和支承。常見的輸送方式有水平傳遞，轉盤傳遞，機械手夾持，垂直軌道式，傾斜傳送帶式等,傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽或料道，提升、轉位和分配裝置等。有時采用機械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機床自動線中當工件有合適的輸送基面時，采用直接輸送方式，其傳送裝置有各種步進式輸送裝置、轉位裝置和翻轉裝置等。對于外形不規(guī)則、無合適的輸送基面的工件，通常裝在隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設隨行夾具的返回裝置。此外零部件的結構應帶有加工的面和孔，供傳送中定位；零件應外形簡單、規(guī)則、尺寸小、重量輕。從有利于自動裝配的角度利于自動化裝配的產品設計的優(yōu)劣是以產品的可裝配性評判的。產品的可裝配性指標包括經濟性指標和技術性指標兩種。經濟性指標又包括裝配時間和裝配成本兩方面。減少裝配時間可以提高生產率，增加產量，減少裝配成本又可以減少產品生產總成本，提高每一件產品的利潤。技術指標包括產品的結構化系數(shù)、標準化系數(shù)、工藝性因素（包括典型工藝利用系數(shù)等）和可裝配條件的滿足程度等。經過總結，有以下幾點原則:零件的尺寸公差及表面幾何特征應保證按完全互換的方法進行裝配。零件數(shù)量盡可能少（如圖6.6所示），同時應減少緊固件的數(shù)量。減少零件的數(shù)量和類型意味著減少材料、降低裝配難度和簡化生產管理，從而能提高生產率、降低成本，最好的方法就是取消重復零件或佘家多功能符合零件。盡量減少螺紋聯(lián)接，采用適應自動裝配條件的聯(lián)接方式，如采用粘接、過盈、焊接等。對于自動裝配機器，螺紋連接比較復雜，而相對來說，人工操作比較復雜的焊接等連接方式，使用自動化裝備則相對簡單。如圖，用軸滾花代替光軸加緊固螺釘?shù)慕M合，改為靜配合。（4）零件上盡可能采用定位凸緣，以減少自動裝配中的測量工作，如將壓配合的光軸用階梯軸代替等。減少測量可以減少裝配機器的成本，而且可以減少裝配時間。如圖，可以在工件的裝配位