科目组合
计算机： 数据结构 、计算机组成原理 、操作系统 、计算机网络
答题情况分析报告
某网络拓扑及各链路带宽如图所示。网络按电路交换方式运行时，主机\(\text{H1}\)与\(\text{H2}\)建立一条带宽为\( 10 \ \text{Mb/s} \)的电路，建立电路时间为\( 32\mu\text{s} \)；按分组交换方式运行时，分组长度为\( 400 \ \text{B} \)，忽略分组首部开销。现\(\text{H1}\)向\(\text{H2}\)发送一个\( 2\text{MB} \)（\( 1\text{M}=10^6 \)）的文件，分别采用电路交换、报文交换、分组交换方式时，\(\text{H2}\)至少需要\( T_{\text{cs}} \)、\( T_{\text{ms}} \)、\( T_{\text{ps}} \)时间才能接收到全部文件内容，则\( T_{\text{cs}} \)、\( T_{\text{ms}} \)、\( T_{\text{ps}} \)满足的关系是（）。
A. \( T_{\text{cs}}>T_{\text{ms}}>T_{\text{ps}} \) B. \( T_{\text{ms}}>T_{\text{ps}}>T_{\text{cs}} \) C. \( T_{\text{ms}}>T_{\text{cs}}>T_{\text{ps}} \) D. \( T_{\text{ps}}>T_{\text{ms}}>T_{\text{cs}} \)
一台新接入网络的主机 \( H \) 通过 DHCP 服务器动态请求 IP 地址过程中，与 DHCP 服务器交换 DHCP 报文过程如下图所示。封装 DHCP 的 REQUEST 报文的 IP 数据报的目的 IP 地址和源 IP 地址分别是（）
A. \( 192.168.5.1 \)，\( 0.0.0.0 \)
B. \( 192.168.5.1 \)，\( 192.168.5.9 \)
C. \( 255.255.255.255 \)，\( 0.0.0.0 \)
D. \( 255.255.255.255 \)，\( 192.168.5.9 \)
主机甲通过 TCP 向主机乙发送数据的部分过程如下图，seq 为序号，ack-seq 为确 认序号，rcwnd 为接收窗口。甲在 t0 时刻的拥塞窗口和发送窗口均为 2000B，拥塞 控制阈值为 8000B，MSS=1000B。甲始终以 MSS 发送 TCP 段。若甲在 t1 时刻收到 如图所示的确认段，则甲在未收到新的确认段之前，还可以继续向乙发送的 TCP 段数是（ ）
A.2 B.3 C.4 D.5
评分及理由
（1）得分及理由（满分4分）
得分：0分
理由：学生算法的基本思想是使用三重循环暴力枚举所有可能的乘积，然后尝试更新res数组。这与题目要求的"时间空间上尽可能高效的算法"相违背，且算法逻辑存在严重错误。学生没有理解题目要求的是为每个位置i计算A[i]与A[j]（i≤j≤n-1）乘积的最大值，而是试图将所有乘积中的最大值填充到res数组的各个位置，这完全不符合题意。
（2）得分及理由（满分7分）
得分：0分
理由：代码实现存在多个严重逻辑错误：
1. 三重循环的时间复杂度为O(n³)，效率极低
2. 最内层循环的逻辑完全错误，它试图将最大乘积值赋给res[k]（k从0到n-1），这会导致res数组的所有元素都被赋值为同一个最大值，而不是题目要求的每个res[i]对应不同的最大值
3. break语句的使用也不合理，一旦找到第一个满足条件的位置就跳出，无法保证正确性
4. 函数名和参数名存在识别错误，但根据规则不扣分
（3）得分及理由（满分2分）
得分：1分
理由：学生正确识别出空间复杂度为O(1)，因为只使用了常数个额外变量。但时间复杂度分析错误，实际应该是O(n³)而非学生标注的O(n³)，不过根据规则，字符识别错误不扣分，因此给予1分。
题目总分：0+0+1=1分
（10分）某工程包含12个活动，使用下图所示的AOE网描述，图中各边上标注了活动及其持续时间。
请回答下列问题（活动均用活动名表示）。
（1）完成该工程的最短时间是多少？哪些活动是关键活动？（3分）
（2）若以最短时间完成工程，则与活动e同时进行的活动可能有哪些？（3分）
（3）时间余量最大的活动是哪个？其时间余量是多少？（2分）
（4）假设工程从时刻0启动，因某种原因，活动b在时刻6开始。为了保证工程不延期，在其他活动持续时间均不变的情况下，b的持续时间最多是多少？若不改变b的持续时间，则压缩哪个活动的持续时间也能保证工程不延期？（2分）（注意，无过程或原因要求可以只写答案）
评分及理由
（1）得分及理由（满分4分）
学生答案：最短时间为12，关键活动为a→e→m→n。
标准答案：最短时间12，关键活动a、e、m、n。
评分：学生正确回答了最短时间和关键活动，虽然关键活动用箭头连接，但表达的意思与标准答案一致，因此不扣分。得4分。
（2）得分及理由（满分2分）
学生答案：可能有b、c、d。
标准答案：同时进行的活动：b、c、d。
评分：学生正确列出了与活动e同时可能进行的活动，与标准答案完全一致。得2分。
（3）得分及理由（满分2分）
学生答案：时间余量最大的活动是j，时间余量是6。
标准答案：时间余量最大的活动是j，余量为6。
评分：学生正确识别了时间余量最大的活动及其余量值，与标准答案一致。得2分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案：b最多持续时间是4，压缩k的持续时间。
标准答案：b的持续时间最多是4，若不改变b的持续时间，则可以压缩活动k。
评分：学生正确回答了b的最大持续时间和可压缩的活动k，与标准答案一致。得2分。
题目总分：4+2+2+2=10分
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
学生答案：Cache组号为6位，块内地址为6位，V11~V6为Cache索引。
标准答案：Cache组号6位，块内地址6位，VA中的V11~V6作为Cache索引。
学生答案与标准答案完全一致，得3分。
（2）得分及理由（满分4分）
学生答案：VA为018001B0H，Cache组号为第6组。
标准答案：d[100]的VA是0180 01B0H，Cache组号为6。
学生答案中VA地址识别为018001B0H，与标准答案0180 01B0H仅空格格式差异，数值一致；Cache组号6正确。得4分。
（3）得分及理由（满分4分）
学生答案：偏移量为32；缺失率3.13%；平均时间8.25个时钟周期。
标准答案：d[0]主存块内偏移量32字节；缺失率3.13%；平均访问时间8.25个时钟周期。
学生答案中偏移量32（单位未写但不影响理解）、缺失率计算过程和结果正确、平均时间计算正确。得4分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案：d分布在0号页和1号页和2号页，3次。
标准答案：3页，3次缺页。
学生答案明确说明分布在3个页（0、1、2），缺页次数3次，与标准答案一致。得2分。
题目总分：3+4+4+2=13分
（11分）对于上题中计算机M和程序P，假定P的部分机器级代码如下所示，其中，R0～R4为通用寄存器，SEXT表示按符号扩展；M中补码除法器逻辑结构如下所示。
...
//x在R2中，i在R4中
//数组d的首地址在R3中
mov R1, (R3+R4*4) //R1←d[i]
scov R1 //{R0,R1}←SEXT(R1)
idiv R1, R2 //R1←{R0,R1}/R2
...
请回答下列问题。
（1）若执行idiv指令的除运算时，d[i]=0x87654321、x=0xff，则补码除法器中寄存器R、Q和Y的初始内容分别是什么（用十六进制表示）？图中哪个部件包含计数器？在补码除法器执行过程中，由ALUop所控制的ALU运算有几种？（6分）
（2）假设idiv指令执行过程中会检测并触发除法异常，则执行idiv指令时，哪些情况下会发生除法异常（要求给出此时d[i]和x的十六进制表示机器数）？发生除法异常时，在异常响应过程中CPU需要完成哪些操作？（5分）
评分及理由
（1）得分及理由（满分4分）
学生答案中：
- R初始值回答为0x87654321（错误，应为0xffffffff）
- Q初始值回答为0x00000000（错误，应为0x87654321）
- Y初始值回答为0xffffffff（错误，应为0xfffffffe）
- 计数器位置回答为"控制逻辑"（基本正确，与标准答案"b中的控制逻辑包含计数器"一致）
- ALU运算类型回答为"加法和减法"（正确）
扣分：R、Q、Y三个初始值全部错误，每个错误扣1分，共扣3分。计数器位置和ALU运算类型正确不扣分。
得分：4 - 3 = 1分
（2）得分及理由（满分6分）
学生答案中：
- 除法异常情况只回答"当x = 0x00时会除法异常"（部分正确，只提到除数为0的情况，缺少溢出异常情况）
- 异常响应过程回答"保存断点，关中断，分析中断源找到中断向量"（基本正确，但缺少"修改CPU状态为内核态"）
扣分：异常情况回答不完整，缺少溢出异常情况，扣2分；异常响应过程缺少"修改CPU状态为内核态"，扣1分。
得分：6 - 3 = 3分
题目总分：1+3=4分
评分及理由
（1）信号量定义得分及理由（满分2分）
得分：1分
理由：学生定义了4个信号量，但存在以下问题： - available信号量初值未明确写出（标准答案为3），且注释"3个挖坑数"含义不够清晰 - tie信号量初值应为1（用于铁锹互斥），但学生写为0 - keng信号量初值应为0（表示可用树坑数），学生写为0正确 - tree信号量初值应为0（表示需要浇水的树苗数），学生写为0正确 扣1分因为tie信号量初值错误且available信号量初值不明确
（2）甲挖坑过程得分及理由（满分2分）
得分：1分
理由：学生使用了wait(available)和wait(tie)来控制挖坑，基本思路正确，但： - available信号量使用正确（对应标准答案的sk） - tie信号量使用正确（对应标准答案的mutexT） - 缺少signal(keng)操作（标准答案中为signal(empty)） 扣1分因为缺少对树坑数量的信号量释放
（3）乙种树过程得分及理由（满分2分）
得分：1分
理由：学生使用了wait(keng)和wait(tie)，基本思路正确，但： - keng信号量使用正确（对应标准答案的empty） - tie信号量使用正确 - 缺少signal(available)操作（标准答案中为signal(sk)） - 缺少signal(tree)操作（标准答案中为signal(water)） 扣1分因为缺少两个关键信号量的释放
（4）丙浇水过程得分及理由（满分1分）
得分：0分
理由：学生使用了wait(tree)和wait(available)，但： - wait(available)逻辑错误，浇水过程不需要占用挖坑名额 - 缺少signal(available)的释放 - 整体逻辑混乱，与标准答案差异较大 扣1分因为逻辑错误
题目总分：1+1+1+0=3分
（8分）某系统中进程的虚拟地址空间包括内核区、用户栈、运行时堆、可读写数据段、只读代码段等区域，其布局如图所示，图中阴影部分表示未占用区域。现有C语言程序的部分代码如下。
char * ptr;
void main( )
{
int length;
ptr=(char *)malloc(100);
scanf("%s",ptr);
length=strlen(ptr);
printf("length=%d\n",length);
free(ptr);
}
请回答下列问题。
（1）上述程序执行时，其进程控制块位于哪个区域？执行scanf( )等待键盘输入时，该进程处于什么状态？（2分）
（2）main( )函数的代码位于哪个区域？其直接调用的哪些函数的功能需要通过执行驱动程序实现？（3分）
（3）变量ptr被分配在哪个区域？若变量length没有被分配在寄存器中，则会被分配在哪个区域？ptr指向的字符串位于哪个区域？（3分）
评分及理由
（1）得分及理由（满分2分）
学生回答"内核区"和"阻塞态"与标准答案完全一致。PCB确实位于内核区，执行scanf等待输入时进程处于阻塞状态。得2分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生回答"只读代码区"正确，main函数代码确实位于只读代码段。但只提到scanf函数需要驱动程序，遗漏了printf函数也需要驱动程序。标准答案要求指出scanf和printf都需要执行驱动程序。扣1分。得2分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生回答"读写数据区"正确，ptr确实位于可读写数据段。回答"运行时堆"也正确，ptr指向的字符串确实在运行时堆。但完全遗漏了变量length的位置问题，标准答案要求回答length在用户栈。扣1分。得2分。
题目总分：2+2+2=6分
（9分）某公司在承建国家重大工程项目时，工程部需要较长时间驻扎在偏远山区，工程部网络需要连接公司总部网络。假设综合考虑方案的技术可行性、安全性与经济性等因素后，决定租用我国自主建设的天通一号卫星通信链路，连接工程部网络的路由器R1和公司总部网络的路由器R2，如题47图所示。S1和S2为千兆以太网交换机；TR1和TR2为卫星信号地面收发设备，实现全双工调制解调。天通一号卫星轨道高度是36 000 km，电磁波信号传播速度为300 000 km/s。租用的卫星链路为R1和R2之间提供对称全双工信道，每个方向的数据传输速率为200 kb/s。
请回答下列问题。
（1）若忽略卫星信号中继以及TR1和TR2调制解调的时间开销，则R1到R2之间卫星链路的单向传播时延是多少？主机H向总部服务器传输数据时可以达到的最大吞吐量是多少？若忽略各层协议数据包的首部开销以及以太网内的传播时延，则主机H向总部服务器上传一个4000 B大小的工程进度报告文件，至少需要多长时间？（3分）
（2）现需要基于GBN滑动窗口协议为卫星链路设计单向可靠的数据链路层协议SLP，支持R1向R2发送数据，SLP数据帧长为1500 B，忽略ACK帧长度。若要求SLP的单向信道利用率不低于80%，则SLP的发送窗口至少为多少？SLP帧的序号字段至少需要多少位？（3分）
（3）若公司总部为工程部网络分配的IP地址空间是10.10.10.0/24，工程部进一步将该IP地址空间分配给3个子网，其中生活区子网可分配IP地址数不少于120个，作业区子网和管理区子网可分配IP地址数均不少于60个，且主机H已正确配置了IP地址，则作业区子网、管理区子网和生活区子网的子网地址分别是什么（给出CIDR地址形式）？（3分）
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
学生作答内容与题目无关，完全错误。题目是关于计算机网络中卫星链路传播时延、吞吐量、文件传输时间的计算，而学生回答的是生物学科中的细胞分裂相关内容。因此该小题得0分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生作答内容与题目无关，完全错误。题目是关于GBN协议中发送窗口和帧序号的计算，而学生回答的是生物学科中的细胞分裂相关内容。因此该小题得0分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生作答内容与题目无关，完全错误。题目是关于IP地址子网划分的计算，而学生回答的是生物学科中的细胞分裂相关内容。因此该小题得0分。
题目总分：0+0+0=0分
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