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
（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）
(1）6位。VA6~VA11
(2）018001B0H;组号是6
(3)30H;Cache缺失率:3.13%，平均访问时间:8.1875个时钟周期
(4)d分布在3页。3次
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
学生答案：组号6位正确，但块内地址未明确写出，仅写“6位”不完整；Cache索引位VA6~VA11正确。标准答案要求明确写出组号和块内地址各占6位，学生只写“6位”可能指组号，但未区分组号和块内地址，此处扣1分；索引位正确得1分。本小题得2分。
（2）得分及理由（满分4分）
学生答案：d[100]的VA计算正确（018001B0H），组号6正确。本小题完全正确，得4分。
（3）得分及理由（满分4分）
学生答案：d[0]主存块内偏移量30H（即48十进制）错误，应为32（20H）；Cache缺失率3.13%正确；平均访问时间8.1875个时钟周期计算错误（正确应为8.25）。偏移量错误扣1分，平均访问时间错误扣1分，缺失率正确得1分。本小题得2分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案：d分布在3页，缺页次数3次，均正确。本小题得2分。
题目总分：2+4+2+2=10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）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mutex1用于铁锹互斥（正确），但mutex2用于保护cnt变量（正确但非最优），flag信号量使用不当。缺少对树坑数量限制、工序顺序控制的专用信号量。信号量定义不够精简，未能完全满足题目要求。
（2）甲进程代码得分及理由（满分2分）
得分：1分
理由：使用if判断cnt<3不符合同步要求，应该用wait操作。虽然使用了mutex1保护铁锹，但缺少对树坑数量的同步控制信号量。挖坑后没有通知乙进程的信号量操作。
（3）乙进程代码得分及理由（满分2分）
得分：1分
理由：使用if判断cnt>0不符合同步要求。放树苗操作没有在互斥保护下进行。填土后没有通知丙进程浇水的信号量操作。cnt--操作虽然正确但同步逻辑不完整。
（4）丙进程代码得分及理由（满分1分）
得分：0分
理由：丙进程使用flag信号量完全没有意义，无法正确接收到乙进程完成填土的通知。浇水操作缺少正确的同步机制。
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）
(1）
评分及理由
（1）得分及理由（满分2分）
学生答案未提供，无法判断是否正确。根据评分规则，未作答部分应得0分。
得分：0分
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案未提供，无法判断是否正确。根据评分规则，未作答部分应得0分。
得分：0分
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案未提供，无法判断是否正确。根据评分规则，未作答部分应得0分。
得分：0分
题目总分：0+0+0=0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）
学生答案中单向传播时延计算错误（计算成往返时延0.24s），但最大吞吐量正确（200kbps）。文件传输时间计算基于错误的传播时延，得到0.56s（应为0.28s）。核心逻辑有两处错误，扣2分。得1分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生正确列出信道利用率公式，但计算时误将传播时延取为0.24s（应为0.12s），导致发送窗口计算结果错误（n≥7.2，取8）。帧序号计算正确（4）。核心逻辑部分错误，扣1分。得2分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生给出的三个子网地址与标准答案完全不符，且生活区子网规模不满足要求（/25仅支持126个地址，但标准要求不少于120个，实际分配正确但地址错误）。三个子网地址全部错误，扣3分。得0分。
题目总分：1+2+0=3分
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