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）
学生给出的算法思想是：第一遍循环找到整个数组的最大值和最小值，第二遍循环对每个A[i]计算Max*A[i]和Min*A[i]的最大值作为res[i]。这个思路与标准答案不同，标准答案是从右向左遍历并动态维护从i到n-1的最大值和最小值，然后根据A[i]的正负选择乘最大值或最小值。学生的思路虽然也能得到结果，但存在逻辑错误：对于每个A[i]，需要的是与A[j]（j≥i）的乘积最大值，而学生的做法使用了整个数组的最大值和最小值，这可能导致错误（例如A[i]为负数时，应该乘子数组的最小值，但学生可能乘了整个数组的最大值，导致结果不是子数组范围内的最大乘积）。因此，该算法思想不完全正确。但考虑到学生可能意图是简化处理，且部分情况下可能正确，但严格来说不符合题目要求，扣2分。得2分。
（2）得分及理由（满分7分）
学生代码实现基于上述思想，但存在以下问题：
1. 第一遍循环中，学生从后向前遍历，但维护的Max和Min是整个数组的最大值和最小值，而不是从i到n-1的最大值和最小值。这导致第二遍循环中，res[i]的计算可能错误，因为对于每个i，应该使用子数组A[i:n-1]的最大值和最小值，而不是整个数组的。
2. 代码中使用了宏定义INF，但初始值设置可能不准确（例如-INF可能不是最小整数值），但这不是主要扣分点。
3. 关键逻辑错误：没有根据A[i]的正负选择乘最大值或最小值，而是直接取Max*A[i]和Min*A[i]的最大值，这不符合题目要求（例如A[i]为负数时，应乘子数组的最小值，但学生可能乘了Max，导致结果偏小或错误）。
因此，代码逻辑错误明显，扣4分。得3分。
（3）得分及理由（满分2分）
学生正确分析了时间复杂度和空间复杂度，均为O(n)和O(1)，与标准答案一致。得2分。
题目总分：2+3+2=7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3分）
学生答案：最短时间12，关键活动a, e, m, n。
标准答案：最短时间12，关键活动a, e, m, n。
答案完全正确。得3分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案：与e同时进行的活动可能：b, c, d。
标准答案：同时进行的活动：b, c, d。
答案完全正确。得3分。
（3）得分及理由（满分2分）
学生答案：时间余量最大：j，余量为：6。
标准答案：时间余量最大的活动是j，余量为：6。
答案完全正确。得2分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案：b持续时间最多4，可压缩k保证不延期。
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。
答案完全正确。得2分。
题目总分：3+3+2+2=10分
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
学生答案正确：组号占6位，块内地址占6位，虚拟地址的VA11~VA6作Cache索引。与标准答案一致。得3分。
（2）得分及理由（满分2分）
学生答案正确：d[100]虚拟地址为0180 01B0H，对应Cache组号为06H。与标准答案一致。得2分。
（3）得分及理由（满分5分）
学生答案部分正确：
① d[0]在主存块偏移量20H，正确，得1分。
② Cache缺失率计算为1/32≈3.13%，标准答案为129/4096≈3.15%，两者数值非常接近，但学生计算过程未体现129次缺失和4096次访问的推导。考虑到其思路（每32次访问缺失一次，因为一个主存块有16个int，每次循环有读和写两次访问，所以16*2=32）本质正确，且结果与标准答案误差极小（0.02%），此处不扣分，得2分。
③ 平均访问时间计算为2+1/32×200=8.25个时钟周期，思路正确，结果与标准答案（8.3）因四舍五入有微小差异，不扣分，得2分。
本小题共得5分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案存在矛盾：
① “d分布在2个页中”错误。根据起始地址0180 0020H和页大小4KB，数组d共2048个int，占8192字节，跨越的页数为：从第0180 0020H页内偏移32字节开始，需要覆盖到0180 0020H+0x2000（8192字节）=0180 2020H，因此涉及虚拟页号0x18000, 0x18001, 0x18002，共3个页。标准答案为3个页。
② “访问d会引起3次缺页”正确。
本小题第一问错误，扣1分。得1分。
题目总分：3+2+5+1=11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6分）
学生答案中：
- R的初始值：学生答“0000 0000H”，标准答案为“0xffffffff”。学生答案错误。在补码不恢复余数除法中，被除数d[i]（0x87654321，为负数）经过符号扩展后，其高位部分（即R的初始值）应为全1（即符号扩展），故R应为0xffffffff。此处属于逻辑错误，扣2分。
- Q的初始值：学生答“8765 4321H”，与标准答案“0x87654321”一致，正确，不扣分。
- Y的初始值：学生答“ffff ffffH”，标准答案为“0xfffffffe”。学生答案错误。除数x=0xff（即255），在补码除法中，除数Y需要存放其绝对值的补码形式（对于正数，即其本身；对于负数，为其绝对值）。0xff是正数，其绝对值的补码仍为0xff，但题目中Y的位宽应与R、Q一致（32位），因此Y应为0x000000ff。然而标准答案给出的是0xfffffffe，这可能是将除数x=0xff误当作-1（0xffffffff）处理并进行了某种转换，但根据常规补码除法初始化，对于正除数，Y应为除数本身（符号扩展至32位）。学生答案“ffff ffffH”可能是将除数误解为-1。但无论如何，学生答案与标准答案不符，且标准答案的0xfffffffe也令人费解（可能是题目特殊设定）。鉴于学生答案与标准答案不一致，且学生答案明显错误（将正数0xff视为全1），扣2分。
- 图中哪个部件包含计数器：学生答“控制逻辑部件包含计数器”，与标准答案“b中的控制逻辑包含计数器”一致，正确，不扣分。
- ALU运算有几种：学生答“加法、减法”，与标准答案“加法和减法”一致，正确，不扣分。
本小题满分6分，扣4分，得2分。
（2）得分及理由（满分5分）
学生答案中：
- 除法异常情况：学生只答出“当x = 0000 0000H，发生除零异常”，漏掉了溢出异常的情况（即d[i]为0x80000000且x为0xffffffff时）。标准答案列出了两种情况。此处遗漏一种异常情况，属于逻辑不完整，扣2分。
- 异常响应操作：学生答“CPU需执行陷入指令，进入内核态”，只提到了部分操作（进入内核态），但未提及关中断、保存断点（PC和PSWR）、跳转异常处理程序等关键步骤。标准答案列出了完整的三个步骤。此处回答不完整，扣2分。
本小题满分5分，扣4分，得1分。
题目总分：2+1=3分
评分及理由
（1）得分及理由（满分7分）
学生作答中，第2次识别结果给出了一个完整的、逻辑正确的解决方案。该方案定义了三个信号量：S1（初值3，控制可挖树坑数量，即保证树坑数量小于3时甲才能挖坑）、S2（初值0，用于甲挖坑和乙放树填土的同步）、S3（初值0，用于乙放树填土和丙浇水的同步）。甲、乙、丙三个进程的代码结构正确，使用了wait/signal操作实现了规定的同步关系，并且没有遗漏互斥要求（题目中“铁锹用于挖树坑,填土”隐含了对铁锹的互斥使用，但标准答案中明确使用了mutexT。学生答案未处理铁锹互斥，但根据题目描述“铁锹和水桶各一个”，水桶仅丙使用无需互斥，铁锹需互斥。学生方案未体现对铁锹的互斥访问，这是一个逻辑缺陷）。
扣分点：未处理铁锹的互斥访问。铁锹是甲（挖坑）和乙（填土）都需要使用的共享资源，且只有一个，必须互斥使用。学生方案中甲和乙可能同时使用铁锹，这违反了互斥条件。这是一个关键的逻辑错误。
因此，扣除2分。得分：5分。
题目总分：5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）
学生答案指出PCB位于内核区，并说明执行scanf时进程处于阻塞态。这与标准答案完全一致。两次识别结果均正确，因此得满分2分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案指出main()代码位于只读代码段，并正确识别出scanf和printf需要通过驱动程序实现。这与标准答案完全一致。因此得满分3分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案正确指出ptr位于可读写数据段，length位于用户栈，ptr指向的字符串位于运行时堆。这与标准答案完全一致。因此得满分3分。
题目总分：2+3+3=8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：
- 单向传播时延计算正确（0.24s = 240ms）。
- 最大吞吐量计算错误：学生写为400 kb/s，但标准答案为200 kb/s（卫星链路每个方向速率为200 kb/s）。此处属于逻辑错误，扣1分。
- 传输4000B文件最少时间计算正确（0.4s = 400ms）。
因此，本小题得分为2分（扣1分）。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案中：
- 计算了帧传输时间（0.06s）和往返时间（0.48s）。
- 但信道利用率计算公式不清晰，且中间计算步骤有误（如0.432/0.16的0.16来源不明）。
- 最终结论正确：发送窗口至少为8，序号字段至少4位。
由于核心结论正确，且中间计算虽有笔误但最终结果与标准答案一致，根据“思路正确不扣分”原则，不扣分。本小题得3分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案中：
- 三个子网的CIDR地址与标准答案完全一致。
因此，本小题得3分。
题目总分：2+3+3=8分
The road of your choice, you have to go on !
粤ICP备16082171号-1
