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2分。学生的基本设计思想是双重循环遍历，对每个A[i]与所有j≥i的A[j]相乘并比较得到最大值。这一思路正确但效率较低，未达到题目要求的“尽可能高效”。标准答案采用O(n)的算法，而学生给出的是O(n²)的暴力解法，因此扣2分。
（2）得分及理由（满分7分）
得4分。学生的代码实现了暴力解法，逻辑正确，能够正确计算res数组。但算法效率低，不符合“尽可能高效”的要求。代码中存在函数名与题目要求不完全一致（第一次识别为cdMul，第二次为calcu），但根据“误写不扣分”原则，不因此扣分。主要扣分点在于算法未优化，效率低，因此扣3分。
（3）得分及理由（满分2分）
得2分。学生正确分析了算法的时间复杂度为O(n²)，空间复杂度第一次识别为O(n)有误，但第二次识别为O(1)正确。根据“两次识别中一次正确则不扣分”的原则，以正确为准，因此给满分2分。
题目总分：2+4+2=8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：同时进行的活动可能有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：时间余量最大的是j，时间余量为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：最短4（根据上下文推断为“b的持续时间最多是4”），压缩活动k。
标准答案：b的持续时间最多是4，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）
得分：2分
理由：学生正确计算了Cache组号字段（6位）和块内地址字段（6位），得2分。但在回答“虚拟地址中哪些位可作为Cache索引？”时，第一次识别结果未给出明确答案，第二次识别结果给出了“虚拟地址中高20位即A31-A12可做Cache索引，A11-A6可做Cache索引”，这个表述存在错误且不完整。标准答案指出，由于页大小为4KB，页内地址为12位，因此虚拟地址的低12位（VA11~VA0）与物理地址低12位相同，其中VA11~VA6（共6位）可作为Cache索引。学生答案中“A11-A6可做Cache索引”这部分正确，但“高20位即A31-A12可做Cache索引”是错误的，因为高20位是页号/页框号，不直接用于Cache索引。因此扣1分。
（2）得分及理由（满分2分）
得分：2分
理由：学生正确计算了d[100]的虚拟地址为0180 01B0H（两次识别结果一致，第二次计算过程有笔误但结果正确）。对于Cache组号，学生答案为6（即06H），与标准答案一致。因此得满分。
（3）得分及理由（满分5分）
得分：1分
理由：本题包含三个小问：偏移量、Cache缺失率、平均访问时间。
1. 偏移量：学生答案为“32”（十进制），标准答案为“20H”（十六进制）。32（十进制）=20H（十六进制），因此答案正确，得1分。
2. Cache缺失率：学生仅给出了计算过程“2048×4B/64B=128”和“1/128=”，但未给出最终缺失率百分比。标准答案的分析指出，由于数组元素访问的局部性，总共发生129次缺失（而非128次），缺失率计算为129/(2048*2) ≈ 3.15%。学生答案未完成计算，且思路（用128次缺失）与标准答案（129次）不符，因此不得分。
3. 平均访问时间：学生答案完全未涉及，不得分。
综上，本小题只得偏移量的1分。
（4）得分及理由（满分2分）
得分：0分
理由：本题包含两个小问：数组d分布的页数、缺页次数。
1. 页数：第一次识别结果为“128个页”，第二次为“129个页”，均错误。标准答案分析：数组大小为2048*4B=8192B，页大小为4KB=4096B，起始地址为0180 0020H，跨越了三个页（0180 0000H~0180 0FFFH, 0180 1000H~0180 1FFFH, 0180 2000H~0180 2FFFH），因此分布在3个页中。学生答案错误，不得分。
2. 缺页次数：两次识别结果均为“129”，错误。标准答案为3次。不得分。
题目总分：2+2+1+0=5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初始值：学生答“0000 0000H”，标准答案为“0xffffffff”。根据指令流程，scov指令将R1符号扩展为64位存入{R0,R1}，R0为高32位，R1为低32位。idiv指令执行{R0,R1}/R2，即64位被除数除以32位除数。被除数d[i]=0x87654321，符号扩展后高32位应为全1（因为最高位为1），即R0=0xffffffff，这对应于除法器中的R寄存器初始值。学生答0x00000000错误，属于逻辑错误。
- Q初始值：学生答“87654321H”，标准答案为“0x87654321”，正确。
- Y初始值：学生答“00ffH”或“00FFH”，标准答案为“0xfffffffe”。Y中应存放除数x的绝对值（补码除法器通常使用除数绝对值参与运算），x=0xff（即255），其32位表示为0x000000ff，但图中为补码除法器，可能需要对除数进行处理（如取负或保持原值），标准答案给出0xfffffffe（即-2的补码），说明此处有特殊处理（可能为除数取负后的值）。学生答案明显错误，且未给出32位完整表示，属于逻辑错误。
- 计数器位置：学生答“控制逻辑中包含计数器”，与标准答案“b中的控制逻辑包含计数器”一致，正确。
- ALU运算种类：学生答“有减、加”或“有减,加”，标准答案为“加法和减法”，正确。
扣分：R初始值错误扣1分，Y初始值错误扣1分。其余部分正确。本小题满分6分，扣2分，得4分。
（2）得分及理由（满分5分）
学生答案中：
- 除法异常情况：
① 学生答“x=0000H时会出现异常”，对应除数为0异常，正确，但未说明d[i]任意值。
② 学生答“d=FFFF FFFFH时会出现异常”或“Q = FFFFFFFF 时会出现异常”，这里d或Q指被除数？标准答案为被除数d[i]=0x80000000且除数x=0xffffffff时发生溢出异常。学生给出的被除数0xffffffff（即-1）与除数0x0000（即0）组合？逻辑不清晰，且未同时给出除数和被除数的特定值，未能正确描述溢出异常条件，属于逻辑错误。
- 异常响应操作：学生答“除0异常时,CPU会终止进程”不准确（通常不会直接终止，而是转入异常处理程序）；“溢出异常时,CPU会执行异常处理程序，即关中断,保存断点,送中断向量,执行异常处理程序”，这部分描述基本正确，但未区分两种异常的操作是否相同，且“送中断向量”在标准答案中未明确列出，但属于常见操作，可不扣分。
扣分：未正确给出溢出异常的具体条件扣2分；对除0异常响应描述不准确扣1分。本小题满分5分，扣3分，得2分。
题目总分：4+2=6分
评分及理由
（1）得分及理由（满分7分）
学生作答与标准答案在核心逻辑上完全一致，只是信号量命名有所不同，但功能对应清晰：
SPadc（或SPaode）对应mutexT，实现对铁锹的互斥访问，初值为1。pit对应sk，表示可挖的树坑数量，初值为3。SAB对应empty，表示已挖好可使用的树坑数量，初值为0。SBC对应water，表示需要浇水的树苗数量，初值为0。
甲、乙、丙三个进程的同步与互斥逻辑正确：甲挖坑前需检查坑数并申请铁锹，挖完后通知乙；乙放树苗填土前需等待坑就绪并申请铁锹，完成后释放坑资源并通知丙；丙只需等待浇水信号。整个过程保证了“树坑数量小于3时甲才可以挖坑”的约束，且铁锹互斥使用。
存在少量拼写错误（如semophore、Singal），但根据题目要求，这些属于识别误写，不扣分。
因此，本题得分为7分。
题目总分：7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，处于阻塞态。这与标准答案完全一致。得2分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案指出main()函数位于只读代码区，并正确识别出scanf()和printf()需要通过执行系统调用并由驱动程序实现。这与标准答案一致。得3分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案存在不清晰和错误之处。标准答案指出：ptr（变量本身）位于读/写数据段，length位于用户栈段，ptr指向的字符串位于堆区。
学生第一次识别结果：“分配在. 运行时堆. 分配在运行时境. 指向. 可读写数据区.”，其中“运行时境”可能是“运行时栈”的误写，但指向“可读写数据区”是错误的。
学生第二次识别结果：“分配在运行时堆。指针在运行时堆、可读写数据区。”，同样混淆了指针变量本身和指针指向的内容，且表述混乱。
综合来看，学生未能清晰区分指针变量存储位置和指针指向的内存位置，对length的分配位置也未明确答出。因此，本小题不能给满分。考虑到部分正确（如提到“运行时堆”），酌情给予1分。
题目总分：2+3+1=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）
学生只计算了单向传播时延（但计算过程有误，且单位写错为“m/s”），未回答最大吞吐量和传输文件所需时间。标准答案要求三部分：单向传播时延、最大吞吐量、传输时间。学生仅给出一个不完整的时延计算（且公式中乘以2是错的，应为单向时延=距离/速度，不应乘以2；同时单位应为ms，不是m/s），因此该小题基本不得分。但考虑到识别可能误写，且计算值240与标准答案一致（尽管推导过程有误），可酌情给1分（时延结果对，但缺少其他两个答案）。
得分：1分
（2）得分及理由（满分3分）
学生未作答第（2）问，得0分。
得分：0分
（3）得分及理由（满分3分）
学生给出了三个子网的CIDR地址形式，但IP地址网段写错：应为10.10.10.0/24的子网划分，学生写成了10.10.0.0/24的子网（即第二段为0而非10）。因此子网地址全部错误，不得分。
得分：0分
题目总分：1+0+0=1分
The road of your choice, you have to go on !
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