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）
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
学生答案中给出了“a e m n 12.”，与标准答案“最短时间：12，关键活动：a、e、m、n”完全一致。虽然识别文本中有一些无关的字符和列表，但核心答案正确。因此得3分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案中给出了“C, d”。标准答案是“b、c、d”。学生只列出了c和d，缺少了活动b。因此答案不完全正确。考虑到问题问的是“可能有哪些”，列出部分正确活动应给予部分分数。扣1分，得2分。
（3）得分及理由（满分2分）
学生答案中第(3)问识别结果为空白或无法辨认，没有给出任何有效答案。因此得0分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案中第(4)问识别结果为空白或无法辨认，没有给出任何有效答案。因此得0分。
题目总分：3+2+0+0=5分
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
学生答案中正确计算了组号位数（6位）和块内地址位数（6位），这部分得2分。但在回答“虚拟地址中哪些位可作为Cache索引？”时，给出的答案是“20位，VA₃₁-VA₁₂”，这是错误的。根据页式存储管理（页大小4KB），页内偏移为12位，因此Cache索引应取自虚拟地址的低12位中的某几位（具体是VA₁₁~VA₆，因为组号6位，块内地址6位，索引位在块内地址之上）。学生将高20位作为索引，这是对虚拟地址到物理地址转换以及Cache索引来源的理解错误。因此，该部分不得分。本题扣1分，得2分。
（2）得分及理由（满分2分）
学生答案中计算了d[100]的虚拟地址，虽然第一次识别结果不完整，但第二次识别中给出了计算过程“0180 0020H+101×4B = 0180 0020H + 194H=0180 01B4H”。这里索引计算有误，应为100×4=400=0x190，所以正确地址应为0180 0020H + 0x190 = 0180 01B0H。学生计算成了101×4，导致地址错误。但答案中又出现了“第6组”的结论，且标准答案中组号正是06H。考虑到学生可能笔误将100写成101，但最终组号判断正确，且题目可能存在识别误差，根据“误写不扣分”原则，且核心的组号答案正确，故本题给满分2分。
（3）得分及理由（满分5分）
学生答案对于d[0]在其所在主存块内的偏移量没有明确给出十六进制答案。在计算部分，学生计算了数组占用的主存块数（2⁷=128块，但标准答案为129块，这里计算有误），以及每块元素数（64B/4B=16）。在计算缺失率时，学生给出了“1/16”和平均访问时间的计算式子，但式子混乱且结果错误（如326/64）。整体思路似乎想表达由于每块16个元素，第一次访问缺失后后续命中，但未能正确计算总缺失次数（应为129次）和总访问次数（4096次），因此得出的缺失率和平均访问时间均不正确。根据标准答案，本小题分三部分：偏移量、缺失率、平均访问时间。学生偏移量未答，缺失率和平均时间计算错误。因此，本小题得分0分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案中提到了“2项. 32块”等，在第二次识别结果中未明确回答本小题。从现有文本无法判断学生是否正确回答了数组分布的页数和缺页次数。因此，本小题按未作答处理，得0分。
题目总分：2+2+0+0=4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，对于寄存器初始内容的回答存在错误：
- R的初始值应为被除数的高位部分，在scov指令后，R0（高位）和R1（低位）共同构成64位被除数。根据d[i]=0x87654321，符号扩展后高位R0应为0xffffffff（因为0x87654321是负数），学生回答“元: 0000 0000N”或“X：0x1”均不正确。
- Q的初始值应为被除数的低位部分，即0x87654321，学生回答“Y: 0x87684321N”或“Y：0x87684321”中数字“8”疑似识别错误（应为“5”），但根据误写不扣分原则，不因此扣分。然而学生将Q误写为Y，属于概念混淆，扣1分。
- Y的初始值应为除数x的绝对值（或补码形式），x=0xff，符号扩展为32位后为0xfffffffe（因为0xff是-1的补码，绝对值是1，但补码除法中除数通常以原值参与，标准答案给出0xfffffffe，即-2的补码？这里存在歧义，但学生回答“反: 0xff”或“X：0x1”均不准确，扣1分。
- 图中包含计数器的部件：学生未明确回答，但提及“控制逻辑”，与标准答案“b中的控制逻辑”部分匹配，给分。
- ALU运算种类：学生回答“2种”，与标准答案（加法和减法）一致，给分。
综上，本小题扣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：学生仅指出“除数为0”一种情况，未指出溢出异常（即d[i]=0x80000000且x=0xffffffff的情况），扣2分。
- 异常响应操作：学生列出了“开中断、保护现场、执行中断处理程序、关中断、返回断点”，但顺序和细节有误。标准答案强调先关中断、保存断点、跳转处理程序。学生将“开中断”放在开始是错误的，扣1分。但“保护现场”和“返回断点”思路正确，给部分分。
综上，本小题扣3分，得2分。
题目总分：4+2=6分
评分及理由
（1）信号量定义及初值（满分约2分）
学生定义了四个信号量：mutex1（初值1）、mutex2（初值1）、full（初值3）、empty（初值0）。其中，mutex1 用于互斥使用铁锹，正确；full 初值3 对应“树坑数量小于3时才可以挖”，相当于标准答案的 sk，正确；empty 初值0 表示可使用的树坑数量，正确。但 mutex2 用于互斥浇水，而题目中水桶只有一个，浇水也需要互斥，所以 mutex2 的设置是合理的（虽然标准答案未显式给出，但逻辑正确）。然而，学生缺少了类似标准答案中 water 的信号量来同步乙和丙（即填土后通知浇水），这是一个关键缺失。此外，学生将控制挖坑条件的信号量命名为 full，而标准答案为 sk，名称不同但不影响逻辑，不扣分。但缺少 water 信号量会导致乙和丙之间没有同步关系，属于逻辑错误。扣1分。
得分：1分
（2）甲进程的同步互斥逻辑（满分约2分）
甲进程中使用了 while (empty < 3) 作为循环条件，但 empty 是信号量，不能直接与整数比较，这是一个严重的逻辑错误（应使用 P(full) 或类似方式等待条件）。实际上，学生没有在挖坑前对 full 进行 P 操作，而是试图用 empty 的值来判断，这会导致同步错误（甲可能一直挖坑，不受树坑数量限制）。另外，甲在挖坑前后对 mutex1 的 P/V 操作正确，保护了铁锹互斥。但由于同步条件实现错误，扣1.5分。
得分：0.5分
（3）乙和丙进程的同步互斥逻辑（满分约3分）
乙进程中：P(empty) 正确，表示等待有坑可用；P(mutex1) 获取铁锹进行填土，正确；填土后 V(mutex1) 释放铁锹，正确。但是，乙没有在填土后增加可挖坑数量（即没有 V(full)），也没有通知丙浇水（即没有 V(water)），导致后续挖坑和浇水无法进行。此外，乙进程中直接写了“浇水”，但浇水是丙的工作，这里属于逻辑混乱（可能识别错误）。丙进程中：使用 P(mutex2) 和 V(mutex2) 保护浇水互斥，正确，但丙没有等待乙的通知（即没有 P(water)），导致丙可能无法正确执行浇水。整体上，乙和丙之间的同步缺失，且乙缺少 V(full)，扣2分。
得分：1分
题目总分：1+0.5+1=2.5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：内核区，阻塞态。与标准答案“PCB位于内核区，执行scanf()时处于阻塞态”完全一致。得2分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案：用户栈；printf( ), scanf( )。
标准答案：main()函数代码位于只读代码段，其直接调用的scanf()和printf()需要驱动程序。
学生答案的第一部分“用户栈”是错误的，main()函数的代码应位于只读代码段，而非用户栈。第二部分“printf( ), scanf( )”正确指出了需要驱动程序的函数。因此，该问包含一个核心错误（main函数位置），扣分。考虑到该问共3分，且包含两部分核心内容，第一部分错误扣1.5分，第二部分正确得1.5分。综合得1.5分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案（以第二次识别为准）：只读代码段；可读写数据段；运行时堆。
标准答案：ptr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。
学生答案的第一部分“只读代码段”是错误的，ptr是全局变量，应位于可读写数据段。第二部分“可读写数据段”正确指出了ptr的存储位置。第三部分“运行时堆”正确指出了ptr指向字符串的位置。但问题要求回答三个部分：ptr的位置、length的位置、ptr指向字符串的位置。学生答案只给出了三个短语，根据顺序和上下文，可以推断其对应关系为：第一个短语对应ptr，第二个对应length，第三个对应ptr指向的字符串。然而，其第二个短语“可读写数据段”对应的是length，这是错误的，length应位于用户栈。因此，三个部分中，第一部分错误，第二部分错误，第三部分正确。每个部分1分，扣2分，得1分。
题目总分：2+1.5+1=4.5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）
学生答案中给出了单向传播时延的计算过程（36000000/300000000×2=0.24s），结果正确（240ms）。但后续关于吞吐量和文件传输时间的计算存在多处逻辑错误和混乱：吞吐量未明确给出（只写了速率200KB/s，但单位疑似误写，应为200kb/s），文件传输时间计算中出现了“4MS”“0.16MS”等无法理解的表达式和单位，且最终结果与标准答案（400ms）不符。因此，只能给传播时延部分的分数。传播时延计算正确得1分，其余部分不得分。本题得1分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生计算了帧传输时间（1500B/200KB/s ≈ 6ms），但单位疑似误写（应为200kb/s，实际帧传输时间应为60ms）。在计算窗口大小时，使用了公式 n·6ms/(6ms+0.24s) ≥ 80%，但分母中的传播时延应为双向（2×0.24s），且帧传输时间计算错误，导致n=33的结果错误。后续提到“4位”，与标准答案序号字段位数一致，但因其窗口计算错误，该结论缺乏正确推导支撑。因此，整体逻辑错误，不得分。本题得0分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生给出的子网划分结果与标准答案完全一致：作业区子网10.10.10.64/26，管理区子网10.10.10.0/26，生活区子网10.10.10.128/25。尽管识别文本中存在一些冗余或重复描述（如“10.10.10.0/26”出现两次），但核心答案正确。因此，本题得3分。
题目总分：1+0+3=4分
The road of your choice, you have to go on !
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