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0分。学生的基本设计思想描述混乱，与题目要求不符。题目要求对每个A[i]，计算A[i]与A[j]（i≤j≤n-1）乘积的最大值。学生的思路是使用多重循环计算类似矩阵乘法的和，这完全误解了题目意图，没有抓住“对于固定的i，在j≥i的子数组中寻找使乘积最大的j”这一核心。因此，设计思想错误，不得分。
（2）得分及理由（满分7分）
得0分。学生提供的代码存在多处严重逻辑错误：
1. 函数原型与题目要求不符（calMax vs calMulMax）。
2. 代码中使用了未定义的变量（如num）。
3. 循环结构混乱，意图不明。例如，内层循环计算`val = val + A[i] * A[k]`，这似乎是计算向量点积，与求最大乘积无关。
4. 数组访问错误，如`res[i][j]`，但res应为一维数组。
5. 最终没有正确实现题目要求的功能。因此，代码部分不得分。
（3）得分及理由（满分2分）
得0分。学生分析的时间复杂度O(n³)和空间复杂度O(1)是基于其错误的算法代码得出的，与题目要求的“尽可能高效”相去甚远，且分析本身也与其代码逻辑不完全匹配（例如代码中出现了三重循环，但分析为O(n³)是吻合的，然而算法根本错误）。因此，复杂度分析不得分。
题目总分：0+0+0=0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）
得分：1分
理由：学生正确回答了工程的最短时间为12，得1分。但关键活动回答错误，标准答案为a、e、m、n，学生回答为b、c、d、g、h、j、k，存在逻辑错误，因此扣除2分。
（2）得分及理由（满分3分）
得分：3分
理由：学生正确回答了与活动e同时进行的活动为c、b、d，与标准答案一致，得满分。
（3）得分及理由（满分2分）
得分：2分
理由：学生正确回答了时间余量最大的活动是j，余量为6，与标准答案一致，得满分。
（4）得分及理由（满分2分）
得分：2分
理由：学生正确回答了b的持续时间最多是4，以及可以压缩活动k来保证工程不延期，与标准答案一致，得满分。
题目总分：1+3+2+2=8分
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
得分：2分
理由：学生答案正确指出“组号和块内地址均占6位”，这与标准答案一致，得2分。但关于“虚拟地址高20位作索引”是错误的，标准答案应为虚拟地址的低12位中的VA11~VA6作为Cache索引。此处存在逻辑错误，扣1分。
（2）得分及理由（满分2分）
得分：2分
理由：学生答案正确计算出d[100]的虚拟地址为0180 01B0H，并给出对应组号为6（或06H）。两次识别结果虽有“del[]”、“d[1..0]”等疑似识别错误，但核心数值正确，根据“误写不扣分”原则，不扣分。
（3）得分及理由（满分5分）
得分：1分
理由：学生答案正确给出了d[0]在其所在主存块内的偏移量20H，得1分。但计算的平均访问时间（14.375个时钟周期）和缺失率（6.25%）均错误。标准答案的缺失率约为3.15%，平均访问时间约为8.3个时钟周期。学生的计算逻辑与标准答案不符，存在逻辑错误，扣4分。
（4）得分及理由（满分2分）
得分：0分
理由：学生答案认为数组分布在2个页中，缺页次数为2次。标准答案为分布在3个页中，引起3次缺页。学生的答案错误，扣2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、Q、Y的初始内容全部错误。正确应为：R=0xffffffff，Q=0x87654321，Y=0xfffffffe。学生给出的R=0x00000000，Q=0x00000000，Y=0xFF，与标准答案不符。
- “控制逻辑包含计数器”正确，得1分。
- “ALU运算有2种”正确，得1分。
因此，本小题共得2分。
（2）得分及理由（满分5分）
学生答案中：
- 仅指出“当x = 0000 0000H时除法异常”，即除数为0的情况，正确，得2分。
- 未指出溢出异常的情况（即被除数为-2^31且除数为-1的情况），扣2分。
- “CPU要关中断，保存断点，引出中断服务程序”这部分描述基本正确，得1分。
因此，本小题共得3分。
题目总分：2+3=5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“铁锹=1”和“树苗=0”两个信号量，以及一个整型变量hole=0。标准答案需要四个信号量：互斥使用铁锹、控制可挖坑数、表示可用坑数、表示需要浇水。学生答案中缺少对“可挖坑数≤3”的明确信号量控制（仅用hole变量判断，但未保证同步），也缺少“可用坑数”和“需要浇水”的独立信号量，导致后续流程同步关系混乱。但“铁锹=1”正确表示了互斥，“树苗=0”初值合理。扣1分。
得分：1分
（2）甲挖坑流程（满分约2分）
学生代码中，甲在hole<3时挖坑，并用P(铁锹)保护挖坑操作，基本符合互斥要求。但signal(树苗)的时机错误：挖坑后不应直接signal(树苗)，而应通知乙可以放树苗（即增加可用坑数）。此外，hole++操作未受保护（虽然放在临界区内，但整体同步逻辑错乱）。因核心同步逻辑错误，扣1.5分。
得分：0.5分
（3）乙放树苗与填土、丙浇水流程（满分约3分）
学生将乙和丙的分工混淆：乙本应“放树苗并填土”，丙“浇水”，但学生代码中乙包含了填土和浇水（第二次识别中乙有填土，丙只有浇水，但信号量等待混乱），且乙中signal(铁锹)使用不当。丙仅等待树苗信号然后浇水，未体现与填土后的同步。整个流程未正确实现“挖坑→放树苗填土→浇水”的顺序同步，且信号量“树苗”被混用于多个同步条件，导致逻辑严重错误。扣2.5分。
得分：0.5分
题目总分：1+0.5+0.5=2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）
学生答案正确指出进程控制块位于内核区，执行scanf()时进程处于阻塞态。与标准答案完全一致。得2分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案正确指出main()函数代码位于只读代码段，并正确识别出scanf和printf需要执行驱动程序实现。与标准答案一致。得3分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案存在部分错误：
- ptr是全局变量，应位于可读写数据段，而非用户栈。这是一个逻辑错误。
- length是main函数内的局部变量，若未分配在寄存器，应位于用户栈，而非可读写数据段。这是一个逻辑错误。
- ptr指向的字符串位于运行时堆，回答正确。
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）
学生答案中：
- 单向传播时延：给出“0.24S”，即240ms，与标准答案一致。
- 最大吞吐量：给出“200kb/s”，与标准答案一致。
- 传输4000B文件所需时间：学生给出“至少要320128us”，即约320.128ms。标准答案为400ms。学生计算有误，可能只计算了传输时延（4000×8/200×10³ = 0.16s = 160ms）或进行了错误换算。根据标准答案，总时间应为传播时延+传输时延=240ms+160ms=400ms。此处存在逻辑/计算错误，应扣分。
该小问共3分，每个要点各1分。前两个正确得2分，第三个错误扣1分。
得分：2分
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案中：
- 发送窗口大小：给出“至少 47.”，与标准答案（至少8）不符。
- 序号字段位数：给出“需要 6 位”，与标准答案（至少4位）不符。
学生的计算过程未给出，但结果与标准答案相差甚远，表明其信道利用率公式应用或计算存在根本性逻辑错误。两个要点均错误。
该小问共3分，发送窗口和序号位数各占一定分值（通常窗口计算2分，序号1分）。全部错误，不得分。
得分：0分
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案在两个识别结果中均存在错误：
- 第一次识别：作业区10.10.10.0/25，管理区10.10.10.0/26，生活区10.10.10.64/26。此分配方案中，作业区与管理区子网地址重叠（10.10.10.0），且生活区地址范围（10.10.10.64/26）仅提供64个地址，不满足“不少于120个”的要求。
- 第二次识别：网络地址变为“10.10.0.0”，与题目给定的“10.10.10.0/24”不符，且分配方案同样不合理。
学生的子网划分方案不符合题目要求，存在逻辑错误。三个子网地址均不正确。
该小问共3分，每个子网地址1分。全部错误，不得分。
得分：0分
题目总分：2+0+0=2分
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