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）
学生给出的基本设计思想是：对每个A[i]，通过内层循环遍历j从i到n-1，计算A[i]*A[j]并比较得到最大值，然后存入res[i]。这是一种直观的暴力解法，思路正确但并非“时间和空间上尽可能高效”的算法。题目要求高效算法，而学生的思路时间复杂度为O(n²)，不符合高效要求。因此，根据标准答案中高效算法的设计思想（利用从右到左遍历并维护最大值和最小值），学生的思路虽然正确但不够高效，扣2分。得2分。
（2）得分及理由（满分7分）
学生按照其设计思想实现了代码，使用双重循环计算每个res[i]。代码逻辑正确，能够正确计算出结果。但代码中存在字符识别问题（如“×”和“·”被识别为乘号，实际代码中应为“*”），根据禁止扣分规则，这不影响逻辑判断，不扣分。然而，算法效率低，未达到题目“尽可能高效”的要求，因此扣3分。得4分。
（3）得分及理由（满分2分）
学生正确分析了算法的时间复杂度为O(n²)，空间复杂度为O(n)（实际上空间复杂度应为O(1)，因为除了输入数组和结果数组外，只使用了常数个变量，但学生可能误将结果数组res计入空间复杂度，根据禁止扣分规则，不扣分）。时间复杂度分析正确，得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：最短时间为11，关键活动为a, e, f, k。
标准答案：最短时间为12，关键活动为a, e, m, n。
分析：学生计算的最短时间错误，导致关键活动判断也错误。关键路径应为a->e->m->n，总时长为12。学生的关键活动f和k并非关键活动。因此，本小题核心逻辑错误，扣3分。
得分：0分
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案：b, c, d。
标准答案：b, c, d。
分析：答案与标准答案完全一致。虽然第(1)问计算错误，但本问的答案是基于学生自己计算的关键路径和活动时间得出的，且结果正确。根据“思路正确不扣分”原则，本小题不扣分。
得分：3分
（3）得分及理由（满分2分）
学生答案：j, 6。
标准答案：j, 6。
分析：答案与标准答案完全一致。虽然第(1)问计算错误，但本问的答案（活动j的时差为6）在学生的计算体系下可能是正确的，且与标准答案吻合。根据“思路正确不扣分”原则，本小题不扣分。
得分：2分
（4）得分及理由（满分2分）
学生答案：b的持续时间最多是3；压缩活动k。
标准答案：b的持续时间最多是4；压缩活动k。
分析：
1. 对于“b的持续时间最多是多少”，学生答案为3，标准答案为4。此计算依赖于对关键路径和活动时差的正确分析。由于学生在第(1)问已计算出错误的关键路径和工期，导致此计算结果也错误。因此，该部分逻辑错误，扣1分。
2. 对于“压缩哪个活动”，学生答案为k，标准答案也为k。此答案正确，得1分。
综合，本小题得1分。
题目总分：0+3+2+1=6分
评分及理由
（1）得分及理由（满分3分）
学生答案中，Cache组号占6位和块内地址占6位是正确的（各0.5分，共1分）。但关于虚拟地址中哪些位可作为Cache索引的回答“VA₁₉~VA₁₂”是错误的。根据标准答案，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。Cache采用8路组相联，共有64组，需要6位索引，因此应使用VA₁₁~VA₆作为索引。学生答案的索引位选择错误，扣1分。本题得2分。
（2）得分及理由（满分2分）
学生两次识别结果中，d[100]的虚拟地址计算不一致。第一次识别结果为“0180 01B0H”，这是正确的（计算过程：起始地址0180 0020H + 100*4 = 0180 0020H + 0x190 = 0180 01B0H）。第二次识别结果为“0180 0180H”，这是错误的。根据“只要其中有一次回答正确则不扣分”的原则，此处不扣分。对于Cache组号，学生两次均回答“6”（或“6”），这与标准答案“06H”一致，正确。本题得2分。
（3）得分及理由（满分5分）
学生答案中，d[0]在其主存块内的偏移量是“20H”，正确（1分）。对于Cache缺失率和平均访问时间的计算，学生给出的计算过程和结果（3.13%，8.20周期）与标准答案（3.15%，8.3周期）在数值上非常接近，但计算思路与标准答案不完全一致。标准答案通过分析数组在主存块和Cache组中的分布，得出共有129次缺失，总访存次数为4096次（2048次读+2048次写），从而计算缺失率。学生答案直接给出“1/32 ≈ 3.13%”，这个比例（1/32）可以理解为每个Cache块（64B）包含16个int（4B），但一次缺失后，对该块内后续15个元素的访问（读和写）都会命中，因此对于连续的数组访问，缺失率近似为1/(2*16)=1/32。这种思路是合理且正确的，计算结果也基本正确，根据“思路正确不扣分”的原则，此处不扣分。平均访问时间的计算也正确。本题得5分。
（4）得分及理由（满分2分）
学生两次识别结果均回答数组d分布在3个页中，缺页次数是3次，与标准答案一致，正确。本题得2分。
题目总分：2+2+5+2=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初始内容为0xffffffff，与标准答案一致。
- Q初始内容为0x87654321，与标准答案一致。
- Y初始内容为0xffffffff，而标准答案为0xfffffffe。学生答案错误，此处Y应为除数x（0xff）的符号扩展（32位），即0xfffffffe（因为0xff = -1，符号扩展为32位是0xffffffff，但标准答案给出的是0xfffffffe，这可能是对x=0xff（-1）的32位表示理解有误。实际上0xff（8位）符号扩展为32位应为0xffffffff，但标准答案写的是0xfffffffe，这可能是标准答案有误或对x的位宽理解不同。然而，根据题目，x在R2中，R2是32位寄存器，x=0xff应理解为0x000000ff还是0xfffffffe？从上下文看，x=0xff可能是一个8位立即数，但R2是32位，所以可能x=0x000000ff（正数）或0xfffffffe（负数）？标准答案给出Y=0xfffffffe，意味着x被当作-1（0xff的符号扩展为32位是0xffffffff，但标准答案写0xfffffffe，这可能是笔误或对x的表示有特定约定）。鉴于学生答案与标准答案不一致，且学生答案Y=0xffffffff更符合符号扩展逻辑（若x=0xff为负数），但标准答案不同，因此扣分。扣1分。
- 图中控制逻辑部件包含计数器，与标准答案一致。
- ALUop所控制的ALU运算有2种，与标准答案一致。
因此，本小题得分：6 - 1 = 5分。
（2）得分及理由（满分5分）
学生答案中：
- 只提到当x=00H时会发生除法异常（即除数为0），但遗漏了溢出异常情况（当被除数为-2^31且除数为-1时）。标准答案要求两种异常情况，学生只答出一种，扣2分。
- 异常响应过程中，学生提到“关中断”和“保护现场”，但“保护现场”不够具体，标准答案要求保存断点（PC和PSWR）并跳转到异常处理程序。学生答案不完整，扣1分。
因此，本小题得分：5 - 2 - 1 = 2分。
题目总分：5+2=7分
评分及理由
（1）得分及理由（满分7分）
学生答案与标准答案在核心逻辑上完全一致，只是信号量命名不同。具体分析如下：
- 信号量A（对应标准答案的empty）：表示“可使用的树坑数量”，初值0，正确。
- 信号量B（对应标准答案的mutexT）：表示“铁锹数量”，用于互斥访问铁锹，初值1，正确。
- 信号量C（对应标准答案的sk）：表示“甲还可以挖的树坑数量”，即“当树坑数量小于3时”的限制条件，初值3，正确。
- 信号量D（对应标准答案的water）：表示“需浇水的新树苗数量”，初值0，正确。
- 甲、乙、丙三个进程的流程与标准答案一致：甲先申请挖坑许可(C)，再申请铁锹(B)，挖坑后释放铁锹并通知有坑可用(A)。乙等待有坑可用(A)，申请铁锹(B)，放树苗填土后释放铁锹，并增加一个可挖坑位(C)和通知需要浇水(D)。丙等待浇水信号(D)后浇水。
- 学生答案中乙的流程在第二次识别结果里漏写了“填土”动作，但根据第一次识别结果和整体逻辑判断，这很可能是识别遗漏，且不影响同步信号量的使用，因此不扣分。
- 学生答案满足了题目“定义尽可能少的信号量”的要求，且正确实现了同步与互斥关系。
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：进程控制块位于内核区，执行scanf时进程处于阻塞态（或阻塞状态）。
标准答案：PCB位于内核区，执行scanf时进程处于阻塞态。
分析：学生的回答与标准答案完全一致。两次识别结果均正确。
得分：2分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案：main函数位于用户栈；直接调用的scanf和printf函数需要通过驱动程序实现。
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需要执行驱动程序。
分析：学生回答存在一处逻辑错误。main函数的代码（指令）应位于“只读代码段”（.text段），而非“用户栈”。用户栈用于存放函数调用时的局部变量、返回地址等信息。对于直接调用的哪些函数需要驱动程序，学生答对了scanf和printf，这是正确的，因为这两个函数涉及控制台I/O，最终需要调用驱动程序。
扣分：对于main函数代码位置这一关键点的错误，属于逻辑错误，需要扣分。该小题满分3分，此错误较为严重，扣2分。
得分：1分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案：变量ptr分配在内核区；变量length分配在可读写数据段；ptr指向的字符串位于运行时堆区域。
标准答案：变量ptr分配在读/写数据段；变量length（若不在寄存器）分配在用户栈；ptr指向的字符串位于堆区。
分析：学生回答存在两处逻辑错误。
第一，变量ptr是全局变量，应分配在“可读写数据段”（.data或.bss段），而非“内核区”。内核区是操作系统内核代码和数据所在区域，用户程序的全局变量不可能在内核区。
第二，变量length是main函数内的局部变量，应分配在“用户栈”，而非“可读写数据段”。
第三，对于ptr指向的字符串位置，学生回答正确，malloc分配的内存位于堆区（即运行时堆）。
扣分：三个小问中，两个关键点（ptr和length的位置）错误，属于逻辑错误。每个错误点扣1分，共扣2分。
得分：1分。
题目总分：2+1+1=4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），得1分。
- 最大吞吐量回答为“400kb”，但题目中每个方向的数据传输速率为200 kb/s，因此最大吞吐量应为200 kb/s。学生错误地使用了400 kb/s（可能是误将全双工两个方向的速率相加），属于逻辑错误，扣1分。
- 最少时间计算中，学生使用公式 4000B / 400kb = 0.08s，忽略了传播时延，且使用了错误的吞吐量，因此计算错误，扣1分。
本小题得1分。
（2）得分及理由（满分3分）
学生答案中：
- 发送窗口计算：在第二次识别中，公式分母为 \(\frac{1500B}{400kb}+0.24s\)，分子为 \(n×\frac{1500B}{400kb}\)，但题目中数据传输速率为200 kb/s，学生误用400 kb/s。然而，根据标准答案，若代入200 kb/s计算，窗口大小结果应为≥7.2，取整为8，学生最终结果“发送窗口至少是8”正确，且序号字段至少需要4位也正确。
- 虽然学生使用了错误的数据速率（400 kb/s），但计算过程中分子分母同时使用了该错误速率，比例关系未变，且最终数值结果与标准答案一致。根据“思路正确不扣分”原则，且最终答案正确，不扣分。
本小题得3分。
（3）得分及理由（满分3分）
学生答案中：
- 作业区子网地址：10.10.10.64/26，正确。
- 生活区子网地址：10.10.10.128/25，正确。
- 管理区子网地址：10.10.10.0/26，正确。
三个子网地址与标准答案完全一致，得3分。
题目总分：1+3+3=7分
The road of your choice, you have to go on !
粤ICP备16082171号-1
