2025年计算机考研408专项（强化）

2025年计算机考研408专项（强化）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列关于栈和队列的说法中，正确的是（）。A.栈是先进先出（FIFO）的线性结构，队列是后进先出（LIFO）的线性结构。B.栈和队列都是先进先出（FIFO）的线性结构。C.栈是后进先出（LIFO）的线性结构，队列是先进先出（FIFO）的线性结构。D.栈和队列都是后进先出（LIFO）的线性结构。2.若对长度为n的线性表进行冒泡排序，则在最好的情况下（线性表已经有序）所需的比较次数为（）。A.nB.n-1C.n(n-1)/2D.03.在理想情况下，Cache的命中率为90%，主存与Cache的访问时间分别为100ns和1000ns，则访问主存的平均时间约为（）。A.100nsB.100ns+90%*900nsC.900nsD.1000ns4.计算机系统中，中断向量表通常存放在（）。A.RAM中B.ROM中C.Cache中D.寄存器中5.采用分页存储管理方式时，地址结构是（）。A.逻辑地址=机器地址B.物理地址=逻辑地址+偏移量C.逻辑地址=段号+段内地址D.物理地址=页号+页内地址6.在TCP/IP协议簇中，负责网络层路由选择和数据传输的协议是（）。A.IPB.TCPC.UDPD.ICMP7.下列关于HTTP协议的说法中，错误的是（）。A.HTTP是应用层协议，基于TCP传输。B.HTTP是无连接的协议。C.HTTP是可靠的、面向连接的协议。D.HTTP使用端口80进行通信。8.在以太网中，冲突域是指（）。A.一个网段内所有连接的设备。B.两台设备同时发送数据导致信号损坏的设备范围。C.交换机端口所连接的所有设备。D.路由器连接的所有设备。9.下列数据传输方式中，传输速率最高的是（）。A.单工通信B.半双工通信C.全双工通信D.串行通信10.操作系统中，进程调度算法的目的是（）。A.尽可能提高CPU的利用率。B.尽可能减少平均等待时间。C.尽可能提高吞吐量。D.以上都是。二、填空题（每空2分，共20分。）1.在深度为h的二叉树中，最多有____个结点。2.采用快速排序算法对n个元素进行排序，其平均时间复杂度为____。3.计算机硬件系统由____、运算器、控制器和输入/输出设备五大部件组成。4.指令周期通常由____、取指令、译码和执行四个阶段组成。5.虚拟内存是为了解决主存容量不足的问题而采用的技术，它将____和辅存统一管理，给用户提供了使用一个逻辑上连续的大内存空间。6.在网络层，负责将IP数据报从源主机传输到目的主机的路由器进行路径选择和数据包转发。7.TCP协议提供的是面向连接的、可靠的字节流传输服务。8.互联网中的域名系统（DNS）负责将域名解析为相应的IP地址。9.在多道程序设计中，操作系统将内存划分成若干个大小相等的区域，称为____。10.死锁产生的必要条件包括：互斥、占有并等待、非抢占和循环等待。三、简答题（每小题5分，共20分。）1.简述栈的基本操作及其应用场景。2.简述操作系统引入虚拟内存的主要目的及其优势。3.简述TCP协议头部包含的主要字段及其作用。4.简述网络分层模型的主要思想及其优点。四、计算题（每小题10分，共20分。）1.设有一个栈，依次压入元素A、B、C、D、E。请给出出栈序列的所有可能情况（假设栈允许后进先出）。2.假设某计算机主存地址空间为1MB（220），采用4页的页式存储管理，每页大小为4KB（212）。若逻辑地址为1234H，计算其对应的物理地址范围。五、综合应用题（每小题15分，共30分。）1.假设一台计算机的Cache采用直接映射方式，Cache容量为64KB，分为32组，每组4块，块大小为16B。主存容量为1MB，分为256组，每组4块，块大小为16B。当CPU访问主存地址为A（用二进制表示，高位为组号，中间为块号，最低位为块内地址）时，请回答：（1）该地址在Cache中对应的组号是多少？（2）如果该组在Cache中已命中，请给出相应的物理主存地址。（3）如果该组未命中，请给出相应的物理主存地址，并简述查找过程。2.假设两个进程P1和P2需要共享一个临界资源R，它们各自的代码片段如下所示：P1:while(true){entrySection1;//进入临界区代码criticalSection1;//临界区代码exitSection1;//离开临界区代码}P2:while(true){entrySection2;//进入临界区代码criticalSection2;//临界区代码exitSection2;//离开临界区代码}请说明什么是临界区？为了使进程P1和P2能够正确地访问临界资源R，进入临界区的代码（entrySection）应满足哪些基本要求？请设计一个使用信号量的解决方案。---试卷答案一、选择题1.C2.A3.B4.B5.D6.A7.C8.B9.C10.D二、填空题1.2^(h+1)-12.O(n^2)3.运算器4.取指5.主存6.IP7.可靠8.解析9.页10.循环等待三、简答题1.栈的基本操作及其应用场景操作：主要包括压入（Push）、弹出（Pop）、查看栈顶元素（Peek/Lookup）和判断栈空（IsEmpty）。应用场景：函数调用栈（保存局部变量和返回地址）、表达式求值（中缀转后缀、后缀表达式求值）、括号匹配、深度优先搜索（DFS）算法等。2.操作系统引入虚拟内存的主要目的及其优势目的：解决主存容量不足的问题，让用户程序感觉拥有一个连续、较大的内存空间。优势：提高内存利用率，允许运行比实际物理内存更大的程序，保护内存，简化内存管理。3.TCP协议头部包含的主要字段及其作用主要字段：源端口、目的端口（标识传输层连接）、序列号（保证数据顺序和可靠性）、确认号（确认收到对方数据）、头部长度、标志位（ACK,SYN,FIN,RST等，用于控制连接状态和数据传输）、窗口大小（流量控制）、校验和（保证数据完整性）、紧急指针（Urg）等。4.网络分层模型的主要思想及其优点主要思想：将复杂的网络功能划分为若干个功能层，各层之间相互独立，每层为上一层提供服务，并通过接口进行交互。优点：降低复杂度、促进标准化、提高灵活性（某层技术变更不影响其他层）、易于实现和维护。四、计算题1.栈的出栈序列可能的出栈序列有：ABCDE,ABEDC,ACBED,ACEDB,AECDB,DEABC,EACBD,EBCAD,EDCBA。解析思路：栈是后进先出（LIFO）结构。从A、B、C、D、E依次压入后，出栈序列的第一个元素只能是E或D（因为D在E之前压入）。若第一个出栈是E，则剩余序列BCDA需要能生成以A结尾的所有合法出栈序列。类似分析，若第一个出栈是D，则剩余序列BCA需要能生成以A结尾的所有合法出栈序列。通过递归或枚举法可以找出所有满足条件的序列。2.页式存储管理地址转换逻辑地址：1234H=0001001000110100(二进制)物理地址：[页号][块内地址]页面大小=4KB=2^12Bytes，故每页有2^12=4096个地址，页内地址占12位。主存地址空间=1MB=2^20Bytes，页数=2^20/2^12=2^8=256页，页号占8位。逻辑地址的8位高位为页号(00010010)，12位低位为块内地址(00110100)。物理地址范围：页号*页大小+0到页号*页大小+(页大小-1)=(00010010*1000)H+00000000H到(00010010*1000)H+11111111H=1000H+00000000H到1000H+FFFFH=1000H到1FFFH解析思路：将逻辑地址按页大小（4KB）划分，高位部分是页号，低位部分是页内地址（块内地址）。页号用于在主存中查找对应的页框（块），页内地址用于定位页框内的具体字节。物理地址由页号对应的页框号（物理块号）乘以页框大小加上页内地址得到。计算时需注意位数对应和进制转换。五、综合应用题1.Cache地址映射与查找(1)组号：Cache组数=32，组大小=4块=2^2块，主存组大小=4块=2^2块。采用直接映射，主存块号直接映射到Cache块号。主存地址A=[M组号][M块号][M块内地址]。Cache组号=M组号AND(Cache组数-1)=M组号AND(32-1)=M组号AND31(二进制11111)。解析思路：直接映射方式下，主存地址的高位部分（足够表示主存组数）直接用作Cache的组号。这里主存有256组（2^8），Cache有32组（2^5），所以需要主存组号的前5位（2^5=32）作为Cache组号。M组号是主存地址的高8位，取其前5位即可。(2)命中物理地址：假设地址A在Cache中的组号为G'，则命中时物理地址=(Cache组号*Cache块大小)+M块内地址=(G'*4*16B)+M块内地址=(G'*64B)+M块内地址=(G'*40H)+M块内地址解析思路：命中意味着主存地址A对应的页（块）已在Cache的G'组中。物理地址由Cache组号（G'）决定其页框号，再乘以页框大小（块大小），最后加上块内地址部分。块大小为16B。(3)未命中查找过程：组号G=M组号AND31。查找Cache的G组，若该组块0是空或存放的是其他块号的数据，则未命中。若块0未命中，查找块1，依此类推，直到找到块4。如果G组的块0到块4都未命中（即该组当前存放的块是其他不在A地址范围内的块），则发生未命中。未命中时的物理地址=(G*4*16B)+M块内地址=(G*64B)+M块内地址=(G*40H)+M块内地址解析思路：直接映射未命中时，直接检查Cache中对应组号G的所有块（块0到块4）。如果这些块都不存放主存地址A对应的块，则整个查找过程失败，为未命中。此时物理地址的计算与命中类似，但G是通过主存地址计算得到的实际组号。查找过程主要是判断Cache的G组中是否有A对应的块。2.临界区与信号量解决死锁临界区：指进程中访问共享资源的那段代码，这段代码需要被互斥执行，即同一时刻只能有一个进程进入并执行。进入临界区代码（entrySection）基本要求：1.互斥执行：确保每次只有一个进程能进入临界区。2.有进有出：一旦进程进入临界区，必须最终离开，不能无限期停留。3.尽快退出：不能在临界区内执行过多的操作，应尽快释放临界资源。4.避免饥饿：保证每个需要进入临界区的进程最终都能进入。信号量解决方案：```pseudosem=P1//初始化信号量为1P1:while(true){wait(sem);//P操作，请求资源，若sem>0则减1，否则阻塞P1entrySection1;//进入临界区criticalSection1;//临界区signal(sem);//V操作，释放资源，sem加1exitSection1;//离开临界区}P2:while(true){wait(sem);//P操作entrySection2;//进入临界区criticalSection2;//临界区signal(sem