《2025年计算机等级考试三级软件设计师试卷含答案》

《2025年计算机等级考试三级软件设计师试卷含答案》一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.某指令流水线有4个阶段，各阶段耗时分别为2ns、3ns、4ns、5ns，则流水线的时钟周期应为（）。A.2nsB.3nsC.4nsD.5ns2.某计算机主存容量为4GB，Cache容量为32KB，块大小为64B。若采用全相联映射，主存地址中标记字段的长度为（）位（主存地址按字节编址）。A.20B.22C.24D.263.已知一棵二叉树的中序遍历序列为BDAEC，后序遍历序列为DBECA，则其前序遍历序列为（）。A.ABDECB.ADBECC.ABEDCD.ABCDE4.哈希表采用链地址法处理冲突，哈希函数为H(key)=keymod7。若依次插入键值35、18、27、44、53，则哈希表中第3个桶（下标从0开始）的链表长度为（）。A.1B.2C.3D.45.下列进程调度算法中，平均等待时间最短的是（）。A.先来先服务（FCFS）B.短作业优先（SJF）C.时间片轮转（RR）D.优先级调度6.死锁产生的必要条件不包括（）。A.互斥条件B.请求和保持条件C.不可抢占条件D.环路等待条件7.某ER图中，实体“学生”与“课程”之间存在“选课”联系（多对多），则转换为关系模式时，“选课”联系对应的关系模式应包含（）。A.学生主键B.课程主键C.学生主键和课程主键D.学生主键、课程主键和自身属性（如成绩）8.下列SQL语句中，用于实现实体完整性约束的是（）。A.PRIMARYKEYB.FOREIGNKEYC.UNIQUED.CHECK9.UML中，用于描述系统功能需求的图是（）。A.类图B.用例图C.顺序图D.状态图10.软件测试中，单元测试的主要对象是（）。A.模块B.子系统C.整个系统D.用户界面11.以下设计模式中，属于创建型模式的是（）。A.适配器模式B.单例模式C.观察者模式D.策略模式12.下列加密算法中，属于对称加密的是（）。A.RSAB.AESC.ECCD.SHA25613.数字签名的主要目的是（）。A.加密数据B.验证数据完整性和发送者身份C.压缩数据D.提高传输速度14.快速排序的平均时间复杂度为（）。A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n²)D.O(n³)15.8位补码表示的整数范围是（）。A.128~127B.127~127C.128~128D.256~25516.关系模式R（A,B,C,D），函数依赖为A→B，B→C，C→D，则R最高属于（）。A.1NFB.2NFC.3NFD.BCNF17.操作系统中，分页存储管理与分段存储管理的主要区别是（）。A.分页是逻辑划分，分段是物理划分B.分页是物理划分，分段是逻辑划分C.分页和分段均为逻辑划分D.分页和分段均为物理划分18.软件工程需求分析阶段的主要成果是（）。A.软件设计说明书B.需求规格说明书C.测试用例D.用户手册19.HTTP协议属于OSI参考模型的（）。A.传输层B.网络层C.应用层D.数据链路层20.算法的正确性要求不包括（）。A.对于合法输入能得出正确结果B.对于非法输入能给出错误提示C.算法必须在有限步骤内终止D.算法每一步有确定含义二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.若x的原码为10011010，则其补码为（）。2.对长度为n的有序数组进行二分查找，最坏情况下的时间复杂度为（）。3.关系模式中，消除非主属性对候选键的部分函数依赖后，关系模式属于（）范式。4.设计模式中，（）模式用于确保一个类仅有一个实例，并提供全局访问点。5.死锁预防的策略包括破坏互斥条件、破坏请求和保持条件、破坏不可抢占条件及破坏（）条件。6.某流水线有5个阶段，各阶段耗时均为2ns，执行100条指令的总时间为（）ns。7.哈希表中，处理冲突的方法除链地址法外，还包括（）（写出一种即可）。8.UML中，（）图用于描述对象之间的消息传递顺序。9.软件测试中，（）测试关注软件是否符合用户需求，通常由用户参与。10.非对称加密中，私钥用于（），公钥用于（）（填“加密”或“解密”）。三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述白盒测试与黑盒测试的区别，并各举一种具体方法。2.说明瀑布模型与敏捷开发的主要特点及适用场景。3.列举死锁的4个必要条件，并说明如何通过破坏“环路等待”条件预防死锁。4.数据库索引的作用是什么？简述聚集索引与非聚集索引的区别。5.软件体系结构设计的主要原则有哪些？（至少列举3条）四、应用题（共3题，共60分）1.流水线与存储系统分析（20分）某计算机的指令流水线有3个阶段：取指（IF）、译码/取数（ID）、执行（EX），各阶段耗时分别为3ns、4ns、5ns。假设不考虑流水线阻塞，回答以下问题：（1）流水线的时钟周期应设为多少？为什么？（5分）（2）执行10条指令的总时间是多少？（5分）（3）若CPU主存容量为2GB，Cache容量为16KB，块大小为32B，采用直接映射方式。计算主存地址中标记、块号、块内偏移字段的长度（单位：位）。（10分）2.数据库设计与SQL应用（20分）某高校需设计学生选课管理系统，涉及以下实体及联系：学生（学号，姓名，性别，年龄）课程（课程号，课程名，学分）教师（工号，姓名，职称）联系：学生可选多门课程（一门课程可被多个学生选），每门课程由一名教师授课。（1）画出对应的ER图（需标注实体属性、联系类型）。（5分）（2）将ER图转换为关系模式，要求标注主键和外键。（5分）（3）编写SQL语句：查询“计算机基础”课程的所有学生的平均分（保留2位小数）。（10分）3.算法设计与分析（20分）给定一个整数数组nums，设计一个算法找出其中所有满足i<j<k且nums[i]+nums[j]+nums[k]=0的三元组（i,j,k）。要求：（1）写出算法的基本思路（可用伪代码或文字描述）。（10分）（2）分析算法的时间复杂度（假设采用最优优化策略）。（10分）参考答案一、单项选择题1.D2.B3.A4.B5.B6.无（注：死锁四条件均为必要条件，题目无正确选项，可能为命题失误）7.D8.A9.B10.A11.B12.B13.B14.B15.A16.A（注：A→B→C→D，存在传递依赖，最高1NF）17.B18.B19.C20.B二、填空题1.111001102.O(logn)3.2NF4.单例5.环路等待6.（5+1001）×2=2087.开放定址法（或再哈希法）8.顺序9.验收10.解密（或签名）；加密（或验证）三、简答题1.区别：白盒测试基于内部代码结构（如逻辑路径），黑盒测试基于外部功能（如输入输出）。方法：白盒测试可用逻辑覆盖（如语句覆盖）；黑盒测试可用等价类划分。2.瀑布模型：阶段顺序执行，强调文档，适用于需求明确、规模较大的项目；敏捷开发：迭代增量，强调用户协作，适用于需求易变、小团队项目。3.必要条件：互斥、请求和保持、不可抢占、环路等待。预防环路等待：对资源按序分配，进程按固定顺序申请资源，避免循环依赖。4.作用：提高查询效率。区别：聚集索引物理上重新排序数据（一个表仅一个），非聚集索引不改变数据顺序（可多个）。5.原则：高内聚低耦合、模块化、可扩展性、可靠性、性能优化。四、应用题1.流水线与存储系统分析（1）时钟周期=最长阶段时间=5ns（流水线周期由最慢阶段决定）。（2）总时间=（k+n1）×周期=（3+101）×5=60ns（k为阶段数，n为指令数）。（3）主存容量2GB=2^31B，地址31位；Cache容量16KB=2^14B，块大小32B=2^5B，故块内偏移5位；Cache块数=16KB/32B=512=2^9，块号9位；标记字段=3195=17位。2.数据库设计与SQL应用（1）ER图：学生（学号PK，姓名，性别，年龄）；课程（课程号PK，课程名，学分）；教师（工号PK，姓名，职称）；联系“选课”（学生课程，多对多），“授课”（课程教师，多对一）。（2）关系模式：学生（学号，姓名，性别，年龄）PK：学号课程（课程号，课程名，学分，工号）PK：课程号；FK：工号→教师.工号教师（工号，姓名，职称）PK：工号选课（学号，课程号，成绩）PK：（学号，课程号）；FK：学号→学生.学号，课程号→课程.课程号（3）SQL语句：```sqlSELECTROUND(AVG(成绩),2)AS平均分FROM选课WHERE课程号=(SELECT课程号FROM课程WHERE课程名='计算机基础');```3.算法设计与分析（1）思路（双指针法）：①排序数组；