2026年计算机科学与技术考试试题及答案

2026年计算机科学与技术考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在64位Linux系统中，执行`intp=malloc(4);`后，sizeof(p)与sizeof(p)分别为A.8,4 B.4,4 C.8,8 D.4,8答案：A解析：64位指针占8字节；int占4字节。malloc返回void，赋值给int后，p本身仍是8字节指针，*p是int类型。2.下列关于RISC-V指令集的说法正确的是A.所有指令长度均为32位 B.支持延迟分支 C.采用load/store架构 D.不支持压缩指令答案：C解析：RISC-V基础ISA为32位定长，但可选压缩指令集16位；延迟分支是MIPS特色；load/store架构是其核心特征。3.对含有n个元素的大顶堆执行delete-max后，重新调整的最坏时间复杂度为A.O(1) B.O(logn) C.O(n) D.O(nlogn)答案：B解析：删除堆顶后，将末尾元素放到根并向下调整，树高⌊log₂n⌋，故为O(logn)。4.在IPv6中，用于本地链路通信的地址前缀为A.fe80::/10 B.fc00::/7 C.2000::/3 D.::1/128答案：A解析：fe80::/10为Link-local地址；fc00::7为唯一本地；2000::/3为全局单播；::1为环回。5.对关系R(A,B,C)与S(B,C,D)，执行π_{A,D}(R⋈S)时，若R有1000行、S有2000行，且B、C为S主键，则结果最大行数为A.1000 B.2000 C.1000×2000 D.无法确定答案：A解析：R与S做自然连接，B、C为S主键，R中每行最多匹配S中一行，故结果≤1000。6.在BERT预训练过程中，MaskedLM任务掩码比例通常设为A.5% B.15% C.30% D.50%答案：B解析：原始论文掩码15%的token，其中80%用[MASK]、10%随机词、10%不变。7.下列关于Rust所有权的描述，错误的是A.同一作用域内不可变引用与可变引用可同时存在B.值被移动后原变量不可再访问C.引用生命周期必须不长于所引用值D.编译器在编译期检查借用规则答案：A解析：Rust禁止同时存在可变与不可变引用，保证内存安全。8.在Kafka中，负责分区Leader选举的组件是A.Producer B.Consumer C.ZooKeeper D.ControllerBroker答案：D解析：Kafka2.8+可用KRaft模式，但传统依赖ZooKeeper；实际选举由ControllerBroker完成。9.对一幅1024×768的24位BMP图像进行无损压缩，理论上压缩比上限最接近A.1:1 B.2:1 C.24:1 D.无法确定答案：D解析：无损压缩比取决于图像冗余度，理论上限由熵决定，无法先验给出。10.在ReactHooks中，用于缓存昂贵计算结果的Hook是A.useState B.useMemo C.useRef D.useEffect答案：B解析：useMemo接收计算函数与依赖数组，依赖不变时返回缓存值。11.若一磁盘采用C-SCAN调度，磁道0–199，当前在88，请求队列：110,170,50,90。下一服务磁道为A.90 B.110 C.50 D.170答案：B解析：C-SCAN先向高地址服务，到末端后跳回0继续，88→90→110→170→199→0→50，故先90。12.在AES-128中，轮密钥生成算法使用的轮常量是A.固定查表Rcon B.随机数 C.前一轮密钥异或 D.主密钥循环左移答案：A解析：每轮使用Rcon[i]与密钥字异或，Rcon为固定指数表。13.下列语言中，最早引入协程关键字的是A.Python3.5 B.C++20 C.Kotlin1.1 D.Go1.0答案：D解析：Go1.0（2009）内置goroutine；Python3.5引入async/await；C++20才加入co_await；Kotlin1.1协程实验。14.在OSI七层模型中，负责端到端可靠传输的是A.网络层 B.传输层 C.会话层 D.数据链路层答案：B解析：传输层提供端到端连接与可靠性，如TCP。15.若一B+树内部节点最多存100个键，则其最少子节点数为A.50 B.51 C.100 D.99答案：B解析：B+树除根外，内部节点关键字数m满足⌈m/2⌉≤keys≤m，故最少子节点⌈100/2⌉+1=51。二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）16.以下哪些措施可降低缓存穿透风险A.布隆过滤器 B.空值缓存 C.热点数据永不过期 D.异步刷新答案：A,B解析：布隆过滤器拦截不存在键；空值缓存避免反复查询DB；C、D与穿透无直接关系。17.关于HTTP/3的特性，正确的是A.基于QUIC B.默认加密 C.使用TCP拥塞控制 D.支持0-RTT答案：A,B,D解析：HTTP/3基于UDP+QUIC；TLS1.3默认加密；0-RTT复用会话；不使用TCP。18.在C++中，声明`constexprintf(intx){returnx*x;}`，下列用法合法的是A.`inta[f(5)];` B.`constexprintb=f(7);` C.`intc=std::time(nullptr)+f(3);` D.`template<intN>structX{intd[f(N)];};`答案：A,B,D解析：constexpr函数可用于常量表达式；C中time非constexpr，无法编译期求值。19.以下属于CAP定理中“分区容错性”实际含义的是A.网络分区时系统仍可继续服务 B.节点崩溃数据不丢失 C.允许牺牲一致性 D.允许牺牲可用性答案：A,C,D解析：分区容错指存在网络分区时系统仍做出选择；B为持久性，非CAP范畴。20.在Transformer架构中，ScaledDot-ProductAttention的分母因子为√d_k，其作用是A.防止softmax梯度消失 B.加速计算 C.保持方差稳定 D.减少参数量答案：A,C解析：当d_k较大时点积方差大，易使softmax饱和，缩放后梯度更稳定。三、填空题（每空2分，共20分）21.对长度为n的数组执行快速排序，最坏比较次数为______。答案：n(n-1)/2解析：已有序时每次划分极不平衡，退化为冒泡。22.在MySQLInnoDB中，默认隔离级别是______。答案：REPEATABLEREAD23.若一进程页表为二级，页大小4KB，虚拟地址48位，页内偏移占______位。答案：12解析：4KB=2^12，偏移占低12位。24.在RSA加密中，若公钥指数e=3，则私钥指数d需满足d≡______modφ(n)。答案：e⁻¹ 或 1/e解析：d为e模φ(n)的乘法逆元。25.一神经网络采用Swish激活：f(x)=x·sigmoid(x)，其导数为______。答案：f′(x)=sigmoid(x)+x·sigmoid(x)(1-sigmoid(x)) 或 f(x)+sigmoid(x)(1-f(x)/x)26.在Git中，撤销最后一次提交但保留改动的命令是______。答案：gitreset--softHEAD~127.若一磁盘转速为7200RPM，平均旋转延迟约为______ms。答案：4.17解析：半圈时间=0.5/(7200/60)×1000≈4.17ms。28.在Python3.11中，字典保持插入顺序的底层实现称为______。答案：compactdict或PyDictKeysObject29.对一无向图G=(V,E)，使用Kruskal算法求最小生成树，其时间复杂度为______。答案：O(ElogE)或O(ElogV)30.在x86-64汇编中，调用printf前，整数参数应依次放入寄存器______。答案：RDI,RSI,RDX,RCX,R8,R9四、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）31.在TCP三次握手中，SYN+ACK段的序列号与ACK号相同。 ×解析：SYN+ACK的ACK号=对方SYN序列号+1，自身序列号随机。32.对任意正则语言L，其补语言L̅也是正则语言。 √解析：正则语言对补运算封闭，DFA交换接受/非接受状态即可。33.在Python中，列表推导式`[xforxinrange(10)ifx%2]`生成偶数列表。 ×解析：条件为x%2，非零即True，故生成奇数。34.使用BF算法进行字符串匹配，最坏时间复杂度为O(nm)。 √解析：BF逐位比较，无预处理，最坏需nm次。35.在C语言中，结构体成员名可与变量名相同，因其处于不同命名空间。 √解析：C规定结构体标签、成员、普通标识符分属不同命名空间。36.在区块链中，PoS共识机制完全不需要算力，因此无能源消耗。 ×解析：PoS仍需少量计算验证签名，但远低于PoW。37.对同一密钥，AES加密与解密可使用完全相同的硬件电路。 ×解析：解密需逆向轮变换，需额外逆列混合电路。38.在操作系统中，短作业优先调度算法可导致饥饿。 √解析：长作业可能无限期推迟。39.在SQL中，NULL=NULL返回真。 ×解析：SQL中NULL与任何值比较包括自身均返回未知。40.使用Huffman编码，出现频率最高的符号对应码字最短。 √解析：Huffman贪心策略保证高频短码。五、简答题（每题8分，共40分）41.描述一次完整的HTTPS握手过程，并指出其中用于防止中间人攻击的关键机制。答案：1.ClientHello：客户端发送支持的TLS版本、随机数R1、密码套件列表、SNI扩展。2.ServerHello：服务端选定版本、随机数R2、密码套件，返回证书链。3.服务端密钥交换：若使用ECDHE，发送ServerKeyExchange含椭圆曲线公钥。4.服务端HelloDone。5.客户端验证证书，提取服务端公钥；生成预主密钥PMS，用服务端公钥加密发送ClientKeyExchange。6.双方基于R1、R2、PMS生成主密钥，再派生对称密钥与MAC密钥。7.客户端发送ChangeCipherSpec与Finished（验证握手完整性）。8.服务端同样发送ChangeCipherSpec与Finished。防中间人关键：证书链校验+数字签名。客户端通过CA公钥验证证书签名，确认服务端身份；若攻击者伪造证书，签名验证失败，握手终止。42.给出一种非递归实现后序遍历二叉树的算法，并分析其时间复杂度。答案：使用双栈法：1.初始化栈S1，根节点入栈。2.循环至S1空：弹出节点p，压入S2；若p左非空入S1；若p右非空入S1。3.最终依次弹出S2即为后序序列。时间复杂度：每个节点入出各两次，O(n)；空间复杂度：O(n)。43.解释数据库中“幻读”与“不可重复读”的区别，并说明InnoDB如何通过Next-KeyLocking解决幻读。答案：不可重复读：同一事务两次读同一行得到不同值，由其他事务提交更新导致。幻读：同一事务两次范围查询返回不同行数，由其他事务插入/删除导致。Next-KeyLocking：对索引记录加行锁+间隙锁(gaplock)，锁定范围“(前一行,本行]”，阻止其他事务在范围内插入，从而避免幻读。例如SELECT…WHEREage>20FORUPDATE会锁定(20,∞)间隙。44.说明MapReduce中“数据本地性”优化原理，并给出一种提升本地性的策略。答案：原理：调度器优先将map任务分配到存有输入数据块的节点，减少网络传输。策略：在HDFS写入时执行“文件合并预放置”——客户端根据未来分片大小，将同一分区的数据写入同一机架内的少数节点，确保后续MapReduce任务高本地命中率；同时可调整块大小与任务槽匹配，减少跨节点读取。45.给出一种基于位运算的快速计算整数二进制中1的个数（popcount）的算法，并说明其并行原理。答案：算法（并行位计数，SWAR）：```cintpopcount(uint64_tx){x=x((x>>1)&0x5555555555555555);x=(x&0x3333333333333333)+((x>>2)&0x3333333333333333);x=(x+(x>>4))&0x0F0F0F0F0F0F0F0F;return(x*0x0101010101010101)>>56;}```原理：1.每2位存1的个数：00→00,01→01,10→01,11→10，通过减法实现。2.每4位累加前一步结果，掩码0x3隔离每4位。3.每8位继续累加。4.最后乘法将8个字节累加到高8位，右移56位得总数。整个过程无分支，纯位并行，一次处理64位。六、综合应用题（共35分）46.（15分）某社交平台需设计“附近的人”功能，用户量1亿，平均在线1000万，每秒上报一次GPS（经度、纬度、海拔）。要求：(1)查询1km内在线用户，平均延迟<100ms；(2)存储30天轨迹，每日增量1TB；(3)支持按用户ID快速返回最近100条轨迹。请给出系统架构与核心数据结构，并估算每日存储压缩比。答案：架构：1.接入层：采用Netty+Protobuf，GPS上报通过UDP批量打包，网关异步落盘。2.空间索引：采用Geohash+RedisSortedSet，精度设定7位（±76m）。在线用户按Geohash分片，每片维护ZSET<userId,timestamp>，过期策略：设置TTL=90s，用户心跳续期。3.查询流程：a.将中心点经纬度转Geohash，取周围8邻域；b.并发读取9个ZSET，过滤timestamp>now-90s，得候选集；c.对候选集使用Haversine公式精筛1km，返回用户列表；d.若候选集过大，先按距离上限扩展Geohash到8位，减少粗筛量。4.轨迹存储：a.冷热分层：当日数据写Kafka→Flink→Parquet列存（按userId+hour分区），启用ZSTD压缩，纬度、经度采用32位float→16位差分+ZigZag编码；b.历史数据转存S3-IA，生命周期30天自动删除；c.为支持用户ID快速查询，额外写Cassandra宽表：rowKey=userId+date，column=timestamp，value=(lat,lon,alt)，TTL=30天；Cassandra使用LCS策略，读延迟<50ms。5.压缩比估算：原始：24B/点（8×3）×1000万×86400≈19.4TB/日；差分+ZSTD后，实测压缩比8:1，落盘≈2.4TB；再经Parquet字典+RLE，合计压缩比约8:1，满足每日1TB增量需求。47.（20分）阅读以下C++20协程代码，指出输出并解释其调度机制。```cppinclude<coroutine>include<iostream>include<thread>usingnamespacestd;structTask{structpromise_type{Taskget_return_object(){returnTask{coroutine_handle<promise_type>::from_promise(*this)};}suspend_neverinitial_suspend()noexcept{return{};}suspend_alwaysf