2025年计算机导论解析题库及答案

2025年计算机导论解析题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.第四代电子计算机的主要逻辑元件是（）。A.电子管B.晶体管C.中小规模集成电路D.大规模和超大规模集成电路答案：D解析：计算机发展历经四代，第一代（1946-1957）为电子管，第二代（1958-1964）为晶体管，第三代（1965-1970）为中小规模集成电路，第四代（1971年至今）以大规模和超大规模集成电路为核心。2.二进制数1011010转换为十进制数是（）。A.88B.90C.92D.94答案：B解析：二进制转十进制采用位权展开法：1×2⁶+0×2⁵+1×2⁴+1×2³+0×2²+1×2¹+0×2⁰=64+0+16+8+0+2+0=90。3.操作系统的主要功能是（）。A.管理计算机系统的软硬件资源B.实现用户之间的信息交流C.控制和管理数据库D.编译高级语言程序答案：A解析：操作系统是计算机系统的核心管理软件，负责管理CPU、内存、外存、输入输出设备等硬件资源，以及程序、数据等软件资源，为用户提供高效的操作界面。4.以下网络拓扑结构中，故障诊断最困难的是（）。A.总线型B.星型C.环型D.网状型答案：D解析：网状型拓扑结构中，节点之间有多条冗余链路，虽然可靠性高，但网络连接复杂，故障发生时需要逐一排查多条路径，诊断难度最大。5.算法的时间复杂度主要衡量的是（）。A.算法执行的时间B.算法中基本操作的执行次数C.算法占用的内存空间D.算法的可读性答案：B解析：时间复杂度是通过计算算法中基本操作（如比较、赋值）的执行次数来评估算法效率，与具体运行环境无关，反映的是输入规模增大时算法的增长趋势。6.关系数据库中的“第三范式”要求（）。A.所有非主属性完全依赖于主键B.消除非主属性对主键的传递依赖C.消除主属性之间的部分依赖D.每个属性都是不可再分的原子值答案：B解析：第一范式（1NF）要求属性原子性；第二范式（2NF）消除非主属性对主键的部分依赖；第三范式（3NF）消除非主属性对主键的传递依赖；BC范式（BCNF）进一步消除主属性的传递依赖。7.以下属于对称加密算法的是（）。A.RSAB.AESC.ECCD.SHA-256答案：B解析：对称加密使用相同密钥加密和解密，常见算法有DES、3DES、AES；非对称加密（如RSA、ECC）使用公钥和私钥；SHA-256是哈希算法，用于数据摘要。8.人工智能中，“监督学习”的关键是（）。A.从无标签数据中学习模式B.通过与环境交互优化策略C.利用带标签数据训练模型D.模拟人类神经网络结构答案：C解析：监督学习需要输入数据（特征）和对应的标签（输出），模型通过学习特征与标签的映射关系进行预测；无监督学习处理无标签数据，强化学习通过奖励机制优化策略。9.计算机中，Cache的主要作用是（）。A.扩大主存容量B.解决CPU与主存速度不匹配C.存储系统程序D.提高外存访问速度答案：B解析：CPU运算速度远高于主存访问速度，Cache是介于CPU和主存之间的高速缓冲存储器，用于存储CPU频繁访问的数据，减少主存访问时间。10.以下不属于计算机输入设备的是（）。A.扫描仪B.投影仪C.麦克风D.键盘答案：B解析：输入设备将外部信息转换为计算机能处理的电信号（如扫描仪、麦克风、键盘）；投影仪是输出设备，将计算机信号转换为可视图像。二、判断题（每题1分，共10分）1.冯·诺依曼计算机的核心思想是“存储程序”和“程序控制”。（）答案：√解析：冯·诺依曼结构的特点是将程序和数据以二进制形式存储在存储器中，计算机按程序指令顺序执行，实现自动计算。2.ASCII码是一种7位编码，最多可表示128个不同的字符。（）答案：√解析：标准ASCII码使用7位二进制数（0-127），包括控制字符和可显示字符；扩展ASCII码使用8位（0-255），但标准定义为7位。3.操作系统的内核负责直接管理硬件，而外壳程序为用户提供操作界面。（）答案：√解析：内核是操作系统的核心部分，直接与硬件交互（如进程调度、内存分配）；外壳程序（如命令行解释器、图形界面）是用户与内核的接口。4.TCP协议是面向无连接的，UDP协议是面向连接的。（）答案：×解析：TCP（传输控制协议）通过三次握手建立连接，提供可靠的面向连接服务；UDP（用户数据报协议）无连接，适用于实时性要求高的场景（如视频通话）。5.数组的随机访问时间复杂度为O(1)，链表的随机访问时间复杂度为O(n)。（）答案：√解析：数组通过下标直接计算内存地址，访问时间固定；链表需从头节点遍历到目标节点，时间与节点数成正比。6.数据库中，主键可以唯一标识一条记录，但允许为空值。（）答案：×解析：主键的约束是唯一性和非空性，必须能唯一区分每条记录且不能为NULL；外键可以为空（表示未关联）。7.对称加密的加密密钥和解密密钥相同，非对称加密的公私钥可以互相推导。（）答案：×解析：非对称加密的公钥和私钥是数学相关的，但无法通过公钥推导出私钥（基于离散对数等困难问题），确保了安全性。8.机器学习是人工智能的一个子集，主要研究如何让计算机从数据中学习规律。（）答案：√解析：人工智能是更广泛的领域，包括机器学习、自然语言处理、计算机视觉等，机器学习是其中通过数据驱动实现智能的核心方法。9.计算机病毒是一种人为编写的、能自我复制并破坏计算机功能的程序。（）答案：√解析：计算机病毒具有寄生性、传染性、潜伏性和破坏性，需要宿主程序运行，通过复制传播。10.云计算的“Iaas”模式提供的是基础设施服务（如虚拟机、存储），用户需自行管理操作系统。（）答案：√解析：云计算分为Iaas（基础设施即服务）、Paas（平台即服务）、Saas（软件即服务），Iaas用户管理OS和应用，Paas管理应用，Saas直接使用软件。三、简答题（每题5分，共30分）1.简述计算机的五大组成部分及其功能。答案：计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成。运算器（ALU）负责算术和逻辑运算；控制器（CU）协调各部件工作，执行指令；存储器分为主存（临时存储程序和数据）和外存（长期存储）；输入设备（如键盘）将外部信息转换为电信号；输出设备（如显示器）将处理结果转换为可感知形式。2.说明二进制数在计算机中广泛使用的原因。答案：①物理实现容易：电子元件（如晶体管）的通断状态可表示0和1；②运算规则简单：二进制加减乘除规则少于十进制；③可靠性高：两种状态抗干扰能力强；④适合逻辑运算：与、或、非等逻辑操作可直接用二进制位表示。3.进程与线程的主要区别是什么？答案：①资源分配：进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位；②并发性：一个进程内的多个线程可并发执行，进程间并发需更大资源开销；③独立性：进程间资源独立（除共享内存），同一进程的线程共享进程资源；④创建开销：线程创建和切换比进程更快（无需分配新资源）。4.简述TCP/IP参考模型的四层结构及各层的典型协议。答案：①网络接口层（物理层+数据链路层）：负责物理连接和帧传输，协议如Ethernet、PPP；②网际层：处理跨网络的数据包路由，协议如IP、ICMP；③传输层：提供端到端可靠/不可靠传输，协议如TCP（可靠）、UDP（不可靠）；④应用层：为用户应用提供服务，协议如HTTP、FTP、SMTP。5.什么是算法的时间复杂度和空间复杂度？举例说明。答案：时间复杂度衡量算法执行时间随输入规模n增长的趋势，用大O表示（如O(n)、O(n²)）；空间复杂度衡量算法运行所需内存空间随n增长的趋势。例如，冒泡排序的最坏时间复杂度为O(n²)，空间复杂度为O(1)（仅需临时变量）；归并排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)（需要额外数组存储中间结果）。6.关系数据库的完整性约束包括哪几类？各自的作用是什么？答案：①实体完整性：确保主键唯一且非空，保证每条记录的唯一性（如学生表的学号）；②参照完整性：外键必须匹配被参照表的主键值或为空，维护表间关联的正确性（如成绩表的学号需存在于学生表）；③用户定义完整性：根据业务需求设定的约束（如年龄>0且<150，性别只能是“男”或“女”）。四、综合题（每题10分，共40分）1.设计一个简单的文件管理系统，需要考虑哪些核心功能？请简要说明各功能的实现思路。答案：核心功能包括：①目录结构管理：采用树形目录结构（根目录-子目录-文件），通过索引节点（inode）记录文件元数据（如大小、权限、存储位置）；②文件存储分配：选择连续分配（读写快但碎片多）、链接分配（无碎片但随机访问慢）或索引分配（平衡两者，如UNIX的inode索引）；③文件权限控制：使用访问控制列表（ACL）或用户-组-其他（UGO）权限模型（如读、写、执行权限）；④文件备份与恢复：定期全量备份+增量备份，通过日志记录操作，故障时通过备份文件和日志恢复数据；⑤文件搜索：建立文件名索引表或使用倒排索引，支持按名称、类型、修改时间快速检索。2.假设某网络传输出现丢包问题，试从OSI参考模型的各层分析可能的故障原因。答案：①物理层：网线破损、接口接触不良、信号衰减或干扰（如电磁干扰导致比特错误）；②数据链路层：MAC地址冲突（同一网络存在相同MAC）、帧校验错误（FCS校验失败丢弃帧）、交换机端口故障（广播风暴导致帧丢失）；③网络层：IP地址配置错误（如子网掩码错误导致路由错误）、路由器路由表错误（数据包转发到错误路径）、IP分片丢失（分片重组超时）；④传输层：TCP窗口大小设置过小（发送方等待确认超时重传）、UDP无重传机制（丢包后无法恢复）；⑤会话层：会话超时未及时续约（连接中断）；⑥表示层：数据编码格式不匹配（接收方无法解析导致丢弃）；⑦应用层：应用程序缓冲区溢出（接收方无法及时处理数据导致丢包）、服务器负载过高（拒绝服务）。3.已知一组整数序列为[5,3,8,4,6]，使用冒泡排序算法按升序排序。要求：（1）写出每一趟排序的结果；（2）计算最坏情况下的时间复杂度。答案：（1）冒泡排序每趟将最大元素“冒泡”到末尾：第1趟：比较4次，交换3次→[3,5,4,6,8]（8到位）第2趟：比较3次，交换1次→[3,4,5,6,8]（6到位）第3趟：比较2次，无交换→[3,4,5,6,8]（5到位）第4趟：比较1次，无交换→排序完成最终结果：[3,4,5,6,8]（2）最坏情况是序列完全逆序（如[8,6,5,4,3]），每趟需要比较(n-1-i)次（i为趟数），总比较次数为(n-1)+(n-2)+…+1=n(n-1)/2，时间复杂度为O(n²)。4.某高校需设计学生选课管理数据库，涉及实体：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）。学生与课程之间存在“选课”关系（成绩），教师与课程之间存在“授课”关系（授课时间）。要求：（1）绘制E-R图（只需标注关键属性和联系）；（2）将E-R图转换为关系模型（需注明主键和外键）。答案：（1）E-R图