2012计算机考研真题及答案(共35页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上2012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题2012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机科学与技术学科联考计算机学科专业基础综合试题（科目代码 408）1专心-专注-专业2012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题一、单项选择题：第 140 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项最符合试题要求。1求整数 n(n0)阶乘的算法如下，其时间复杂度是int fact(int n)if (nRd算术/逻辑左移SHL Rd2*(Rd)-Rd算术右移SHR Rd(Rd)/2-Rd取数指令LOAD Rd，mem(m

2、em)-Rd存数指令STORE Rs，memRs-(mem)2012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题该计算机采用 5 段流水方式执行指令，各流水段分别是取指（IF）、译码/读寄存器（ID）、执行/计算有效地址（EX）、访问存储器（M）和结果写回寄存器（WB），流水线采用“按序发射，按序完成”方式，没有采用转发技术处理数据相关，并且同一寄存器的读和写操作不能在同一个时钟周期内进行。请回答下列问题。（1）若 int 型变量 x 的值为-513，存放在寄存器 R1 中，则执行“SHL R1”后，R1 中的内容是多少？（用十六进制表示）（2）若在某个时间段中，有连续的 4 条指令进

3、入流水线，在其执行过程中没有发生任何阻塞，则执行这 4 条指令所需的时钟周期数为多少？（3）若高级语言程序中某赋值语句为 x=a+b，x、a 和 b 均为 int 型变量，它们的存储单元地址分别表示为x、a和b。该语句对应的指令序列及其在指令流中的执行过程如题 44 图所示。I1I2I3I4LOADLOADADDSTORER1，aR2，bR1，R2R2，x题 44 图 指令序列及其执行过程示意图则这 4 条指令执行过程中 I3 的 ID 段和 I4 的 IF 段被阻塞的原因各是什么？（4）若高级语言程序中某赋值语句为 x=x*2+a，x 和 a 均为 unsigned int 类型变量，它们的

4、存储单元地址分别表示为x、a，则执行这条语句至少需要多少个时钟周期？要求模仿题 44 图画出这条语句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。112012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题45.(7 分)某请求分页系统的页面置换策略如下：从 0 时刻开始扫描，每隔 5 个时间单位扫描一轮驻留集（扫描时间忽略不计）且在本轮没有被访问过的页框将被系统回收，并放入到空闲页框链尾，其中内容在下一次分配之前不清空。当放发生缺页时，如果该页曾被使用过且还在空闲页链表中，则重新放回进程的驻留集中；否则，从空闲页框链表头部取出一个页框。忽略其它进程的影响和系统开销。初始时进程驻留集为空。

5、目前系统空闲页的页框号依次为 32、15、21、41。进程 P 依次访问的为、。请回答下列问题。（1）当虚拟页为时，对应的页框号是什么？（2）当虚拟页为时，对应的页框号是什么？说明理由。（3）当虚拟页为时，对应的页框号是什么？说明理由。（4）这种方法是否适合于时间局部性好的程序？说明理由。122012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题46.（8 分）某文件系统空间的最大容量为 4TB（1TB=240），以磁盘块为基本分配单位。磁盘块大小为 1KB。文件控制块（FCB）包含一个 512B 的索引表区。请回答下列问题。（1）假设索引表区仅采用直接索引结构，索引表区存放文件占用的磁

6、盘块号，索引表项中块号最少占多少字节？可支持的单个文件最大长度是多少字节？（2）假设索引表区采用如下结构：第 07 字节采用格式表示文件创建时预分配的连续存储空间。其中起始块号占 6B，块数占 2B，剩余 504 字节采用直接索引结构，一个索引项占 6B，则可支持的单个文件最大长度是多少字节？为了使单个文件的长度达到最大，请指出起始块号和块数分别所占字节数的合理值并说明理由。47.（9 分）主机 H 通过快速以太网连接 Internet，IP 地址为 192.168.0.8，服务器 S 的 IP 地址为 211.68.71.80。H 与S 使用 TCP 通信时，在 H 上捕获的其中 5 个 I

7、P 分组如 题 47-a 表所示。题 47-a 表回答下列问题。（1）题 47-a 表中的 IP 分组中，哪几个是由 H 发送的？哪几个完成了 TCP 连接建立过程？哪几个在通过快速以太网传输时进行了填充？（2）根据题 47-a 表中的 IP 分组，分析 S 已经收到的应用层数据字节数是多少？（3）若题 47-a 表中的某个 IP 分组在 S 发出时的前 40 字节如题 47-b 表所示，则该 IP 分组到达 H 时经过了多13编号IP 分组的前 40 字节内容（十六进制）145 00 00 30 01 9b 40 00 80 06 1d e8 c0 a8 00 08 d3 44 47 500

8、b d9 13 88 84 6b 41 c5 00 00 00 00 70 02 43 80 5d b0 00 00243 00 00 30 00 00 40 00 31 06 6e 83 d3 44 47 50 c0 a8 00 0813 88 0b d9 e0 59 9f ef 84 6b 41 c6 70 12 16 d0 37 e1 00 00345 00 00 28 01 9c 40 00 80 06 1d ef c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c6 e0 59 9f f0 50 f0 43 80 2b 32 00 00445

9、00 00 38 01 9d 40 00 80 06 1d de c0 a8 00 08 d3 44 47 500b d9 13 88 84 6b 41 c6 e0 59 9f f0 50 18 43 80 e6 55 00 00545 00 00 28 68 11 40 00 31 06 06 7a d3 44 47 50 c0 a8 00 0813 88 0b d9 e0 59 9f f0 84 6b 41 d6 50 10 16 d0 57 d2 00 002012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题少个路由器？题 47-b 表来自 S 的分组45 00 00 28 68

10、 11 40 00 40 06 ec ad d3 44 47 50 ca 76 01 0613 88 a1 08 e0 59 9f f084 6b 41 d6 50 10 16 d0 b7 d6 00 00注：IP 分组头和 TCP 段头结构分别如题 47-a 图，题 47-b 图所示。题 47-a 图 IP 分组头结构题 47-b 图 TCP 段头结构142012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题计算机专业基础综合试题参考答案一、单项选择题：每小题 2 分，共 80 分。1 - 5 BAABC21-25 DBCBB6-10 CCADA26-30 ADABC11-15 DDB

11、DD31-35 ABBCA16-20 ACCCD36-40 BCADD二、综合应用题：4147 小题，共 70 分。41.【解析】（1）对于长度分别为 m，n 的两个有序表的合并过程，最坏情况下需要一直比较到两个表尾元素，比较次数为m+n-1 次。已知需要 5 次两两合并，故可设总比较次数为 X-5，X 就是以 N 个叶子结点表示升序表，以升序表的表长表示结点权重，构造的二叉树的带权路径长度。故只需设计方案使得 X 最小。这样受哈夫曼树和最佳归并树思想的启发，设计哈夫曼树如下：这样，最坏情况下比较的总次数为：N = (10 + 35) 4 + (40 + 50 + 60) 3 + 200 5

12、= 825（2）N（N2）个不等长升序表的合并策略：以 N 个叶子结点表示升序表，以升序表的表长表示结点权重，构造哈夫曼树。合并时，从深度最大的结点所代表的升序表开始合并，依深度次序一直进行到根结点。理由：N 个有序表合并需要进行 N-1 次两两合并，可设最坏情况下的比较总次数为 X-N+1，X 就是以 N 个叶子结点表示升序表，以升序表的表长表示结点权重，构造的二叉树的带权路径长度。根据哈夫曼树的特点，上述设计的比较次数是最小的。42.【解析】（1）算法思想：顺序遍历两个链表到尾结点时，并不能保证两个链表同时到达尾结点。这是因为两个链表的长度不同。假设一个链表比另一个链表长 k 个结点，我们

13、先在长链表上遍历 k 个结点，之后同步遍历两个链表。这样我们就能够保证它们同时到达最后一个结点了。由于两个链表从第一个公共结点到链表的尾结点都是重合的。所以它们肯定同时到达第一个公共结点。于是得到算法思路： 遍历两个链表求的它们的长度 L1，L2； 比较 L1，L2，找出较长的链表，并求 L=|L1-L2|； 先遍历长链表的 L 各结点；152012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题 同步遍历两个链表，直至找到相同结点或链表结束。（2）算法的 C 语言代码描述LinkList Search_First_Common(LinkList L1,LinkList L2)/本算法实现

14、线性时间内找到两个单链表的第一个公共结点int len1=Length(L1);,len2=Length(L2);LinkList longList,shortlist;/分别指向较长和较短的链表if(len1len2)longList=L1-next;shortlist=L2-next;L=len1-len2;/表长之差elselongList=L2-next;shortlist=L1-next;L=len2-len1;/表长之差While(L-)longList=longList-next;while(longList!=NULL)if(longList=shortList)/同步寻找共同

15、结点return longList;elselongList=longList-next;shortlist=shortlist-next;/whilereturn NULL;（3）算法的时间复杂度为 O(len1+len2)，空间复杂度为 O(1)。43.【解析】（1）MIPS=CPU 主频10-6/CPI=80M/4=20；平均每条指令访存 1.5 次, Cache 的命中率为 99%，故每秒 Cache缺失的次数=20M1.51%=（次）；（ 2）在不使用 DMA 传送的情况下，所有主存的存取操作都需要经过 CPU，所以主存带宽至少应为20M/s1.54B=120MB/s。由于页式虚拟存

16、储方式的页表始终位于内存，则产生缺页异常的只能是指令的访存。每秒产生缺页中断20M/s1.50.0005%=150 次。因此平均每秒发出的 DMA 请求次数至少是 1504KB/4B=150K 次。（3）优先响应 DMA 请求。DMA 通常连接高速 I/O 设备，若不及时处理可能丢失数据。（4）当 4 体低位交叉存储器稳定运行时，能提供的最大带宽为 44B/50ns=320MB/s。44. 【解析】（1）x 的机器码为x补=1111 1101 1111B，即指令执行前（R1）=FDFFH，右移 1 位后位 1111 1110 1111 1111B，即指令执行后（R1）=FEFFH。（2）至少需

17、要 4+（5-1）=8 个时钟周期数。（3）I3 的 ID 段被阻塞的原因：因为 I3 与 I1 和 I2 都存在数据相关，需等到 I1 和 I2 将结果写回寄存器后，I3 才能162012 年全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合试题读寄存器内容，所以 I3 的 ID 段被阻塞。I4 的 IF 段被阻塞的原因：因为 I4 的前一条指令 I3 在 ID 段被阻塞，所以 I4 的 IF 段被阻塞。（4）因 2*x 操作有左移和加法两种实现方法，故 x=x*2+a 对应的指令序列为I1 LOADR1，xI2 LOAD R2，aI3 SHL R1 /或者ADD R1，R1I4I5ADD R1，R2STORE R2，x这 5 条指令在流水线中执行过程如下图所示。故执行 x=x*2+a 语句最少需要 17 个时钟周期。45.【解析】（1）页框号为 21。因为起始驻留集为空，而 0 页对应的页框为空闲链表中的第三个空闲页框（21），其对应的页框号为 21。（2）页框号为