考研计算机学科专业基础(408)研究生考试试卷及答案指导(2024年)

2024年研究生考试考研计算机学科专业基础(408)复习试卷(答案在后面)一、单项选择题(本大题有40小题，每小题2分，共80分)A.插入B.删除D.编译2、以下哪种数据结构的特点是元素之间拥有明显的顺序?D.集合3、在计算机中的算术运算中，下列哪种运算具有最高的优先级?A.加减C.模运算D.位运算4、对于一个长度为n的有序数组，采用二分查找算法查找某个次数为t的目标元素，则最坏情况下的时间复杂度是()。5、令R、S和T是三个栈的栈顶指针变量。如果R.next、S.next和T.next指向其他地方，则下列表达式能够正确地将栈指针R指向标签为eee的栈帧的是()。D.R.next=T.next.next.next.next.next;6、以下关于垃圾收集器GC和非堆栈分配的程序的描述中，不正确的是()。A.非堆栈分配用静态分配代替了对堆的分配B.垃圾收集器GC适用于编写不能实现在堆上分配的并发程序C.使用垃圾收集器有利于构建无须考虑内存泄漏问题的程序D.垃圾收集器GC直接插入垃圾收集代码，可以实现支持内存分配的系统调用7.在计算机网络中，以下哪个协议是用于在网络设备之间发送数据的?8.下列哪个关键字用于定义一个类的私有成员?9.在数据库中，以下哪个符号用于表示索引?10、以下哪个选项正确描述了递归调用的特点?B、在调用栈上执行C、必然有出口条件D、可以是无返回值的11、对于一个二叉树，以下哪个操作的时间复杂度是0(1)?A、插入一个节点B、删除一个节点C、查找一个节点D、遍历所有节点12、在数字图像处理中，以下哪种滤波器用于去除图像中的噪声?A、高斯滤波器B、中值滤波器C、方差滤波器D、均值滤波器13、下列哪种数据结构不是集合数据结构?14、汇编语言指令的执行过程是由完成的。(A)操作系统(B)编译器(C)解释器(D)汇编器(A)管理网络连接(B)提供网络应用服务的接口(C)控制数据包的发送和接收(D)A.树中每一个结点最多有两个子结点B.树中每个分支结点都有一个唯一的双亲结点C.树中每个分支结点的两棵子树都有相同的大小D.线性的串结构可以用来表示所有的二叉树A.链表可以被看作一个或多个节点的集合B.链表中的节点是一个数据元素和一个指向下一个节点的指针C.链表的尾部节点可以指向任何其他节点D.插入和删除操作在链表上比在数组上快A.正确性C.接口友好D.健壮性D.链表B.队列D.数组B.继承：允许新类从现有类继承属性和方法。25、若要将每个8位二进制位组合成字符，至少需要多少个寄存器组成矩阵?26、以下四位二进制数的补码一位一位写成left对齐，其结果与记忆过程有所不符的是?28.在计算机网络中，以下哪个协议是用于在网络设备之间传输数据的?29.以下哪个关键字用于定义一个类的私有成员?30.在操作系统原理中，下列哪个不是进程的状态?A.创建状态B.就绪状态C.运行状态D.关闭状态31、以下哪个不是数字签名技术?32、在数据库系统中，以下哪个数据模型用于物理存储结构?A、关系模式D、视图模式33、在软件质量保证过程中，以下哪个活动与缺陷的识别和定位有关?A、需求分析D、配置管理34、下列关于异常处理的叙述，错误的是：A.try-catch语句块可以用来处理异常B.处理异常后程序自动终止C.异常处理可以提高程序的健壮性D.应该尽量明确异常的可能来源，并进行相应的处理35、面向对象编程的核心思想是：A.数据和操作的紧密结合B.模块化程序设计C.代码重用D.函数式的编程方法36、下列算法的时间复杂度最高的是：37、下列哪项不是用于表示计算机网络结构的模式?A.星型结构B.环型结构C.总线型结构D.分布式结构38、在进程之间进行通信时，下列哪种方法既适用于共享内存模型又适用于消息传递模A.管道通信B.消息队列C.信号量机制39、在TCP协议中，通过哪种机制来确保数据可靠性?A.重传请求与确认应答机制B.序列号与ACK机制C.拥塞控制D.均分负载二、解答题(本大题有7小题，每小题10分，共70分)设f(x)=3x^2-4x+5,g(x)=x^3-2x^2+x-1,求：1.有多少个不同的栈操作序列可以得到从1到n的输出?2.又有多少个不同的队列操作序列可以得到从1到n的输出?页框号码。假设该系统使用了先进先出(FIFO)页面置换算法。请解释当发生页面错误时如何确定哪些页面将被淘汰，并描述发生页面错误时如何更新页表。在采用FIFO页面置换算法的系统中，页面淘汰顺序是基于页面首次被访问的时间。当发生页面错误时，我们需要找到一个页面来替换当前缺页的页面。这个过程通常称为“淘汰”或“置换”。在FIFO算法中，淘汰页面是在内存中停留时间最长的页面，即最先访问的页面。每次内存分配时，就更新页面的访问时间戳。因此，发生页面错误时，可以通过以下步骤确定被淘汰1.遍历内存中的所有页面，找出具有最小访问时间戳的页面。2.确认该页面没有修改过，即其修改标志为false(如果是基于内容的页面置换算法，如LRU,这个步骤中也会考虑最近最少使用的时间戳)。3.如果找到了一个合适的页面，将其从页表中删除，并更新页表中相关项的物理内存页框号码为空或者标记为无效。4.如果所有页面都已修改，则可以选择任何一个页面进行置换，因为它都将保存其最新数据，此时修改标志不再作为淘汰的标准。更新页表的步骤如下：1.更新被淘汰页面的页表项，将其页面号码设置为无效，或者标记为空闲，以表示该页框被释放。2.更新新分配的页面的页表项，将其页面号码设置为有效的页面号码，将修改标志设置为true(如果页面被修改过),将物理内存页框号码设置为相应的内存位置。3.如果有任何其他页面需要由于这个页面错误而被淘汰，重复上述步骤进行淘汰和页表更第七题此题考察了学生对操作系统中进程、线程、锁的理解以及调度算法的知识。#2024年研究生考试考研计算机学科专业基础(408)复习试卷及答案指导一、单项选择题(本大题有40小题，每小题2分，共80分)1、以下哪项不是数据结构的基本操作?A.插入解析：数据结构的基本操作包括插入、删除、查找、修改等，而编译属于编译过程的操2、以下哪种数据结构的特点是元素之间拥有明显的顺序?D.集合解析：队列是一种线性的数据结构，元素遵循先入先出(FIFO)的原则，因此元素之间3、在计算机中的算术运算中，下列哪种运算具有最高的优先级?A.加减C.模运算D.位运算解析：位运算的优先级最高。加减、乘除、模运算的优先级依次递减。4、对于一个长度为n的有序数组，采用二分查找算法查找某个次数为t的目标元素，则最坏情况下的时间复杂度是()。解析：二分查找算法的时间复杂度为0(log2n)。因为每次比较缩小问题规模一半，所以时间复杂度是对数的规模级别。5、令R、S和T是三个栈的栈顶指针变量。如果R.next、S.next和T.next指向其他地方，则下列表达式能够正确地将栈指针R指向标签为eee的栈帧的是()。A.R.next=S.next.next.n解析：在类C语言中，通常使用Next表示直接后继，因此，栈指针R的Next指向S栈的Next的Next的Next即为R指向标签为eee的栈帧。6、以下关于垃圾收集器GC和非堆栈分配的程序的描述中，不正确的是()。A.非堆栈分配用静态分配代替了对堆的分配B.垃圾收集器GC适用于编写不能实现在堆上分配的并发程序C.使用垃圾收集器有利于构建无须考虑内存泄漏问题的程序D.垃圾收集器GC直接插入垃圾收集代码，可以实现支持内存分配的系统调用解析：垃圾收集器(GarbageCollector,GC)在很多编程语言中都有用到，它的作用是自动跟踪内存的使用情况，回收不再使用的内存，从而避免内存泄漏的问题。A、B、C描述的内容符合垃圾收集器的基本功用。选项D错误，非堆栈分配是局部变量直接由编译器在栈上分配空间，省去了堆的动态分配和垃圾回收过程，操作系统无需支持非堆栈分配，因此选项D是不正确的。7.在计算机网络中，以下哪个协议是用于在网络设备之间发送数据的?解析：TCP(传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，主要用于在网络设备之间发送数据。8.下列哪个关键字用于定义一个类的私有成员?解析：在某些数据库系统中(如SQLServer),使用"符号用于定义一个临时表或索引。C、必然有出口条件D、可以是无返回值的是递归调用的必要条件(比如调用自身、在调用栈上执行),要么与递归调用的本质无关(比如无返回值)。11、对于一个二叉树，以下哪个操作的时间复杂度是0(1)?C、查找一个节点解析：遍历所有节点的操作会访问树中所有的节点，所以时间复杂度是0(n),其中n是树中节点的总数。其他操作(如插入、删除和查找)通常需要根据树的结构和操作的实现方式来确定时间复杂度，并不总是0(1)。12、在数字图像处理中，以下哪种滤波器用于去除图像中的噪声?13、下列哪种数据结构不是集合数据结构?(A)操作系统(B)编译器(C)解释器(D)汇编器(A)管理网络连接(B)提供网络应用服务的接口(C)控制数据包的发送和接收(D)A.树中每一个结点最多有两个子结点B.树中每个分支结点都有一个唯一的双亲结点C.树中每个分支结点的两棵子树都有相同的大小D.线性的串结构可以用来表示所有的二叉树树和右子树。这正是选项A所表述的内容。然而，选项C指出每一分支结点的两棵子树“都有相同的大小”。这个性质不成立。在二B.链表中的节点是一个数据元素和一个指向下一个节点的指针D.插入和删除操作在链表上比在数组上快的指针。因此，选项A和B是正确的。项D的说法是正确的。A.正确性B.效率C.接口友好D.健壮性解析：一个好的算法应具备以下特性：-正确性：算法必须能够正确解决问题。-健壮性：在输入为错误时，算法应当保持稳定的行为。-效率：算法的执行时间应当尽可能短，这意味着所使用的资源越少越好。接口友好不是一个算法需要考虑的特性，因为“接口”更多是描述产品(如软件)如何与其他软件和用户交互的概念。一个算法没有必要满足友好的接口设计标准，因为它们自身并不直接与用户互动。因此，仔细考虑选项后，我们可以断定选项C的描述不属于算法特性，它是正确答案。19.在计算机网络中，以下哪个协议是用于在网络设备之间发送数据的?解析：TCP(传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，主要用于在网络设备之间发送数据。20.下列哪种数据结构是用于存储一组有序的元素的?解析：队列(Queue)是一种特殊的线性数据结构，它遵循FIFO(先进先出)原则，用于存储一组有序的元素。21.在计算机编程中，以下哪个关键字用于定义一个函数?解析：在计算机编程中，function(函数)是一个关键字，用于定义一个具有特定功能的A.电源管理旨在延长电池寿命。D.进程调度与电源管理无关。答案：D解析：进程调度和电源管理有一定的联系。例如，系统可以根据进程的运行状态动态调23、以下哪种数据结构不属于线性数据结构?B.队列D.数组解析：栈、队列和数组都是线性数据结构，每个元素之间存在着前后顺序关系。而图是A.封装：隐藏数据，保护数据不被直接访问。B.继承：允许新类从现有类继承属性和方法。C.多态：同一个方法，在不同对象上执行可以产生不同的效果。D.静态：强调程序在运行时才能动态改变数据和方法。答案：D解析：面向对象编程强调数据和方法的封装，继承和多态，同时也允许程序在运行时动态改变数据和方法的操作，因此D选项错误。25、若要将每个8位二进制位组合成字符，至少需要多少个寄存器组成矩阵?解析：每个8位二进制位组合成字符需要2个寄存器存放一个字符。所以，至少需要6426、以下四位二进制数的补码一位一位写成横行，但慈补码转换为二进制补码为0001(中心_right对齐);上述计算过程表明C答案是错误答案。27、假设计算机某次执行如下程序段，是否可能在执行P">、Q">)时出现访存冲突?28.在计算机网络中，以下哪个协议是用于在网络设备之间传输数据的?解析：TCP(TransmissionControlProtocol,传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，主要用于在网络设备之间传输数据。29.以下哪个关键字用于定义一个类的私有成员?解析：private是一个访问修饰符，用于定义一个类的私有成员，只能被该类内部的方法和成员函数访问。30.在操作系统原理中，下列哪个不是进程的状态?A.创建状态B.就绪状态C.运行状态D.关闭状态解析：进程的状态主要包括创建状态、就绪状态、运行状态和阻塞状态。关闭状态不属于进程的状态，而是文件或目录的属性。31、以下哪个不是数字签名技术?解析：AES是高级加密标准，是一种对称加密算法，主要用于数据加密和解密，不是数字签名技术。数字签名技术通常使用非对称加密算法，如RSA,并且需要一个散列函数如SHA-256来生成数字签名。HMAC是一种消息摘要算法，可以用于生成消息鉴别和验证消息的完整性，但不用于数字签名。32、在数据库系统中，以下哪个数据模型用于物理存储结构?解析：内模式(InternalSchema)也称为物理模式，是数据库系统的物理表示，即数据在存储介质上的具体表示方式，决定了数据在存储介质上的组织方式和存取方式。关系模式是指关系数据库中表的结构，外模式是用户视图，视图模式是指用户可以看到的数据库视图结构。33、在软件质量保证过程中，以下哪个活动与缺陷的识别和定位有关?A.try-catch语句块可以用来处理异常B.处理异常后程序自动终止C.异常处理可以提高程序的健壮性D.应该尽量明确异常的可能来源，并进行相应的处理解析：处理异常后程序不一定自动终止，可以继续执行程序的其他部分。A.数据和操作的紧密结合B.模块化程序设计C.代码重用D.函数式的编程方法解析：面向对象编程强调将数据和操作封装在一起，形成对象，每个对象都有自己的状态和行为。36、下列算法的时间复杂度最高的是：解析：0(2^n)的时间复杂度增长速度最快，随n的增加，执行时间会指数级增长。37、下列哪项不是用于表示计算机网络结构的模式?A.星型结构B.环型结构C.总线型结构D.分布式结构解析：计算机网络的结构模式包括星型结构(A)、环型结构(B)和总线型结构(C)等，而分布式结构(D)通常指的是计算资源的分布，不特指网络结构的模式。38、在进程之间进行通信时，下列哪种方法既适用于共享内存模型又适用于消息传递模型?A.管道通信B.消息队列C.信号量机制A.重传请求与确认应答机制B.序列号与ACK机制C.拥塞控制D.均分负载解析：TCP协议确保数据可靠性的关键机制是通过重传请求与确认应答(A)来实现的。当发送方发出一个数据段后，它等待接收方的确认应答(ACK),如果发送方在一定时间内未收到ACK,则认为该数据段丢失了，发送方会重新发送该数据段。这个机制确的，均分负载(D)则与数据可靠性的保证不直接相关。所以，正确选项是A。解析：计算机体系结构中的基本存储单元通常指的是位(Bit)、字节(Byte)和字 (Word)。位是最基本的存储单位，可以存储信息的一个最小单元，要么是0要么是1。字节是由8位组成，是计算机存储信息和进行数据传输的基本单位。字是计算机中的一个数据单位，其长度是与其体系结构相关的一个特定数值，可以是8位、16位、32位或64位，取决于计算机的架构。比特串(Bitstring)不是一个基本存储单元，而是由一系列位组成的序列。因此，正确答案是D选项，比特串不是计算机体系结构中的基本存储单元。第一题叙述编译器的工作原理，并简述编译器的主要阶段以及各个阶段的主要功能。编译器的工作原理是将高级语言程序转换为低级语言程序的过程。编译的过程可以概括为以下几个阶段：●对源代码进行扫描，识别出最基本的语法单位，称为词，并将每个词转换为其对应的符号表项。值运算符和整数常量词。●根据词语序列，验证代码是否符合目标语言的语法规则。●使用文法规则和分析树(ParseTree)来分析代码结构，识别出代码中的语句和表达式。●如果语法不正确，则编译器会报告语法错误并终止。●对代码段的语义进行检查，确保代码符合逻辑和语义规则。●检查变量类型、标识符作用域、表达式合法性等，并建立抽象语法树(Abstract●将抽象语法树转换为中间代码，以便进行后续的优化和目标代码生成。●将分析后的语义信息转换为一种通用的中间代码形式，例如三元表达式或静态单赋值代码。●中间代码可以独立于目标机器而进行优化，提高代码效率。●对中间代码进行优化，使其执行效率更高。●常用的优化策略包括去除不必要的代码，变量提升、指令调度等。●将优化后的中间代码转换为目标机器码或汇编语言。五个阶段紧密相连，完成源代码的转换。每个阶段都有其特定的功能，共同确保程序的正确性、可执行性和效率。第二题请简述计算机体系结构中缓存系统的功能、基本组成及它是如何提高计算机系统性计算机体系结构中的缓存(Cache)系统是介于中央处理器(CPU)和主存储器(RAM)之间的高速存储介质，它的主要功能是为了减少CPU对主存储器的访问次数，改善内存系统的数据传输速度，降低处理器等待内存操作的时间，从而有效地提高整个计算机系缓存的基本组成通常包括以下几个部分：1.缓存存储体：用于存储CPU频繁访问的一部分数据和指令。2.替换算法：当缓存满时，用来决定何时替换掉不再需要的数据的算法。3.关联存储器：以组或行的方式将缓存单元分隔开，用于记录数据的位置。4.控制逻辑：负责控制缓存的读写操作，包括地址译码、数据的检索与更新等。缓存提高计算机系统性能的方式如下：1.缩小内存访问延迟：由于缓存的速度比主存储器快得多，所以当CPU访问缓存时，其延迟时间较短，可以快速响应用户请求。2.减少内存访问次数：缓存用于存储经常被访问的数据，减少了CPU访问主存储器的次数，从而降低了总体的能耗和提高了系统的响应速度。3.优化流水线效应：缓存的存在加速了CPU的操作，使得CPU可以更高效地执行指令，有效改善了指令的流水线执行效率。4.提高CPU-内存系统的并行度：缓存的存在使得CPU和内存之间可以并行进行存储操作，提高了系统的整体性能。缓存系统是现代计算机系统的重要组成部分，其设计和实现对提高系统整体性能至关重要。缓存的存在大大减少了CPU对主存储器的访问次数，从而加快了指令的执行速度，并减少了能源消耗。缓存系统的优化也成为了目前计算机体系结构研究的热点之一。由于缓存的存在，CPU可以更快地获取到经常被访问的数据，这样就有效地减轻了内存的压力，并降低了系统的平均内存访问时间。同时，缓存的存在还能够提高了CPU和内存系统的并行度，使得两个子系统可以并行工作，减少了对系统瓶颈的依赖。总之，缓存提高了计算机的存储层次结构的整体性能，是现代计算机系统不可缺少的一部分。第三题在进行计算机网络中路由选择时，距离向量路由算法(Distance-Vector)是一种常见的内部网际路由协议(InteriorGatewayRoutingProtocol,IGRP)。请简述距离向量路由算法的基本原理，并对比它与链路状态路由算法之间的区别。距离向量路由算法的基本原理是基于“距离-向量”模型，它通过路由器之间的双向通信来进行路由的计算。每个路由器维护一张包含邻居和它们到特定网络的距离(跳数)表。当发送数据包时，路由器选择到达目的网络的“最佳”路径，该路径通常是跳数最小的路径。当一个路由器发现通往某个网络的距离发生变化时，它会更新自己的路由表，并将其路由表中的信息发送给其邻居。邻居接收这些信息后，也会更新自己的路由表，并继续传播信息。这个过程会层层传播，直到整个网络中的路由器都更新了它们的路由表。与链路状态路由算法(Link-State)相比，距离向量路由算法有以下区别：1.信息的传播方式：链路状态路由算法通过路由器之间的单向传播来共享信息，只有在需要更新路由时，路由器才会主动发送链路状态信息，而不是周期性地发送。2.更新信息的效率：在距离向量路由算法中，每个路由器必须从每个邻居接收所有路由信息，这样带宽使用率高，不利于大型网络。而链路状态路由算法只需要处理链路状态信息，且只在局部网络发生更改时才进行更新，因此带宽利用率较低。3.Loop-freetopologydetermination:链路状态路由算法因为没有循环，因此可以提供拓扑的无环解，这使得它们在大型和可伸缩的网络上更加可靠。4.收敛时间：在网络结构变化时，距离向量路由算法可能需要较长时间的收敛，因为它通过邻居逐个传播消息。链路状态路由算法则通过同时发送信息给所有相邻路由器，通常收敛时间更快。距离向量路由算法是一种基于距离信息的动态路由选择算法，其中“距离”通常指的是数据包通过网络旅行的跳数。其核心是距离-向量协议，每个路由器都有自己的距离-向量协议表，表中记录了到达各个网络的最佳跳数。当路由器之间通信时，他们会交换各自的距离-向量表，以便更新各自的路由信息。链路状态路由算法则依赖于每个路由器维护其与邻居的路由信息表。每个路由器都搜集关于其直接相连的邻居的信息，并将这些信息组织成一系列的链路状态。这些链路状态被传播到网络中的其它路由器，然后每个路由器根据这些信息计算出到达所有网络的最佳路径。总体而言，链路状态路由算法在大型网络环境中具有更高的灵活性和更快的收敛速度，特别是在网络拓扑结构变化频繁的场景中更为适用。然而，距离向量路由算法的实现更简单，更适合小型网络，且在网络稳定时具备较好的性能。第四题设f(x)=3x^2-4x+5,g(x)=x^3-2x^2+x-1,(1)f(g(1))=f(1^3-2*1^2+1-1)=f(2)(f+g)(x)=f(x)+g(x)=(3x^2-4x+5)+(x^3(3)(fg)(x)=f(x)*g(x)=(3x^2-4x+5)(=3x^5-6x^4+3x^3-3x^2-4x^4+8x^3-4x^2+4=3x^5-10x^4+16x^3-17x1.可以得到从1到n的输出的不同栈操作序列数量是n!,因为栈的后进先出特性允点是先进先出，我们同时也拥有任意操作的可能性，所以也有n!种序列。演变步骤，其选择都是等价的，有n个数字，就有n!种不同的排列。接着由于每个数这即表示我们可以任意控制每个数