2025年計算機(jī)知識題庫題庫含答案(能力提升)一、計算機(jī)基礎(chǔ)與組成原理1.已知十六進(jìn)制數(shù)0xAB3C，要求：（1）轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制表示；（2）轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制表示；（3）若該數(shù)為8位補(bǔ)碼形式，其對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值是多少？答案：（1）十六進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制，每一位對應(yīng)4位二進(jìn)制數(shù)：A(1010)、B(1011)、3(0011)、C(1100)，因此二進(jìn)制為1010101100111100；（2）十進(jìn)制計算：A×163+B×162+3×161+C×16?=10×4096+11×256+3×16+12×1=40960+2816+48+12=43836；（3）8位補(bǔ)碼的最高位為符號位，0xAB3C的低8位是0x3C（即00111100），但實際8位補(bǔ)碼范圍是-128到127，原題可能指16位補(bǔ)碼，16位補(bǔ)碼0xAB3C的最高位是1（A的二進(jìn)制首位為1），表示負(fù)數(shù)。計算其絕對值：取反加1，0xAB3C的反碼是0x54C3，加1得0x54C4，十進(jìn)制為5×4096+4×256+12×16+4=20480+1024+192+4=21700，因此補(bǔ)碼對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是-21700。2.某計算機(jī)主存容量為4GB，字長32位，按字節(jié)編址。若采用直接映射Cache，Cache容量為64KB，塊大小為16字節(jié)。計算：（1）主存地址的字段劃分（標(biāo)記、塊號、塊內(nèi)偏移）；（2）Cache的總位數(shù)（包括數(shù)據(jù)位、標(biāo)記位、有效位）。答案：（1）主存地址總長度：4GB=232B，地址32位。塊大小16B=2?B，塊內(nèi)偏移4位。Cache容量64KB=21?B，塊數(shù)=64KB/16B=4096=212，因此塊號12位。標(biāo)記位=32-12-4=16位。地址劃分為：標(biāo)記（16位）、塊號（12位）、塊內(nèi)偏移（4位）。（2）Cache總位數(shù)=（數(shù)據(jù)位+標(biāo)記位+有效位）×塊數(shù)。每塊數(shù)據(jù)位=16B×8=128位；標(biāo)記位16位；有效位1位（每塊1位）?？偽粩?shù)=（128+16+1）×4096=145×4096=593920位。二、操作系統(tǒng)3.某系統(tǒng)有3個進(jìn)程P1、P2、P3，CPU調(diào)度采用多級反饋隊列（MFQ），隊列優(yōu)先級從高到低為Q1（時間片1ms）、Q2（時間片2ms）、Q3（時間片4ms）。進(jìn)程到達(dá)時間與CPUburst如下：P1（0ms，5ms）、P2（1ms，3ms）、P3（2ms，4ms）。畫出時間軸并計算平均周轉(zhuǎn)時間（周轉(zhuǎn)時間=完成時間-到達(dá)時間）。答案：時間軸分析：-0ms：P1進(jìn)入Q1，執(zhí)行1ms（剩余4ms），因未完成被移入Q2。-1ms：P2到達(dá)Q1，執(zhí)行1ms（剩余2ms），移入Q2；此時Q2有P1（剩余4ms）、P2（剩余2ms）。-2ms：P3到達(dá)Q1，執(zhí)行1ms（剩余3ms），移入Q2；Q2隊列順序為P1→P2→P3。-3ms：Q2時間片2ms，P1執(zhí)行2ms（剩余2ms），未完成移入Q3；此時Q2執(zhí)行P2，剩余2ms需2ms（剛好完成），P2完成時間=3+2=5ms。-5ms：Q2執(zhí)行P3，剩余3ms需2ms（剩余1ms），移入Q3；Q3時間片4ms，P1執(zhí)行剩余2ms（完成，時間=5+2=7ms）。-7ms：Q3執(zhí)行P3剩余1ms（完成，時間=7+1=8ms）。周轉(zhuǎn)時間：P1=7-0=7ms；P2=5-1=4ms；P3=8-2=6ms；平均=(7+4+6)/3=5.67ms。4.簡述虛擬內(nèi)存中LRU（最近最少使用）頁面置換算法的實現(xiàn)原理，并設(shè)計一個基于雙向鏈表和哈希表的LRU緩存結(jié)構(gòu)（要求支持put和get操作，時間復(fù)雜度O(1)）。答案：LRU原理：當(dāng)需要置換頁面時，選擇最近最久未使用的頁面淘汰。實現(xiàn)核心是跟蹤每個頁面的訪問時間，訪問時更新為最近使用。設(shè)計LRU緩存：-使用雙向鏈表保存緩存節(jié)點（按訪問順序，頭部為最近使用，尾部為最久未使用）；-哈希表（字典）存儲鍵到鏈表節(jié)點的映射，保證O(1)查找；-put操作：若鍵存在，更新值并將節(jié)點移到頭部；若不存在，若緩存未滿則插入頭部，若滿則刪除尾部節(jié)點并從哈希表移除，再插入新節(jié)點到頭部；-get操作：若鍵存在，將節(jié)點移到頭部并返回值；不存在返回-1。示例代碼（偽代碼）：```pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity):self.cap=capacityself.cache={}self.head=Node(0,0)哨兵頭節(jié)點self.tail=Node(0,0)哨兵尾節(jié)點self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdef_remove(self,node):p=node.prevn=node.nextp.next=nn.prev=pdef_add(self,node):node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedefget(self,key):ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]self._remove(node)self._add(node)returnnode.valuereturn-1defput(self,key,value):ifkeyinself.cache:self._remove(self.cache[key])node=Node(key,value)self._add(node)self.cache[key]=nodeiflen(self.cache)>self.cap:lru=self.tail.prevself._remove(lru)delself.cache[lru.key]```三、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法5.給定一個單鏈表的頭節(jié)點head，判斷該鏈表是否為回文鏈表。要求時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(1)。答案：步驟：（1）找到鏈表中點（快慢指針法，快指針走兩步，慢指針走一步，快指針到末尾時慢指針到中點）；（2）反轉(zhuǎn)后半段鏈表；（3）比較前半段和反轉(zhuǎn)后的后半段是否相同；（4）恢復(fù)后半段鏈表（可選）。示例實現(xiàn)（Python）：```pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefis_palindrome(head):ifnotheadornothead.next:returnTrue找中點slow,fast=head,headwhilefast.nextandfast.next.next:slow=slow.nextfast=fast.next.next反轉(zhuǎn)后半段prev,curr=None,slow.nextwhilecurr:next_node=curr.nextcurr.next=prevprev=currcurr=next_node比較p1,p2=head,prevwhilep2:ifp1.val!=p2.val:returnFalsep1=p1.nextp2=p2.nextreturnTrue```6.給定數(shù)組nums=[3,1,4,1,5,9,2,6]，使用快速排序算法進(jìn)行升序排序，寫出每一輪的劃分過程（選擇第一個元素為基準(zhǔn)）。答案：初始數(shù)組：[3,1,4,1,5,9,2,6]，基準(zhǔn)pivot=3。第一輪劃分：左指針i=1（元素1），右指針j=7（元素6）。i從左找>3的元素（i=2，元素4），j從右找<3的元素（j=6，元素2），交換4和2，數(shù)組變?yōu)閇3,1,2,1,5,9,4,6]。i=3（元素1）<3，i++到4（元素5>3），j=5（元素9>3），j--到4（i=j=4）。交換pivot（索引0）和i=4的元素5，數(shù)組變?yōu)閇5,1,2,1,3,9,4,6]？不，正確劃分應(yīng)是將小于pivot的放左邊，大于的放右邊。正確步驟：-初始i=0（pivot=3），左指針l=1，右指針r=7。-l向右找>3：l=2（4），r向左找<3：r=6（2），交換4和2→[3,1,2,1,5,9,4,6]。-l=3（1<3）→l=4（5>3），r=5（9>3）→r=4（l=r=4）。-交換pivot（索引0）和r=4→[1,1,2,3,5,9,4,6]。此時左子數(shù)組[1,1,2]，右子數(shù)組[5,9,4,6]。第二輪對左子數(shù)組[1,1,2]（pivot=1）：l=1（1≤1）→l=2（2>1），r=2（2>1）→r=1（l=r=1），交換pivot和r→[1,1,2]（已有序）。第三輪對右子數(shù)組[5,9,4,6]（pivot=5）：l=1（9>5），r=3（6>5）→r=2（4<5），交換9和4→[5,4,9,6]。l=2（9>5），r=2（l=r=2），交換pivot和r→[4,5,9,6]。左子數(shù)組[4]，右子數(shù)組[9,6]。第四輪對右子數(shù)組[9,6]（pivot=9）：l=1（6<9），交換pivot和r=1→[6,9]。最終排序結(jié)果：[1,1,2,3,4,5,6,9]。四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)7.某電商數(shù)據(jù)庫有以下表結(jié)構(gòu)：-用戶表（User）：UID（主鍵），Uname，RegTime-訂單表（Order）：OID（主鍵），UID（外鍵），OrderTime，TotalAmount-商品表（Goods）：GID（主鍵），Gname，Price-訂單詳情表（OrderDetail）：OID（外鍵），GID（外鍵），Quantity（主鍵）要求：（1）查詢2024年注冊的用戶中，訂單總金額超過1000元的用戶姓名及總金額（按總金額降序）；（2）為Order表的OrderTime字段設(shè)計索引，說明選擇B+樹索引的原因；（3）判斷OrderDetail表是否滿足3NF，若不滿足請優(yōu)化。答案：（1）SQL查詢：```sqlSELECTu.Uname,SUM(o.TotalAmount)ASTotalFROMUseruJOINOrderoONu.UID=o.UIDWHEREu.RegTimeBETWEEN'2024-01-01'AND'2024-12-31'GROUPBYu.UID,u.UnameHAVINGSUM(o.TotalAmount)>1000ORDERBYTotalDESC;```（2）OrderTime字段適合B+樹索引，原因：B+樹支持范圍查詢（如按時間范圍篩選訂單），且所有查詢都通過葉子節(jié)點順序訪問，適合日志型數(shù)據(jù)的時間范圍統(tǒng)計；非葉子節(jié)點僅存儲索引鍵，減少磁盤IO；支持高效的等值查詢（如按具體日期查找訂單）。（3）OrderDetail表的主鍵是（OID,GID），函數(shù)依賴：（OID,GID）→Quantity，且不存在非主屬性對主鍵的部分依賴或傳遞依賴（Quantity直接依賴于主鍵），因此滿足3NF。五、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)8.分析TCP三次握手過程中“第三次握手”的必要性。若第三次握手丟失，客戶端和服務(wù)端會如何處理？答案：三次握手目的是同步客戶端和服務(wù)端的初始序列號（ISN），并確認(rèn)雙方的發(fā)送和接收能力。第三次握手必要性：-第一次握手（SYN=1,seq=x）：客戶端發(fā)送SYN，服務(wù)端確認(rèn)客戶端能發(fā)送；-第二次握手（SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1）：服務(wù)端發(fā)送SYN+ACK，客戶端確認(rèn)服務(wù)端能發(fā)送和接收；-第三次握手（ACK=1,seq=x+1,ack=y+1）：客戶端發(fā)送ACK，服務(wù)端確認(rèn)客戶端能接收。若第三次握手丟失：服務(wù)端未收到ACK，會超時重傳第二次握手的SYN+ACK包（默認(rèn)重傳次數(shù)為5次，間隔指數(shù)增長）；客戶端已認(rèn)為連接建立，若發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)端會因未收到第三次握手而拒絕（返回RST包），客戶端重新發(fā)起連接。9.比較HTTP/2與HTTP/3的核心差異，說明HTTP/3如何解決隊頭阻塞問題。答案：核心差異：-傳輸層：HTTP/2基于TCP，HTTP/3基于QUIC（UDP之上的可靠傳輸協(xié)議）；-多路復(fù)用：HTTP/2通過流（Stream）實現(xiàn)多路復(fù)用，但TCP層仍存在隊頭阻塞（某條流的數(shù)據(jù)包丟失導(dǎo)致后續(xù)流阻塞）；HTTP/3的QUIC基于UDP，每個流獨立編號，丟包僅影響該流，不阻塞其他流；-連接建立：HTTP/2需TCP三次握手+TLS握手（共2RTT）；HTTP/3利用QUIC的0-RTT或1-RTT握手（首次連接1RTT，后續(xù)0RTT）。HTTP/3解決隊頭阻塞：QUIC將數(shù)據(jù)分成多個獨立的數(shù)據(jù)包，每個數(shù)據(jù)包屬于不同的流。當(dāng)某個流的數(shù)據(jù)包丟失時，僅該流需要重傳，其他流的數(shù)據(jù)包可正常處理，避免了TCP層因單個包丟失導(dǎo)致整個連接阻塞的問題。六、編程語言與實踐10.用Python實現(xiàn)一個裝飾器，記錄函數(shù)的執(zhí)行時間，并限制函數(shù)的最大執(zhí)行時間（超時則拋出異常）。要求使用threading模塊。答案：```pythonimporttimeimportthreadingfromfunctoolsimportwrapsclassTimeoutException(Exception):passdeftimeout(seconds):defdecorator(func):@wraps(func)defwrapper(args,kwargs):result=[]exception=[]deftarget():try:result.append(func(args,kwargs))exceptExceptionase:exception.append(e)thread=threading.Thread(target=target)thread.start()thread.join(seconds)ifthread.is_alive():raiseTimeoutException(f"Function{func.__name__}timedoutafter{seconds}seconds")ifexception:raiseexception[0]returnresult[0]returnwrapperreturndecorator示例使用@timeout(2)deflong_running_task():time.sleep(3)模擬長時間任務(wù)return"Done"try:print(long_running_task())exceptTimeoutExceptionase:print(e)輸出：Functionlong_running_tasktimedoutafter2seconds```11.Java中synchronized和ReentrantLock的區(qū)別是什么？在高并發(fā)場景下如何選擇？答案：區(qū)別：-鎖獲取方式：synchronized是關(guān)鍵字，JVM隱式管理（自動釋放鎖）；ReentrantLock是類（java.util.concurrent.locks），需顯式調(diào)用lock()和unlock()；-公平性：synchronized是非公平鎖（默認(rèn)）；ReentrantLock支持公平鎖（通過構(gòu)造函數(shù)參數(shù)設(shè)置）；-條件變量：synchronized通過wait()/notify()實現(xiàn)單一條件隊列；ReentrantLock通過Condition對象支持多個條件隊列（如生產(chǎn)者-消費者模型中不同條件的等待）；-可中斷性：synchronized不可中斷；ReentrantLock可通過lockInterruptibly()方法實現(xiàn)可中斷鎖獲?。?嘗試鎖：ReentrantLock支持tryLock()（立即或帶超時），synchronized不支持。高并發(fā)選擇：若需更靈活的鎖控制（如公平鎖、多條件變量、可中斷），選ReentrantLock；若代碼簡單且無需復(fù)雜功能，synchronized更簡潔（JVM優(yōu)化后性能接近）。七、前沿技術(shù)與應(yīng)用12.解釋大模型微調(diào)中LoRA（Low-RankAdaptation）的核心思想，并說明其相比全參數(shù)微調(diào)的優(yōu)勢。