2025年計算機科學與技術學士生畢業(yè)考試試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下關于操作系統(tǒng)中進程與線程的描述，正確的是（）A.進程是資源分配的最小單位，線程是調度的最小單位B.同一進程中的線程共享進程的所有資源，包括?？臻gC.線程的創(chuàng)建開銷大于進程的創(chuàng)建開銷D.進程間通信只能通過共享內存實現答案：A2.若某二叉樹的前序遍歷序列為ABDCE，中序遍歷序列為BDAEC，則后序遍歷序列為（）A.BDECAB.DBEACC.BDEACD.DBECE答案：C3.在TCP連接建立過程中，“三次握手”的正確順序是（）A.客戶端發(fā)送SYN→服務器發(fā)送SYN+ACK→客戶端發(fā)送ACKB.服務器發(fā)送SYN→客戶端發(fā)送SYN+ACK→服務器發(fā)送ACKC.客戶端發(fā)送ACK→服務器發(fā)送SYN→客戶端發(fā)送SYN+ACKD.服務器發(fā)送ACK→客戶端發(fā)送SYN→服務器發(fā)送SYN+ACK答案：A4.關系型數據庫中，事務的ACID特性不包括（）A.原子性（Atomicity）B.一致性（Consistency）C.隔離性（Isolation）D.可恢復性（Recoverability）答案：D5.以下關于紅黑樹的描述，錯誤的是（）A.每個節(jié)點要么是紅色，要么是黑色B.根節(jié)點和葉子節(jié)點（NIL）是黑色C.紅色節(jié)點的子節(jié)點可以是紅色或黑色D.從任一節(jié)點到其每個葉子的所有路徑包含相同數量的黑色節(jié)點答案：C6.計算機組成原理中，CPU的CPI（時鐘周期數/指令）與以下哪項無關？（）A.指令集架構設計B.數據緩存命中率C.主存容量大小D.流水線深度答案：C7.編譯過程中，將高級語言代碼轉換為中間代碼的階段是（）A.詞法分析B.語法分析C.語義分析D.代碼生成答案：C8.以下哪種機器學習算法屬于無監(jiān)督學習？（）A.邏輯回歸B.K-means聚類C.支持向量機（SVM）D.隨機森林答案：B9.軟件工程中，瀑布模型的主要缺點是（）A.難以適應需求變更B.開發(fā)周期短C.測試階段過于滯后D.缺乏文檔規(guī)范答案：A10.若一個IP數據報的總長度為4000字節(jié)（含首部），首部長度為20字節(jié)，MTU為1500字節(jié)，則需要分片的數量為（）A.2B.3C.4D.5答案：B（計算：有效載荷3980字節(jié)，每片最大載荷1480字節(jié)，3980/1480≈2.69，需3片）二、填空題（每空2分，共20分）1.IPv4地址屬于______類地址（填A/B/C/D/E）。答案：C2.操作系統(tǒng)中，虛擬內存的實現依賴于______和______技術（兩個空）。答案：請求分頁（或請求分段）、頁面置換（或交換）3.快速排序的平均時間復雜度為______，最壞時間復雜度為______（兩個空）。答案：O(nlogn)、O(n2)4.HTTP協(xié)議中，用于向服務器提交數據的請求方法是______，用于獲取資源的請求方法是______（兩個空）。答案：POST、GET5.卷積神經網絡（CNN）中，卷積層的主要作用是______，池化層的主要作用是______（兩個空）。答案：提取局部特征（或特征提取）、降低特征維度（或空間下采樣）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述虛擬內存的作用及其實現原理。答案：虛擬內存的作用是為進程提供比物理內存更大的地址空間，解決物理內存不足的問題，同時實現進程間內存隔離。其實現原理基于局部性原理，通過請求分頁（或分段）技術，僅將當前需要的頁面（或段）加載到物理內存中，其余部分存儲在磁盤上。當訪問的頁面不在內存時，觸發(fā)缺頁中斷，操作系統(tǒng)將所需頁面從磁盤調入內存，若內存不足則通過頁面置換算法替換掉不常用的頁面。2.比較TCP和UDP的區(qū)別，各舉一個典型應用場景。答案：TCP是面向連接的、可靠的、面向字節(jié)流的傳輸層協(xié)議；UDP是無連接的、不可靠的、面向數據報的協(xié)議。TCP保證數據順序和完整性（通過序列號、確認機制、重傳等），適用于對可靠性要求高的場景，如HTTP、SMTP；UDP開銷小、傳輸速度快，適用于對實時性要求高的場景，如視頻直播、DNS查詢。3.說明數據庫索引的優(yōu)缺點，并解釋聚集索引與非聚集索引的區(qū)別。答案：優(yōu)點：加速數據查詢，減少I/O次數；缺點：增加插入、刪除、更新的時間（需維護索引），占用額外存儲空間。聚集索引決定數據在磁盤上的物理存儲順序（一個表只能有一個），非聚集索引不改變數據物理順序（一個表可多個），其葉子節(jié)點存儲的是數據行的指針（或主鍵值）。4.簡述快速排序的分治策略，并說明其在最壞情況下性能較差的原因。答案：快速排序的分治策略是：選擇一個基準元素，將數組分為小于基準和大于基準的兩部分（分區(qū)），遞歸排序兩部分。最壞情況發(fā)生在數組已有序（或基本有序）時，每次分區(qū)僅減少一個元素（如選擇第一個元素為基準），導致遞歸深度為O(n)，時間復雜度退化為O(n2)。5.列舉三種解決哈希沖突的方法，并簡述其中一種的實現方式。答案：開放尋址法（線性探測、二次探測、雙重哈希）、鏈地址法（哈希表每個槽位掛鏈表）、再哈希法（使用多個哈希函數）。以鏈地址法為例：哈希表的每個槽位存儲一個鏈表頭，當沖突發(fā)生時，將新元素插入對應鏈表的尾部（或頭部），查找時遍歷鏈表。四、算法設計題（15分）請用Python編寫一個函數，實現LRU（最近最少使用）緩存。要求支持`put(key,value)`和`get(key)`操作，時間復雜度均為O(1)。答案：```pythonfromcollectionsimportOrderedDictclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache=OrderedDict()defget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1訪問后移到末尾（表示最近使用）self.cache.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:存在則更新并移動self.cache.move_to_end(key)self.cache[key]=valueelse:iflen(self.cache)>=self.capacity:超出容量則刪除最久未使用（頭部）self.cache.popitem(last=False)self.cache[key]=value```五、綜合應用題（25分）假設某高校需開發(fā)一個在線考試系統(tǒng)，要求支持1000人同時在線考試（高并發(fā)）、實時題目推送、答題數據實時保存、防作弊（如切屏檢測）。請設計系統(tǒng)的技術架構，要求說明：（1）核心模塊劃分；（2）關鍵技術選型（數據庫、服務器、通信協(xié)議等）；（3）高并發(fā)場景下的優(yōu)化策略；（4）防作弊功能的實現思路。答案：（1）核心模塊劃分：-用戶認證模塊：處理考生登錄、身份驗證（集成校園統(tǒng)一認證系統(tǒng)）。-考試管理模塊：試卷生成（支持隨機抽題）、考試時間控制、成績計算。-實時通信模塊：題目推送、答題數據實時同步（如考生提交答案后立即保存）。-監(jiān)控與防作弊模塊：切屏檢測、攝像頭抓拍、異常行為日志記錄。-數據存儲模塊：存儲用戶信息、試卷數據、答題記錄、監(jiān)控日志。（2）關鍵技術選型：-數據庫：主庫使用MySQL（關系型，存儲結構化數據如用戶信息、試卷元數據），緩存使用Redis（存儲在線考生會話、實時答題進度，支持高并發(fā)讀取），日志存儲使用Elasticsearch（非結構化日志，支持快速檢索）。-服務器：前端使用Nginx作為反向代理（負載均衡），應用服務器采用SpringBoot（Java）或Django（Python），支持高并發(fā)的異步處理（如使用SpringWebFlux或DjangoChannels）。-通信協(xié)議：實時通信采用WebSocket（替代HTTP長輪詢，支持雙向實時通信），HTTP/2用于普通請求（多路復用，減少延遲）。（3）高并發(fā)優(yōu)化策略：-負載均衡：通過Nginx或Kubernetes的Service實現流量分發(fā)，避免單節(jié)點過載。-異步處理：答題數據提交后，先寫入Redis緩存，再通過消息隊列（如RabbitMQ或Kafka）異步寫入MySQL，減少數據庫壓力。-靜態(tài)資源緩存：題目中的圖片、視頻等靜態(tài)資源通過CDN（內容分發(fā)網絡）加速，減輕源站壓力。-連接池優(yōu)化：數據庫連接池（如HikariCP）設置合理的最大連接數，避免頻繁創(chuàng)建連接的開銷。（4）防作弊功能實現思路：-切屏檢測：前端通過JavaScript監(jiān)聽窗口焦點事件（`onblur`和`onfocus`），記錄