2025年計算機學科基礎(chǔ)綜合模擬測試題含考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。）1.計算機硬件能自動執(zhí)行程序的主要原因是（）。A.程序存儲在內(nèi)存中B.采用二進制表示信息C.運算速度快D.采用了馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)2.某計算機的存儲容量為512MB，則其中1KB表示（）。A.1024個二進制位B.1024個字節(jié)C.512個千字節(jié)D.512個二進制位3.在下列數(shù)據(jù)表示方法中，無符號二進制數(shù)1001和帶符號二進制數(shù)（-1001）補碼表示形式分別是（）。A.1001，1110111B.1001，1001C.1111101，1110111D.1001，10000014.下列關(guān)于尋址方式的描述中，錯誤的是（）。A.立即尋址方式中，操作數(shù)包含在指令中B.直接尋址方式中，有效地址包含在指令中C.間接尋址方式中，有效地址在寄存器中D.寄存器尋址方式中，操作數(shù)在寄存器中5.Cache采用組相聯(lián)映射方式，若Cache分為4組，組內(nèi)直接映射，主存塊數(shù)為128塊，則組內(nèi)塊數(shù)為（）。A.32B.16C.8D.46.在單級中斷系統(tǒng)中，當中斷請求發(fā)生時，CPU處理中斷請求的先后順序是（）。A.保護現(xiàn)場->開中斷->中斷響應(yīng)->執(zhí)行中斷服務(wù)程序B.中斷響應(yīng)->保護現(xiàn)場->關(guān)中斷->執(zhí)行中斷服務(wù)程序C.中斷響應(yīng)->關(guān)中斷->保護現(xiàn)場->執(zhí)行中斷服務(wù)程序D.保護現(xiàn)場->中斷響應(yīng)->關(guān)中斷->執(zhí)行中斷服務(wù)程序7.下列關(guān)于進程狀態(tài)的描述中，錯誤的是（）。A.進程狀態(tài)包括就緒、運行和等待B.進程由運行狀態(tài)進入就緒狀態(tài)可能是因為時間片用完C.進程由運行狀態(tài)進入等待狀態(tài)可能是因為申請資源失敗D.進程由等待狀態(tài)進入就緒狀態(tài)可能是因為資源申請成功8.采用銀行家算法進行死鎖避免時，系統(tǒng)必須知道（）。A.所有進程的最大需求資源量B.所有進程的當前資源占有量C.系統(tǒng)的總資源量D.A和B9.文件系統(tǒng)中，文件目錄項通常包含（）。A.文件名和文件大小B.文件名、文件大小和文件物理位置C.文件名和文件類型D.文件名、文件類型和文件所有者10.在TCP/IP協(xié)議簇中，負責將IP地址映射為MAC地址的協(xié)議是（）。A.IP協(xié)議B.TCP協(xié)議C.ARP協(xié)議D.ICMP協(xié)議二、填空題（每空2分，共20分。）1.計算機硬件系統(tǒng)的五大基本組成部件是運算器、控制器、______、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。2.假定某計算機的Cache和主存之間采用直接映射方式，Cache容量為16KB，主存容量為512KB，主存字塊大小為4KB，則Cache的行數(shù)為______。3.在指令系統(tǒng)設(shè)計中，指令的操作碼字段用來指定______。4.若進程A和進程B共享一個緩沖區(qū)，為了防止它們同時寫入或同時讀取造成數(shù)據(jù)混亂，通常需要使用______機制。5.虛擬內(nèi)存是一種______內(nèi)存，它將主存和輔存統(tǒng)一管理，為用戶提供了比實際主存容量更大的虛擬地址空間。6.在以太網(wǎng)中，如果一個結(jié)點想要發(fā)送數(shù)據(jù)，但總線當前被其他結(jié)點占用，它將采用______協(xié)議來等待發(fā)送機會。7.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)TCP/IP參考模型分為四個層次，由下到上依次是網(wǎng)絡(luò)接口層、______、傳輸層和應(yīng)用層。8.無連接的傳輸服務(wù)通常提供______服務(wù)，即數(shù)據(jù)傳輸不保證可靠性和順序性。9.哈希表是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過哈希函數(shù)將鍵（Key）映射到表的某個位置來存儲數(shù)據(jù)，其優(yōu)點之一是平均情況下可以實現(xiàn)______的查找效率。10.計算機網(wǎng)絡(luò)可以分為局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN），其中______網(wǎng)通常覆蓋范圍最小。三、簡答題（每小題5分，共20分。）1.簡述解釋指令周期的四個主要階段。2.簡述中斷和異常的區(qū)別。3.簡述頁面置換算法LRU的基本思想。4.簡述TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的主要區(qū)別。四、計算題（每小題10分，共20分。）1.假設(shè)某計算機的Cache采用LRU頁面置換算法，Cache容量為4頁，主存中有8頁，初始時Cache為空。當訪問主存地址序列：0,1,2,0,3,4,1,2,3,4,2時，求缺頁次數(shù)。2.假設(shè)數(shù)據(jù)在主存和Cache之間傳送的字塊大小為32字節(jié)，主存和Cache之間的傳輸時間忽略不計，訪問主存一次需要300納秒（ns），訪問Cache一次需要20納秒（ns）。若Cache命中率為90%，求訪問內(nèi)存的平均時間。五、綜合應(yīng)用題（每小題15分，共30分。）1.設(shè)有五個進程P0,P1,P2,P3,P4需要使用同一資源，每個進程都需要三單位資源。系統(tǒng)共有8單位資源。請用資源分配圖和銀行家算法判斷當進程P0申請新的資源（1,0,2）時，系統(tǒng)是否可以安全地分配資源給進程P0？2.假設(shè)一個以太網(wǎng)的網(wǎng)段中有A、B、C三個結(jié)點。當結(jié)點A要向結(jié)點B發(fā)送數(shù)據(jù)，而結(jié)點C也在同一網(wǎng)段并發(fā)送數(shù)據(jù)時，請簡述CSMA/CD協(xié)議的工作過程，并說明A和B如何競爭總線的使用權(quán)。---試卷答案一、選擇題1.A2.B3.A4.C5.D6.C7.D8.D9.B10.C二、填空題1.主存2.1283.指令要執(zhí)行的操作4.互斥5.虛擬6.CSMA/CD7.網(wǎng)絡(luò)層8.不可靠9.平均情況下O(1)10.局域網(wǎng)三、簡答題1.指令取指階段：從內(nèi)存中取出指令送到指令寄存器。指令譯碼階段：對指令寄存器中的指令操作碼進行譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。執(zhí)行階段：根據(jù)指令譯碼后產(chǎn)生的控制信號，執(zhí)行指令規(guī)定的操作（如訪問寄存器、訪問內(nèi)存、進行運算等）。寫回階段：將運算結(jié)果寫回到寄存器或內(nèi)存中。2.中斷是由硬件引起的，通常發(fā)生在指令執(zhí)行過程中，用于處理異常事件或外部事件；異常是由軟件引起的，通常是由于程序執(zhí)行過程中遇到某種錯誤或異常情況。中斷和異常都可以打斷當前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，處理完畢后再返回原程序繼續(xù)執(zhí)行。3.LRU（LeastRecentlyUsed）算法的基本思想是：當需要替換一個頁面時，選擇最近最少使用的頁面進行替換。判斷一個頁面是否最近最少使用，通常需要維護一個鏈表，新訪問的頁面移動到鏈表頭部，鏈表尾部即為最近最少使用的頁面。4.TCP協(xié)議是面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸服務(wù)；UDP協(xié)議是無連接的、不可靠的、基于數(shù)據(jù)報的傳輸服務(wù)。TCP提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃员ＷC（如重傳、流量控制、擁塞控制等），而UDP不提供這些保證，傳輸速度快，但數(shù)據(jù)可能丟失或亂序。四、計算題1.訪問序列：0,1,2,0,3,4,1,2,3,4,2初始Cache為空（[]）。訪問0：缺頁，Cache=[0]。訪問1：缺頁，Cache=[0,1]。訪問2：缺頁，Cache=[0,1,2]。訪問0：已在Cache中，命中。訪問3：缺頁，LRU替換2，Cache=[0,1,3]。訪問4：缺頁，LRU替換0，Cache=[1,3,4]。訪問1：命中。訪問2：命中。訪問3：命中。訪問4：命中。訪問2：命中。缺頁次數(shù)：5次。2.訪問Cache一次需要20ns，訪問主存一次需要300ns，Cache命中率H=90%。平均訪問時間=H*訪問Cache時間+(1-H)*訪問主存時間=0.9*20ns+0.1*300ns=18ns+30ns=48ns。五、綜合應(yīng)用題1.資源向量R=(8,0,8)，最大需求矩陣M=([3,1,2],[1,0,2],[2,0,2],[0,2,2],[1,0,2])，當前分配向量A=([0,0,0],[0,0,0],[2,0,0],[0,1,0],[0,0,0])。需求向量D=M-A=([3,1,2],[1,0,2],[0,0,2],[0,1,2],[1,0,2])。系統(tǒng)可暫時分配資源=R-sum(Ai)=(8,0,8)-(2,1,0)=(6,-1,8)。檢查是否存在安全序列：選擇P4：需求(1,0,2)<=(6,-1,8)，可用(6,-1,8)-(1,0,2)=(5,-1,6)。P4完成，釋放資源(1,0,2)，可用(6,-1,8)+(1,0,2)=(7,-1,10)。選擇P1：需求(1,0,2)<=(7,-1,10)，可用(7,-1,10)-(1,0,2)=(6,-1,8)。P1完成，釋放資源(1,0,2)，可用(6,-1,8)+(1,0,2)=(7,-1,10)。選擇P0：需求(1,0,2)<=(7,-1,10)，可用(7,-1,10)-(1,0,2)=(6,-1,8)。P0完成，釋放資源(1,0,2)，可用(6,-1,8)+(1,0,2)=(7,-1,10)。選擇P2：需求(0,0,2)<=(7,-1,10)，可用(7,-1,10)-(0,0,2)=(7,-1,8)。P2完成，釋放資源(2,0,0)，可用(7,-1,8)+(2,0,0)=(9,-1,8)。選擇P3：需求(0,2,2)<=(9,-1,8)，可用(9,-1,8)-(0,2,2)=(9,-3,6)。P3完成，釋放資源(0,2,2)，可用(9,-3,6)+(0,2,2)=(9,-1,8)。存在安全序列（P4,P1,P0,P2,P3），系統(tǒng)可以安全地分配資源給進程P0。2.假設(shè)A、B、C在總線上的順序靠近發(fā)送者。A要發(fā)送數(shù)據(jù)給B，A檢查總線是否空閑。如果空閑，A開始發(fā)送數(shù)據(jù)，并發(fā)送一個包含自身MAC地址的幀。B和C也監(jiān)聽總線，收到該幀后，檢查目標MAC地址是否為自己。B發(fā)現(xiàn)目標地址是自己，而C發(fā)現(xiàn)目標地址不是自己，因此B和C都停止發(fā)送，B占有總線。此時，B開始發(fā)送數(shù)據(jù)