2026年計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)期末考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在64位Linux系統(tǒng)中，定義如下結(jié)構(gòu)體：```cstructNode{charflag;doubleval;intkey;};```則sizeof(structNode)的值為A.13??B.16??C.24??D.32【答案】C【解析】char占1字節(jié)，double要求8字節(jié)對齊，因此flag后需填充7字節(jié)；double占8字節(jié)；int占4字節(jié)，尾部再填充4字節(jié)使整體對齊到8的倍數(shù)，總大小1+7+8+4+4=24。2.對含有n個元素的順序表執(zhí)行一次“刪除第i個元素”操作，其時(shí)間復(fù)雜度為A.O(1)??B.O(logn)??C.O(n)??D.O(n2)【答案】C【解析】需將i+1到n共n-i個元素依次前移，最壞情況下i=1，移動n-1次，故為O(n)。3.下列關(guān)于IPv6地址::1的描述正確的是A.本地鏈路地址??B.組播地址??C.環(huán)回地址??D.任播地址【答案】C【解析】::1即0:0:…:1，是IPv6環(huán)回地址，作用同IPv4的。4.若關(guān)系模式R(A,B,C,D)的函數(shù)依賴集F={A→B,B→C,C→D}，則R的候選碼為A.A??B.AB??C.AC??D.AD【答案】A【解析】A可決定B，B決定C，C決定D，因此A可決定全部屬性，且A的任意真子集為空，故A為候選碼。5.在BERT預(yù)訓(xùn)練過程中，MaskedLanguageModel任務(wù)隨機(jī)遮蓋的詞比例通常設(shè)為A.5%??B.10%??C.15%??D.30%【答案】C【解析】原始論文采用15%：其中80%用[MASK]、10%隨機(jī)詞、10%不變，以緩解預(yù)訓(xùn)練與微調(diào)不一致。6.下列關(guān)于RISC-V指令集的說法錯誤的是A.采用定長32位基本指令??B.支持壓縮指令子集??C.只有32個通用寄存器??D.無條件跳轉(zhuǎn)使用J-type格式【答案】C【解析】RV32I有32個通用寄存器，但RV32E嵌入式子集僅16個，因此“只有32個”表述不嚴(yán)謹(jǐn)。7.在Linux內(nèi)核中，進(jìn)程從用戶態(tài)陷入內(nèi)核態(tài)時(shí)，CPU特權(quán)級由A.0→3??B.1→2??C.3→0??D.2→1【答案】C【解析】x86架構(gòu)Ring3為用戶態(tài)，Ring0為內(nèi)核態(tài)，系統(tǒng)調(diào)用或中斷觸發(fā)時(shí)由3→0。8.若采用Go-Back-N協(xié)議，發(fā)送窗口大小為7，幀序號用3位編碼，最多可連續(xù)發(fā)送而未確認(rèn)幀數(shù)為A.7??B.8??C.6??D.4【答案】A【解析】3位序號共8個編號0~7，GBN發(fā)送窗口最大為2??1=7，與題設(shè)一致。9.在React函數(shù)組件中，下列Hook用于跨渲染周期保存可變值且不會觸發(fā)重新渲染的是A.useState??B.useReducer??C.useRef??D.useMemo【答案】C【解析】useRef返回可變r(jià)ef對象，修改.current屬性不會引發(fā)組件重渲染，適合保存DOM節(jié)點(diǎn)或定時(shí)器ID。10.對一幅1024×768的24位真彩色BMP圖像進(jìn)行無壓縮存儲，所需字節(jié)數(shù)約為A.0.75MB??B.1.5MB??C.2.25MB??D.3MB【答案】C【解析】每像素3字節(jié)，總像素1024×768=786432，乘3得2359296B≈2.25MB。二、填空題（每空3分，共30分）11.若一棵二叉樹后序遍歷序列為DBEFCA，中序遍歷為DBAECF，則其先序遍歷序列為________。【答案】ABDCEF【解析】后序末位A為根，中序中A左側(cè)DB為左子樹，右側(cè)ECF為右子樹；遞歸可得整棵樹的先序。12.在TCP擁塞控制中，慢啟動閾值ssthresh初始為16，當(dāng)發(fā)生超時(shí)重傳時(shí)，ssthresh將被置為________。【答案】8【解析】超時(shí)觸發(fā)擁塞避免，ssthresh更新為當(dāng)前擁塞窗口cwnd的一半，假設(shè)cwnd=16，則ssthresh=8。13.若采用4路組相聯(lián)Cache，主存地址32位，塊大小64B，Cache容量為512KB，則其索引位占________位?！敬鸢浮?1【解析】512KB÷64B=8192塊，4路組相聯(lián)共8192÷4=2048組，211=2048，故索引11位。14.在MySQL8.0中，創(chuàng)建用戶并授予其對所有數(shù)據(jù)庫只讀權(quán)限的SQL語句為：CREATEUSER'reader'@'%'IDENTIFIEDBY'pwd';GRANT________ON.TO'reader'@'%';【答案】SELECT【解析】只讀即僅允許SELECT。15.若某無向圖采用鄰接矩陣存儲，頂點(diǎn)數(shù)n=1000，則刪除一條邊所需的時(shí)間復(fù)雜度為________。【答案】O(1)【解析】鄰接矩陣置matrix[i][j]=0即可，常數(shù)時(shí)間。16.在Python3.11中，表達(dá)式(1,2,[3,4],5,range(2))的值為________?！敬鸢浮?1,2,3,4,5,0,1)【解析】星號解包后拼接成新元組。17.若浮點(diǎn)數(shù)采用IEEE754單精度格式，則二進(jìn)制00111111010100000000000000000000對應(yīng)的十進(jìn)制真值為________。【答案】0.8125【解析】指數(shù)E=01111110?=126，偏移127，故真實(shí)指數(shù)-1；尾數(shù)1.101?=1.625，乘2?1得0.8125。18.在RSA密鑰生成中，若隨機(jī)選擇素?cái)?shù)p=17、q=23，則歐拉函數(shù)φ(n)=________?！敬鸢浮?52【解析】φ(n)=(p?1)(q?1)=16×22=352。19.若某算法最佳情況時(shí)間復(fù)雜度Tbest(n)=5n，最壞情況Tworst(n)=3n2?2n+7，則其漸進(jìn)緊確界記為________?！敬鸢浮喀?n2)【解析】緊確界需同時(shí)滿足上界和下界，最壞主導(dǎo)整體，故Θ(n2)。20.在Kubernetes中，用于定義Pod副本數(shù)量的控制器對象名為________?！敬鸢浮緿eployment【解析】Deployment通過ReplicaSet管理Pod副本數(shù)。三、簡答題（每題8分，共40分）21.描述操作系統(tǒng)中“寫時(shí)復(fù)制”（Copy-on-Write,COW）機(jī)制的工作流程，并說明其在fork()系統(tǒng)調(diào)用中的優(yōu)勢。【答案】1)當(dāng)父進(jìn)程調(diào)用fork()時(shí)，內(nèi)核并不立即復(fù)制整個地址空間，而是將父子進(jìn)程的頁表項(xiàng)標(biāo)記為只讀并指向同一物理頁框。2)若任一進(jìn)程嘗試寫入某頁，CPU觸發(fā)頁故障，內(nèi)核在異常處理中分配新頁框，將原頁內(nèi)容復(fù)制到新頁，并更新對應(yīng)頁表項(xiàng)為可寫，最后恢復(fù)進(jìn)程執(zhí)行。3)優(yōu)勢：a.節(jié)省內(nèi)存：子進(jìn)程常與父進(jìn)程隨后立即調(diào)用exec，完全復(fù)制浪費(fèi)；COW避免不必要復(fù)制。b.加速創(chuàng)建：fork()僅需復(fù)制頁表，無需復(fù)制數(shù)據(jù)，時(shí)間復(fù)雜度由O(n)降至O(1)。c.提高多進(jìn)程并發(fā)效率，尤其Web服務(wù)器頻繁fork子進(jìn)程場景。22.給定訓(xùn)練集{(x?,y?)}，i=1…n，其中x?∈??，y?∈{?1,+1}，請寫出線性SVM原始優(yōu)化目標(biāo)，并解釋hingeloss的數(shù)學(xué)形式及其作用?！敬鸢浮吭寄繕?biāo)：min?‖w‖2+C∑?ξ?s.t.y?(w·x?+b)≥1?ξ?,ξ?≥0,i=1…nhingeloss：?(y,f(x))=max(0,1?yf(x))，其中f(x)=w·x+b。作用：1)當(dāng)樣本被正確分類且函數(shù)間隔≥1時(shí)損失為0，鼓勵大間隔。2)對誤分類或間隔不足樣本施加線性懲罰，使優(yōu)化兼顧最大間隔與訓(xùn)練誤差。3)與正則項(xiàng)‖w‖2結(jié)合，形成對偶問題，可通過核技巧擴(kuò)展至非線性。23.某分布式系統(tǒng)采用Raft共識算法，請說明Leader選舉過程中“SplitVote”現(xiàn)象如何產(chǎn)生及其解決機(jī)制?！敬鸢浮慨a(chǎn)生：當(dāng)Leader故障，F(xiàn)ollower隨機(jī)超時(shí)（150~300ms）后轉(zhuǎn)為Candidate并自增term，先投自己再并行請求投票；若集群中多個Candidate同時(shí)發(fā)起投票，且各自獲得的票數(shù)均未過半，則本輪無人勝出，即SplitVote。解決：1)每個Candidate在等待投票結(jié)果期間設(shè)置隨機(jī)化重試超時(shí)（如150~300ms）。2)超時(shí)后Candidate自增term并重新發(fā)起新一輪選舉，由于隨機(jī)間隔差異，先超時(shí)的節(jié)點(diǎn)更可能集中票數(shù)，從而快速選出Leader。3)通過隨機(jī)退避，Raft將SplitVote概率降至極低，保證系統(tǒng)可用性。24.簡述瀏覽器從輸入U(xiǎn)RL到頁面首次渲染完成的關(guān)鍵路徑，并指出可優(yōu)化環(huán)節(jié)?！敬鸢浮?)URL解析→DNS查詢→TCP三次握手→TLS握手→HTTP請求→服務(wù)器處理→HTTP響應(yīng)→瀏覽器接收HTML。2)構(gòu)建DOM樹、CSSOM樹→合成Render樹→布局→繪制→合成→光柵化→顯示。優(yōu)化：a.DNS預(yù)解析：`<linkrel=dns-prefetch>`。b.TCP/TLS預(yù)連接：`<linkrel=preconnect>`。c.資源壓縮與HTTP/2多路復(fù)用減少往返。d.關(guān)鍵CSS內(nèi)聯(lián)，避免渲染阻塞。e.圖片懶加載、WebP格式、CDN邊緣緩存。f.使用ServiceWorker緩存策略降低回源。25.說明數(shù)據(jù)庫事務(wù)的“可串行化”隔離級別如何通過“兩階段鎖”實(shí)現(xiàn)，并給出“幻讀”案例及其避免方法?！敬鸢浮繉?shí)現(xiàn)：1)加鎖階段：事務(wù)讀取前加共享鎖(S)，寫入前加排他鎖(X)，并遵循嚴(yán)格兩階段鎖協(xié)議——鎖在提交或回滾后統(tǒng)一釋放。2)解鎖階段：事務(wù)結(jié)束時(shí)一次性釋放所有鎖，保證等價(jià)于某串行調(diào)度?；米x案例：T1執(zhí)行`SELECT*FROMordersWHEREprice>100`得5行；T2插入price=150并提交；T1再次查詢得6行，出現(xiàn)“幻影”行。避免：a.可串行化隔離下，InnoDB對范圍查詢加“間隙鎖”(GapLock)，鎖定索引區(qū)間，阻止并發(fā)插入。b.快照隔離(MVCC)通過版本鏈與區(qū)間快照避免幻讀，但非嚴(yán)格可串行化；若要求絕對串行化，需啟用`SERIALIZABLE`級別，自動升級為間隙鎖+next-keylock。四、綜合應(yīng)用題（共60分）26.（算法設(shè)計(jì)，15分）給定一棵帶權(quán)無向圖G=(V,E)，|V|≤10?，|E|≤2×10?，邊權(quán)為正整數(shù)。設(shè)計(jì)算法求“次小生成樹”(嚴(yán)格小于最小生成樹權(quán)值且權(quán)值最大的生成樹)，輸出其邊權(quán)和。要求時(shí)間復(fù)雜度O(|E|log|V|)?！敬鸢浮坎襟E：1)用Kruskal求最小生成樹T，并記錄樹邊集合E_T，權(quán)值和MST。2)對每條非樹邊e=(u,v,w)，在T的u-v路徑上找到權(quán)值最大的邊max1與嚴(yán)格次大邊max2。3)若w>max1，則可用e替換max1得到候選權(quán)值MST?max1+w；若w=max1，則必須替換max2，候選權(quán)值MST?max2+w。4)所有候選權(quán)值取最小即為次小生成樹權(quán)值。實(shí)現(xiàn)：a.用并查集加速Kruskal，O(|E|log|E|)。b.構(gòu)建T后，用倍增法預(yù)處理每個節(jié)點(diǎn)向上2^k級父節(jié)點(diǎn)及路徑max1、max2，預(yù)處理O(|V|log|V|)，查詢LCA及路徑信息O(log|V|)。c.遍歷非樹邊共|E|?|V|+1條，每條查詢一次，總O(|E|log|V|)。d.答案取所有候選最小值；若不存在嚴(yán)格小于MST的生成樹，返回?1。正確性：次小生成樹與最小生成樹僅差一條邊交換，上述枚舉保證不漏。27.（數(shù)據(jù)庫，15分）某電商系統(tǒng)訂單表orders(order_id,user_id,sku_id,price,status,create_time)，單表數(shù)據(jù)量5億行，按create_time按月分區(qū)。需高效支持：Q1：查詢某用戶最近30天已完成訂單總額；Q2：統(tǒng)計(jì)過去90天每日SKU銷量排行前10。請給出表結(jié)構(gòu)、索引與分區(qū)策略，并寫出Q1、Q2的SQL及執(zhí)行計(jì)劃要點(diǎn)?！敬鸢浮坎呗裕?)分區(qū)：LIST分區(qū)按YEAR(create_time)*100+MONTH(create_time)劃分，共36個分區(qū)，可快速裁剪。2)索引：a.局部索引idx_user_time(user_id,create_time,status)分區(qū)級聯(lián)，支持Q1。b.局部索引idx_sku_time(sku_id,create_time)用于Q2分組。3)SQL：Q1:```sqlSELECTSUM(price)FROMordersWHEREuser_id=?ANDstatus='completed'ANDcreate_time>=DATE_SUB(CURDATE(),INTERVAL30DAY);```Q2:```sqlSELECTsku_id,SUM(price)ASgmvFROMordersWHEREcreate_time>=DATE_SUB(CURDATE(),INTERVAL90DAY)GROUPBYsku_idORDERBYgmvDESCLIMIT10;```執(zhí)行計(jì)劃：Q1利用idx_user_time范圍掃描，僅訪問最近1~2個分區(qū)，回表量小；Q2需掃描90天對應(yīng)3個分區(qū)，用idx_sku_time避免全表掃描，分組后排序取Top10，內(nèi)存足夠時(shí)可完全在內(nèi)存完成。28.（系統(tǒng)架構(gòu)，15分）設(shè)計(jì)一個“短鏈服務(wù)”，需求：1)長URL≤2KB，短域名為，長度≤8字符，62進(jìn)制([0-9a-zA-Z])；2)峰值QPS50k，讀寫比1:1；3)需防止重復(fù)長URL生成不同短鏈；4)短鏈永久有效。給出系統(tǒng)架構(gòu)、核心表結(jié)構(gòu)、發(fā)號策略、緩存與重定向流程，并評估所需存儲?！敬鸢浮考軜?gòu)：1)無狀態(tài)API層：Nginx+Go服務(wù)，水平擴(kuò)展，一致性哈希負(fù)載均衡。2)發(fā)號器：Snowflake變種，64位ID=41位毫秒+10位機(jī)器+13位序列，單機(jī)每毫秒可生成8kID，峰值50k÷10機(jī)=5k/ms，富余。3)數(shù)據(jù)庫：表short_url(idbigintPK,short_codechar(6)unique,long_urlvarchar(2048),crc32int,created_at)索引：unique(crc32,long_url(256))防重復(fù)。4)緩存：RedisCluster，短鏈→長URL緩存，TTL7天，LRU淘汰；寫時(shí)先查緩存，緩存未命中再查庫，并回填。5)重定向：a.瀏覽器訪問/AbC123，Nginx層先查本地Lua共享字典，未命中回源服務(wù)。b.服務(wù)查Redis，命中301重定向長URL；未命中查MySQL，再寫Redis后301。6)防重復(fù)：寫請求先計(jì)算長URL的crc32，加前綴鎖`SETNXEX5`防止并發(fā)寫；若庫中已存在相同crc32且long_url一致，則直接返回已有短鏈。7)存儲評估：a.短鏈6位62進(jìn)制可表示62?≈56.8B個，足夠。b.每行≈2KB長URL+50B元數(shù)據(jù)，5年累計(jì)100B條，需200TB，采用分庫分表+冷熱分離，冷數(shù)據(jù)存對象存儲，表內(nèi)僅保留索引與短鏈，壓縮后降至20TB。29.（安全編程，15分）某Web應(yīng)用提供文件上傳功能，要求僅允許jpg/png，大小≤5MB。請列舉服務(wù)端必須進(jìn)行的5項(xiàng)安全檢查，并給出PythonFlask代碼片段?！敬鸢浮繖z查：1)內(nèi)容類型嗅探：不依賴Content-Type頭，而用file.read(16)檢測魔數(shù)。2)文件頭完整性：JPEG以FFD8FF開頭，PNG以89504E470D0A1A0A開頭。3)圖像維度驗(yàn)證：用Pillow打開并檢查width×height，防止“圖片炸彈”(1×1像素但壓縮比極高)。4)大小限制：在讀取流時(shí)累計(jì)字節(jié)數(shù)，超5MB立即中斷。5)文件名與路徑：禁止../，統(tǒng)一使用uuid4+“.jpg”，存儲路徑與Web根隔離。代碼：```pythonimportimghdr,uuid,osfromPILimportImagefromflaskimportFlask,request,abortapp=Flask(__name__)UPLOAD_FOLDER='/data/uploads'MAX_SIZE=510241024@app.route('/upload',methods=['POST'])defupload():file=request.files.get('file')ifnotfile:abort(400)ext=imghdr.what(None,h=fi