1、2016 年博士研究生入学试卷-上海理工大学-计算机基础- 试卷指定参考数据 计算机软件技术基础 沈被娜 清华大学出版社整理人：东华大学教育服务中心 -李勋龙 老师 一、 计算机基础 20 分1 什么是多媒体计算机？ 多媒体计算机包含那几项？答： 参考书 P13A： 什么是多媒体计算机？1. “媒体”的概念分为两部分，其一是信息存储的实体，其二是表现信息形式的载体；2. 多媒体计算机是以计算机为核心，可以综合处理数值计算、文本文件、图形图像、声音视频等多种信息的计算机系统。3. 多媒体是 20 世纪 90 年代计算机发展的新领域，它是计算机技术与图形图像、动画、声音和视频等领域顶尖技术结合的产
2、物，它将人机交互的信息从单纯的视觉（文字、图形）扩大到两个以上的媒体信息B： 多媒体的基本要素：文本，图形，图像，东华，声频，视频， 可以看出，它是电脑，电视机，游戏机，录放机，传真机和电话机的综合体2 什么是计算机网络？计算机网络发展分为哪几个阶段？答： 参考书 P210A： 什么是计算机网络？计算机网络是计算机与通信的结合，通信网络为计算机的数据传送和交换提供了必要手段，而数字技术的发展又提高了通信网络的性能。由于计算机网络的发展，信息的手机、传送、存储和处理将跨越时间和空间的限制定义：计算机网络是一些互联的，自治的计算机的集合，所谓自治是指网络中的计算机是独立的，不存在主从关系，B：计算
3、机网络的发展过程？1 远程终端计算机通信网，把计算机与远程终端相连，实现远程通信2 以通信子网为中心的计算机网络，以通信子网为中心，主机和终端为外围构成用户资源网 3 网络互联和网络层协议，OSI 模型的提出开始了第三代计算机网络新纪元3 在软件开发中，为什么要强调文档编写答： 参考书 P238文档的编写与管理是软甲开发过程中重要部分，文档对软件工程来说具有非常重要的意义。为了实现对软件开发过程的管理，在开发工作的每一阶段，都需要按照规定的格式编写完整准确的文档资料，文档具有以下作用1：作为开发人员在一定阶段内承担的工作结果和结束的标志2：向管理人员提供软件开发工作的进展状况，把不可见的事务转
4、成可见的文字3：记录开发过程中的技术信息，以便协调工作，并作为下一步工作的基础4：提供相关软件的维护、培训、流通和运行信息，便于人员之间了解5：向未来用户介绍软件的功能和能力总结为： 标志，汇报，记录，沟通，传递4 建立信息管理系统的组织基础和技术基础是什么答 参考书 P267建立管理系统的组织基础 1： 关于认识问题， 管理优化，提供高管理方法效率，促进管理标准化，引起劳动性质的变化2 关于科学管理基础，在组织中首先有一定的科学管理基础。做到管理工作程序化，标准化。3 关于人才问题， 系统是一个人机体系， 系统开发队伍和系统管理队伍人才简历管理信息系统的技术基础：包括计算机系统技术、数据通信
5、与计算机网络、文字信息处理和数据库等技术。二、操作系统（25 分）1 有三个进程 PA、PB 和 PC 合作解决文件打印问题：PA 将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区 1，每执行一次读一个记录；PB 将缓冲区 1 的内容复制到缓冲区 2，每执行一次复制一个记录；PC 将缓冲区 2 的内容打印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录的大小。请用 P、 V 操作来保证文件的正确打印。答案：semaphore emptyA, emptyB, fullA, fullB;emptyA=emptyB=A;fullA=fullB=0;main()CobeginPA()PB()PC()Coend;
6、While(A)从磁盘读一个记录；P(emptyA);将记录存入缓冲区 A；V(fullA);PB()While(A)p(fullA);从缓冲区 A 中取出记录；V(emptyA);p(emptyB);将记录存入缓冲区 B；V(fullB);PC()While(A)P(fullB);从缓冲区 B 中取出记录；V(emptyB);打印记录；解析 本题目考查进程的同步与互斥。由于缓冲区的大小等于一个记录的大小，这里存在两个简单情况的“生产者一消费者”问题：PA(生产者)与 PB(消费者)，PB(生产者)与PC(消费者)。PA 进程套用生产者进程即可，PB 进程只有在缓冲区 1 有新数据且缓冲区 2
7、空闲时才复制文件，因此需要与 PA 同步，又需要与 PC 同步，PC 进程套用消费者进程即可。参考视频 http:/ 根据下图资源分配图，判断系统是否处于死锁状态，请说明具体过程 10 分分配矩阵 A = 请求矩阵 B=资源总数量 R = 【2，1，2，2 ，1】当前可用资源向量 V =【0 ，0，0 ，1，0 】进程状态标志量 F=【false,false,true,false,false】查找 Fi = false 且 Bi=1）之前的元素即 0i-1 都已经排好序，本趟需要找到 i 对应的元素 x 的正确位置 k ，并且在寻找这个位置 k 的过程中逐个将比较过的元素往后移一位，为元素 x
8、 “腾位置” ，最后将 k 对应的元素值赋为 x ，一般情况下，插入排序的时间复杂度和空间复杂度分别为 O(n2) 和 O(1)。 （通俗说法：把数组后面那些没排序的元素换到数组前面已经排好序的部分里对应的位置）粗体为插入后的那个数据简单选择排序 11| 19,23,68,35,84,27,2111 19 | ,23,68,35,84,27,2111 19 21 |,23,68,35,84,27,11 19 21 |,23,68,35,84,27,11 19 21 23| 68,35,84,27,11 19 21 23 27 |68,35 84,11 19 21 23 27 35 |68,84
9、,11 19 21 23 27 35 68|84,选择排序的基本思想是遍历数组的过程中，以 i 代表当前需要排序的序号，则需要在剩余的 i+1,n-1 中找出其中的最小值，然后将找到的最小值与 i 指向的值进行交换。因为每一趟确定元素的过程中都会有一个选择最大值/最小值的子流程，所以人们形象地称之为选择排序。选择排序的时间复杂度和空间复杂度分别为 O(n2)和 O(1)。 （通俗说法：每次把剩余数组里最小的选出来放在数组的前面。所以第一次选出来的就是数组里面最小的，第二次选出来的就是数组里面第二小的，依次。 。 。 。 。 ）冒泡排序19,11,23,68,35,84,27,2111 19 2
10、3 35 68 27 21 | 84 11 19 23 35 27 21 | 68 8411 19 23 27 21 |35 68 8411 19 23 21 | 27 35 68 8411 19 21 |23 11 19| 21 思路：将相邻的两个数比较，将较小的数调到前头；有 n 个数就要进行 n-1 趟比较，第一次比较中要进行 n-1 次两两比较，在第 j趟比较中，要进行 n-j 次两两比较。二叉树排序 19,11,23,68,35,84,27,21二叉排序数的（递归）定义：1、若左子树非空，则左子树所有节点的值均小于它的根节点；2、若右子树非空，则右子树所有节点的值均大于于它的根节点；
11、3、左右子树也分别为二叉排序树。后中序遍历之2 写出下图的邻接表和邻接矩阵邻接矩阵对无向图而言，邻接矩阵一定是对称的，而且主对角线一定邻接表将有向图的邻接表称为出边表对于有向图，vi 的邻接表中每个表结点都对应于以vi 为始点射出的一条边。四、 信息管理系统 30 分以下文字描述了某高校 MBA 教育中心教材管理的流程，请绘制教材管理系统的 业务流程图 ， 数据流图 并完成相应的 数据库结构 设计。1 教材选用，授课老师将教材选用计划表提交给教务员，教务员汇总后形成教材选用单，经教学主管审批后，交教材管理员进行处理2 教材采购： 教材管理员在接收到教材选用单后，核对库存，制作订书单并交给采购员
12、；采购员进行供书商选取，制定对各供书商的采购需求，分别制作教材采购单提交供书商，并上报教材管理人员；供书商完成备书后，向采购员发出送书通知单；采购员按照采购单验书，并制作入库单交给教材管理人员完成入库；教材管理人员收到入库单后，修改库存，统计教材费用，生成教材费用单，交给财务人员；教材管理人员要跟踪订书单的进度执行情况，必要时产生催书单给采购人员，定期制作教材费用清单汇总表报教学主管。3 教材发放A 学生教材发放- 教材管理人员根据教材选用单统计并制作学生教材发放清单；学生签字后领取教材，教材发放结束后，由教材管理人员修改库存。B j 教师教材领取- 教师领取教材，需要填写教材领取表，经教学主
13、管审核后，由教材管理人员发放并修改库存，教材领取表存档。4 教材库存管理教材管理人员定期对库存数据进行统计，生成库存报表和领取明细，交教学主管业务流图数据流图第一层 DFD第二层 DFD第三层 DFD参考文献http:/ 年博士研究生入学试卷-上海理工大学-计算机网络- 试卷一 简述题 60 分1, 有两个网络，都提供可靠的面向连接的服务。 其中一个提供可靠的字节流，而另一个提供可靠的报文流。二者是否相同？为什么。报文流和字节流是不同的。在报文流中，网络跟踪报文边界。在字节流中，它不这么做。例如，假设一个程序向一个连接写入1024字节并且过一会儿再写另外1024字节。然后接收方将读入2048字
14、节。在报文流中，接收方将得到两个报文，每个报文为1024字节。在字节流中，报文边界已被忽略，接收方将把全部2048字节看成一个单元。原有两个不同报文的事实就丢失了。 计算机网络第一章习题及答案 第18题2 试比较线路交换、报文交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的特点。数据通信与计算机网络补充习题参考答案 25 题；网络技术及实训第 1 章习题参考答案； 第二章 计算机网络基础知识习题参考答案 21交换类型 特点线路交换 要求在通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。数据传输可靠、迅速，数据不会丢失，且保持原来的序列，某些情况下，电路空闲时的信道容量被浪费，
15、线路利用率低报文交换报文从源点传送到目的地采用“存储转发”的方式，数据交换前，先通过缓冲存储器进行缓存，然后按队列进行处理在传送报文时，一个时刻仅 占用一段通道。在交换节点中需要缓冲存储，报文需要排队， 虚电路分组交换 数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路数据报分组交换都是分组交换，交换方式和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送，并 规定了最大的分组长度每个数据包被独立处理，每个数据包选择一条路径目的地需要重新目的地组装报文3 什么是帧同步？帧同步有哪几种主要方法？字节计数法，这种帧同步方法以一个特殊字符表征一帧的起始，并以一个专门字段来标明帧内的字节数。编码简单，但一旦计数出错就丢失帧
16、边界，就会有灾难性后果。使用字符填充的首尾定界符法，该法用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止。因为要区分数据和定界字符，所以编码复杂；因为不同系统有不同字符集，所以兼容性差。使用比特填充的首尾标志法，该法以一组特定的比特模式（01111110）来标志一帧的起始与终止。虽然要区分边界位，但用硬件很容易实现，所以使用简便，受限制少。违法编码法，该法在物理层采用特定的比特编码方法时采用。易于区分边界，编码很简单，但只适用于特定的编码环境。帧同步指的是接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止帧同步方法 说明字节计数法 这种方法首先用一个特殊字段来表示一帧的开始，然后使用一个字段来标明
17、本帧内的字节数。当目标机的数据链路层读到字节计数值时，就知道了后面跟随的字节数，从而可确定帧结束的位置（面向字节计数的同步规程）使用字符填充的首尾定界符方法种方法用一些特定的字符来定界一帧的开始和结束。为了不将信息位中出现的特殊字符被误码判为帧的首尾定界符，可以在前面填充一个转义符（DLE）来区分。使用比特填充的首尾标志方法这种方法用一组特定的比特模式（如，01111110）来标志一帧的开头和结束。为了不使信息位中出现的该特定模式被误判为帧的首尾标志，可以采用比特填充的方法来解决。违例编码法 这在物理层采用特定的比特编码方法时采用。比如说，采用曼彻斯特编码方法时，将数据比特 1 编码成高低电平
18、对，而将数据比特 0 编码成低 高电平对。高高或低 低电平对在数据比特的编码中都是违例的4 试述令牌环网的基本工作原理令 牌 环 网 的 基 本 工 作 原 理 是 使 用 一 个 称 为 “令 牌 ”的 特 殊 控 制 帧 ， 当 环 上 所 有 的 站 点 都 处 于 空 闲 时 ， 令 牌 沿 环 单 向 逐 站 传 送 。 当 某 一 站 点 想 发 送 数 据 时 必 须 等待 ， 直 到 检 测 到 经 过 该 站 点 的 令 牌 为 止 。 此 时 ， 该 站 点 可 以 利 用 改 变 令 牌 中 特 定 比 特 值 的 方 式 获 得 令 牌 ， 并 将 令 牌 转 变 成
19、数 据 帧 的 一 部 分 ， 同 时 ， 该 站 点将 自 己 要 发 送 的 数 据 附 带 上 去 发 送 出 去 。 由 于 环 中 任 何 时 刻 只 有 一 个 令 牌 ， 因 此 每 次 只 能 有 一 个 站 点 发 送 数 据 ， 不 会 造 成 冲 突 。 发 送 站 点 负 责 将 发 送 的 数 据 从 环中 删 去 ， 并 将 令 牌 传 递 给 下 一 个 站 点5 当某个路由器发现一个 IP 数据包的校验和差错时，为什么只能采取丢弃的方法要求原节点重发此数据？纠错控制由上层（传输层执行） ，IP 首部的原地址也可能出错，不采用 CRC 简化解码计算量，提高路由器吞
20、吐量6 为什么 TCP 协议对每个数据字节都进行编码TCP 协议是一种可靠的面向连接的协议，它允许将一台主机的字节流（ byte stream ）无差错地传送到目的主机。发送方主机中的 TCP 将来自进程的数据放到该连接的发送缓存里，然后 TCP 就会不时从发送缓存里取出一块数据准备发送。TCP 给所有发送的字节都进行编号，并且发送数据的一方希望得到接收数据一方的肯定应答 ACK（即接收方告知发送方数据收到） 。如果接收方在一定时间内没有收到 ACK，则表明数据丢失或延迟，允许重新发送数据。由于数据在运输层是分段传输的，所以只有每个数据段的第一个字节编号被发往目的主机二 计算题 20 分1 有
21、一个上层信息被分成 10 帧进行传送，没帧无损坏地到达目的地的可能性为 80%， 如果数据链路层不进行差错控制，那么这一信息平均要发送多少次才能完整到达接受方设 p=0.8, n =10发送次数 成功概率1 Q= pn = 0.107 2 (1-Pn)*Pn3 (1-PN)2*Pni (1-PN)i-1*Pn平均发送次数 X = 1* pn + 2*(1-Pn)*Pn + 3*(1-PN)2*Pn +。 。 。+ (1-PN)i-1*Pn +。 。 。 = 西格玛（i* (1-PN)i-1*Pn） （i=1.无穷大）Ling q = pn = 0.107X = 西格玛（i(1-q) i-1*q
22、）X=q* 西格玛（i*(1-q) i-1）S= Sigema(ai) = a/(1-a), 两边求导数， sigama（i*a i-1）=1/(1-a) 2ling 1-a =q 得出，X= p*（1/(1-(1-p)）=P*(1/PP)= 1/pX=1/P =1/0.107 =9.32 假设有 100 个站点，数据传输速率为 10M bps 的令牌总线局域网,令牌长度为 12 字节，当只有一个站点发送数据帧时，求该站点发送数据帧的最长等待时间是多少（忽略站点处理令牌的时间和信号传播延迟时间）最长等待时间=令牌环绕一周的时间（各个站点只接受和发送令牌） ， 发出令牌的时刻=完全收到令牌的时刻
23、，=上一令牌发送完毕时刻令牌长度=12*8=96b单个站点发送令牌时间= 96b/10Mbps= 9.6 us最长等待时间=100*9.6=960us3 一个有 50 个路由器的网络，采用距离矢量路由选择算法，路由表的每项长度 6 字节，没个路由器都有 3 个邻接路由器，每秒与没个邻接路由器交换 1 次路由，则每条链路上由于路由器更新信息而消耗的贷款是多少路由表大小 6*8*50 =2400b，每个路由表都与相邻的路由器交换路由信息， 2*2400b， 消耗的带宽 2* 24004 在使用 ftp 下载或上传文件时， 可能会发现文件传输速率有较大变化，这是为什么，试分析其中可能的原因ftp 连
24、接过多，网络发生拥塞，即网络中的数据流量过大三 综合题 （20 分）TCP 是一个面向连接的通信协议，在计算机机群计算应用中 TCP 带来高延迟，且不支持组播通信模式，所以不能满足机群计算通信性能要求。机群是由多个高性能计算机通过高速、可靠的网络交换设备连接构成并行计算环境，物理优点是低延迟和高可靠性，同时，机群还需要点对点、组播等通信模式。1：针对 TCP 的特点，指出其不适合机群计算通信之处2：改进 TCP 协议，构建一个支持点对点、组播的高性能机群通信协议，并给出关键算法思想1 答：TCP 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，其不适合机群之处TCP 协议的特点 TC
25、P 特点说明 不适合机群之处TCP 连接管理 建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，当主动方发出 SYN 连接请求后，等待对方回答SYN+ACK1 ，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认1：TCP 提供的面向连接的端到端的服务，不能满足机群组播通信模式2： 机群网络是高可靠性的，在硬件上保障了网络的可靠性，无需再通过建立连接来保障3 建立 TCP 连接带来额外开销，会带来额外的延迟流量控制 采用滑动窗口机制， 每次接受数据的同时，发布一个窗口公告，报告剩余窗口大小，由于机群是低延迟，高可靠的，可以认为不存在传输瓶颈问题，不需要使用流量控制机差错控制（可靠传输）TCP 提
26、供一种面向连接的、可靠的字节流服务序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收在发送和接收时都要计算校验和采用超时重传和捎带确认机制差错控制机制会带来额外开销，高可靠性的机群系统，通过物理设备保证了传输的可靠性，如果需要差错控制可以交给应用层进行处理。拥塞控制 拥塞控制算法，通过根据网络情况动态调整拥塞窗口大小实现拥塞控制机群系统低延迟，无拥塞，不需要拥塞控制2： TCP 是面向连接的端到端的通讯，因此无法实现组播，在机群环境中使用 TCP 协议构建支持点对点和组播的协议，思路如下：方法一：去掉 TCP 协议端到端通讯机制，将 TCP 协议修改为 UDP 协议，结合 IGMP 协议实现组播，优点是通信效率高，缺点是可靠性降低方法二： 保留 TCP 协议端到端的通信机制，引入消息队列，模拟 IGMP 协议，通过多次使用 TCP 点到点的通讯模拟组播通讯关键算法：1：组播管理，使用最原始的组播队列表（也可模仿 IGMP 组播地址管理办法） ，解析应用层传递过来的目标 IP 地址组，循环每个目标 IP，为每个目标 IP 创建 TCP 数据包，发送每个数据包，收到 TCP 报的客户端给发送端反馈，完毕后向组播中的下一 IP 目标客户端发送数据。 直到结束。 结束后内存中释放 IP 地址组。-+*方法三，修改 TCP 协议，支持一对多的连接，类似在 TCP 层模拟一个 IGMP 协议
