05级.docx

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05级

2005级本科《系统程序设计》期末考试试卷（A卷）

一、选择题（20道单选题，每题2分，共40分）

1.可用作C语言用户标识符的一组标识是（）

a）voiddefineWORD

b）a3-3_123if

c）For_abcCase

d）2aDOsizeof

2.如果用8位的2的补码表示十进制的-10，下面哪个是正确的？

（）

e）10001010

f）11110101

g）11110110

h）11111010

3.如果X=0x66,Y=0x93,则表达式X&&~Y等于（）

i）0x00

j）0x01

k）0x42

l）0xFD

4.如果给出下列声明和s的初始化，表达式s[6]的值是：

（）

chars[]="string";

m）一个不可预测的值

n）'\n'

o）'g'

p）'\0'

5.在C中，假设int类型数据占据4个字节，数组a的声明如下：

inta[10];并且数组a在内存中的起始地址为0x10000，那么a[5]的地址是（）

q）0x10005

r）0x10014

s）0x10016

t）0x10020

6.在地址和整数都为32位宽的计算机里，编译器要为下面的代码片段分配多少字节的内存？

（）

inta;

int*b=&a;

u）4

v）8

w）16

x）32

7.在基于IA32的计算机硬件体系中，如果规定结构成员对齐为4Bytes,那么，对于结构体

structS1{

inti;

charc;

intj;

};

其在内存中分配的字节数为：

（）

y）3Bytes

zz）5Bytes

aa）9Bytes

bb）12Bytes

8.按照下列声明的顺序，最后一行可以改写为：

（）

inta[10];

ptr=a+5;

*ptr++=x;

cc）a[6]=x;

dd）ptr=x;*ptr++;

ee）ptr=ptr+1;*ptr=x;

ff）a[5]=x;ptr=ptr+1;

9.对于char*pa[10]；的描述，（）是正确的

gg）pa是一个指向数组的指针，所指向的数组是10个char型元素

hh）pa是一个指向某数组中第10个元素的指针，该指针是char型变量

ii）pa[5]表示某个数组的第5个元素的值

jj）pa是一个具有10个元素的指针数组，每一个元素是一个char型指针

10.下面的程序会（）

main（）{

intx=10,y=5,z=5;

if（z=x-2*y）printf（“****”）;

elseprintf（“####”）;

}

kk）有语法错误不能通过编译

ll）可以通过编译，但不能通过连接，因而不能运行

mm）输出****

nn）输出####

11.考虑下面的代码：

chara[100];

a[99]=*（（char*）（（（int）&a[0]）+4））

如果整数为32位宽，下面哪个值等于a[99]？

（）

oo）a[0]+4

pp）a[3]

qq）a[4]

rr）theintegerstoredinthebytesa[4],a[5],a[6]anda[7]

12.考虑一下代码片段：

#include

intcallee（void）{

intcount=5;

printf（"%d",（int）&count）;

returncount;

}

intmain（intargc,char*argv[]）{

intcount=4;

count=callee（）;

printf（"%d",（int）&count）;

return0;

}

下面哪项正确地描述了程序输出结果？

（）

ss）两个不同的整数被打印，并且从所给信息无法得知其中的任何一个值

tt）同一个整数被打印两次，并且它的值无法从所给信息中得知

uu）5在同一行被打印两次

vv）5和4按顺序在同一行被打印

13.阅读下列代码，判断下面几句话中哪句关于输出的描述是正确的？

（）

inti;

int*jp=&i;

intmain（inti,char*argv[]）{

printf（"%d%d\n",（int）&i,（int）jp）;

}

ww）两个不同的整型数

xx）两个完全相同的整型数

yy）无结果，因为代码含糊无法编译

zzz）两个值，其中一个是4，另一个比4小

14.考虑下面的代码片断：

intfactorial（int*arg）{

intn=*arg;

if（n==1）returnn;

returnn*factorial（n-1）;

}

在上面的代码片段执行过程中，变量n被分配到（）

aaa）许多地址，并且编译器不知道其中的任何一个地址

bbb）编译器选定的许多地址

ccc）仅一个地址，并且该地址由编译器选定

ddd）仅一个地址，并且编译器不知道该地址

15以下程序的输出结果是（）

#include

func1（inta,intb）

{

return（a+b）;

}

func2（inta,intb）

{

return（a-b）;

}

func3（int（*t）（）,intx,inty）

{

return（*t）（x,y）;

}

main（）

{

intx,（*p）（int,int）;

p=func1;

x=func3（p,9,3）;

x+=func3（func2,8,3）;

printf（“%d\n”,x）;

}

eee）3

fff）9

ggg）17

hhh）27

16.下面哪一个负责数据从CPU寄存器到缓存的传输？

（）

iii）硬件

jjj）操作系统

kkk）寄存器

lll）编译器

17.假设你的计算机是32位，具有128个32字节的直接映射缓存线。

在下面的代码中，编译器在地址0x800000处分配数组a，在地址0x801000处分配数组b。

在该代码执行前，假设a和b从未被使用，因此它们不会在缓存中。

请问，在执行这段代码时，a和b数组能够从内存读入缓存的最小字节分别是多少？

（）

intb[1024];

inta[1024];

for（i=0;i<17;sum+=a[i]+b[i],i++）;

mmm）17

nnn）68

ooo）96

ppp）1088

18.通过调用以下的函数，关于缓存的哪些事实能够判定？

（）

intdata[1<<20];

voidcallee（intx）{

inti,result;

for（i=0;i<（1<<20）;i+=x）{

result+=data[i];

}

}

I.缓存线大小

II.缓存大小

III.缓存速度

qqq）只有I

rrr）I和II

sss）I和III

ttt）I、II和III

19下面哪个对存储层次结构（memoryhierarchy）的描述正确？

（）

uuu）存储层次结构使得代码执行变慢，但是允许它们规模增加

vvv）存储层次结构既利用了SRAM的速度，又考虑了磁盘的空间

www）存储层次结构是一种决定内存分配策略的方法

xxx）存储层次结构限制了程序的大小，但是允许它们执行得更快

20阅读下面C代码片段：

charq[]="donotoverflow";

charr[]="memory";

chars[24];

strcpy（s,q）;

strcat（s,r）;

intlen=strlen（s）;

问：

当该代码片段执行完毕时，变量len的值是（）

yyy）21

zzzz）22

aaaa）23

bbbb）24

二、改错题。

请指出下面代码的错误之处，给出正确代码，并说明错误的原因。

（1-6题每题2分，7-10题每题3分，共24分）

示例：

y=x*300.0f-2000.0（缺少结束符“;”）正确代码：

y=x*300.0f-2000.0;

1、程序员意图：

由用户输入变量i和d的值，然后由系统输出。

（2分）

inti;

doubled;

scanf（"%d%g",i,d）;

printf（"%d%g",i,d）;

2、程序员意图：

数组动态分配，并给某一数组成员赋值。

（2分）

#defineARRAY_SIZE100

int*a=（int*）malloc（ARRAY_SIZE）;

a[99]=0;

3、程序员意图：

如果指针a指向的值大于0，则使该值减去1。

（2分）

voiddec_positive（int*a）

{

*a--;//decrementtheinteger

if（*a<0）*a=0;//makesureaispositive

}

4、程序员意图：

动态分配一个A[m][n]的数组，并充分考虑代码在不同硬件上的通用性。

（2分）

int**makeArray1（intn,intm）

{

inti;

int**A=（int**）Malloc（n*sizeof（int））;

for（i=0;i

A[i]=（int*）Malloc（m*sizeof（int））;

returnA;

}

5、程序员意图：

动态分配及释放内存。

（2分）

voidmy_write（x）

{

...usex...

free（x）;

}

int*x=（int*）malloc（sizeof（int*）*N）;

...

my_read（x）;

...

my_write（x）;

free（x）;

6、程序员意图：

动态分配及释放内存。

（2分）

voidmy_write（x）

{

...usex...

free（x）;

}

int*x=（int*）malloc（sizeof（int*）*N）;

...

my_read（x）;

...

my_write（x）;

...

my_read（x）;

...

my_write（x）;

}

7、程序员意图：

初始化一个堆，存放错误信息。

（3分）

voidmy_function（char*msg）

{

//allocatespaceforastring

char*full_msg=（char*）malloc（strlen（msg）+100）;

strcpy（full_msg,"Thefollowingerrorwasencountered:

"）;

strcat（full_msg,msg）;

if（!

display（full_msg））return;

...

free（full_msg）;

}

8、程序员意图：

声明一个结构体，给它及其成员分配内存空间，程序执行完毕后释放资源。

（3分）

typedefstruct{

char*name;

intage;

char*address;

intphone;

}Person;

voidmy_function（）

{

Person*p=（Person*）malloc（sizeof（Person））;

p->name=（char*）malloc（M）;

...

p->address=（char*）malloc（N）;

...

free（p）;

}

9、程序员意图：

搜索一个符合条件的指针。

（3分）

int*search（int*p,intval）

{

while（*p&&*p!

=val）

p+=sizeof（int）;

returnp;

}

10、程序员意图：

将array数组初始化为从0到9的10个数。

（3分）

#defineARRAY_SIZE10

voidnatural_numbers（void）{

inti;

intarray[ARRAY_SIZE];

i=1;

while（i<=ARRAY_SIZE）{

array[i]=i-1;

i=i+1;

}

}

三、简答与计算题（36分）

1.解释静态分配与动态分配的概念及它们的不同点，并说明它们的用途。

（6分）

静态分配在全局中声明变量，或在函数体中用static，在声明时若没被赋初值则赋为0，放置于栈的最低层中，生命周期是整个程序的生命周期。

在编译阶段决定。

动态分配通过在函数调用中声明局部变量实现，生命周期是此函数的生命周期，动态分配有堆分配与栈分配2种方式。

2.简述使用堆栈进行函数调用的过程。

（6分）

第一步：

压参，由右至左入栈

第二步：

压入函数返回地址。

第三步：

压入FramePointer。

第四步：

压入声明的变量

第五步：

执行函数的代码

第六步：

将返回值压入寄存器中。

第七步：

将SP设定至为FramePointer

第八步：

弹出栈顶元素（FramePointer）

第九步：

弹出栈顶元素（ReturnAddress）并返回函数

简要解释80/20原理和Amdahl定律。

说明对代码进行性能定量量测可以采用哪些方法，这些方法各自具有哪些优点，又具有哪些缺点。

（6分）

直意为80%时间是由20%的代码耗费的，也就是每个程序都存在性能提升的瓶颈，只要克服了这个瓶颈，性能就会大大提升。

Amdahl定律为（公式），揭示了被优化的代码在被优化后与优化前的时间对比。

3.请画出计算机中内存层次结构的金字塔结构，并说明内存缓存（cache）的优点。

（6分）

4.3M决定在白纸上印黄方格，做成小贴纸。

这个过程中，他们需要设置方格中每个点的CMYK（蓝色，红色，黄色，黑色）值。

3M雇佣你判定下面算法在一个2048字节、直接映射、块大小为32字节的数据高速缓存上的有效性。

有如下定义：

structpoint_color{

intc;

intm;

inty;

intk;

};

structpoint_colorsquare[16][16];

inti,j;

有如下假设：

●sizeof（int）==4;

●square起始于存储器地址0；

●高速缓存起始为空；

●惟一的存储器是对于square数组中的元素。

变量i和j被存放在寄存器中。

a.确定下列代码的高速缓存性能：

for（i=0;i<16;i++）{

for（j=0;j<16;j++）{

square[i][j].y=1;

}

}

for（i=0;i<16;i++）{

for（j=0;j<16;j++）{

square[i][j].c=0;

square[i][j].m=0;

square[i][j].k=0;

}

}

写总数是多少？

在高速缓存中命中的写总数是多少？

命中率是多少？

（6分）

b.要提高a小题中代码的缓存命中率，可以采取什么方法？

（即怎样改写代码？

）写出改写后的代码，并计算出你改写后的代码的命中率，以证明代码确实已改良。

（6分）