eduplan-cpp-eltex/diag/quiz.json

{
  "meta": {
    "title": "Диагностика уровня: C/C++, алгоритмы, Linux, сети",
    "pass_hint": "24+ из 32 верных — уверенный вход; 16–23 — база есть, нужен добор; <16 — модуль в план с нуля",
    "domains": {
      "c_cpp": "C/C++ и системная память",
      "algo": "Алгоритмы и структуры данных",
      "linux": "Linux / ОС",
      "net": "Сети L2/L3, TCP/IP"
    }
  },
  "questions": [
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "Чему равен sizeof(struct S { char a; int b; char c; }) на 64-битной платформе без pack-атрибутов?",
      "o": [
        "6",
        "9",
        "12",
        "16"
      ],
      "a": 2,
      "e": "a = 1 байт + 3 паддинга, b = 4, c = 1 + 3 хвостового паддинга = 12 (выравнивание структуры по 4)."
    },
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "Что означает undefined behavior (UB)?",
      "o": [
        "Программа гарантированно завершится с ошибкой",
        "Компилятор вправе сгенерировать любой код, программа не обязана иметь смысл",
        "Поведение определено стандартом, но зависит от платформы",
        "Это предупреждение компилятора, которое можно игнорировать"
      ],
      "a": 1,
      "e": "UB — стандарт не накладывает требований: компилятор может что угодно, вплоть до выкидывания проверок."
    },
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "std::move(x) — что он делает сам по себе?",
      "o": [
        "Перемещает объект и обнуляет исходный",
        "Вызывает конструктор перемещения",
        "Приводит x к rvalue-ссылке, перемещение делает уже вызванный конструктор/присваивание",
        "Освобождает память объекта"
      ],
      "a": 2,
      "e": "move — это static_cast к rvalue; фактическое перемещение выполняет конструктор/оператор присваивания."
    },
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "Чем new отличается от malloc?",
      "o": [
        "Только синтаксисом",
        "malloc работает только со структурами",
        "new не может вернуть nullptr",
        "new вызывает конструктор, возвращает типизированный указатель и бросает исключение при неудаче"
      ],
      "a": 3,
      "e": "new = выделение + конструктор + типизированный указатель + исключение; malloc возвращает void* и nullptr при неудаче."
    },
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "Класс владеет ресурсом и имеет деструктор, освобождающий его. Копирующий конструктор/присваивание не объявлены. Что будет?",
      "o": [
        "Всё нормально, компилятор сам сделает глубокую копию",
        "Неявные копии дадут два владельца одного ресурса → double free/утечка",
        "Программа не скомпилируется",
        "Компилятор сгенерирует перемещение вместо копирования"
      ],
      "a": 1,
      "e": "Правило трёх/пяти: владеющий ресурсом класс должен определить копирование/перемещение или запретить их."
    },
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "Для чего нужен виртуальный деструктор у базового класса?",
      "o": [
        "Чтобы ускорить разрушение",
        "Он не нужен, деструкторы всегда виртуальны",
        "Чтобы поля базы не копировались",
        "Чтобы при delete по указателю на базу вызвался деструктор производного класса"
      ],
      "a": 3,
      "e": "Без virtual-деструктора delete через Base* — UB, деструктор производного не вызовется."
    },
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "Что делает ключевое слово const после сигнатуры метода (int size() const)?",
      "o": [
        "Делает метод виртуальным",
        "Запрещает копирование возвращаемого значения",
        "Обязывает не менять поля объекта и позволяет вызывать метод на const-объекте",
        "Ничего, это оформление"
      ],
      "a": 2,
      "e": "const-метод получает this как const-указатель; на изменении поля — ошибка компиляции."
    },
    {
      "d": "c_cpp",
      "q": "Определён ли стандартом порядок вычисления аргументов функции (f(a(), b()))?",
      "o": [
        "Слева направо",
        "Справа налево",
        "Не определён (порядок не специфицирован, но вычисления не пересекаются)",
        "Зависит только от оптимизаций"
      ],
      "a": 2,
      "e": "Порядок аргументов не специфицирован; с C++17 вычисления не чередуются (indeterminately sequenced), но порядок всё равно не задан."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "Средняя сложность поиска в хеш-таблице (при разумной нагрузке)?",
      "o": [
        "O(n log n)",
        "O(log n)",
        "O(n)",
        "O(1)"
      ],
      "a": 3,
      "e": "Амортизированно O(1) в среднем; худший случай при всех коллизиях — O(n)."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "Какая структура лучше подходит для задачи «поиск слов по префиксу»?",
      "o": [
        "Префиксное дерево (trie)",
        "Хеш-таблица",
        "Двоичная куча",
        "Связный список"
      ],
      "a": 0,
      "e": "Trie даёт проход по префиксу за O(len) и общий префикс хранит один раз."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "Сколько сравнений нужно бинарному поиску в худшем случае в отсортированном массиве из 1 000 000 элементов?",
      "o": [
        "20",
        "10",
        "100",
        "1 000"
      ],
      "a": 0,
      "e": "log2(1e6) ≈ 19.9 → 20 итераций."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "При каком условии применим алгоритм Дейкстры?",
      "o": [
        "Граф обязательно связный",
        "Веса рёбер неотрицательны",
        "Граф неориентированный",
        "Граф разреженный"
      ],
      "a": 1,
      "e": "Отрицательные рёбра ломают инвариант «кратчайший путь найден»; тогда Беллман–Форд."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "Какова сложность построения кучи (heapify) из произвольного массива?",
      "o": [
        "O(n)",
        "O(log n)",
        "O(1)",
        "O(n log n)"
      ],
      "a": 0,
      "e": "Просеивание снизу вверх даёт сумму геометрической прогрессии — O(n), хотя каждый push по отдельности O(log n)."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "Какая из сортировок устойчивая (stable)?",
      "o": [
        "Быстрая (quicksort)",
        "Пирамидальная (heapsort)",
        "Слиянием (merge sort)",
        "Выбором (selection sort)"
      ],
      "a": 2,
      "e": "Merge sort сохраняет порядок равных элементов; quicksort/heapsort/selection — нет."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "Для какого графа возможна топологическая сортировка?",
      "o": [
        "Для ориентированного ациклического (DAG)",
        "Для любого связного",
        "Для двудольного",
        "Для полного"
      ],
      "a": 0,
      "e": "Цикл делает линейный порядок невозможным; топосорт — признак DAG."
    },
    {
      "d": "algo",
      "q": "Как найти цикл в связном списке за O(1) дополнительной памяти?",
      "o": [
        "Алгоритм Флойда: медленный и быстрый указатели",
        "Хранить посещённые узлы в хеш-таблице",
        "Отсортировать список",
        "Рекурсивно пройти до nullptr"
      ],
      "a": 0,
      "e": "«Черепаха и заяц»: если цикл есть, указатели встретятся."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Что делает fork()?",
      "o": [
        "Заменяет образ процесса",
        "Создаёт поток в том же адресном пространстве",
        "Создаёт копию процесса; в родителе возвращает PID ребёнка, в ребёнке — 0",
        "Загружает библиотеку в процесс"
      ],
      "a": 2,
      "e": "fork = новый процесс (свой PID, COW-копия памяти); execve меняет образ, clone — поток."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Чем поток отличается от процесса в Linux?",
      "o": [
        "Ничем, это синонимы",
        "Потоки делят адресное пространство и файловые дескрипторы, но имеют свои стеки",
        "Поток всегда быстрее",
        "Процессы не могут работать параллельно"
      ],
      "a": 1,
      "e": "clone с CLONE_VM/CLONE_FILES — потоки; у каждого свой стек и регистры."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Что такое процесс-зомби?",
      "o": [
        "Процесс, съедающий CPU",
        "Завершившийся процесс, чей статус ещё не собран родителем через wait()",
        "Процесс без терминала",
        "Процесс, потерявший родителя"
      ],
      "a": 1,
      "e": "Запись остаётся в таблице процессов до wait/waitpid; «потерявший родителя» — это сирота (переходит к init)."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Какой механизм в Linux штатно обслуживает десятки тысяч сетевых соединений в одном потоке?",
      "o": [
        "select()",
        "Неблокирующие сокеты в цикле опроса",
        "epoll",
        "fork на каждое соединение"
      ],
      "a": 2,
      "e": "epoll — O(1) на готовое событие; select линейно по всем дескрипторам."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Что происходит со страницами памяти при fork()?",
      "o": [
        "Сразу полностью копируются",
        "Память обнуляется",
        "Копируются при первой записи (copy-on-write)",
        "Ребёнок получает те же физические страницы без защиты"
      ],
      "a": 2,
      "e": "COW: страницы помечаются read-only и копируются по факту записи."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Процесс завершился с кодом 137. Что это значит?",
      "o": [
        "Ошибка сегментации",
        "Процесс убит сигналом 9 (SIGKILL) — типично OOM-killer или docker kill",
        "Не найден файл",
        "Процесс вышел штатно"
      ],
      "a": 1,
      "e": "137 = 128 + 9: завершение по SIGKILL; код 139 = 128 + 11 (SIGSEGV)."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Что даёт вызов mmap() на файл?",
      "o": [
        "Полное чтение файла в кучу",
        "Отображение файла в адресное пространство: работа как с массивом в памяти",
        "Блокировку файла",
        "Копирование файла"
      ],
      "a": 1,
      "e": "Страницы подгружаются по обращению; запись уходит в файл (или в MAP_SHARED-память)."
    },
    {
      "d": "linux",
      "q": "Зачем нужен waitpid() родителю?",
      "o": [
        "Чтобы приостановить ребёнка",
        "Чтобы сменить приоритет ребёнка",
        "Чтобы получить доступ к памяти ребёнка",
        "Чтобы собрать статус завершения и убрать зомби"
      ],
      "a": 3,
      "e": "Без wait завершившиеся дети остаются зомби и держат запись в таблице процессов."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "Сколько байт в Ethernet-заголовке кадра без VLAN-тега?",
      "o": [
        "8",
        "14",
        "18",
        "20"
      ],
      "a": 1,
      "e": "dst MAC (6) + src MAC (6) + EtherType (2) = 14; VLAN 802.1Q добавляет 4 байта."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "На каком уровне OSI работает обычный коммутатор (switch)?",
      "o": [
        "L2",
        "L4",
        "L3",
        "L1"
      ],
      "a": 0,
      "e": "Коммутация по MAC-адресам и таблице обучения — канальный уровень (L2); маршрутизатор — L3."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "Что делает протокол ARP?",
      "o": [
        "Раздаёт IP-адреса",
        "Проверяет целостность пакетов",
        "Разрешает доменные имена",
        "Сопоставляет IP-адрес и MAC-адрес в локальном сегменте"
      ],
      "a": 3,
      "e": "ARP-запрос broadcast, ответ unicast; DHCP раздаёт адреса, DNS — имена."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "Какое поле IPv4-заголовка уменьшается на единицу на каждом маршрутизаторе?",
      "o": [
        "Total Length",
        "IHL",
        "Checksum",
        "TTL"
      ],
      "a": 3,
      "e": "TTL защищает от петель; при 0 пакет отбрасывается и уходит ICMP Time Exceeded. Контрольная сумма при этом пересчитывается, но не «уменьшается на 1»."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "Правильная последовательность установки TCP-соединения?",
      "o": [
        "SYN → SYN-ACK → ACK",
        "SYN → ACK → SYN-ACK",
        "SYN-ACK → SYN → ACK",
        "ACK → SYN → SYN-ACK"
      ],
      "a": 0,
      "e": "Клиент SYN, сервер SYN-ACK, клиент ACK; номера подтверждения = seq+1."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "Ключевое отличие TCP от UDP?",
      "o": [
        "TCP быстрее",
        "TCP работает только на L2",
        "UDP не поддерживает порты",
        "TCP даёт надёжный поток байт с подтверждениями, порядком и повторной передачей"
      ],
      "a": 3,
      "e": "UDP — дейтаграммы «как есть», без гарантий и порядка."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "Что делает VLAN-тег 802.1Q?",
      "o": [
        "Добавляет в кадр 4 байта с 12-битным идентификатором VLAN",
        "Шифрует кадр",
        "Увеличивает MTU",
        "Превращает кадр в IP-пакет"
      ],
      "a": 0,
      "e": "Тег EtherType 0x8100 + PCP/DEI + 12 бит VID; логически разделяет L2-сегменты."
    },
    {
      "d": "net",
      "q": "Сколько адресов узлов доступно в подсети /26?",
      "o": [
        "32",
        "126",
        "64",
        "62"
      ],
      "a": 3,
      "e": "/26 = 64 адреса, минус адрес сети и broadcast → 62 хоста."
    }
  ]
}