2018考研計算機408考試大綱.pdf

2018 考研計算機學科專業(yè)基礎綜合考試大綱考研計算機學科專業(yè)基礎綜合考試大綱 統(tǒng)考專業(yè)課大綱 來源：教育部考試中心 2017-08-17 I 考試性質(zhì) 計算機學科專業(yè)基礎綜合考試是為高等院校和科研院所招收計算機科學與技術學科的碩士 研究生而設置的具有選拔性質(zhì)的聯(lián)考科目，其目的是科學、公平、有效地測試考生掌握計算 機科學與技術學科大學本科階段專業(yè)知識、基本理論、基本方法的水平和分析問題、解決問 題的能力， 評價的標準是高等院校計算機科學與技術學科優(yōu)秀本科畢業(yè)生所能達到的及格或 及格以上水平，以利于各高等院校和科研院所擇優(yōu)選拔，確保碩士研究生的招生質(zhì)量。 II 考查目標 計算機學科專業(yè)基礎綜合考試涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、 計算機組成原理、 操作系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡等學 科專業(yè)基礎課程。 要求考生比較系統(tǒng)地掌握上述專業(yè)基礎課程的基本概念、 基本原理和基本 方法， 能夠綜合運用所學的基本原理和基本方法分析、 判斷和解決有關理論問題和實際問題。 III 考試形式和試卷結(jié)構(gòu) 一、試卷滿分及考試時間 本試卷滿分為 150 分，考試時間為 180 分 鐘。 二、答題方式 答題方式為閉卷、筆試。 三、試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 45 分 計算機組成原理 45 分 操作系統(tǒng) 35 分 計算機網(wǎng)絡 25 分 四、試卷題型結(jié)構(gòu) 單項選擇題 80 分(40 小題，每小題 2 分) 綜合應用題 70 分 IV 考查內(nèi)容 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 【考查目標】 1.掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理和基本方法。 2.掌握數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及基本操作的實現(xiàn)，能夠?qū)λ惴ㄟM行基本的時間復雜度與 空間復雜度的分析。 3.能夠運用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本原理和方法進行問題的分析與求解，具備采用 C 或 C+語言設計 與實現(xiàn)算法的能力。 一、線性表 (一)線性表的定義和基本操作 (二)線性表的實現(xiàn) 1.順序存儲 2.鏈式存儲 3.線性表的應用 二、棧、隊列和數(shù)組 (一)棧和隊列的基本概念 (二)棧和隊列的順序存儲結(jié)構(gòu) (三)棧和隊列的鏈式存儲結(jié)構(gòu) (四)棧和隊列的應用 (五)特殊矩陣的壓縮存儲 三、樹與二叉樹 (一)樹的基本概念 (二)二叉樹 1.二叉樹的定義及其主要特征 2.二叉樹的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu) 3.二叉樹的遍歷 4.線索二叉樹的基本概念和構(gòu)造 (三)樹、森林 1.樹的存儲結(jié)構(gòu) 2.森林與二叉樹的轉(zhuǎn)換 3.樹和森林的遍歷 (四)樹與二叉樹的應用 1.二叉排序樹 2.平衡二叉樹 3.哈夫曼(Huffman)樹和哈夫曼編碼 四、圖 (一)圖的基本概念 (二)圖的存儲及基本操作 1.鄰接矩陣法 2.鄰接表法 3.鄰接多重表、十字鏈表 (三)圖的遍歷 1.深度優(yōu)先搜索 2.廣度優(yōu)先搜索 (四)圖的基本應用 1.最小(代價)生成樹 2.最短路徑 3.拓撲排序 4.關鍵路徑 五、查找 (一)查找的基本概念 (二)順序查找法 (三)分塊查找法 (四)折半查找法 (五)B 樹及其基本操作、B+樹的基本概念 (六)散列(Hash)表 (七)字符串模式匹配 (八)查找算法的分析及應用 六、排序 (一)排序的基本概念 (二)插入排序 1.直接插入排序 2.折半插入排序 (三)起泡排序(BubbleSort) (四)簡單選擇排序 (五)希爾排序(ShellSort) (六)快速排序 (七)堆排序 (八)二路歸并排序(MergeSort) (九)基數(shù)排序 (十)外部排序 (十一)各種排序算法的比較 (十二)排序算法的應用 計算機組成原理 【考查目標】 1.理解單處理器計算機系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式，具有完 整的計算機系統(tǒng)的整機概念。 2.理解計算機系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基 本知識和基本實現(xiàn)方法。 3.能夠綜合運用計算機組成的基本原理和基本方法， 對有關計算機硬件系統(tǒng)中的理論和實際 問題進行計算、分析，對一些基本部件進行簡單設計;并能對高級程序設計語言(如 C 語言) 中的相關問題進行分析。 一、計算機系統(tǒng)概述 (一)計算機發(fā)展歷程 (二)計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 1.計算機系統(tǒng)的基本組成 2.計算機硬件的基本組成 3.計算機軟件和硬件的關系 4.計算機系統(tǒng)的工作過程 (三)計算機性能指標 吞吐量、響應時間，CPU 時鐘周期、主頻、 CPI、CPU 執(zhí)行時間，MIPS、MFLOPS、 GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS。 二、數(shù)據(jù)的表示和運算 (一)數(shù)制與編碼 1.進位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換 2.真值和機器數(shù) 3.BCD 碼 4.字符與字符串 5.校驗碼 (二)定點數(shù)的表示和運算 1.定點數(shù)的表示 無符號數(shù)的表示，帶符號整數(shù)的表示。 2.定點數(shù)的運算 定點數(shù)的位移運算，原碼定點數(shù)的加/減運 算，補碼定點數(shù)的加/減運算，定點數(shù)的乘/ 除運算，溢出概念和判別方法。 (三)浮點數(shù)的表示和運算 1.浮點數(shù)的表示 IEEE754 標準。 2.浮點數(shù)的加/減運算 (四)算術邏輯單元 ALU 1.串行加法器和并行加法器 2.算術邏輯單元 ALU 的功能和結(jié)構(gòu) 三、存儲器層次結(jié)構(gòu) (一)存儲器的分類 (二)存儲器的層次化結(jié)構(gòu) (三)半導體隨機存取存儲器 1.SRAM 存儲器 2.DRAM 存儲器 3.只讀存儲器 4.Flash 存儲器 (四)主存儲器與 CPU 的連接 (五)雙口 RAM 和多模塊存儲器 (六)高速緩沖存儲器(Cache) 1.Cache 的基本工作原理 2.Cach 和主存之間的映射方式 3.Cache 中主存塊的替換算法 4.Cache 寫策略 (七)虛擬存儲器 1.虛擬存儲器的基本概念 2.頁式虛擬存儲器 3.段式虛擬存儲器 4.段頁式虛擬存儲器 5.TLB(快表) 四、指令系統(tǒng) (一)指令格式 1.指令的基本格式 2.定長操作碼指令格式 3.擴展操作碼指令格式 (二)指令的尋址方式 1.有效地址的概念 2.數(shù)據(jù)尋址和指令尋址 3.常見尋址方式 (三)CISC 和 RISC 的基本概念 五、中央處理器(CPU) (一)CPU 的功能和基本結(jié)構(gòu) (二)指令執(zhí)行過程 (三)數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu) (四)控制器的功能和工作原理 1.硬布線控制器 2.微程序控制器 微程序、微指令和微命令，微指令格式，微 命令的編碼方式，微地址的形成方式。 (五)指令流水線 1.指令流水線的基本概念 2.指令流水線的基本實現(xiàn) 3.超標量和動態(tài)流水線的基本概念 六、總線 (一)總線概述 1.總線的基本概念 2.總線的分類 3.總線的組成及性能指標 (二)總線仲裁 1.集中仲裁方式 2.分布仲裁方式 (三)總線操作和定時 1.同步定時方式 2.異步定時方式 (四)總線標準 七、輸入輸出(I/O)系統(tǒng) (一)I/O 系統(tǒng)基本概念 (二)外部設備 1.輸入設備：鍵盤、鼠標 2.輸出設備：顯示器、打印機 3.外存儲器：硬盤存儲器、磁盤陣列、光盤 存儲器 (三)I/O 接口(I/O 控制器) 1.I/O 接口的功能和基本結(jié)構(gòu) 2.I/O 端口及其編址 (四)I/O 方式 1.程序查詢方式 2.程序中斷方式 中斷的基本概念，中斷響應過程，中斷處理 過程，多重中斷和中斷屏蔽的概念。 3.DMA 方式 DMA 控制器的組成，DMA 傳送過程。 操作系統(tǒng) 【考查目標】 1.掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本功能，理解操作系統(tǒng)的整體運行過程。 2.掌握操作系統(tǒng)進程、內(nèi)存、文件和 I/O 管理的策略、算法、機制以及相互關系。 3.能夠運用所學的操作系統(tǒng)原理、 方法與技術分析問題和解決問題， 并能利用 C 語言描述相 關算法。 一、操作系統(tǒng)概述 (一)操作系統(tǒng)的概念、特征、功能和提供的 服務 (二)操作系統(tǒng)的發(fā)展與分類 (三)操作系統(tǒng)的運行環(huán)境 1.內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài) 2.中斷、異常 3.系統(tǒng)調(diào)用 (四)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 二、進程管理 (一)進程與線程 1.進程概念 2.進程的狀態(tài)與轉(zhuǎn)換 3.進程控制 4.進程組織 5.進程通信 共享存儲系統(tǒng)，消息傳遞系統(tǒng)，管道通信。 6.線程概念與多線程模型 (二)處理機調(diào)度 1.調(diào)度的基本概念 2.調(diào)度時機、切換與過程 3.調(diào)度的基本準則 4.調(diào)度方式 5.典型調(diào)度算法 先來先服務調(diào)度算法，短作業(yè)(短進程、短 線程)優(yōu)先調(diào)度算法，時間片輪轉(zhuǎn) 調(diào)度算法，優(yōu)先級調(diào)度算法，高響應比優(yōu)先 調(diào)度算法，多級反饋隊列調(diào)度算法。 (三)同步與互斥 1.進程同步的基本概念 2.實現(xiàn)臨界區(qū)互斥的基本方法 軟件實現(xiàn)方法，硬件實現(xiàn)方法。 3.信號量 4.管程 5.經(jīng)典同步問題 生產(chǎn)者-消費者問題，讀者-寫者問題，哲學 家進餐問題。 (四)死鎖 1.死鎖的概念 2.死鎖處理策略 3.死鎖預防 4.死鎖避免 系統(tǒng)安全狀態(tài)，銀行家算法。 5.死鎖檢測和解除 三、內(nèi)存管理 (一)內(nèi)存管理基礎 1.內(nèi)存管理概念 程序裝入與鏈接， 邏輯地址與物理地址空間， 內(nèi)存保護。 2.交換與覆蓋 3.連續(xù)分配管理方式 4.非連續(xù)分配管理方式 分頁管理方式，分段管理方式，段頁式管理 方式。 (二)虛擬內(nèi)存管理 1.虛擬內(nèi)存基本概念 2.請求分頁管理方式 3.頁面置換算法 最佳置換算法(OPT)，先進先出置換算法 (FIFO)，最近最少使用置換算法(LRU)，時 鐘置換算法(CLOCK)。 4.頁面分配策略 5.工作集 6.抖動 四、文件管理 (一)文件系統(tǒng)基礎 1.文件概念 2.文件的邏輯結(jié)構(gòu) 順序文件，索引文件，索引順序文件。 3.目錄結(jié)構(gòu) 文件控制塊和索引節(jié)點， 單級目錄結(jié)構(gòu)和兩 級目錄結(jié)構(gòu)， 樹形目錄結(jié)構(gòu)， 圖形目錄結(jié)構(gòu)。 4.文件共享 5.文件保護 訪問類型，訪問控制。 (二)文件系統(tǒng)實現(xiàn) 1.文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 2.目錄實現(xiàn) 3.文件實現(xiàn) (三)磁盤組織與管理 1.磁盤的結(jié)構(gòu) 2.磁盤調(diào)度算法 3.磁盤的管理 五、輸入輸出(I/O)管理 (一)I/O 管理概述 1.I/O 控制方式 2.I/O 軟件層次結(jié)構(gòu) (二)I/O 核心子系統(tǒng) 1.I/O 調(diào)度概念 2.高速緩存與緩沖區(qū) 3.設備分配與回收 4.假脫機技術(SPOOLing) 計算機網(wǎng)絡 【考查目標】 1.掌握計算機網(wǎng)絡的基本概念、基本原理和基本方法。 2.掌握計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)和典型網(wǎng)絡協(xié)議，了解典型網(wǎng)絡的組成和特點，理解典型網(wǎng)絡 設備的工作原理。 3.能夠運用計算機網(wǎng)絡的基本概念、 基本原理和基本方法進行網(wǎng)絡系統(tǒng)的分析、 設計和應用。 一、計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu) (一)計算機網(wǎng)絡概述 1.計算機網(wǎng)絡的概念、組成與功能 2.計算機網(wǎng)絡的分類 3.計算機網(wǎng)絡的標準化工作及相關組織 (二)計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)與參考模型 1.計算機網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu) 2.計算機網(wǎng)絡協(xié)議、接口、服務等概念 3.ISO/OSI 參考模型和 TCP/IP 模型 二、物理層 (一)通信基礎 1.信道、信號、寬帶、碼元、波特、速率、 信源與信宿等基本概念 2.奈奎斯特定理與香農(nóng)定理 3.編碼與調(diào)制 4.電路交換、報文交換與分組交換 5.數(shù)據(jù)報與虛電路 (二)傳輸介質(zhì) 1.雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質(zhì) 2.物理層接口的特性 (三)物理層設備 1.中繼器 2.集線器 三、數(shù)據(jù)鏈路層 (一)數(shù)據(jù)鏈路層的功能 (二)組幀 (三)差錯控制 1.檢錯編碼 2.糾錯編碼 (四)流量控制與可靠傳輸機制 1.流量控制、可靠傳輸與滑動窗口機制 2.停止-等待協(xié)議 3.后退 N 幀協(xié)議(GBN) 4.選擇重傳協(xié)議(SR) (五)介質(zhì)訪問控制 1.信道劃分 頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復 用、碼分多路復用的概念和基本原理。 2.隨機訪問 ALOHA 協(xié)議，CSMA 協(xié)議，CSMA/CD 協(xié) 議，CSMA/CA 協(xié)議。 3.輪詢訪問 令牌傳遞協(xié)議 (六)局域網(wǎng) 1.局域網(wǎng)的基本概念與體系結(jié)構(gòu) 2.以太網(wǎng)與 IEEE802.3 3.IEEE802.11 4.令牌環(huán)網(wǎng)的基本原理 (七)廣域網(wǎng) 1.廣域網(wǎng)的基本概念 2.PPP 協(xié)議 3.HDLC 協(xié)議 (八)數(shù)據(jù)鏈路層設備 1.網(wǎng)橋的概念及其基本原理 2.局域網(wǎng)交換機及其工作原理。 四、網(wǎng)絡層 (一)網(wǎng)絡層的功能 1.異構(gòu)網(wǎng)絡互連 2.路由與轉(zhuǎn)發(fā) 3.擁塞控制 (二)路由算法 1.靜態(tài)路由與動態(tài)路由 2.距離-向量路由算法 3.鏈路狀態(tài)路由算法 4.層次路由 (三)IPv4 1.IPv4 分組 2.IPv4 地址與 NAT 3.子網(wǎng)劃分、路由聚集、子網(wǎng)掩碼與 CIDR 4.ARP 協(xié)議、DHCP 協(xié)議與 ICMP 協(xié)議 (四)IPv6 1.IPv6 的主要特點 2.IPv6 地址 (五)路由協(xié)議 1.自治系統(tǒng) 2.域內(nèi)路由與域間路由 3.RIP 路由協(xié)議 4.OSPF 路由協(xié)議 5.BGP 路由協(xié)議 (六)IP 組播 1.組播的概念 2.IP 組播地址 (七)移動 IP 1.移動 IP 的概念 2.移動 IP 通信過程 (八)網(wǎng)絡層設備 1.路由器的組成和功能 2.路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā) 五、傳輸層 (一)傳輸層提供的服務 1.傳輸層的功能 2.傳輸層尋址與端口 3.無連接服務與面