2018计算机学科专业基础综合考试大纲

2018年计算机学科专业基础综合考试大纲I考试性质计算机学科专业基础综合考试是为高等院校和科研院所招收计算机科学与技术学科的硕士研究生而设置的具有选拔性质的联考科目，其目的是科学、公平、有效地测试考生掌握计算机科学与技术学科大学本科阶段专业知识、基本理论、基本方法的水平和分析问题、解决问题的能力，评价的标准是高等院校计算机科学与技术学科优秀本科毕业生所能达到的及格或及格以上水平，以利于各高等院校和科研院所择优选拔，确保硕士研究生的招生质量。II考查目标计算机学科专业基础综合考试涵盖数据结构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的基本概念、基本原理和基本方法，能够综合运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。III考试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。二、答题方式答题方式为闭卷、笔试。三、试卷内容结构数据结构45分计算机组成原理45分操作系统35分计算机网络25分四、试卷题型结构单项选择题80分（40小题，每小题2分）综合应用题70分IV考查内容数据结构【考查目标】1.掌握数据结构的基本概念、基本原理和基本方法。2.掌握数据的逻辑结构、存储结构及基本操作的实现，能够对算法进行基本的时间复杂度与空间复杂度的分析。3.能够运用数据结构基本原理和方法进行问题的分析与求解，具备采用C或C++语言设计与实现算法的能力。一、线性表（一）线性表的定义和基本操作（二）线性表的实现1.顺序存储2.链式存储3.线性表的应用二、栈、队列和数组（一）栈和队列的基本概念（二）栈和队列的顺序存储结构（三）栈和队列的链式存储结构（四）栈和队列的应用（五）特殊矩阵的压缩存储三、树与二叉树（一）树的基本概念（二）二叉树1.二叉树的定义及其主要特征2.二叉树的顺序存储结构和链式存储结构3.二叉树的遍历4.线索二叉树的基本概念和构造（三）树、森林1.树的存储结构2.森林与二叉树的转换3.树和森林的遍历（四）树与二叉树的应用1.二叉排序树2.平衡二叉树3.哈夫曼（Huffman）树和哈夫曼编码四、图（一）图的基本概念（二）图的存储及基本操作1.邻接矩阵法2.邻接表法3.邻接多重表、十字链表（三）图的遍历1.深度优先搜索2.广度优先搜索（四）图的基本应用1.最小（代价）生成树2.最短路径3.拓扑排序4.关键路径五、查找（一）查找的基本概念（二）顺序查找法（三）分块查找法（四）折半查找法（五）B树及其基本操作、B+树的基本概念（六）散列（Hash）表（七）字符串模式匹配（八）查找算法的分析及应用六、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）气泡排序（bubblesort）（四）简单选择排序（五）希尔排序（shellsort）（六）快速排序（七）堆排序（八）二路归并排序（mergesort）（九）基数排序（十）外部排序（十一）各种内部排序算法的比较（十二）排序算法的应用计算机组成原理【考查目标】1.理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。2.理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。3.能够综合运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，对一些基本部件进行简单设计；并能对高级程序设计语言（如C语言）中的相关问题进行分析。一、计算机系统概述（一）计算机发展历程（二）计算机系统层次结构1.计算机系统的基本组成2.计算机硬件的基本组成3.计算机软件和硬件的关系4.计算机系统的工作过程（三）计算机性能指标吞吐量、响应时间，CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间，MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS。二、数据的表示和运算（一）数制与编码1.进位计数制及其相互转换2.真值和机器数3.BCD码4.字符与字符串5.校验码（二）定点数的表示和运算1.定点数的表示无符号数的表示；有符号整数的表示。2.定点数的运算定点数的位移运算；原码定点数的加减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。（三）浮点数的表示和运算1.浮点数的表示IEEE754标准2.浮点数的加/减运算（四）算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和结构三、存储器层次结构（一）存储器的分类（二）存储器的层次化结构（三）半导体随机存取存储器1.SRAM存储器2.DRAM存储器3.只读存储器4.Flash存储器（四）主存储器与CPU的连接（五）双口RAM和多模块存储器（六）高速缓冲存储器（Cache）1.Cache的基本工作原理2.Cach和主存之间的映射方式3.Cache中主存块的替换算法4.Cache写策略（七）虚拟存储器1.虚拟存储器的基本概念2.页式虚拟存储器3.段式虚拟存储器4.段页式虚拟存储器5.TLB（快表）四、指令系统（一）指令格式1.指令的基本格式2.定长操作码指令格式3.扩展操作码指令格式（二）指令的寻址方式1.有效地址的概念2.数据寻址和指令寻址3.常见寻址方式（三）CISC和RISC的基本概念五、中央处理器（CPU）（一）CPU的功能和基本结构（二）指令执行过程（三）数据通路的功能和基本结构（四）控制器的功能和工作原理1.硬布线控制器2.微程序控制器微程序、微指令和微命令，微指令格式，微命令的编码方式；微地址的形成方式。（五）指令流水线1.指令流水线的基本概念2.指令流水线的基本实现3.超标量和动态流水线的基本概念（六）多核处理器的基本概念六、总线（一）总线概述1.总线的基本概念2.总线的分类3.总线的组成及性能指标（二）总线仲裁1.集中仲裁方式2.分布仲裁方式（三）总线操作和定时1.同步定时方式2.异步定时方式（四）总线标准七、输入输出（I/O）系统（一）I/O系统基本概念（二）外部设备1.输入设备：键盘、鼠标2.输出设备：显示器、打印机3.外存储器：硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器（三）I/O接口（I/O控制器）1.I/O接口的功能和基本结构2.I/O端口及其编址（四）I/O方式1.程序查询方式2.程序中断方式中断的基本概念；中断响应过程；中断处理过程；多重中断和中断屏蔽的概念。3.DMA方式DMA控制器的组成，DMA传送过程。操作系统【考查目标】1.掌握操作系统的基本概念、基本原理和基本功能，理解操作系统的整体运行过程。2.掌握操作系统进程、内存、文件和I/O管理的策略、算法、机制以及相互关系。3.能够运用所学的操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题，并能利用C语言描述相关算法。一、操作系统概述（一）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务（二）操作系统的发展与分类（三）操作系统的运行环境1.内核态与用户态2.中断、异常3.系统调用（四）操作系统体系结构二、进程管理（一）进程与线程1.进程概念2.进程的状态与转换3.进程控制4.进程组织5.进程通信共享存储系统；消息传递系统；管道通信。6.线程概念与多线程模型（二）处理机调度1.调度的基本概念2.调度时机、切换与过程3.调度的基本准则4.调度方式5.典型调度算法先来先服务调度算法；短作业（短进程、短线程）优先调度算法；时间片轮转调度算法；优先级调度算法；高响应比优先调度算法；多级反馈队列调度算法。（三）同步与互斥1.进程同步的基本概念2.实现临界区互斥的基本方法软件实现方法；硬件实现方法。3.信号量4.管程5.经典同步问题生产者-消费者问题；读者-写者问题；哲学家进餐问题。（四）死锁1.死锁的概念2.死锁处理策略3.死锁预防4.死锁避免系统安全状态，银行家算法。5.死锁检测和解除三、内存管理（一）内存管理基础1.内存管理概念程序装入与链接；逻辑地址与物理地址空间；内存保护。2.交换与覆盖3.连续分配管理方式4.非连续分配管理方式分页管理方式；分段管理方式；段页式管理方式。（二）虚拟内存管理1.虚拟内存基本概念2.请求分页管理方式3.页面置换算法最佳置换算法（OPT）；先进先出置换算法（FIFO）；最近最少使用置换算法（LRU）；时钟置换算法（CLOCK）。4.页面分配策略5.工作集6.抖动四、文件管理（一）文件系统基础1.文件概念2.文件的逻辑结构顺序文件；索引文件；索引顺序文件。3.目录结构文件控制块和索引节点；单级目录结构和两级目录结构；树形目录结构；图形目录结构。4.文件共享5.文件保护访问类型；访问控制。（二）文件系统实现1.文件系统层次结构2.目录实现3.文件实现（三）磁盘组织与管理1.磁盘的结构2.磁盘调度算法3.磁盘的管理五、输入输出（I/O）管理（一）I/O管理概述1.I/O控制方式2.I/O软件层次结构（二）I/O核心子系统1.I/O调度概念2.高速缓存与缓冲区3.设备分配与回收4.假脱机技术（SPOOLing）计算机网络【考查目标】1.掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法。2.掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理。3.能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。一、计算机网络体系结构（一）计算机网络概述1.计算机网络的概念、组成与功能2.计算机网络的分类3.计算机网络的标准化工作及相关组织（二）计算机网络体系结构与参考模型1.计算机网络分层结构2.计算机网络协议、接口、服务等概念3.ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型二、物理层（一）通信基础1.信道、信号、宽带、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念2.奈奎斯特定理与香农定理3.编码与调制4.电路交换、报文交换与分组交换5.数据报与虚电路（二）传输介质1.双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质2.物理层接口的特性（三）物理层设备1.中继器2.集线器三、数据链路层（一）数据链路层的功能（二）组帧（三）差错控制1.检错编码2.纠错编码（四）流量控制与可靠传输机制1.流量控制、可靠传输与滑动窗口机制2.停止-等待协议3.后退N帧协议（GBN）4.选择重传协议（SR）（五）介质访问控制1.信道划分频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理。2.随机访问ALOHA协议；CSMA协议；CSMA/CD协议；CSMA/CA协议。3.轮询访问：令牌传递协议（六）局域网1.局域网的基本概念与体系结构2.以太网与IEEE802.33.IEEE802.114.令牌环网的基本原理（七）广域网1.广域网的基本概念2.PPP协议3.HDLC协议（八）数据链路层设备1.网桥的概念和基本原理2.局域网交换机及其工作原理。四、网络层（一）网络层的功能1.异构网络互联2.路由与转发3.拥塞控制（二）路由算法1.静态路由与动态路由2.距离-向量路由算法3.链路状态路由算法4.层次路由（三）IPv41.IPv4分组2.IPv4地址与NAT3.子网划分与子网掩码、CIDR4.ARP协议、DHCP协议与ICMP协议（四）IPv61.IPv6的主要特点2.IPv6地址（五）路由协议1.自治系统2.域内路由与域间路由3.RIP路由协议4.OSPF路由协议5.BGP路由协议（六）IP组播1.组播的概念2.IP组播地址（七）移动IP1.移动IP的概念2.移动IP的通信过程（八）网络层设备1.路由器的组成和功能2.路由表与路由转发五、传输层（一）传输层提供的服务1.传输层的功能2.传输层寻址与端口3.无连接服务与面向连接服务（二）UDP协议1.UDP数据报2.UDP校验（三）TCP协议1.TCP段2.TCP连接管理3.TCP可靠传输4.TCP流量控制与拥塞控制六、应用层（一）网络应用模型1.客户/服务器模型2.P2P模型（二）DNS系统1.层次域名空间2.域名服务器3.域名解析过程（三）FTP1.FTP协议的工作原理2.控制连接与数据连接（四）电子邮件1.电子邮件系统的组