南京航空航天大学计算机考研829大纲

一、计算机组成原理部分【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，并能对一些基本部件进行简单设计。【大纲】1．计算机系统概述（1）.了解计算机的发展历程；（2）.掌握冯?诺依曼计算机结构的特点，计算机硬件的基本组成与功能，计算机系统的组成（硬件+软件）及其层次结构，计算机的工作原理；（3）.掌握计算机的性能指标，具体包括CPU执行时间、CPI、时钟周期、主频、MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS等；2．数据的机器级表示（1）．掌握数制与编码：包括进位计数制及其相互转换，真值和机器数，BCD编码，字符与字符串，校验码；（2）.熟练掌握定点数的表示与运算：包括无符号数的表示和有符号整数的表示，定点数的移位运算；原码定点数加减运算；补码定点数加减法运算；定点数乘除运算；识记溢出概念和判别方法；（3）.掌握浮点数的表示与运算：包括浮点数的表示，IEEE754标准，浮点数的加减运算及其规格化；（4）．理解算术逻辑单元ALU：包括串行加法器和并行加法器，算术逻辑单元ALU的功能与结构；3．运算方法与运算部件（1）．掌握不同层次程序员看到的运算：高级语言以C语言为例，ISA层面则以MIPS为例；（2）.了解串行加法器、并行加法器及先行进位部件，掌握算术逻辑部件ALU的设计；（3）.掌握定点数运算及运算部件：补码加减运算，无符号数乘法运算，无符号除法运算；掌握补码加减运算器如何实现；（4）.掌握浮点数加减运算及浮点数运算的精度问题；了解相应的运算部件实现思想；4．存储器分层体系结构（1）．了解存储器的分类及其分层结构，半导体存储器随机访问存储器的组织，只读存储器及主存的主要技术指标等；掌握存储器芯片与CPU的连接，多模块存储器的交叉存储；（2）．掌握高速缓冲存储器的CPU的基本访存过程，Cache和主存之间的映射方式，程序访问的局部性原理对编程的影响及Cache-friendly的程序，了解Cache替换算法和Cache写策略；（3）．掌握虚拟存储器的基本概念，三种实现方案，缺页的处理以及快表的工作原理，注意虚拟地址和物理地址的转换问题，如何查段表和页表；TLB的原理和作用；平均访问时间的计算等。5．指令系统（1）．熟练掌握指令的基本格式，包括定长操作码和扩展操作码的优缺点对比，采用扩展操作码方式指令数目的计算以及设计；（2）．指令的寻址方式：识记有效地址的概念，了解数据寻址和指令寻址，掌握常见寻址方式及寻址过程；（3）.了解CISC和RISC的基本概念及区别；6．中央处理器（1）．熟练掌握指令的执行过程，并结合微指令考察一条指令执行的各个步骤；（2）.掌握CPU数据通路的功能及基本结构；（3）.熟练掌握控制器的功能和工作原理，包括硬布线控制器，微程序控制器（4）.掌握异常与中断的处理机制；7．系统总线（1）．了解总线概述：识记总线的基本概念，分类，总线的组成及性能指标；（2）.掌握总线仲裁的仲裁方式以及各自的工作原理；（3）.掌握总线操作和定时方式以及原理；（4）.了解总线标准，常用标准所规定的机械结构、功能结构和电气规范；8．输入输出组织（1）．了解I/O系统基本概念（2）.识记各种外部设备，理解这些设备的基本工作原理和常见的性能指标；（3）.识记I/O接口的功能和基本结构，I/O端口及其编址；（4）.熟练掌握I/O的三种控制方式；中断方式要求掌握中断的基本概念，中断响应过程，中断处理过程，多重中断和中断屏蔽等；DMA方式要求掌握DMA控制器的组成和DMA的传送过程。二、操作系统部分【目标】1.理解操作系统在计算机系统中的地位、作用及其发展历史和特点。2.理解操作系统的基本概念、原理和思维方式，掌握操作系统基本的设计方法与实现技术。3.能够运用操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题。【大纲】1．操作系统概述（1）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务（2）操作系统的发展与分类（3）操作系统的基本结构2．进程管理(1)前驱图以及程序顺序执行和并发执行的特点(2)进程的基本概念和思想(3)进程的状态与转换(4)进程控制块及其作用(5)进程组织(6)进程同步：进程同步的概念和同步原则，临街资源和临界区的概念，信号量及其应用，经典进程同步问题(7)进程通信的基本概念和方法(8)线程的概念和多线程模型3．调度与死锁（1）调度的概念（2）调度队列模型（3）调度的基本准则与方式（4）各种调度算法及其评价（5）死锁问题及其处理方法，包括死锁的概念和原因，产生死锁的必要条件，死锁处理策略，死锁的预防、避免、以及检测和解除。4．内存管理（1）内存管理的基本概念：链接与装入，逻辑地址与物理地址空间，对换与覆盖，重定位（2）连续内存分配方法，离散内存分配方法（分页、分段、段页），（3）虚拟内存分配方法（虚拟内存的概念，局部性原理，实现虚拟内存所需的硬件和软件支持，请求分页（段）管理，页面置换算法）（4）内存保护与共享（5）抖动的概念和处理方法5．设备管理（1）I/O体系结构（2）I/O控制方法（3）I/O分配中的数据结构和分配方法（4）通道和通道程序（5）设备独立性及其实现方法（6）虚拟设备和SPOOLing技术（7）缓冲管理（8）设备处理与I/O软件（9）设备分配6．磁盘与文件系统（1）磁盘的结构和基本概念（2）磁盘的调度（3）磁盘的性能改善和容错（4）外存分配方法与物理文件组织（5）文件存储空间的管理（6）逻辑文件组织（7）文件的基本操作（8）文件目录及其管理（9）文件共享和保护7．操作系统接口（1）操作系统接口类型（2）系统调用概念（3）系统调用的类型和实现方法三、数据结构部分【目标】1.理解数据结构的基本概念；掌握数据的逻辑结构、存储结构，以及各种基本操作的实现。2.能对算法的时间复杂度与空间复杂度进行基本的分析。3.能选择合适的数据结构和方法进行问题求解，具备采用C或C++语言设计与实现算法的能力。【大纲】1．数据结构基本概念及简单的算法分析（1）数据结构基本概念；（2）算法的定义、特性；（3）简单的算法分析：时间复杂度、空间复杂度；2．线性表（1）顺序表和链表的存储与基本操作；（2）顺序表和链表的应用；（3）循环链表；双向链表；3．栈和队列（1）栈和队列的定义；（2）栈和队列的顺序和链式存储；（3）栈和队列的应用；4．字符串（1）字符串的定义、存储和操作；（2）字符串的模式匹配；5．数组和广义表（1）数组的顺序存储表示；（2）矩阵的压缩存储：特殊矩阵、稀疏矩阵；（3）广义表的定义和存储结构；6．树与二叉树（1）二叉树的定义、性质和存储结构；（2）遍历二叉树；（3）树的定义和存储结构；（4）赫夫曼编码；7．图（1）图的基本概念；图的存储表示：邻接矩阵、邻接表；（2）图的遍历与连通性；（3）最小生成树；（4）拓扑排序；（5）关键路径；（6）最短路径；8．查找（1）顺序表查找；有序表查找；索引顺序表查找；（2）二叉排序树；平衡二叉树；B-树；（3）哈希表的构造和冲突处理方法；9．内部排序（1）插入排序；（2）交换排序；（3）选择排序；（4）归并排序；（5）基数排序；（6）内部排序算法的比较和应用；