2020 408计算机学科基础综合考研大纲

一、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)排序算法的应用二、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.Cache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;微指令的编码方式;微地址的形式方式。(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、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。三、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)四、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、可靠传输与滑轮窗口机制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.随即访问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.电子邮件系统的组成结构2.电子邮件格式与MIME3.SMTP协议与POP3协议(五)协议