重大计算机专业基础综合.docx

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重大计算机专业基础综合

《计算机学科专业基础综合》考试大纲及参考书目（2014年版）

重庆大学

考试科目代码：

917

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

参考书目

数据结构（C语言版本）.严蔚敏吴伟民.清华大学出版社.第一版第28次印刷.

计算机组成和设计：

硬件/软件接口.机械工业出版社.2012年1月1日.

操作系统：

精髓与设计原理（原书第6版）.斯托林斯（WilliamStallings）着,陈向群,陈渝译.机械工业出版社,2010-09-01.

计算机网络（第五版，简体中文）..清华大学出版社.2012年3月.

数据结构

【考查目标】

掌握数据结构的基本概念、基本原理和基本方法。

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。

能够运用数据结构的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

顺序存储

链式存储

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

二叉树的定义及其主要特性

二叉树的顺序存储结构和链式存储结构

二叉树的遍历

线索二叉树的基本概念和构造

（三）树、森林

树的存储结构

森林与二叉树的转换

树和森林的遍历

（四）树与二叉树的应用

二叉排序树

平衡二叉树

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

邻接矩阵法

邻接表法

邻接多重表、十字链表

（三）图的遍历

深度优先搜索

广度优先搜索

（四）图的基本应用

最小（代价）生成树

最短路径

拓扑排序

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

直接插入排序

折半插入排序

（三）起泡排序（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）各种内部排序算法的比较

（十一）排序算法的应用

计算机组成原理

【考查目标】

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。

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，掌握计算机性能评估的方法。

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。

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

计算机硬件的基本组成

计算机软件的分类

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；计算机性能的评估方法。

二、数据的表示和运算

（一）数制与编码

进位计数制及其相互转换

真值和机器数

BCD码

字符与字符串

校验码

（二）定点数的表示和运算

定点数的表示

无符号数的表示；有符号数的表示。

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，先行进位的概念；定点数的乘/除运算，掌握补码的乘法和原码的除法；溢出概念和判别方法。

（三）浮点数的表示和运算

浮点数的表示

IEEE754标准

浮点数的加/减运算

（四）算术逻辑单元ALU

串行加法器和并行加法器

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

SRAM储器的工作原理

DRAM存储器的工作原理

只读存储器

（四）主存储器与CPU的连接

（五）双端口RAM和多模块存储器

（六）高速缓冲存储器（Cache）

Cache的基本工作原理

Cache和主存之间的映射方式

Cache中主存块的替换算法

Cache写策略

（七）虚拟存储器

虚拟存储器的基本概念

页式虚拟存储器

段式虚拟存储器

段页式虚拟存储器

TLB（快表）

四、指令系统

（一）指令格式

指令的基本格式

定长操作码指令格式

扩展操作码指令格式

（二）指令的寻址方式

有效地址的概念

数据寻址和指令寻址

常见寻址方式

（三）CISC和RISC的基本概念和特点

（四）指令系统设计的基本原则

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

硬布线控制器

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

指令流水线的基本概念

指令流水线的基本实现

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

总线的基本概念

总线的分类

总线的组成及性能指标

（二）总线仲裁

集中仲裁方式

分布仲裁方式

（三）总线操作和定时

同步定时方式

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）外部设备的工作原理

输入设备：

键盘、鼠标

输出设备：

显示器、打印机

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）

I/O接口的功能和基本结构

I/O端口及其编址

I/O地址空间及其编码

（四）I/O方式

程序查询方式

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。

DMA方式

DMA控制器的组成；DMA传送过程。

通道方式

I/O处理机的概念

操作系统

【考查目标】

掌握操作系统的基本概念、基本原理和基本功能，了解操作系统的整体结构。

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。

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.功能.作用和提供的服务

（二）操作系统的发展与分类，典型操作系统的特征

（三）操作系统的接口

（四）操作系统的运行环境

内核态与用户态

中断.异常

系统调用

（五）操作系统体系结构

二、进程管理

（一）进程与线程

进程概念

进程的状态与转换

进程描述

进程制约

进程通信：

共享存储系统，消息传递，管道通信

线程的概念

（二）处理机调度

调度的基本概念

调度时机.切换

调度的基本准则

调度方式

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，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

进程同步与互斥的基本概念

临界资源与临界区

实现临界区互斥的基本方法：

软件实现方法，硬件实现方法

信号量的概念及应用

管程的概念及应用

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

死锁的概念

资源分配图

死锁的条件

死锁处理策略：

死锁预防，死锁避免（系统安全状态.银行家算法），死锁检测与解除

饥饿的概念

三、内存管理

（一）内存管理基础

内存管理概念与功能

交换与覆盖

连续分配管理方式

非连续分配管理方式：

分页管理，分段管理，段页式管理

（二）虚拟内存管理

虚拟内存的概念

局部性原理

请求分页式管理

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）

页面分配策略

工作集

抖动

四、文件管理

（一）文件系统基础

文件概念

文件的逻辑结构：

顺序文件，索引文件，索引顺序文件

目录结构：

文件控制块和索引节点，单级目录结构和多级目录结构，树形目录结构

文件共享

文件保护：

访问类型，访问控制

（二）文件系统实现

文件系统层次结构

目录实现

文件实现

（三）磁盘组织与管理

磁盘结构

磁盘调度算法

磁盘管理

五、输入输出（I/O）管理

（一）I/O管理概述

I/O控制方式

I/O软件层次结构

（二）I/O核心子系统

I/O调度概念

高速缓存与缓冲区

设备分配与回收

假脱机技术（SPOOLing）

计算机网络

【考查目标】

掌握计算机网络的基本概念.基本原理和基本方法。

掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，了解典型网络的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理。

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、计算机网络概述

（一）计算机网络基本概念

计算机网络的概念.组成和功能

计算机网络的分类

（二）计算机网络体系结构

计算机网络协议的三要素：

语法.语义和同步

计算机网络协议层次结构

计算机网络协议服务与协议的关系

（三）网络参考模型

OSI/RM参考模型

TCP/IP参考模型

OSI/RM与TCP/IP比较

二、物理层

（一）数据通信的理论基础

傅里叶分析

带宽有限的信号

信道的最大数据速率

（二）传输介质

双绞线

同轴电缆

光纤

（三）无线传输

无线电传输

微波传输

光通信

通信卫星传输

（四）数字调制与多路复用

基带传输

通带传输

频分复用

时分复用

码分复用

三、数据链路层

（一）数据链路层的功能设计

提供给网络层的服务

成帧

差错控制

流量控制

（二）差错控制

纠错码

检错码

（三）数据链路层协议

有错信道上的单工停-等式协议

滑动窗口协议

四、介质访问控制子层

（一）多路访问协议

ALOHA

载波侦听多路访问协议

无冲突协议

有限竞争协议

无线局域网协议

（二）以太网

经典以太网物理层

经典以太网的MAC子层协议

以太网的性能

交换式以太网

快速以太网

（三）无线局域网

（四）.数据链路层交换

网桥的使用

学习网桥

生成树网桥

中继器/集线器/网桥/交换机/路由器和网关

虚拟局域网

五、网络层

（一）网络层的设计

存储转发数据报交换

面向连接服务与无连接服务

虚电路与数据报网络的比较

（二）路由算法

最短路径算法

泛洪算法

距离矢量算法

链路状态路由

层次路由

（三）Internet的网络层

IPv4协议

IP地址

IPv6协议

Internet控制协议

OSPF-内部网关路由协议

BGP-外部网关路由协议

Internet组播

移动IP

六、传输层

（一）传输服务

Berkeley套接字

套接字编程实例

（二）传输协议的要素

寻址

连接建立

连接释放

差错控制和流量控制

多路复用

崩溃恢复

（三）UDP协议

UDP协议特点

IP伪头部

（四）TCP协议

TCP服务模型

TCP协议

TCP段的头

TCP连接建立

TCP连接释放

TCP滑动窗口

TCP计时器管理

TCP拥塞控制

七、应用层

（一）DNS域名系统

DNS名字空间

名字服务器

域名解析

（二）电子邮件

体系结构和服务

SMTP协议

MIME协议

POP协议

IMAP协议

（三）万维网

万维网体系结构

URL

HTML超文本标记语言

HTTP协议