计算机科学与技术学科知识体系知识分享.docx

1、计算机科学与技术学科知识体系知识分享计算机科学与技术学科知识体系 下面是14个知识领域（ area）及其中的知识单元（llnits）和知识点（topiCS）的描述：1离散结构（DS）1.1函数、关系和集合（核心）DS11.1.1函数DS111.1.1.1满射1.1.1.2到内的映射1.1.1.3逆函数1.1.1.4复合函数1.1.2关系1.1.2.1自反1.1.2.2对称1.1.2.3传递1.1.2.4等价关系1.1.3集合1.1.3.1文氏图1.1.3.2补集1.1.3.3笛卡儿集1.1.3.4幂集1.1.4鸽笼原理1.1.5基数性和可数性1.2基本逻辑（核心）1.2.1命题逻辑1.2.2逻

2、辑连接词1.2.3真值表1.2.4范式1.2.4.1合取式1.2.4.2析取式1.2.5永真性1.2.6谓词逻辑1.2.7全称量词和存在量词1.2.8假言推理、否定式推理1.2.9谓词逻辑的局限性1.3证明技巧（核心）1.3.1蕴涵、逆、逆反、置换、非、永假等概念1.3.2形式证明结构1.3.3直接证明1.3.4反例证法1.3.5逆反式证明法1.3.6反证法1.3.7数学归纳法1.3.8强归纳法1.3.9递归数学定义1.3.10良序1.4计数基础（核心）1.4.1计数变元1.4.2求和与相乘的规则1.4.3包含排斥1.4.4算术和几何级数1.4.5斐波那契（Fibonacci）数列1.4.6排

3、列组合1.4.7基本定义1.4.8恒等式1.4.9二项式定理1.4.10递归关系1.4.11实例1.4.12 Master原理1.5图与树（核心）1.5.1树1.5.2无向图1.5.3有向图1.5.4生成树1.5.5遍历策略1.6离散概率1.6.1有限概率空间、概率度量、事件1.6.2条件概率、独立性、贝叶斯规则1.6.3 整型随机变量、期望2程序设计基础（PF）2.1程序设计基本结构（核心）2.1.1变量、类型、表达式和语句2.1.2高级语言的基本语法和语义2.1.3输人和输出基础2.1.4顺序、条件和循环控制结构2.1.5函数定义、函数调用和参数传递2.1.6程序结构分解基础2.2算法与问

4、题求解（核心）2.2.1问题求解策略2.2.2问题求解算法2.2.3算法实现策略2.2.4调试策略2.2.5算法的概念和特性2.3基本数据结构（核心）2.3.1基本类型2.3.2数组2.3.3记录2.3.4字符串和字符串处理2.3.5数据在存储器中的表示2.3.6静态分配、栈式分配和堆式分配2.3.7运行时的存储器管理2.3.8指针和引用2.3.9链式结构2.3.10栈、队列和哈希表的实现策略2.3.11树和图的实现策略2.3.12数据结构的应用和选择策略2.4递归（核心）2.4.1递归的概念2.4.2递归数学函数2.4.3递归过程2.4.4分治法2.4.5回溯法2.4.6递归的实现2.5事件

5、驱动程序设计（核心）2.5.1事件处理方法2.5.2事件传播2.5.3异常处理3算法与复杂性（AL）3.1算法分析基础（核心）3.1.1复杂性上界和平均复杂性的渐近分析3.1.2最佳、最差和平均情况下的复杂性差异3.1.3大O，小o，和符号3.1.4标准复杂性类3.1.5性能的经验度量3.1.6算法时间、空间复杂性的权衡3.1.7用递归关系分析递归算法3.2算法策略（核心）3.2.1穷举算法3.2.2贪心算法3.2.3分治算法3.2.4回溯法3.2.5分支界限法3.2.6试探法3.2.7模式匹配和字符串文本匹配算法3.2.8数值逼近算法3.3基本算法（核心）3.3.1简单数值算法3.3.2顺序

6、查找算法和折半查找算法3.3.3二次排序算法3.3.3.1选择排序3.3.3.2插人排序3.3.4复杂度为 O（N log N）排序算法3.3.4.1快速排序3.3.4.2堆排序3.3.4.3归并排序3.3.5哈希（ Hash）表，包括冲突消解策略3.3.6二叉查找树3.3.7图的表示3.3.7.1邻接表3.3.7.2邻接矩阵3.3.8深度优先遍历3.3.9广度优先遍历3.3.10最短路径算法（Dijkstra和Floyd算法3.3.11传递闭包（FIoyd算法）3.3.12最小生成树（Prim算法和Kruskal算法）3.3.13拓扑排序3.4分布式算法（核心）3.4.1一致性和选择3.4.

7、2终止探测3.4.3容错3.4.4稳定性3.5可计算性理论基础（核心）3.5.1有限状态自动机3.5.2上下文无关文法3.5.3易解问题和难解问题3.5.4不可计算函数3.5.5停机问题3.5.6不可计算性的含义3.6复杂性类：P类和NP类（选修）3.6.1 P类和NP类的定义3.6.2 NP完全性3.6.3基本的NP完全问题3.6.4归约技术3.7自动机理论（选修）3.7.1确定的有限自动机（DFA）3.7.2非确定的有限自动机（NFA）3.7.3 DFA和NFA的等价性3.7.4正则表达式3.7.5正则表达式的泵引理3.7.6下推自动机（PDA）3.7.7 PDA和上下文无关文法的关系3.

8、7.8上下文无关文法的特性3.7.9图灵机3.7.10非确定的图灵机3.7.11集合和语言3.7.12 Chomsky文法分类3.7.13 ChurchTuring论题3.8高级算法分析（选修）3.8.1退火算法分析3.8.2联机算法和脱机算法3.8.3随机算法3.8.4动态程序设计3.8.5组合优化3.9加密算法（选修）3.9.1密码学史回顾3.9.2私钥密码和密钥交换问题3.9.3公钥密码3.9.4数字签名3.9.5安全协议3.9.6应用（零知识证明，认证系统等等）3.10几何算法（选修）3.10.1线段的性质和线段相交性3.10.2求凸包算法3.11并行算法（选修）3.11.1 PRAM

9、模型3.11.2互斥读写与并发读写3.11.3指针跳转3.11.4 Brent定理和工作效率4计算机组织与体系结构(AR)4.1数字逻辑与数字系统（核心）4.1.1计算机发展历史回顾4.1.2基本的组成元件（逻辑门，触发器，计数器，寄存器，PLA）4.1.3逻辑表达式，最小化，寄存器传输的表示，物理特性（门延迟，扇入，扇出）4.1.4计算机的基本组成，硬件结构，软件的概念，计算机语言及其编译4.1.5计算机系统结构的概念，性能评价4.2数据的机器级表示（核心）4.2.1数值表示和数制4.2.2定点数和浮点数系统4.2.3有符号数的表示方法和基本运算方法4.2.4非数值数据的表示（如字符代码和图

10、象数据）4.2.5系统可靠性与纠错码4.2.6数据运算器的结构4.3汇编级机器组织（核心）4.3.1指令格式4.3.2数据的存储方式与寻址方式4.3.3指令集及其分类（数据操作，控制，输入输出）4.3.4子程序调用和返回机制4.3.5汇编语言和机器语言编程基础4.4存储系统组织和结构（核心）4.4.1存储器件类型及其工作原理4.4.2主存储器的组织和操作4.4.3存储器的延迟，工作周期，带宽提高和交叉存储技术4.4.4层次化存储系统4.4.5高速缓冲存储器（地址映射，块大小，替换和更新机制）4.4.6虚拟存储器（页表，TLB快表）4.5接口和通信（核心）4.5.1输人输出基本原理，信号交换，缓

11、冲存储4.5.2程序控制 IO，中断驱动 IO，DMA4.5.3中断结构，向量化和优先级化，中断识别4.5.4外部存储器的物理组织及驱动4.5.5总线和总线协议，仲裁机构和直接存储器存取（DMA）4.5.6多媒体支持4.5.7 RAID系统结构4.6功能组织（核心）4.6.1简单的数据通路实现4.6.2控制单元，硬连线实现和微程序实现4.6.3指令读取、解码和执行4.6.4异常与中断4.6.5指令流水技术，指令级并行（ ILP）技术与循环级并行技术4.7多处理和其他系统结构（核心）4.7.1 SIMD，MIMD，VLIW和 EPIC4.7.2网络互联（超立方体，混洗交换，网格结构，交叉开关结构

12、）4.7.3共享存储系统4.7.4 cache一致性4.7.5存储模型和存储一致性4.8性能提高技术（选修）4.8.1超标量体系结构4.8.2分支预测4.8.3指令预取4.8.4推测执行4.8.5多线程4.9网络与分布式系统结构（选修）4.9.1 LAN与 WAN4.9.2网络的分层协议4.9.3分布式算法对系统结构的影响4.9.4网络计算4.9.5分布式多媒体5操作系统（OS）5.1操作系统概述（核心）5.1.1操作系统的作用和目的5.1.2操作系统的发展历史5.1.3操作系统的特征和功能5.1.4支持客户服务器模型和手提设备的机制5.1.5有关有效性、健壮性、灵活性、可移植性、安全性、兼容

13、性的设计问题5.1.6安全性、网络化、多媒体、视窗所带来的影响5.2操作系统原理（核心）5.2.1结构化方法（整体的、分层的、模块化的、微内核模型）5.2.2抽象、进程、资源5.2.3应用程序接口（API）的基本概念5.2.4应用的需求以及软、硬件技术的发展5.2.5设备的组织5.2.6中断的方法和实现5.2.7用户系统状态及其保护，以及用户系统状态转换到核心态的原理5.3并发性（核心）5.3.1状态和状态图5.3.2就绪队列、进程控制块等的结构5.3.3调度和状态转换5.3.4中断的作用5.3.5并发执行的优点和缺点5.3.6互斥问题和一些解决的方法5.3.7死锁的产生、条件及其预防措施5.

14、3.8信号量、监控、条件变量、聚集的模型和机制5.3.9生产者消费者问题和同步5.3.10多处理器自旋锁定和重入的问题5.4调度与分派（核心）5.4.1抢占和非抢占调度5.4.2调度和策略5.4.3进程和线程5.4.4里程碑和实时问题5.5内存管理（核心）5.5.1物理内存和内存管理硬件的回顾5.5.2覆盖、交换、分区5.5.3内存分页和分段5.5.4分配和淘汰策略5.5.5工作集和系统颠簸5.5.6高速缓存5.6设备管理（核心）5.6.1串行和并行设备的特点5.6.2设备的分类5.6.3缓冲策略5.6.4直接存储器访问（DMA）5.6.5故障恢复5.7安全与保护（核心）5.7.1系统安全概论

15、5.7.2策略机制分离5.7.3安全方法和设备5.7.4保护、访问、身份验证5.7.5保护模型5.7.6内存保护5.7.7加密技术5.7.8恢复管理5.8文件系统（核心）5.8.1文件中的数据和元数据，文件的操作、组织及缓冲，顺序文件和非顺序文件5.8.2目录的内容和结构5.8.3文件系统（磁盘分区、文件的安装卸载、虚拟文件系统）5.8.4标准的实现技术5.8.5内存映像文件5.8.6特定用途的文件系统5.8.7文件的命名、搜索、访问、备份5.9实时和嵌入式系统（选修）5.9.1进程和任务调度5.9.2实时环境中内存硬盘管理所需要的条件5.9.3故障、风险、恢复5.9.4实时系统中需考虑的特殊

16、问题5.10容错（选修）5.10.1基本概念（可靠性和可用性系统）5.10.2空间和时间冗余5.10.3实现容错的方法5.10.4可靠系统的实例5.11系统性能评价（选修）5.11.1系统性能评价的意义5.11.2评价的内容5.11.3高速缓存、内存分页、调度安排、内存管理、安全等策略5.11.4确定型的、分析型的、仿真型的、具体实现型的评估模型5.11.5收集评估数据的方法（剖析和追踪机制）5.12脚本（选修）5.12.1脚本和脚本语言的作用5.12.2基本系统命令5.12.3建立脚本、传递参数5.12.4执行一个脚本5.12.5脚本对编程的影响6网络及其计算（ NC ）6.1网络及其计算介

17、绍（核心）6.1.1网络和因特网发展的历史和背景6.1.2网络体系结构6.1.3网络及其计算的主要内容6.1.4网络和协议6.1.5网络多媒体系统6.1.6分布式计算6.1.7移动和无线计算6.2通信与网络（核心）6.2.1网络标准与相关标准化组织6.2.2 ISO七层参考模型和 TCPIP模型6.2.3电路交换和分组交换6.2.4流和数据报6.2.5网络物理层概念：理论基础、传输媒体、标准以及接口6.2.6数据链路层概念：组帧、差错控制、流量控制和协议6.2.7互联和路由：路由算法、拥塞控制以及网络互联6.2.8传输层服务：连接的建立与释放、性能问题、传输层的基本元素6.3网络安全（核心）6

18、.3.1密码学基础6.3.2密钥算法6.3.3公钥算法6.3.4认证协议6.3.5数字签名6.3.6举例6.4客户服务器计算举例（核心）6.4.1 Web技术6.4.2服务器端程序6.4.3公共网关接口（CGI）程序6.4.4客户端脚本6.4.5 Applet概念6.4.6 Web服务器特征6.4.7处理许可6.4.8文件管理6.4.9常用服务器体系的性能6.4.10客户计算机的角色6.4.11客户服务器联系的性质6.4.12 Web协议6.4.13 Web站点创建和Web管理的支持工具6.4.14开发因特网信息服务器6.4.15客户端程序开发6.5构建Web应用（核心）6.5.1应用层协议6

19、.5.2 Web工程原理6.5.3数据库驱动的Web站点6.5.4远程过程调用（RPC）6.5.5轻量分布式对象6.5.6中间件的角色6.5.7支持工具6.5.8分布式对象系统的安全问题6.5.9基于Web的企业级应用6.6网络管理（核心）6.6.1网络管理问题概述6.6.2口令和访问控制技术的使用6.6.3域名和名字服务6.6.4因特网服务提供者（ISP）问题6.6.5安全问题和防火墙6.6.6服务质量问题：性能、故障恢复6.7压缩与解压缩（选修）6.7.1模拟和数字表示法6.7.2编码和解码算法6.7.3有损和无损压缩6.7.3数据压缩：Huffman编码、Ziv-Lempel算法6.7.

20、4视频压缩和解压缩6.7.5图像压缩和解压缩6.7.6音频压缩和解压缩6.7.7定时、压缩因子以及实时应用的适宜性6.8多媒体数据技术（选修）6.8.1声音和音频、图像和图形、动画和视频6.8.2多媒体标准（音频、音乐、图形、图像、电话、视频以及TV）6.8.3容量计划和性能问题6.8.4输入输出设备（扫描仪、数码相机、触摸屏、语音识别）6.8.5 MIDI键盘、合成6.8.6存储标准（CD-ROM、DVD）6.8.7多媒体服务器和文件系统6.8.8支持多媒体开发的工具6.9无线和移动计算（选修）6.9.1概述历史、发展以及无线标准的兼容性6.9.2无线和移动计算的特殊问题6.9.3无线局域网

21、和基于卫星的网络6.9.4无线本地回路6.9.5移动因特网协议6.9.6扩展客户服务器模型，以适应移动的特征6.9.7移动数据访问：服务器数据分发和客户缓冲管理6.9.8支持移动和无线计算的软件包6.9.9中间件和支持工具的角色6.9.10性能问题6.9.11新技术7程序设计语言（ PL）7.1程序设计语言概论（核心）7.1.1程序设计语言的历史7.1.2程序设计语言范型概述7.1.2.1过程式语言7.1.2.2面向对象语言7.1.2.3函数语言7.1.2.4说明性，非算法式语言7.1.2.5脚本式语言7.1.3程序设计方法学的规模效应7.2虚拟机（核心）7.2.1虚拟机的概念7.2.2虚拟机

22、层次结构7.2.3中间语言7.2.4不同机器上运行代码的安全性问题7.3语言翻译简介（核心）7.3.1解释器和编译器的比较7.3.2语言翻译步骤（词法分析，语法分析，代码生成，优化）7.3.3机器相关翻译，机器无关翻译7.4声明和类型（核心）7.4.1类型的值集和操作集的概念7.4.2声明模式（绑定、可见性、作用域与生存期）7.4.3类型检查概论7.4.4垃圾回收7.5抽象机制（核心）7.5.1过程和函数等抽象机制7.5.2参数化机制（引用调用和值调用）7.5.3活动记录和内存管理7.5.4类型参数和参数化类型7.5.5程序设计语言模型7.6面向对象程序设计（核心）7.6.1面向对象设计7.6

23、.2封装与信息隐藏7.6.3行为与实现的分离7.6.4类与子类7.6.5继承（支配，动态派生）7.6.6多态性（子类型多态和继承）7.6.7类的层次7.6.8类的收集与重用协议7.6.9对象和方法的内部表示7.7函数程序设计（选修）7.7.1函数语言概述和机能7.7.2递归表，自然数，树和其他递归定义数据7.7.3语用学（通过划分和占用进行调试，数据结构的延续）7.7.4函数数据结构的分期清偿效应7.7.5数据函数的关闭和使用（有限集，流）7.8语言翻译系统（选修）7.8.1正规表达式在词法分析中的应用7.8.2分析（具体和抽象语法分析，抽象语法分析树）7.8.3表驱动和递归下降分析法中上下文

24、无关文法的应用7.8.4符号表管理7.8.5通过走树生成代码7.8.6优化技术7.8.7特定体系结构的处理：指令选择和寄存器分配7.8.8翻译处理支撑工具的使用及其优点7.8.9程序库和分别编译7.8.10语法制导工具的构造7.9类型系统（选修）7.9.1具有操作集的值集的数据类型7.9.2数据类型：7.9.2.1基本数据类型7.9.2.2构造和副构造类型7.9.2.3代数类型7.9.2.4递归类型7.9.2.5向量（函数）类型7.9.2.6参数类型数据类型和用户自定义数据类型7.9.3数据类型的划分7.9.4基本数据类型、结构数据类型和用户自定义数据类型7.9.5类型检查模型7.9.6用户自

25、定义类型的语义模型：7.9.6.1类型省略7.9.6.2抽象数据类型7.9.6.3类型等价7.9.7参数的多态性7.9.8子类型的多态性7.9.9类型检查算法7.10程序设计语言的语义（选修）7.10.1非形式语义学7.10.2形式语义学概述7.10.3指称语义学7.10.4公理化语义学7.10.5操作语义学7.11程序设计语言的设计（选修）7.11.1程序设计语言的设计总则及目标7.11.2设计目标7.11.3类型机制7.11.4数据结构模型7.11.5控制结构模型7.11.6抽象机制8人机交互（ HC）8.1人机交互基础（核心）8.1.1动机：为什么关心人8.1.2 HCI的内容（工具、

26、Web超媒体和通信）8.1.3以人为本的开发和评估8.1.4人的行为模型：感知、行动和认知8.1.5人的行为模型：文化、交流和组织8.1.6适应人群的多样性8.1.7好的设计和设计者的原则；工程评价8.1.8可用性测试介绍8.2简单图形用户界面的创建（核心）8.2.1图形用户界面（GUI）的原理8.2.2 GUI套件8.3以人为本的软件评估（选修）8.3.1设置评价目标8.3.2不考虑用户的评价：预演，击键模型（ KLM），准则和标准8.3.3考虑用户的评价：可用性测试，采访，调查，实验8.4以人为本的软件开发（选修）8.4.1方法、特征和处理的概况8.4.2功能性和可用性：任务分析、对话、调

27、查8.4.3详细说明交互和演示8.4.4建模的技术和工具：8.4.4.1故事板8.4.4.2继承和动态调度8.4.4.3建模语言和GUI生成器8.5图形用户界面的设计（选修）8.5.1交互方式和交互技术的选择8.5.2 HCI常用界面工具8.5.3 HCI屏幕设计：布局、颜色、字体、标签8.5.4对人的疏忽大意进行处理8.5.5高级屏幕设计：可视化、演示性和隐喻性8.5.6交互的多样性：图形、声音等8.5.7三维立体式交互和虚拟现实8.6图形用户界面的编程（选修）8.6.1 UIMS，对话和层次分析8.6.2配件类8.6.3事件管理和用户交互8.6.4几何管理8.6.5 GUI生成器和UI编程

28、环境8.6.6跨平台设计8.7多媒体系统的人机交互（选修）8.7.1信息分类和结构：层次，超媒体8.7.2信息检索和人的行为8.7.2.1 Web搜索8.7.2.2数据库查询语言的可用性8.7.2.3图形8.7.2.4声音8.7.3多媒体信息系统的HCI设计8.7.4语音识别和自然语言处理8.7.5信息设备和移动计算8.8协作和通信的人机交互（选修）8.8.1支持专用的群件：资料准备，多人游戏8.8.2异步通信：email、告示牌8.8.3同步通信：聊天室、会议召开8.8.4在线社区：MUDsMODs8.8.5软件特征和智能化9图形学和可视化计算（ G V）9.1图形学的基本技术（核心）9.1

29、.1各种层次上的图形软件9.1.2使用图形 API（应用编程接口）9.1.3简单的彩色模型（RGB，HSB，CMYK）9.1.4齐次坐标9.1.5仿射变换（缩放、旋转、平移）9.1.6取景变换9.1.7裁剪9.2图形系统（核心）9.2.1光栅和向量图形系统9.2.2视频显示设备9.2.3物理输人设备和逻辑输人设备9.2.4图形系统开发者所面临的一些问题9.3图形通信（选修）9.3.1色彩心理动力学及色彩问的相互作用9.3.2色彩修正以弥补视觉效果的不足9.3.3不同色彩的文化内涵9.3.4使用伪彩色调色板以满足特殊观众的需要9.3.5构造能深刻理解的视图9.3.6对实际视频和硬拷贝进行图像修改9.3.7使用表示色彩和其他可视数据中关键信息的图标符号9.3.8在图像中使用表示上下文关系及背景信息的文字9.3.9可视化用户对图像操作的信息反馈9.4几何建模（选修）