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I 考試性質

計算機學科專業基礎綜合考試是為高等院校和科研院所招收計算機科學與 技術學科的碩士研究生而設置的具有選拔性質的聯考科目，其目的是科學、公平、 有效地測試考生掌握計算機科學與技術學科大學本科階段專業知識、基本理論、 基本方法的水平和分析問題、解決問題的能力，評價的標準是高等院校計算機科 學與技術學科優秀本科畢業生所能達到的及格或及格以上水平，以利于各高等院 校和科研院所擇優選拔，確保碩士研究生的招生質量。

II 考查目標

計算機學科專業基礎綜合考試涵蓋數據結構、計算機組成原理、操作系統和 計算機網絡等學科專業基礎課程。要求考生比較系統地掌握上述專業基礎課程的 基本概念、基本原理和基本方法，能夠綜合運用所學的基本原理和基本方法分析、 判斷和解決有關理論問題和實際問題。

III 試形式和試卷結構

一、試卷滿分及考試時間

本試卷滿分為 150 分，考試時間為 180 分鐘。

二、答題方式

答題方式為閉卷、筆試。

 三、試卷內容結構

數據結構 45 分、計算機組成原理 45 分、操作系統 35 分、計算機網絡 25 分 四、試卷題型結構

單項選擇題 80 分 (40 小題，每小題 2 分)、綜合應用題 70 分 IV 考查內容

【數據結構】

【考查目標】

1.掌握數據結構的基本概念、基本原理和基本方法。

2.掌握數據的邏輯結構、存儲結構及基本操作的實現，能夠對算法進行基本 的時間復雜度與空間復雜度的分析。

3.能夠運用數據結構基本原理和方法進行問題的分析與求解，具備采用 C 或 C++語言設計與實現算法的能力。

一、線性表

(一)線性表的基本概念 (二)線性表的實現

1.順序存儲

2.鏈式存儲 (三)線性表的應用

二、棧、隊列和數組 (一)棧和隊列的基本概念 (二)棧和隊列的順序存儲結構 (三)棧和隊列的鏈式存儲結構 (四)多維數組的存儲 (五)特殊矩陣的壓縮存儲 (六)棧、隊列和數組的應用

三、樹與二叉樹 (一)樹的基本概念 (二)二叉樹

1.二叉樹的定義及其主要特征

2.二叉樹的順序存儲結構和鏈式存儲結構

3.二叉樹的遍歷

4.線索二叉樹的基本概念和構造 (三) 樹、森林

1.樹的存儲結構

2.森林與二叉樹的轉換

3.樹和森林的遍歷 (四)樹與二叉樹的應用

1.哈夫曼(Huffman)樹和哈夫曼編碼

2.并查集及其應用

四、圖

(一)圖的基本概念 (二)圖的存儲及基本操作

1.鄰接矩陣法

2.鄰接表法

3.鄰接多重表、十字鏈表 (三)圖的遍歷

1.深度優先搜索

2.廣度優先搜索 (四)圖的基本應用

1.最小(代價)生成樹

2.最短路徑

3.拓撲排序

4.關鍵路徑 五、查找

(一)查找的基本概念 (二)順序查找法 (三)分塊查找法 (四)折半查找法

(五)B 樹及其基本操作、B+樹的基本概念 (六)散列(Hash)表

(七)樹型查找 1.二叉搜索樹

2.平衡二叉樹

3.紅黑樹 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)氣泡排序(bubble sort) (四)簡單選擇排序 (五)希爾排序(shell sort)

(六)快速排序 (七)堆排序

(八)二路歸并排序(merge sort) (九)基數排序

(十)外部排序 (十一)排序算法的分析與應用

【計算機組成原理】

【考查目標】

1.理解單處理器計算機系統中各部件的內部工作原理、組成結構以及相互連 接方式，具有完整的計算機系統的整機概念。

2.理解計算機系統層次化結構概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令 集體系結構的基本知識和基本實現方法。

3.能夠綜合運用計算機組成的基本原理和基本方法，對有關計算機硬件系統 中的理論和實際問題進行計算、分析，對一些基本部件進行簡單設計; 并能對高級程序設計語言(如 C 語言)中的相關問題進行分析。

一、計算機系統概述 (一)計算機系統層次結構

1.計算機系統的基本組成

2.計算機硬件的基本結構

3.計算機軟件和硬件的關系

4.計算機系統的工作原理 “存儲程序"工作方式，高級語言程序與機器語言程序之間的轉換,程序

和指令的執行過程 (二)計算機性能指標

吞吐量、響應時間;CPU 時鐘周期、主頻、CPI、CPU 執行時間;MIPS、 MFLOPS 、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLOPS、ZFLOPS。

二、數據的表示和運算 (一)數制與編碼

1.進位計數制及其相互轉換

2.真值和機器數

3.字符與字符串 (二)定點數的表示和運算 1.定點數的表示

無符號數的表示;有符號整數的表示。 2.定點數的運算

定點數的位移運算;原碼定點數的加減運算;補碼定點數的加/減運算; 定點數的乘/除運算;溢出概念和判別方法。

(三)浮點數的表示和運算

1.浮點數的表示 IEEE 754 標準

2.浮點數的加/減運算 (四)運算方法和運算電路【表述變更】

1.基本運算部件：加法器、算數邏輯部件 ALU

2.減法運算：補碼加減運算器，標志位的生成

3.乘除運算：乘除運算的基本原理，乘除發電路的基本結構 三、存儲器層次結構

(一)存儲器的分類 (二)層次化存儲器的的基本結構 (三)半導體隨機存取存儲器

1.SRAM 存儲器

2.DRAM 存儲器 3.Flash 存儲器

(四)主存儲器

1. DRAM 芯片和內存條

2.多模塊存儲器

3.主存和 CPU 之間的連接 (五)外部存儲器

1.磁盤存儲器

2.固態硬盤(SSD) (六)高速緩沖存儲器(Cache)

1.Cache 的基本工作原理

2.Cache 和主存之間的映射方式

3.Cache 中主存塊的替換算法 4.Cache 寫策略

(七)虛擬存儲器 1.虛擬存儲器的基本概念

2.頁式虛擬存儲器 基本原理，頁表，地址轉換，TLB (快表)。 3.段式虛擬存儲器

4.段頁式虛擬存儲器 四、指令系統

(一)指令系統的基本概念

(二)指令格式 (三)尋址方式

(四)數據的對齊和大/小端存放方式 (五) CISC 和 RISC 的基本概念

(六)高級語言程字與機器級代碼之間的對應 1.編譯器、匯編器和鏈接器的基本概念

2.選擇結構語句的機器級表示

3.循環結構語句的機器級表示

4.過程(函數)調用對應的機器級表示

五、中央處理器(CPU)

(一)CPU 的功能和基本結構 (二)指令執行過程 (三)數據通路的功能和基本結構 (四)控制器的功能和工作原理

1、硬布線控制器

2、微程序控制器 微程序、微指令和微命令;微指令的編碼方式;微地址的形式方式。

(五)異常和中斷機制 1.異常和中斷的基本概念

2.異常和中斷的分類

3.異常和中斷的檢測與響應 (六)指令流水線

1、指令流水線的基本概念

2、指令流水線的基本實現

3.結構冒險、數據冒險和控制冒險的處理

4.超標量和動態流水線的基本概念

(七)多處理器基本概念

1. SISD、SIMD、MIMD、向量處理器的基本概念

2.硬件多線程的基本概念 3.多核處理器(multi-core)的基本概念 4.共享內存多處理器(SMP)的基本概念

六、總線和輸出輸出系統 (一)總線概述

1、總線的基本概念

2、總線的組成及性能指標

3、總線事務和定時 (二)I/O 接口(I/O 控制器)

1、I/O 接口的功能和基本結構

2、I/O 端口及其編址 (三)I/O 方式

1、程序查詢方式

2、程序中斷方式 中斷的基本概念;中斷響應過程;中斷處理過程;多重中斷和中斷屏蔽的概念。

3、DMA 方式

DMA 控制器的組成，DMA 傳送過程。

【操作系統】

【考查目標】

1.掌握操作系統的基本概念、基本原理和基本功能，理解操作系統的整體運 行過程。

2.掌握操作系統進程、內存、文件和 I/O 管理的策略、算法、機制以及相 互關系。

3.能夠運用所學的操作系統原理、方法與技術分析問題和解決問題，并能利 用 C 語言描述相關算法。

一、操作系統概述

(一)操作系統的基本概念

 (二)操作系統的發展

(三)程序運行環境

1. CPU 運行模式 內核模式，用戶模式。

 2.中斷和異常的處理

3.系統調用

4.程序的鏈接與裝入

5.程序運行時內存映像與地址空間

 (四)操作系統結構

分層，模塊化，宏內核，微內核，外核。

 (五)操作系統引導

(六)虛擬機

二、進程管理

(一)進程與線程

1.進程概念

2.進程的狀態與轉換

3.線程的實現 內核支持的線程，線程庫支持的線程。

4.進程與線程的組織與控制

5.進程間通信 共享內存，消息傳遞，管道。

(二)CPU 調度與上下文切換 1.調度的基本概念

2.調度的目標

3.調度的實現 調度器/調度程序(scheduler)，調度的時機與調度方式(搶占式/非搶占式)，閑逛進程，內核級線程與用戶級線程調度。

4.典型調度算法

先來先服務調度算法; 短作業(短進程、短線程)優先調度算法; 時間片輪轉調度算法;優先級調度算法; 高響應比優先調度算法; 多級反饋隊列調度算法。

5.上下文及其切換機制

(三)同步與互斥

1.進程同步的基本概念

2.實現臨界區互斥的基本方法 軟件實現方法;硬件實現方法。

3.鎖

4.信號量

5.條件變量

6.經典同步問題

生產者-消費者問題;讀者-寫者問題;哲學家進餐問題。

(四)死鎖

1.死鎖的概念

2.死鎖預防

3.死鎖避免

4.死鎖檢測和解除

三、內存管理

(一)內存管理基礎

1.內存管理的基本概念 程序裝入與鏈接;邏輯地址與物理地址空間;內存保護。內存分配與回收

2.連續分配管理方式

3.分頁管理方式

4.分段管理方式

5.段頁式管理方式。

 (二)虛擬內存管理

1.虛擬內存基本概念

2.請求分頁管理方式

3.頁框分配

4.頁面置換算法 最佳置換算法(OPT);先進先出置換算法(FIFO);最近最少使用置換算法

(LRU);時鐘置換算法(CLOCK)。 5.內存映射文件(Memory-Mapped Flies)

6.虛擬存儲器性能的影響因素及改進方法

四、文件管理

(一)文件系統基礎

1.文件概念

2.文件元數據和索引節點

3.文件的操作 建立，刪除，打開，關閉，讀，寫。

 4.文件共享

5.文件的邏輯結構

6.文件的物理結構

 (二)目錄

1.目錄的基本概念

2.樹形目錄

3.目錄的操作

4.硬鏈接與軟鏈接

(三)文件系統

1.文件系統的全局結構(layout) 文件系統在外存中的結構，文件系統在內存中的結構。

2.外存空閑空間管理方法

3.虛擬文件系統

4.文件系統掛載(mounting)

五、輸入輸出(I/O)管理

(一)1/O 管理基礎

1.設備

設備的基本概念，設備的分類，I/O 接口，I/O 端口。 2. I/O 控制方式

輪詢方式，中斷方式，DMA 方式。 3. I/O 軟件層次結構

中斷處理程序，驅動程序,設備獨立軟件，用戶層 I/O 軟件。 4.輸入輸出應用程序接口 字符設備接口，塊設備接口，網絡設備接口，阻塞/非阻塞 I/O。

(二)設備獨立軟件

1.緩沖區管理

2.設備分配與回收

3.假脫機技術(SPOOLing)

4.設備驅動程序接口 (三)外存管理

1.磁盤 磁盤結構，格式化，分區，磁盤調度方法。 2.固態硬盤

讀寫性能特性，磨損均衡。

【計算機網絡】

【考查目標】

1.掌握計算機網絡的基本概念、基本原理和基本方法。

2.掌握計算機網絡的體系結構和典型網絡協議，了解典型網絡設備的組成和特 點，理解典型網絡設備的工作原理。

3.能夠運用計算機網絡的基本概念、基本原理和基本方法進行網絡系統的分析、 設計和應用。

一、計算機網絡體系結構

 (一)計算機網絡概述

1.計算機網絡的概念、組成與功能

2.計算機網絡的分類

3.計算機網絡主要性能指標

 (二)計算機網絡體系結構與參考模型

1.計算機網絡分層結構

2.計算機網絡協議、接口、服務等概念

3.ISO/OSI 參考模型和 TCP/IP 模型

二、物理層

(一)通信基礎 1.信道、信號、寬帶、碼元、波特、速率、信源與信宿等基本概念

2.奈奎斯特定理與香農定理

3.編碼與調制

4.電路交換、報文交換與分組交換

5.數據報與虛電路

(二)傳輸介質

1.雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質

2.物理層接口的特性

 (三)物理層設備

1.中繼器

2.集線器

三、數據鏈路層

(一)數據鏈路層的功能

 (二)組幀

(三)差錯控制

1.檢錯編碼

2.糾錯編碼

 (四)流量控制與可靠傳輸機制

1.流量控制、可靠傳輸與滑輪窗口機制

2.停止-等待協議

3.后退 N 幀協議(GBN)

4.選擇重傳協議(SR)

 (五)介質訪問控制

1.信道劃分

頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復用、碼分多路復用的概念和基本原理。

2.隨即訪問

ALOHA 協議;CSMA 協議;CSMA/CD 協議;CSMA/CA 協議。

 3.輪詢訪問

令牌傳遞協議

 (六)局域網

1.局域網的基本概念與體系結構

2.以太網與 IEEE 802.3

3.IEEE 802.11

4.VLAN 基本概念與基本原理

(七)廣域網

1.廣域網的基本概念

2.PPP 協議

(八)數據鏈路層設備

 1.以太網交換機及其工作原理。

四、網絡層

(一)網絡層的功能

1.異構網絡互聯

2.路由與轉發

3.SDN 基本概念

4.擁塞控制

(二)路由算法

1.靜態路由與動態路由

2.距離-向量路由算法

3.鏈路狀態路由算法

4.層次路由

 (三)IPv4

1.IPv4 分組

2.IPv4 地址與 NAT

3.子網劃分與子網掩碼、CIDR

4.ARP 協議、DHCP 協議與 ICMP 協議

 (四)IPv6

1.IPv6 的主要特點

2.IPv6 地址

 (五)路由協議

1.自治系統

2.域內路由與域間路由

3.RIP 路由協議

4.OSPF 路由協議

5.BGP 路由協議

 (六)IP 組播

1.組播的概念

2.IP 組播地址

 (七)移動 IP

1.移動 IP 的概念

2.移動 IP 的通信過程

(八)網絡層設備

1.路由器的組成和功能

2.路由表與路由轉發

五、傳輸層

(一)傳輸層提供的服務

 1.傳輸層的功能

2.傳輸層尋址與端口

3.無連接服務與面向連接服務

(二)UDP 協議

1.UDP 數據報

2.UDP 校驗

(三)TCP 協議

1.TCP 段

2.TCP 連接管理

3.TCP 可靠傳輸

4.TCP 流量控制與擁塞控制

六、應用層

(一)網絡應用模型

1.客戶/服務器模型

2.P2P 模型

(二)DNS 系統

 1.層次域名空間

2.域名服務器

3.域名解析過程

(三)FTP

1.FTP 協議的工作原理

2.控制連接與數據連接

(四)電子郵件

1.電子郵件系統的組成結構

2.電子郵件格式與 MIME

3.SMTP 協議與 POP3 協議

(五)WWW

1.WWW 的概念與組成結構

2.HTTP 協議