2020考研計算機（408）考試大綱

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所學生而設定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大學階段專業知識、基本理論、基本方法的水準和分析問題、解決問題的能力，評價的标準是高等院校計算機科學與技術學科優秀大學畢業生所能達到的及格或及格以上水準，以利于各高等院校和科研院所擇優選拔，確定碩士研究所學生的招生品質。

II 考查目标

計算機學科專業基礎綜合考試涵蓋資料結構、計算機組成原理、作業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 考試形式和試卷結構

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、試卷内容結構

資料結構 45分

計算機組成原理 45分

作業系統 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 考查内容

資料結構

【考查目标】

1.掌握資料結構的基本概念、基本原理和基本方法。

2.掌握資料的邏輯結構、存儲結構及基本操作的實作，能夠對算法進行基本的時間複雜度與空間複雜度的分析。

3.能夠運用資料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++語言設計與實作算法的能力。

一、線性表

(一)線性表的定義和基本操作

(二)線性表的實作

1.順序存儲

2.鍊式存儲

3.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)棧和隊列的鍊式存儲結構

(四)棧和隊列的應用

(五)特殊矩陣的壓縮存儲

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鍊式存儲結構

3.二叉樹的周遊

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.樹和森林的周遊

(四)樹與二叉樹的應用

1.二叉排序樹

2.平衡二叉樹

3.哈夫曼(Huffman)樹和哈夫曼編碼

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、十字連結清單

(三)圖的周遊

1.深度優先搜尋

2.廣度優先搜尋

(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)字元串模式比對

(八)查找算法的分析及應用

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)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)各種内部排序算法的比較

(十二)排序算法的應用

計算機組成原理

1.了解單處理器計算機系統中各部件的内部工作原理、組成結構以及互相連接配接方式，具有完整的計算機系統的整機概念。

2.了解計算機系統階層化結構概念，熟悉硬體與軟體之間的界面，掌握指令集體系結構的基本知識和基本實作方法。

3.能夠綜合運用計算機組成的基本原理和基本方法，對有關計算機硬體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;并能對進階程式設計語言(如C語言)中的相關問題進行分析。

一、計算機系統概述

(一)計算機發展曆程

(二)計算機系統層次結構

1.計算機系統的基本組成

2.計算機硬體的基本組成

3.計算機軟體和硬體的關系

4.計算機的工作過程

(三)計算機性能名額

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。

二、資料的表示和運算

(一)數制與編碼

1.進位計數制及其互相轉換

2.真值和機器數

3.BCD碼

4.字元與字元串

5.校驗碼

(二)定點數的表示和運算

1.定點數的表示

無符号數的表示;有符号整數的表示。

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;溢出概念和判别方法。

(三)浮點數的表示和運算

1.浮點數的表示

IEEE 754标準

2.浮點數的加/減運算

(四)算術邏輯單元ALU

1.串行加法器和并行加法器

2.算術邏輯單元ALU的功能和結構

三、存儲器層次結構

(一)存儲器的分類

(二)存儲器的階層化結構

(三)半導體随機存取存儲器

1.SRAM存儲器

2.DRAM存儲器

3.隻讀存儲器

4.Flash存儲器

(四)主存儲器與CPU的連接配接

(五)雙口RAM和多子產品存儲器

(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寫政策

(七)虛拟存儲器

1.虛拟存儲器的基本概念

2.頁式虛拟存儲器

3.段式虛拟存儲器

4.段頁式虛拟存儲器

5.TLB(快表)

四、指令系統

(一)指令格式

1.指令的基本格式

2.定長操作碼指令格式

3.擴充操作碼指令格式

(二)指令的尋址方式

1.有效位址的概念

2.資料尋址和指令尋址

3.常見尋址方式

(三)CISC和RISC的基本概念

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)資料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、微程式控制器

微程式、微指令和微指令;微指令的編碼方式;微位址的形式方式。

(五)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作

3、超标量和動态流水線的基本概念

六、總線

(一)總線概述

1、總線的基本概念

2、總線的分類

3、總線的組成及性能名額

(二)總線仲裁

1、集中仲裁方式

2、分布仲裁方式

(三)總線操作和定時

1、同步定時方式

2、異步定時方式

(四)總線标準

七、輸入輸出(I/O)系統

(一)I/O系統基本概念

(二)外部裝置

1、輸入裝置：鍵盤、滑鼠

2、輸出裝置：顯示器、列印機

3、外存儲器：硬碟存儲器、磁盤陣列、CD光牒存儲器

(三)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

(四)I/O方式

1、程式查詢方式

2、程式中斷方式

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。

作業系統

1.掌握作業系統的基本概念、基本原理和基本功能，了解作業系統的整體運作過程。

2.掌握作業系統程序、記憶體、檔案和I/O管理的政策、算法、機制以及互相關系。

3.能夠運用所學的作業系統原理、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、作業系統概述

(一)作業系統的概念、特征、功能和提供的服務

(二)作業系統的發展與分類

(三)作業系統的運作環境

1.核心态與使用者态

2.中斷、異常

3.系統調用

(四)作業系統體系結構

二、程序管理

(一)程序與線程

1.程序概念

2.程序的狀态與轉換

3.程序控制

4.程序組織

5.程序通信

共享存儲系統;消息傳遞系統;管道通信。

6.線程概念與多線程模型

(二)處理機排程

1.排程的基本概念

2.排程時機、切換與過程

3.排程的基本準則

4.排程方式

5.典型排程算法

先來先服務排程算法;短作業(短程序、短線程)優先排程算法;時間片輪轉排程算法;優先級排程算法;高響應比優先排程算法;多級回報隊列排程算法。

(三)同步與互斥

1.程序同步的基本概念

2.實作臨界區互斥的基本方法

軟體實作方法;硬體實作方法。

3.信号量

4.管程

5.經典同步問題

生産者-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.死鎖處理政策

3.死鎖預防

4.死鎖避免

系統安全狀态，銀行家算法。

5.死鎖檢測和解除

三、記憶體管理

(一)記憶體管理基礎

1.記憶體管理概念

程式裝入與連結;邏輯位址與實體位址空間;記憶體保護。

2.交換與覆寫

3.連續配置設定管理方式

4.非連續配置設定管理方式

分頁管理方式;分段管理方式;段頁式管理方式。

(二)虛拟記憶體管理

1.虛拟記憶體基本概念

2.請求分頁管理方式

3.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)。

4.頁面配置設定政策

5.工作集

6.抖動

四、檔案管理

(一)檔案系統基礎

1.檔案概念

2.檔案的邏輯結構

順序檔案;索引檔案;索引順序檔案。

3.目錄結構

檔案控制塊和索引節點;單級目錄結構和兩級目錄結構;樹形目錄結構;圖形目錄結構。

4.檔案共享

5.檔案保護

通路類型;通路控制。

(二)檔案系統實作

1.檔案系統層次結構

2.目錄實作

3.檔案實作

(三)磁盤組織與管理

1.磁盤的結構

2.磁盤排程算法

3.磁盤的管理

五、輸入輸出(I/O)管理

(一)I/O管理概述

1.I/O控制方式

2. I/O軟體層次結構

(二)I/O核心子系統

1.I/O排程概念

2.高速緩存與緩沖區

3.裝置配置設定與回收

4.假脫機技術(SPOOLing)

計算機網絡

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定，了解典型網絡裝置的組成和特點，了解典型網絡裝置的工作原理。

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.計算機網絡的标準化工作及相關組織

(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.計算機網絡協定、接口、服務等概念

3.ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型

二、實體層

(一)通信基礎

1.信道、信号、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、封包交換與分組交換

5.資料報與虛電路

(二)傳輸媒體

1.雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸媒體

2.實體層接口的特性

(三)實體層裝置

1.中繼器

2.集線器

三、資料鍊路層

(一)資料鍊路層的功能

(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、可靠傳輸與滑輪視窗機制

2.停止-等待協定

3.後退N幀協定(GBN)

4.選擇重傳協定(SR)

(五)媒體通路控制

1.信道劃分

頻分多路複用、時分多路複用、波分多路複用、碼分多路複用的概念和基本原理。

2.随即通路

ALOHA協定;CSMA協定;CSMA/CD協定;CSMA/CA協定。

3.輪詢通路

令牌傳遞協定

(六)區域網路

1.區域網路的基本概念與體系結構

2.以太網與IEEE 802.3

3.IEEE 802.11

4.令牌環網的基本原理

(七)廣域網

1.廣域網的基本概念

2.PPP協定

3.HDLC協定

(八)資料鍊路層裝置

1.網橋的概念和基本原理

2.區域網路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.擁塞控制

(二)路由算法

1.靜态路由與動态路由

2.距離-向量路由算法

3.鍊路狀态路由算法

4.層次路由

(三)IPv4

1.IPv4分組

2.IPv4位址與NAT

3.子網劃分與子網路遮罩、CIDR

4.ARP協定、DHCP協定與ICMP協定

(四)IPv6

1.IPv6的主要特點

2.IPv6位址

(五)路由協定

1.自治系統

2.域内路由與域間路由

3.RIP路由協定

4.OSPF路由協定

5.BGP路由協定

(六)IP多點傳播

1.多點傳播的概念

2.IP多點傳播位址

(七)移動IP

1.移動IP的概念

2.移動IP的通信過程

(八)網絡層裝置

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.無連接配接服務與面向連接配接服務

(二)UDP協定

1.UDP資料報

2.UDP校驗

(三)TCP協定

1.TCP段

2.TCP連接配接管理

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/伺服器模型

2.P2P模型

(二)DNS系統

1.層次域名空間

2.域名伺服器

3.域名解析過程

(三)FTP

1.FTP協定的工作原理

2.控制連接配接與資料連接配接

(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協定與POP3協定

(五)WWW