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 833“計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合”復(fù)習(xí)參考提綱

一、 考察目標(biāo)

計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)等學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程。要求考生比較系統(tǒng)地掌握上述專業(yè)基礎(chǔ)課程的基本概念、基本原理和基本方法，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的基本原理和基本方法分析、判斷和解決有關(guān)理論問題和實(shí)際問題。

二、 考試形式和試卷結(jié)構(gòu)

1、 試卷滿分及考試時(shí)間：本試卷滿分為150，考試時(shí)間為180分鐘

2、 答題方式：閉卷，筆試

3、 試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)75分、計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)75分

三、 考察范圍

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

【總體要求】

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”要求學(xué)生掌握常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)，具備應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)和求解實(shí)際問題的能力。要求掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理和基本方法；掌握線性結(jié)構(gòu)、樹和圖的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)（物理）結(jié)構(gòu)，以及基本操作在不同存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上的實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)舅惴ㄟM(jìn)行時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度分析；掌握基本的查找和排序方法及其算法實(shí)現(xiàn)，并能夠利用這些方法對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析和求解，具備采用C或C++或 Java等編程語言設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)算法的能力。

（一）線性表

　　  1）線性表的基本概念和基本操作

      2）線性表的順序存儲(chǔ)及實(shí)現(xiàn)

      3）線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)及實(shí)現(xiàn)

  4）線性表的應(yīng)用

（二）棧和隊(duì)列

　1）棧和隊(duì)列的基本概念和基本操作

2）棧和隊(duì)列的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)

        （1）棧的順序存儲(chǔ)及實(shí)現(xiàn)

        （2）棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)及實(shí)現(xiàn)

        （3）隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)及實(shí)現(xiàn)

    （4）循環(huán)隊(duì)列的定義及實(shí)現(xiàn)3）棧和隊(duì)列的應(yīng)用

（三）串

1）串的基本概念和基本操作

2）串的順序存儲(chǔ)、鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)及實(shí)現(xiàn)

3）串的模式匹配

 （1）基本的模式匹配算法

（2）KMP模式匹配算法（模式串的next函數(shù)計(jì)算）

（四）數(shù)組和廣義表

1）數(shù)組的基本概念和基本操作

2）數(shù)組的順序存儲(chǔ)

3）特殊矩陣的壓縮存儲(chǔ)、稀疏矩陣的壓縮存儲(chǔ)

4）廣義表的基本概念和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

（五）樹與二叉樹

1）樹的基本概念      2）二叉樹

       （1）二叉樹的定義及性質(zhì)

       （2）二叉樹的順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)

       （3）二叉樹的先序、中序、后序遍歷和層序遍歷運(yùn)算

       （4）線索二叉樹的定義與基本運(yùn)算

3）樹和森林

       （1）樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

       （2）樹（森林）與二叉樹的相互轉(zhuǎn)換

       （3）樹和森林的遍歷

4）哈夫曼（Huffman）樹的構(gòu)造與應(yīng)用

（六）圖

1）圖的基本概念和基本操作

  2）圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

    （1）數(shù)組表示法（鄰接矩陣表示法）

  （2）鄰接表表示法、逆鄰接表表示法

（3）鄰接多重表

（4）十字鏈表

 3）圖的遍歷  （1）深度優(yōu)先遍歷（DFS）算法

  （2）廣度優(yōu)先遍歷（BFS）算法

4）圖的應(yīng)用

 （1）最小生成樹求解方法（Prim算法、Kruskal算法）   （2）最短路徑求解方法（Dijkstra算法、Floyd算法）  （3）AOV-網(wǎng)和拓?fù)渑判蚍椒?nbsp; （4）AOE-網(wǎng)和關(guān)鍵路徑求解方法

（七）查找

1）查找的基本概念      2）靜態(tài)查找表

 （1）無序順序表、有序順序表

（2）順序查找算法

（3）折半查找算法、折半查找判定樹的構(gòu)造3）動(dòng)態(tài)查找表

 （1）二叉查找樹（二叉檢索樹、二叉排序樹）的構(gòu)造及查找、插入和刪除運(yùn)算

 （2）平衡二叉樹的構(gòu)造及查找運(yùn)算 （3）B-樹的特點(diǎn)及查找運(yùn)算

（4）B+樹的基本概念

      4）哈希表

（1）哈希表的基本概念

（2）哈希表的構(gòu)造及查找運(yùn)算

5）查找算法的分析（平均查找長度計(jì)算）及應(yīng)用

（八）排序

1）排序的基本概念（排序過程中的基本操作、排序算法的時(shí)空復(fù)雜度及穩(wěn)定性）

2）簡單排序方法

（1）直接插入排序算法

（2）冒泡排序算法

（3）簡單選擇排序算法

3）快速排序

4）堆排序

      5）歸并排序

 6）基數(shù)排序

 （1）多關(guān)鍵排序方法

（2）鏈?zhǔn)交鶖?shù)排序方法及特點(diǎn)

7）外部排序的基本概念

計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu):

【總體要求】

 “計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)”要求學(xué)生掌握單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式，具有完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念。要求掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念，熟悉硬件與軟件之間的界面；掌握計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)表示的方法，包括定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的表示；掌握運(yùn)算器的原理和實(shí)現(xiàn)電路；掌握存儲(chǔ)層次的概念，掌握不同類型存儲(chǔ)器特性，包括SRAM、DRAM、ROM；掌握主存結(jié)構(gòu)及基本設(shè)計(jì)方法；會(huì)解決Cache存儲(chǔ)的一些基本問題；掌握磁盤基本原理及RAID；掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和基本實(shí)現(xiàn)方法；熟悉中央處理器的時(shí)序邏輯，即指令周期、CPU周期、節(jié)拍周期、時(shí)鐘周期之間的關(guān)系；掌握中央處理器控制器的基本設(shè)計(jì)方法，即硬布線和微程序控制，能夠根據(jù)模擬CPU及系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)控制信號(hào)邏輯或者編寫簡單微操作流程；掌握計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)的基本概念，程序查詢方式、中斷方式和直接存儲(chǔ)器存取方式；掌握總線的仲裁方式和特點(diǎn)；基本掌握并行計(jì)算機(jī)的原理和發(fā)展趨勢；基本掌握對(duì)稱多處理器系統(tǒng)、多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；掌握流水線技術(shù)，能夠計(jì)算各種流水線的性能指標(biāo)參數(shù)，分析流水線的特點(diǎn)，解決數(shù)據(jù)相關(guān)的方法等；能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問題進(jìn)行計(jì)算、分析，并能對(duì)一些基本部件進(jìn)行簡單設(shè)計(jì)。

研究生課程考試是所學(xué)知識(shí)的總結(jié)性考試，考試水平應(yīng)達(dá)到或超過本科專業(yè)相應(yīng)的課程要求水平。

（一）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)的基本組成，馮.諾依曼計(jì)算機(jī)原理，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)的分類及性能描述，計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程

2.具體要求

*計(jì)算機(jī)的基本組成

***硬件組成

***軟件組成

*馮.諾依曼計(jì)算機(jī)工作原理

***馮.諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)及工作過程

***馮.諾依曼計(jì)算機(jī)特點(diǎn)

*計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

***層次結(jié)構(gòu)圖

***各層的含義和界面定義

***計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)定義

*計(jì)算機(jī)的分類及性能描述

***Flynn分類法

***Amdahl定律和應(yīng)用

***吞吐量、響應(yīng)時(shí)間

***CPU時(shí)鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時(shí)間

***MIPS、MFLOPS

（二）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表示

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

數(shù)制與編碼，定點(diǎn)數(shù)據(jù)表示，浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示，糾錯(cuò)和校驗(yàn)

2.具體要求

*數(shù)制與編碼

***數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換

***真值和機(jī)器數(shù)

*** BCD碼

***字符與字符串

***漢字的表示

*定點(diǎn)數(shù)據(jù)表示

***無符號(hào)數(shù)的表示

***有符號(hào)數(shù)的表示

***原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼

*浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示

***格式定義

***規(guī)格化

***數(shù)據(jù)范圍

***IEEE754標(biāo)準(zhǔn)

*糾錯(cuò)和校驗(yàn)

***奇偶校驗(yàn)

***漢明編碼

***循環(huán)冗余校驗(yàn)

（三）運(yùn)算方法與運(yùn)算器

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

定點(diǎn)數(shù)的位移運(yùn)算，原碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算，補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算，定點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算，溢出概念和判別方法，浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算，浮點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算，算術(shù)邏輯單元ALU

2.具體要求

*原碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算

***方法，應(yīng)用

*補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算

***方法，應(yīng)用

***行波進(jìn)位、先行進(jìn)位加法器

***移位處理

***溢出處理和判斷

*定點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算

***原碼乘法，補(bǔ)碼乘法

***恢復(fù)余數(shù)，不恢復(fù)余數(shù)除法

***陣列乘法器

***陣列除法器

*浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算

***對(duì)階

***尾數(shù)加減

***規(guī)格化

***溢出處理

*浮點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算

***方法

***應(yīng)用

***規(guī)格化

*算術(shù)邏輯單元ALU

***組成

***類型

（四）存儲(chǔ)系統(tǒng)

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

存儲(chǔ)器的分類，存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，主存儲(chǔ)器與CPU的連接，雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器，高速緩沖存儲(chǔ)器，虛擬存儲(chǔ)器，硬盤存儲(chǔ)器

2.具體要求

*存儲(chǔ)器的分類

***按照不同方式進(jìn)行分類的方法

***存儲(chǔ)器容量、速度、可靠性

*存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)

***具體層次化形式

***各種存儲(chǔ)器的位置

*半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

***SRAM存儲(chǔ)器的工作原理

***DRAM存儲(chǔ)器的工作原理

***ROM存儲(chǔ)器的工作原理

*主存儲(chǔ)器的構(gòu)成方法

***字?jǐn)U展方式

***位擴(kuò)展方式

*多端口、多模塊、相聯(lián)存儲(chǔ)器

***多端口存儲(chǔ)器--多端口組織形式

***多模塊存儲(chǔ)器--交叉存儲(chǔ)方式

***相聯(lián)存儲(chǔ)器--按內(nèi)容訪問的存儲(chǔ)器

*高速緩沖存儲(chǔ)器

***程序局部性及Cache工作原理

***Cache與主存地址映射與變換方式

***Cache替換算法

***Cache寫策略

*虛擬存儲(chǔ)器

***虛擬存儲(chǔ)器的基本概念

***頁式虛擬存儲(chǔ)器

***段式虛擬存儲(chǔ)器

***段頁式虛擬存儲(chǔ)器

***TLB(快表)

*硬盤存儲(chǔ)器

***磁記錄原理

***磁記錄方式

***磁盤的基本參數(shù)及計(jì)算

***RAID

（五）指令系統(tǒng)       

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

指令格式，尋址方式，CISC和RISC基本概念。

2.具體要求

*指令格式

***指令的基本格式

***定長操作碼設(shè)計(jì)

***擴(kuò)展操作碼設(shè)計(jì)

***存儲(chǔ)器操作數(shù)的大/小端存儲(chǔ)、邊界對(duì)齊、堆棧操作、哈佛存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

*操作數(shù)的尋址方式

***有效地址的概念

***數(shù)據(jù)尋址和指令尋址

***常用尋址方式

* CISC和RISC的基本概念

***RISC的發(fā)展歷程

***CISC和RISC的技術(shù)特點(diǎn)

（六）中央處理器

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行過程，數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)，控制器的功能和工作原理。

2.具體要求

* CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)

***CPU的主要構(gòu)成部件

***CPU內(nèi)的常見寄存器

***CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路

*指令執(zhí)行過程

***時(shí)序發(fā)生器

***CPU內(nèi)部時(shí)序概念

***典型指令的執(zhí)行過程

*數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)

*控制器的功能和工作原理

***硬布線控制器結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法

***微程序控制器結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法

***微操作、微命令、微指令、微程序

***微操作和微命令序列（流程）設(shè)計(jì)

***微命令的互斥和相容

（七）流水線技術(shù)與指令級(jí)并行

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

流水線概念，流水線分類，流水線性能指標(biāo)，流水線相關(guān)處理，超標(biāo)量處理，VLIW，多核處理器的基本概念。

2.具體要求

*流水線概念

*流水線分類

***不同方式的分類

***靜態(tài)多功能流水線

***動(dòng)態(tài)多功能流水線

*流水線性能指標(biāo)

***吞吐率

***效率

***加速比

***時(shí)空?qǐng)D

*流水線相關(guān)判定及處理

***結(jié)構(gòu)相關(guān)

***數(shù)據(jù)相關(guān)

***控制相關(guān)

***相關(guān)處理方式：等待（停頓）、直接通路、分支預(yù)測等

*超標(biāo)量處理器概念及特點(diǎn)

*VLIW處理器概念及特點(diǎn)

*多核處理器的基本概念

（八）總線與輸入輸出系統(tǒng)  

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

總線概述，總線仲裁，總線操作和定時(shí)，總線標(biāo)準(zhǔn)，I/O系統(tǒng)基本概念，外部設(shè)備，I/O接口，I/O方式。

2.具體要求

*總線概述

***總線的基本概念

***總線的分類

***總線的組成及性能指標(biāo)

*總線仲裁

***集中仲裁方式：菊花鏈方式、輪詢計(jì)數(shù)、獨(dú)立請(qǐng)求方式

***分布仲裁方式

*總線操作和定時(shí)

***總線讀寫操作

***同步定時(shí)方式

***異步定時(shí)方式

*總線標(biāo)準(zhǔn)

* I/O系統(tǒng)基本概念

*外部設(shè)備

***輸入設(shè)備

***輸出設(shè)備

*I/O接口

*** I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)

*** I/O端口及其編址

*** I/O地址空間

* I/O方式

***程序查詢方式

***程序中斷方式：中斷的基本概念；中斷響應(yīng)過程；中斷處理過程；多重中斷和中斷屏蔽的概念

***DMA方式：DMA控制器的組成；DMA傳送過程

***通道方式：I/O通道的基本概念

（九）并行體系結(jié)構(gòu)  

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

并行處理的基本途徑，互連網(wǎng)絡(luò)，對(duì)稱多處理器。

2.具體要求

*并行處理的基本途徑

***時(shí)間重疊

***資源重復(fù)

***資源共享

*互連網(wǎng)絡(luò)

***定義

***基本互連網(wǎng)絡(luò)：交叉開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)格型網(wǎng)絡(luò)

*對(duì)稱多處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

*多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)