803計算機學科基礎綜合

一、 考查目標

計算機學科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路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。

二、考試形式和試卷結構

　　1、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。

　　2、答題方式

　　答題方式為閉卷、筆試。

　　3、試卷內容結構

　　資料結構 45分

　　計算機組成原理 45分

　　作業系統 35分

　　計算機網路 25分

　　4、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

三、考查內容

　　資料結構

　　【考查目標】

　　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、儲存結構及基本操作的實現，能夠對演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，具備採用C或C++語言設計與實現演算法的能力。

一、線性表

（一）線性表的定義和基本操作

　　（二）線性表的實現

1、順序儲存　　

2、鏈式儲存　　

3、線性表的應用

　　二、棧、佇列和陣列

（一）棧和佇列的基本概念　　

（二）棧和佇列的順序儲存結構　　

（三）棧和佇列的鏈式儲存結構

　　（四）棧和佇列的應用

　　（五）特殊矩陣的壓縮儲存

　　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徵　　

2、二叉樹的順序儲存結構和鏈式儲存結構　　

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、樹的儲存結構　　

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、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）圖的儲存及基本操作

1、鄰接矩陣法

2、鄰接表法　　

3、鄰接多重表、十字連結串列

　　（三）圖的遍歷

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、查詢

（一）查詢的基本概念　　

（二）順序查詢法　　

（三）分塊查詢法

（四）折半查詢法　　

（五）B樹及其基本操作、B+樹的基本概念

（六）雜湊(Hash)表　　

（七）字串模式匹配　　

（八）查詢演算法的分析及應用

　　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）二路歸併排序(merge sort)

（九）基數排序　　

（十）外部排序

（十一）各種內部排序演算法的比較　　

（十二）排序演算法的應用

　　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線方式，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，熟悉硬體與軟體之間的介面，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;並能對高階程式設計語言(如C語言)中的相關問題進行分析。

　　一、計算機系統概述

　　（一）計算機發展歷程

　　（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係 　

4、計算機的工作過程

　　（三）計算機效能指標

　　吞吐量、響應時間;CPU時鐘週期、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、進位計數制及其相互轉換　　

2、真值和機器數

3、BCD碼　

4、字元與字串　　

5、校驗碼

　　（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;溢位概念和判別方法。

　　（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）算術邏輯單元ALU

　　1、序列加法器和並行加法器

　　2、算術邏輯單元ALU的功能和結構

　　三、儲存器層次結構

　　（一）儲存器的分類

　　（二）儲存器的層次化結構

　　（三）半導體隨機存取儲存器

1、SRAM儲存器　　

2、DRAM儲存器

3、只讀儲存器　　

4、Flash儲存器

　　（四）主儲存器與CPU的連線

　　（五）雙口RAM和多模組儲存器

　　（六）高速緩衝儲存器(Cache)

1、Cache的基本工作原理　　

2、Cach和主存之間的對映方式

3、Cache中主存塊的替換演算法　　

4、Cache寫策略

　　（七）虛擬儲存器

1、虛擬儲存器的基本概念　　

2、頁式虛擬儲存器

3、段式虛擬儲存器　　

4、段頁式虛擬儲存器　　

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、擴充套件操作碼指令格式

　　（二）指令的定址方式

1、有效地址的概念　　

2、資料定址和指令定址　　

3、常見定址方式

　　（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、硬佈線控制器

　　2、微程式控制器

　　微程式、微指令和微命令;微指令的編碼方式;微地址的形式方式。

　　（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現

　　3、超標量和動態流水線的基本概念

　　（六）多核處理器的基本概念

　　六、匯流排

　　（一）匯流排概述

1、匯流排的基本概念　　

2、匯流排的分類　　

3、匯流排的組成及效能指標

　　（二 ）匯流排仲裁

1、集中仲裁方式

2、分佈仲裁方式

　　（三）匯流排操作和定時

1、同步定時方式　　

2、非同步定時方式

　　（四）匯流排標準

　　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、印表機

　　3、外儲存器：硬碟儲存器、磁碟陣列、光碟儲存器

（三）I/O介面（I/O控制器）

1、I/O介面的功能和基本結構　　

2、I/O埠及其編址

　　（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;多重中斷和中斷遮蔽的概念。

　　3、DMA方式

　　DMA控制器的組成，DMA傳送過程。

　　作業系統

　　【考查目標】

　　1、掌握作業系統的基本概念、基本原理和基本功能，理解作業系統的整體執行過程。

　　2、掌握作業系統程序、記憶體、檔案和I/O管理的策略、演算法、機制以及相互關係。

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，並能利用C語言描述相關演算法。

一、作業系統概述

　　（一）作業系統的概念、特徵、功能和提供的服務

　　（二）作業系統的發展與分類

　  （三）作業系統的執行環境

1、核心態與使用者態　

2、中斷、異常　　

3、系統呼叫

　　（四）作業系統體系結構

　　二、程序管理

　　（一）程序與執行緒

1、程序概念　　

2、程序的狀態與轉換

3、程序控制　　

4、程序組織

　　5、程序通訊

　　共享儲存系統;訊息傳遞系統;管道通訊。

6、執行緒概念與多執行緒模型

（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、典型排程演算法

　　先來先服務排程演算法;短作業(短程序、短執行緒)優先排程演算法;時間片輪轉

　　排程演算法;優先順序排程演算法;高響應比優先排程演算法;多級反饋佇列排程演算法。

　　（三）同步與互斥

　　1、程序同步的基本概念

　　2、實現臨界區互斥的基本方法

　　軟體實現方法;硬體實現方法。

3、訊號量　

4、管程

　　5、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、死鎖處理策略　　

3、死鎖預防

　　4、死鎖避免

　　系統安全狀態，銀行家演算法。

　　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;邏輯地址與實體地址空間;記憶體保護。

　　2、交換與覆蓋

　　3、連續分配管理方式

　　4、非連續分配管理方式

　　分頁管理方式;分段管理方式;段頁式管理方式。

　　（二）虛擬記憶體管理

1、虛擬記憶體基本概念　　

2、請求分頁管理方式

　　3、頁面置換演算法

　　最佳置換演算法(OPT);先進先出置換演算法(FIFO);最近最少使用置換演算法(LRU);時鐘置換演算法（CLOCK）。

4、頁面分配策略　　

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

　　訪問型別;訪問控制。

　 （二）檔案系統實現

1、檔案系統層次結構　　

2、目錄實現　　

3、檔案實現

　　（三）磁碟組織與管理

1、磁碟的結構　　

2、磁碟排程演算法　　

3、磁碟的管理

　　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、快取記憶體與緩衝區

3、裝置分配與回收　　

4、假離線技術(SPOOLing)

　　計算機網路

　　【考查目標】

　　1、掌握計算機網路的基本概念、基本原理和基本方法。

　　2、掌握計算機網路的體系結構和典型網路協議，瞭解典型網路裝置的組成和特點，理解典型網路裝置的工作原理。

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

　　一、計算機網路體系結構

　　（一）計算機網路概述

　　1、計算機網路的概念、組成與功能

　　2、計算機網路的分類

　　3、計算機網路的標準化工作及相關組織

　　（二）計算機網路體系結構與參考模型

　　1、計算機網路分層結構

　　2、計算機網路協議、介面、服務等概念

　　3、ISO/OSI參考模型和TCP/IP模型

　　二、物理層

　　（一）通訊基礎

　　1、通道、訊號、寬頻、碼元、波特、速率、信源與信宿等基本概念

　　2、奈奎斯特定理與夏農定理

　　3、編碼與調製

　　4、電路交換、報文交換與分組交換

　　5、資料報與虛電路

　　（二）傳輸介質

　　1、雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質

　　2、物理層介面的特性

　　（三）物理層裝置

　　1、中繼器

　　2、集線器

　　三、資料鏈路層

（一）資料鏈路層的功能　　

（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、可靠傳輸與滑輪視窗機制　　

2、停止-等待協議

3、後退N幀協議（GBN）　　

4、選擇重傳協議（SR）

　　（五）介質訪問控制

　　1、通道劃分

　　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、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）區域網

1、區域網的基本概念與體系結構　　

2、乙太網與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協議　　

3、HDLC協議

　　（八）資料鏈路層裝置

1、網橋的概念和基本原理　　

2、區域網交換機及其工作原理。

　　四、網路層

　　（一）網路層的功能

1、異構網路互聯　　

2、路由與轉發　　

3、擁塞控制

　　（二）路由演算法

1、靜態路由與動態路由　　

2、距離-向量路由演算法

3、鏈路狀態路由演算法　　

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的通訊過程

　　（八）網路層裝置

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、傳輸層定址與埠　　

3、無連線服務與面向連線服務

　　（二）UDP協議

1.UDP資料報　　

2.UDP校驗

　　（三）TCP協議

1、TCP段　　

2、TCP連線管理　　

3、TCP可靠傳輸　　

4、TCP流量控制與擁塞控制

　　六、應用層

　　（一）網路應用模型

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協議的工作原理　　

2、控制連線與資料連線

　　（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