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833“計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。要求考生比較系統(tǒng)地掌握上述專(zhuān)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(wèn)題和實(shí)際問(wèn)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)生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本理論和基本方法，使學(xué)生具備基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)、求解實(shí)際問(wèn)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;掌握線性表、樹(shù)與二叉樹(shù)、圖的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)、基本操作，以及基本操作在不同的物理結(jié)構(gòu)上的實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)Σ僮魉惴ㄟM(jìn)行基本的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度進(jìn)行分析;掌握基本的查找和排序方法，并能夠利用這些方法對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和求解，具備采用C或C++或 JAVA語(yǔ)言設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)算法的能力。

(一)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本概念

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法的基本定義，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，算法的性能評(píng)價(jià)方法。

2.具體要求

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的物理結(jié)構(gòu)

算法的概念和算法的性能評(píng)價(jià)

(二)線性表

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

線性表的概念和基本運(yùn)算，線性表的順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)，線性表的基本運(yùn)算在順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)上的實(shí)現(xiàn)。

2.具體要求

線性表的概念和基本運(yùn)算

線性表的順序存儲(chǔ)

線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)

線性表的應(yīng)用

(三)棧和隊(duì)列

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

棧和隊(duì)列的基本概念、基本操作和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

2.具體要求

棧和隊(duì)列的基本概念和基本操作

棧和隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

棧和隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)

棧和隊(duì)列的應(yīng)用

(四)串

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

串的基本概念、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和模式匹配算法

2.具體要求

串的基本概念和基本操作

串的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

串的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)

模式匹配算法

(五)數(shù)組和廣義表

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

數(shù)組和廣義表的基本概念、數(shù)組的順序存儲(chǔ)和特殊矩陣的壓縮存儲(chǔ)。

2.具體要求

數(shù)組的基本概念和基本操作

數(shù)組的順序存儲(chǔ)和實(shí)現(xiàn)

特殊矩陣的壓縮存儲(chǔ)

廣義表的基本概念和存儲(chǔ)

(六)樹(shù)與二叉樹(shù)

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

樹(shù)與二叉樹(shù)的基本概念、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，樹(shù)與二叉樹(shù)的遍歷，樹(shù)、森林與二叉樹(shù)的轉(zhuǎn)換，哈夫曼(Huffman)樹(shù)的概念和應(yīng)用。

2.具體要求

(一)樹(shù)的概念

(二)二叉樹(shù)

二叉樹(shù)的定義及主要特征

二叉樹(shù)的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

二叉樹(shù)的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)

二叉樹(shù)的遍歷

線索二叉樹(shù)的基本概念和構(gòu)造

(三)樹(shù)、森林

樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

樹(shù)、森林與二叉樹(shù)的轉(zhuǎn)換

樹(shù)和森林的遍歷

(四)樹(shù)與等價(jià)問(wèn)題

(五)哈夫曼(Huffman)樹(shù)和哈夫曼編碼

(七)圖

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

圖的基本概念和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、圖的遍歷、圖的基本應(yīng)用算法。

2.具體要求

(一) 圖的基本概念

(二) 圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

鄰接矩陣法

鄰接表法

逆鄰接表法

十字鏈表

鄰接多重表

(三) 圖的遍歷

深度優(yōu)先遍歷

廣度優(yōu)先遍歷

(四) 圖的基本應(yīng)用算法

連通分量與最小生成樹(shù)

拓?fù)渑判?/p>

關(guān)鍵路徑

最短路徑

(八)查找

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

查找的基本概念、靜態(tài)查找表和動(dòng)態(tài)查找表、哈希表。

2.具體要求

(一) 查找的基本概念

(二) 靜態(tài)查找表

順序查找法

折半查找法

索引順序查找法

(三) 動(dòng)態(tài)查找表

二叉排序樹(shù)及其基本操作

平衡二叉樹(shù)概念

B樹(shù)及其基本操作

B+樹(shù)的基本概念

(五) 哈希(Hash)表

哈希表的基本概念

哈希函數(shù)的構(gòu)造

沖突的解決方法

(六) 查找算法的分析及應(yīng)用

(九)排序

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

排序的基本概念、排序算法和性能分析。

2.具體要求

(一) 排序的基本概念

(二) 插入排序

直接插入排序

折半插入排序

2-路插入排序

表插入排序

希爾排序

(三) 交換排序

起泡排序

快速排序

(四) 選擇排序

簡(jiǎn)單選擇排序

堆排序

(五) 歸并排序

(六) 基數(shù)排序

(七) 外部排序

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，會(huì)解決Cache存儲(chǔ)的一些基本問(wèn)題;掌握不同類(lèi)型存儲(chǔ)器形式，包括SRAM，DRAM，ROM;掌握磁盤(pán)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;掌握中央處理器控制器部分的兩種基本設(shè)計(jì)方法，即硬布線和微程序控制，能夠根據(jù)模擬中央處理器化簡(jiǎn)控制信號(hào)邏輯或者編寫(xiě)簡(jiǎn)單微操作流程;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、中斷方式和直接內(nèi)存獲取方式;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(shì);基本掌握對(duì)稱(chēng)多處理器系統(tǒng)的特點(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(wèn)題進(jìn)行計(jì)算、分析，并能對(duì)一些基本部件進(jìn)行簡(jiǎn)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(guò)本科專(zhuān)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(lèi)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

***硬件部分

***軟件組成

***軟件的分類(lèi)

*馮.諾依曼計(jì)算機(jī)原理

***馮.諾依曼計(jì)算機(jī)概念

***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)

*計(jì)算機(jī)的分類(lèi)及性能描述

***Flynn分類(lèi)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

***進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(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(wú)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(lèi)型

(四)存儲(chǔ)系統(tǒng)

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

存儲(chǔ)器的分類(lèi)，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(pán)存儲(chǔ)器

2.具體要求

*存儲(chǔ)器的分類(lèi)

***按照不同方式進(jìn)行分類(lèi)的方法

***存儲(chǔ)器容量、速度、可靠性

*存儲(chǔ)器的層次化結(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

***只讀存儲(chǔ)器

*主存儲(chǔ)器與CPU的連接

***字?jǐn)U展方式

***位擴(kuò)展方式

*雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器

***多端口組織形式

***交叉存儲(chǔ)方式

***按內(nèi)容存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器

*高速緩沖存儲(chǔ)器

*** Cache的基本工作原理

***Cache和主存之間的映射方式

***Cache中主存塊的替換算法

***Cache寫(xiě)策略

*虛擬存儲(chǔ)器

***虛擬存儲(chǔ)器的基本概念

***頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器

***段式虛擬存儲(chǔ)器

***段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器

***TLB(快表)

*硬盤(pán)存儲(chǔ)器

***磁記錄方式基本原理

***磁盤(pán)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，指令的尋址方式，CISC和RISC的基本概念。

2.具體要求

*指令格式

***指令的基本格式

***定長(zhǎng)操作碼指令格式

***擴(kuò)展操作碼指令格式

***端序

*指令的尋址方式

***有效地址的概念

***數(shù)據(jù)尋址和指令尋址

***常見(jiàn)尋址方式

* CISC和RISC的基本概念

***RISC的發(fā)展歷程

***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(guò)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(jiàn)寄存器

***CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路

*指令執(zhí)行過(guò)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(guò)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

***微程序控制器

***微操作、微命令、微指令、微程序

***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(lèi)，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(lèi)

***不同方式進(jìn)行分類(lèi)

***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)處理

***數(shù)據(jù)相關(guān)

***指令相關(guān)

***相關(guān)處理方式，相關(guān)直接通路

*超標(biāo)量處理

***定義

***記分板

*VLIW

***VLIW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(lèi)

***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)

***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地址空間及其編碼

* 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(guò)程;中斷處理過(guò)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(guò)程

***通道方式

(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，互連開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)稱(chēng)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

*互連開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)

***定義

***基本交換開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)

*對(duì)稱(chēng)多處理器

四、參考書(shū)目

1、裘雪紅， 李伯成，劉凱，車(chē)向泉，《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》，高等教育出版社，2009.

2、裘雪紅， 李伯成，《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》，西安電子科技大學(xué)出版社，2012.

3、John L. Hennessy, David A.Patterson Computer Architecture: A Quantitative Approach , fourth edition, 機(jī)械工業(yè)出版社(影印)2007

4、Stallings W.計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)——性能設(shè)計(jì)(第6版)，張昆藏等譯。北京：清華大學(xué)出版社，2005

5、王閔編著，《計(jì)算機(jī)組成原理》，電子工業(yè)出版社，2001.

6、王愛(ài)英主編，《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》(第3版)，清華大學(xué)出版社，1999.

7、白中英主編，《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》(第三版·網(wǎng)絡(luò)版)，科學(xué)出版社，2003.

8、李學(xué)干編著，《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》(第三版)，西安電子科技大學(xué)出版社，2000.

7、Linda Null，Julia Lobur.《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》(英文版)，機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

9、William Stallings，《計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)-性能設(shè)計(jì)》(第五版 影印版)，高等教育出版社，2001.

10、Andrew S.Tanenbaum著，劉衛(wèi)東等譯，王誠(chéng)審，《計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)化方法》(第5版)，人民郵電出版社，2006.

11、嚴(yán)蔚敏、吳偉民編著，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語(yǔ)言版)》，清華大學(xué)出版社，2009