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中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試

《計算機原理》考試大綱

本《計算機原理》考試大綱適用于中國科學(xué)院大學(xué)非計算機科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科下各專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。計算機原理是計算機科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)學(xué)科的重要基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理和計算機網(wǎng)絡(luò)。要求考生對計算機科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)學(xué)科的基本概念有較深入、系統(tǒng)的理解，掌握各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義和實現(xiàn)算法，掌握計算機組成原理所涉及的關(guān)鍵內(nèi)容，掌握計算機網(wǎng)絡(luò)基本原理和技術(shù)，并具有綜合運用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

一、 考試形式

閉卷，筆試，考試時間180分鐘，總分150分。

二、 試卷結(jié)構(gòu)

常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理和計算機網(wǎng)絡(luò)題型，如：概念題(填空、選擇、簡答)，應(yīng)用題(計算、畫圖、分析)等。

三、 考試內(nèi)容

(一)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (50分)

1、緒論

(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)。

(2)算法的定義、算法的基本特性以及算法分析的基本概念。

2、線性表

(1)線性關(guān)系、線性表的定義，線性表的基本操作。

(2)線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)與鏈?zhǔn)酱鎯�結(jié)構(gòu)(包括單鏈表、循環(huán)鏈表和雙向鏈表)的構(gòu)造原理。在以上兩種存儲結(jié)構(gòu)上對線性表實施的最主要的操作(包括三種鏈表的建立、插入和刪除、檢索等)的算法設(shè)計。

3、堆棧與隊列

(1)堆棧與隊列的基本概念、基本操作。

(2)堆棧與隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)與鏈?zhǔn)酱鎯�結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理。

(3)在不同存儲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對堆棧與隊列實施插入與刪除等基本操作對應(yīng)的算法設(shè)計。

4、串

(1)串的基本概念、串的基本操作和存儲結(jié)構(gòu)。

(2)串的模式匹配算法和改進的KMP算法。

5、數(shù)組和廣義表

(1)數(shù)組的概念、多維數(shù)組的實現(xiàn)。

(2)對稱矩陣和稀疏矩陣的壓縮存儲。

(3)廣義表的基本概念。

6、樹與二叉樹

(1)樹的定義和性質(zhì)。

(2)二叉樹的概念、性質(zhì)和實現(xiàn)。

(3)遍歷二叉樹和線索二叉樹。

(4)樹和森林。

(5)赫夫曼樹及其應(yīng)用。

(6)樹的計數(shù)。

7、圖

(1)圖的定義，基本概念，圖的分類，常用名詞術(shù)語。

(2)圖的鄰接矩陣存儲方法、鄰接表存儲方法的構(gòu)造原理。

(3)圖的遍歷操作。

(4)最小生成樹，最短路徑，AOV網(wǎng)與拓?fù)渑判颉?/p>

8、文件及查找

(1)數(shù)據(jù)文件的基本概念和基本術(shù)語，數(shù)據(jù)文件的基本操作。

(2)順序文件、索引文件、散列(Hash)文件。

(3)順序文件的順序查找方法、排序連續(xù)順序文件的折半查找方法以及其他文件的基本查找方法。

9、內(nèi)排序

(1)排序的基本概念，排序方法的分類。

(2)插入排序法(含折半插入排序法)、選擇排序法、泡排序法、快速排序法、堆排序法、歸并排序、基數(shù)排序。各種排序方法排序的原理、規(guī)律和特點，各種排序算法的時空復(fù)雜度簡單分析。

(二)計算機組成原理 (50分)

1、計算機系統(tǒng)概論

(1)計算機的分類。

(2)計算機的硬件。

(3)計算機的軟件。

(4)計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。

2、 運算方法和運算器

(1)數(shù)據(jù)與文字的表示方法。

(2)定點加法、減法運算。

(3)定點乘法運算。

(4)定點除法運算。

(5)定點運算器的組成。

(6)浮點運算方法和浮點運算器。

3、存儲系統(tǒng)

(1)存儲器概述。

(2)隨機讀寫存儲器。

(3)只讀存儲器和閃速存儲器。

(4)高速存儲器。

(5)cache存儲器。

(6)虛擬存儲器。

4、指令系統(tǒng)

(1)指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求。

(2)指令格式。

(3)操作數(shù)類型。

(4)指令和數(shù)據(jù)的尋址方式。

(5)典型指令。

5、中央處理器

(1)CPU的功能和組成。

(2)指令周期。

(3)時序產(chǎn)生器和控制方式。

(4)微程序控制器。

(5)微程序設(shè)計技術(shù)。

(6)硬布線控制器。

(7)流水CPU。

(8)RISC CPU。

6、總線系統(tǒng)

(1)總線的概念和結(jié)構(gòu)形態(tài)。

(2)總線接口。

(3)總線的仲裁定時和數(shù)據(jù)傳送模式。

(4)HOST總線和PCI總線。

(5)InfiniBand標(biāo)準(zhǔn)。

7、外圍設(shè)備

(1)外圍設(shè)備概述。

(2)磁盤存儲設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展。

(3)磁帶存儲設(shè)備。

(4)光盤和磁光盤存儲設(shè)備。

(5)顯示設(shè)備。

(6)輸入設(shè)備和打印設(shè)備。

8、輸入輸出系統(tǒng)

(1)外圍設(shè)備的速度分級與信息交換方式。

(2)程序查詢方式。

(3)程序中斷方式。

(4)DMA方式。

(5)通道方式。

(三)計算機網(wǎng)絡(luò)(50分)

1、緒論

(1)計算機網(wǎng)絡(luò)的概念、分類、標(biāo)準(zhǔn)、組成與功能。

(2)計算機網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)，協(xié)議、接口、服務(wù)等概念，ISO/OSI模型和TCP/IP模型。

2、物理層

(1)通信信道、信號、寬帶、碼元、波特、速率、信源與信宿等基本概念，奈奎斯特定理與香農(nóng)定理，編碼與調(diào)制，電路交換、報文交換與分組交換，數(shù)據(jù)報與虛電路。

(2)雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質(zhì)，物理層接口的特性，中繼器，集線器。

3、數(shù)據(jù)鏈路層

(1)數(shù)據(jù)鏈路層的功能，組幀，差錯控制(檢錯與糾錯編碼)。

(2)流量控制、可靠傳輸與滑輪窗口機制，停止-等待協(xié)議，后退N幀協(xié)議(GBN)，選 擇重傳協(xié)議(SR)。

(3)頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用、波分多路復(fù)用、碼分多路復(fù)用的概念和基本原理 ALOHA協(xié)議、CSMA協(xié)議、CSMA/CD協(xié)議、CSMA/CA協(xié)議、令牌傳遞協(xié)議。

(4)局域網(wǎng)的概念及其體系結(jié)構(gòu)，以太網(wǎng)與IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，令牌環(huán)網(wǎng)。

(5)廣域網(wǎng)的概念，PPP協(xié)議，HDLC協(xié)議。

(6)網(wǎng)橋的概念和原理，交換機及其工作原理。

4、網(wǎng)絡(luò)層

(1)網(wǎng)絡(luò)層的功能，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，路由與轉(zhuǎn)發(fā)，擁塞控制。

(2)路由算法，靜態(tài)路由與動態(tài)路由，距離-向量路由算法，鏈路狀態(tài)路由算法，層次路由。

(3)IPv4分組，IPv4地址與NAT，子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼、CIDR，ARP協(xié)議、DHCP協(xié)議與ICMP協(xié)議。

(4)IPv6的主要特點，IPv6地址。

(5)路由協(xié)議，自治系統(tǒng)，域內(nèi)路由與域間路由，RIP路由協(xié)議、OSPF路由協(xié)議、BGP路由協(xié)議。

(6)組播的概念，IP組播地址。

(7)移動IP的概念，移動IP的通信過程。

(8)路由器的組成和功能，路由表與路由轉(zhuǎn)發(fā)。

5、傳輸層

(1)傳輸層的功能，傳輸層尋址與端口，無連接服務(wù)與面向連接服務(wù)。

(2)UDP協(xié)議，UDP數(shù)據(jù)報，UDP校驗。

(3)TCP協(xié)議，TCP段，TCP連接管理，TCP可靠傳輸，TCP流量控制與擁塞控制。

6、應(yīng)用層

(1)客戶/服務(wù)器模型，P2P模型。

(2)DNS概念，層次域名空間，域名服務(wù)器，域名解析過程。

(3)FTP協(xié)議的工作原理，控制連接與數(shù)據(jù)連接。

(4)電子郵件系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，電子郵件格式與MIME，SMTP協(xié)議與POP3協(xié)議。

(5)WWW的概念與組成結(jié)構(gòu)，HTTP協(xié)議。

四、 考試要求

(一)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、 掌握有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念，包括數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)。

2、 掌握算法的基本概念以及算法分析的基本方法。

3、 熟練掌握線性表的基本概念，在兩種存儲結(jié)構(gòu)下的構(gòu)造原理及相應(yīng)的操作。

4、 熟練掌握堆棧和隊列的基本概念與特征以及在兩種存儲結(jié)構(gòu)下如何對堆棧和隊列進行插入和刪除等操作，具備使用堆棧與隊列解決實際問題的能力。

5、 熟練掌握串的基本概念以及串的存儲結(jié)構(gòu)和相關(guān)的算法。

6、 掌握數(shù)組、廣義表和稀疏矩陣的基本概念以及基本操作。

7、 掌握樹型結(jié)構(gòu)的邏輯特征以及各種存儲結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，能夠靈活運用基于樹的三種遍歷方法。

8、 掌握二叉排序樹的邏輯特征、建立過程， 具備靈活運用二叉樹解決實際問題的能力。

9、 了解圖的邏輯結(jié)構(gòu)的特點以及常用的兩種存儲方法，了解最小生成樹(Prim算法和Kruskal算法)、最短路徑、拓?fù)渑判虻木唧w求解過程。

10、 掌握各種順序文件的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的查找方法以及各種查找算法之間時空效率的差異。了解散列文件的建立、散列函數(shù)的選擇(構(gòu)造)原則、處理散列沖突的方法以及基于散列的查找。

11、 熟練掌握各種排序方法的排序特點和排序過程，能夠?qū)γ恳环N排序方法在時間、空間、排序的穩(wěn)定性等方面進行簡單分析。

(二)計算機組成原理

1、 掌握計算機的層次結(jié)構(gòu)及軟硬件組成等概念。

2、 掌握計算機中數(shù)據(jù)的格式、機器數(shù)的表示方法和特點，熟練掌握定點加減的運算方法和特點，掌握浮點運算方法和特點。

3、 掌握存儲系統(tǒng)的分類、分級結(jié)構(gòu)與主存儲器的技術(shù)指標(biāo)，了解SRAM、DRAM、EPROM、閃速存儲器、相聯(lián)存儲器的工作原理，掌握Cache存儲器、虛擬存儲器的功能和基本工作原理。

4、 熟練掌握指令格式、指令和數(shù)據(jù)的尋址方式，理解RISC和CISC的特點。

5、 掌握CPU的功能、基本組成和各個部分的工作流程，了解微程序控制器的基本工作原理，了解微程序控制技術(shù)和硬布線控制技術(shù)，了解流水CPU的工作原理及特點。

6、 掌握總線系統(tǒng)的基本概念和基本技術(shù)以及總線仲裁方式的基本工作原來和特點，了解PCI總線的特點。

7、 理解顯示設(shè)備、打印設(shè)備、硬盤的工作原理和特點，能夠計算一些常用的技術(shù)指標(biāo)。

8、 了解外圍設(shè)備的定時方式、信息交換方式的工作原理和特點，理解程序查詢方式、中斷方式和DMA方式原理，了解通道方式。

(三)計算機網(wǎng)絡(luò)

1、 掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本原理和基本方法。

2、 掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和典型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，了解典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組成和特點，理解典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理。

3、 能夠運用計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本原理和基本方法進行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析、設(shè)計和應(yīng)用。

五、 主要參考書目

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語言版)，嚴(yán)蔚敏，吳偉民 編著，清華大學(xué)出版社，2007年。

2、計算機組成原理(第四版)，白中英等 編著，科學(xué)出版社，2007年。

3、計算機網(wǎng)絡(luò)(第五版)，[美] 特南鮑姆，[美] 韋瑟羅爾 著，嚴(yán)偉，潘愛民 譯，清華大學(xué)出版社，2012年。