2015年南京航空航天大学0812计算机科学与技术考研大纲

一、计算机组成原理部分
【目标】
1. 理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。
2. 理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。
3. 能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。
【大纲】
1．计算机系统概述
（1）. 了解计算机的发展历程；
（2）. 掌握冯?诺依曼计算机结构的特点，计算机硬件的基本组成与功能，计算机系统的组成（硬件+软件）及其层次结构，计算机的工作原理；
（3）. 掌握计算机的性能指标，具体包括CPU执行时间、CPI、时钟周期、主频、MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS等；
2．数据的机器级表示
（1）．掌握数制与编码：包括进位计数制及其相互转换，真值和机器数，BCD编码，字符与字符串，校验码；
（2）. 熟练掌握定点数的表示与运算：包括无符号数的表示和有符号整数的表示，定点数的移位运算；原码定点数加减运算；补码定点数加减法运算；定点数乘除运算；识记溢出概念和判别方法；
（3）. 掌握浮点数的表示与运算：包括浮点数的表示，IEEE754标准，浮点数的加减运算及其规格化；
（4）．理解算术逻辑单元ALU：包括串行加法器和并行加法器，算术逻辑单元ALU的功能与结构；
3．运算方法与运算部件
（1）．掌握不同层次程序员看到的运算：高级语言以C语言为例，ISA层面则以MIPS为例；
（2）. 了解串行加法器、并行加法器及先行进位部件，掌握算术逻辑部件ALU的设计；
（3）. 掌握定点数运算及运算部件：补码加减运算，无符号数乘法运算，无符号除法运算；掌握补码加减运算器如何实现；
（4）. 掌握浮点数加减运算及浮点数运算的精度问题；了解相应的运算部件实现思想；
4．存储器分层体系结构
（1）．了解存储器的分类及其分层结构，半导体存储器随机访问存储器的组织，只读存储器及主存的主要技术指标等；掌握存储器芯片与CPU的连接，多模块存储器的交叉存储；
（2）．掌握高速缓冲存储器的CPU的基本访存过程， Cache和主存之间的映射方式，程序访问的局部性原理对编程的影响及Cache-friendly的程序，了解Cache替换算法和Cache写策略；
（3）．掌握虚拟存储器的基本概念，三种实现方案，缺页的处理以及快表的工作原理，注意虚拟地址和物理地址的转换问题，如何查段表和页表；TLB的原理和作用；平均访问时间的计算等。
5．指令系统
（1）．熟练掌握指令的基本格式，包括定长操作码和扩展操作码的优缺点对比，采用扩展操作码方式指令数目的计算以及设计；
（2）．指令的寻址方式：识记有效地址的概念，了解数据寻址和指令寻址，掌握常见寻址方式及寻址过程；
（3）. 了解CISC和RISC的基本概念 及区别；
6．中央处理器
（1）．熟练掌握指令的执行过程，并结合微指令考察一条指令执行的各个步骤；
（2）. 掌握CPU数据通路的功能及基本结构；
（3）. 熟练掌握控制器的功能和工作原理，包括硬布线控制器，微程序控制器
（4）. 掌握异常与中断的处理机制；
7． 系统总线
（1）．了解总线概述：识记总线的基本概念，分类，总线的组成及性能指标；
（2）. 掌握总线仲裁的仲裁方式以及各自的工作原理；
（3）. 掌握总线操作和定时方式以及原理；
（4）. 了解总线标准，常用标准所规定的机械结构、功能结构和电气规范；
8．输入输出组织
（1）．了解I/O系统基本概念
（2）. 识记各种外部设备，理解这些设备的基本工作原理和常见的性能指标；
（3）. 识记I/O接口的功能和基本结构，I/O端口及其编址；
（4）. 熟练掌握I/O的三种控制方式；中断方式要求掌握中断的基本概念，中断响应过程，中断处理过程，多重中断和中断屏蔽等；DMA方式要求掌握DMA控制器的组成和DMA的传送过程。

二、操作系统部分
【目标】
1. 了解操作系统在计算机系统中的地位、作用及其发展历史和特点。
2. 理解操作系统的基本概念、原理和思维方式，掌握操作系统基本的设计方法与实现技术。
3. 能够运用操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题。
【大纲】
1．操作系统概述
（1）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务
（2）操作系统的发展与分类
（3）操作系统的基本结构
2．进程管理
(1) 前驱图以及程序顺序执行和并发执行的特点
(2) 进程的基本概念和思想
(3) 进程的状态与转换
(4) 进程控制块及其作用
(5) 进程组织
(6) 进程同步：进程同步的概念和同步原则，临街资源和临界区的概念，信号量及其应用，经典进程同步问题
(7) 进程通信的基本概念和方法
(8) 线程的概念和多线程模型
3．调度与死锁
（1）调度的概念
（2）调度队列模型
（3）调度的基本准则与方式
（4）各种调度算法及其评价
（5）死锁问题及其处理方法，包括死锁的概念和原因，产生死锁的必要条件，死锁处理策略，死锁的预防、避免、以及检测和解除。
4．内存管理
（1）内存管理的基本概念：链接与装入，逻辑地址与物理地址空间，对换与覆盖，重定位
（2）连续内存分配方法，离散内存分配方法（分页、分段、段页），
（3）虚拟内存分配方法（虚拟内存的概念，局部性原理，实现虚拟内存所需的硬件和软件支持，请求分页（段）管理，页面置换算法）
（4）内存保护与共享
（5）抖动的概念和处理方法
5．设备管理
（1）I/O体系结构
（2）I/O控制方法
（3）I/O分配中的数据结构和分配方法
（4）通道和通道程序
（5）设备独立性及其实现方法
（6）虚拟设备和SPOOLing技术
（7）缓冲管理
（8）设备处理与I/O软件
（9）设备分配
6．磁盘与文件系统
（1）磁盘的结构和基本概念
（2）磁盘的调度
（3）磁盘的性能改善和容错
（4）文件的概念
（5）物理文件组织
（6）外存分配方法
（7）文件存储空间的管理
（8）逻辑文件组织
（9）目录及其管理
（10）文件共享和保护
7．操作系统接口
（1）接口类型
（2）系统调用概念
（3）系统调用的类型和实现方法

三、数据结构部分
【目标】
1. 理解数据结构的基本概念；掌握数据的逻辑结构、存储结构，以及各种基本操作的实现。
2. 能对算法的时间复杂度与空间复杂度进行基本的分析。
3. 能选择合适的数据结构和方法进行问题求解，具备采用 C 或 C++语言设计与实现算法的能力。
【大纲】
1．数据结构基本概念及简单的算法分析
（1）数据结构基本概念；
（2）算法的定义、特性；
（3）简单的算法分析：时间复杂度、空间复杂度；
2．线性表
（1）顺序表和链表的存储与基本操作；
（2）顺序表和链表的应用；
（3）循环链表；双向链表；
3．栈和队列
（1）栈和队列的定义；
（2）栈和队列的顺序和链式存储；
（3）栈和队列的应用；
4．字符串
（1）字符串的定义、存储和操作；
（2）字符串的模式匹配；
5．数组和广义表
（1）数组的顺序存储表示；
（2）矩阵的压缩存储：特殊矩阵、稀疏矩阵；
（3）广义表的定义和存储结构；
6．树与二叉树
（1）二叉树的定义、性质和存储结构；
（2）遍历二叉树；
（3）树的定义和存储结构；
（4）赫夫曼编码；
7．图
（1）图的基本概念；图的存储表示：邻接矩阵、邻接表；
（2）图的遍历与连通性；
（3）最小生成树；
（4）拓扑排序；
（5）关键路径；
（6）最短路径；
8．查找
（1）顺序表查找；有序表查找；索引顺序表查找；
（2）二叉排序树；平衡二叉树；B-树；
（3）哈希表的构造和冲突处理方法；
9．内部排序
（1）插入排序；
（2）交换排序；
（3）选择排序；
（4）归并排序；
（5）基数排序；
（6）内部排序算法的比较和应用；

【目标】
1. 掌握计算机科学与技术专业的基本理论、基本知识和专业技能，了解计算机学科的知识结构、典型技术、核心概念和基本工作流程。
2. 系统深入地理解和掌握离散数学、数据结构、操作系统、编译原理、计算机网络的相关概念、原理和技术。
3. 具有完整的从软件到硬件的计算机系统整体概念，能够综合应用计算机软件、硬件知识解决实际问题，具备较强的计算机系统的认知、分析、设计、编程能力。

【大纲】
1. 集合的交、并、差、幂等运算
2. 关系、等价关系和偏序关系
3．映射定义、复合运算及其性质；单射、满射、双射概念及其性质
4．命题逻辑；谓词逻辑
5．无向图和有向图； 欧拉图和哈密顿图； 无向树；平面图与图的着色
6．代数系统, 子代数, 半群与独异点
7．群、环、域、格
8．数据结构概念；算法的时间复杂度、空间复杂度
9．线性表；栈和队列
10．数组和广义表
11．树与二叉树；图
12．表查找；二叉排序树；平衡二叉树；B-树
13．插入排序；交换排序；选择排序；归并排序；基数排序
14. 高级语言及其语法描述
15. 词法分析；语法分析
16. 属性文法和语法制导的翻译
17. 语义分析及中间代码的产生
18. 符号表
19. 运行时存储空间的组织
20. 基本块的划分,流图的构建、优化；循环优化的常用方法
21．操作系统目标、作用、发展过程
22．进程控制；进程同步；线程
23．各种调度算法及评价；死锁产生的原因和必要条件；死锁的预防、避免、检测和解除
24．程序的链接与装入；连续内存分配方法；离散内存分配方法；虚拟内存的概念和实现
25．I/O控制方式；缓冲的目的、类型及特点；设备分配和设备处理；磁盘的结构和调度算法
26．文件的逻辑结构；外存分配方法；目录及其管理；文件存储空间的管理；文件共享和保护
27．操作系统接口
28. 计算机网络的发展、分类；互联网应用模式：C/S，B/S，P2P
29. 网络协议的分层；OSI、TCP/IP参考模型
30. 无线网络概念和相关协议