2019年北京科技大學(xué)碩士研究生《計(jì)算機(jī)綜合一》考試大綱

　　一、考試性質(zhì)與范圍

　　本考試科目是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科碩士研究生入學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程考試，旨在考察考生對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本原理和方法的掌握程度以及運(yùn)用基本原理和方法分析、解決問(wèn)題的能力。考試范圍包括計(jì)算機(jī)組成原理和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

　　二、考試基本要求

　　計(jì)算機(jī)組成原理要求考生掌握：

　　1.掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本組成及工作機(jī)理，包括運(yùn)算器的構(gòu)成及工作原理；控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法；存儲(chǔ)器及層次存儲(chǔ)體系的概念及工作原理；輸入/輸出系統(tǒng)及工作方式。并建立整機(jī)概念，各基本部件如何協(xié)調(diào)工作完成指定任務(wù)；

　　2.理解計(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，掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和基本實(shí)現(xiàn)方法；

　　3.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)。

　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求考生掌握：

　　1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理和基本方法；

　　2.數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及基本操作的實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)λ惴ㄟM(jìn)行基本的時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度分析；能夠運(yùn)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本原理和方法進(jìn)行問(wèn)題分析與求解，具備采用C或C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)算法的能力。

　　三、考試形式與分值

　　答題方式為閉卷、筆試。

　　考試時(shí)間為180分鐘，試卷滿分為150分，其中：

　　計(jì)算機(jī)組成原理 75分

　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)75分

　　四、考試內(nèi)容

　　I計(jì)算機(jī)組成原理

　　1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

　　1）電子計(jì)算機(jī)與存儲(chǔ)程序控制。了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史，掌握數(shù)字化概念、存儲(chǔ)程序工作方式和馮諾依曼體制。

　　2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

　　計(jì)算機(jī)硬件的基本組成、計(jì)算機(jī)軟件的分類、計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程

　　（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。熟悉計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組織、硬件與軟件間的關(guān)系、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件的邏輯等效性。

　　（2）掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)概念，了解系列機(jī)和軟件兼容。

　　3）計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)

　　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。

　　2.數(shù)據(jù)的機(jī)器層次表示

　　1）數(shù)值數(shù)據(jù)的表示。熟悉進(jìn)位計(jì)數(shù)制基本概念，掌握原碼、補(bǔ)碼表示方法及其相互轉(zhuǎn)換。

　　2）機(jī)器數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示。掌握定點(diǎn)整數(shù)、定點(diǎn)小數(shù)表示。掌握浮點(diǎn)數(shù)的表示方法和表示范圍、規(guī)格化和隱藏位等技術(shù)、階碼的移碼表示法及IEEE754標(biāo)準(zhǔn)。了解定點(diǎn)、浮點(diǎn)表示法的區(qū)別，定點(diǎn)、浮點(diǎn)計(jì)算機(jī)。

　　3）非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示。了解字符和字符串的表示、漢字的編碼及統(tǒng)一代碼（Unicode）。

　　4）十進(jìn)制數(shù)和數(shù)串的表示。掌握常見的十進(jìn)制數(shù)的編碼方法以及十進(jìn)制數(shù)串的存儲(chǔ)方法。了解現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的表示方法。

　　5）數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼。掌握數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼的概念和實(shí)現(xiàn)原理，了解奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)的校驗(yàn)原理與實(shí)現(xiàn)方法。

　　3.指令系統(tǒng)

　　1）指令格式：掌握擴(kuò)展操作碼指令集設(shè)計(jì)的基本方法。

　　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。

　　2）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、常見尋址方式、堆棧的結(jié)構(gòu)和堆棧操作

　　3）CISC和RISC的基本概念

　　4.數(shù)值的機(jī)器運(yùn)算

　　1）定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算

　　1.定點(diǎn)數(shù)的移位運(yùn)算和舍入操作。

　　2.定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算；溢出概念和判別方法。

　　3.定點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算；掌握一位乘法及其實(shí)現(xiàn)邏輯。

　　2）規(guī)格化浮點(diǎn)運(yùn)算

　　1.浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法與流程

　　2.浮點(diǎn)運(yùn)算器的組成及實(shí)現(xiàn)

　　3）算術(shù)邏輯單元ALU

　　1.串行加法器、并行加法器和快速進(jìn)位鏈

　　2.算術(shù)邏輯單元ALU的基本組成與實(shí)現(xiàn)

　　5.存儲(chǔ)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)

　　1）存儲(chǔ)器的分類

　　2）存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu)

　　3）半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

　　1.SRAM存儲(chǔ)器的工作原理

　　2.DRAM存儲(chǔ)器的工作原理

　　3.只讀存儲(chǔ)器

　　4.Flash存儲(chǔ)器

　　4）主存儲(chǔ)器與CPU的連接

　　5）雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器

　　6）高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）

　　1.程序訪問(wèn)的局部

　　2.Cache的基本工作原理

　　3.Cache和主存之間的映射方式

　　4.Cache中主存塊的替換算法

　　5.Cache寫策略

　　6.中央處理器（CPU）

　　1）CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)

　　2）數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)

　　3）時(shí)序系統(tǒng)與控制方式

　　4）指令執(zhí)行過(guò)程

　　5）控制器的功能和工作原理

　　1.組合邏輯控制器

　　2.微程序控制器：微程序、微指令和微命令；微指令的編碼方式；微地址的形式方式。

　　6）控制單元的設(shè)計(jì)。掌握設(shè)計(jì)模型機(jī)的流程，掌握組合邏輯控制器的組成原理及設(shè)計(jì)方法；掌握微程序控制器的設(shè)計(jì)方法與步驟。

　　7.輸入輸出（I/O）系統(tǒng)

　　1）I/O系統(tǒng)基本概念

　　2）I/O接口（I/O控制器）

　　1.I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)

　　2.I/O端口及其編址

　　3）I/O方式

　　1.程序查詢方式

　　2.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。

　　3.DMA方式

　　DMA控制器的組成；DMA傳送過(guò)程。

　　4.通道方式

　　4）總線技術(shù)

　　1.總線的基本概念、分類及性能指標(biāo)

　　2.同步定時(shí)方式，異步定時(shí)方式

　　II 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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)與物理結(jié)構(gòu)

　　2）算法和算法分析

　　2.線性表

　　1）線性表的定義及其基本操作

　　2）線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　3）線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)

　　4）線性表的應(yīng)用

　　3.棧和隊(duì)列

　　1）棧和隊(duì)列的定義及其操作

　　2）棧和隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　3）棧和隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)

　　4）棧和隊(duì)列的應(yīng)用

　　4. 數(shù)組

　　1）數(shù)組的定義及其操作

　　2）數(shù)組的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　3）矩陣的壓縮存儲(chǔ)

　　5. 樹

　　1）樹的基本概念

　　2）二叉樹的定義及其基本操作、二叉樹的性質(zhì)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　3）二叉樹的遍歷

　　4）線索二叉樹

　　5）樹和森林

　　6）Huffman樹與Huffman編碼

　　7）二叉樹的應(yīng)用

　　6.圖

　　1）圖的定義及操作

　　2）圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　3）圖的遍歷

　　4）最小生成樹

　　5）最短路徑問(wèn)題

　　6）拓?fù)渑判蚺c關(guān)鍵路徑

　　7）圖的應(yīng)用

　　7.查找

　　1）查找的基本概念

　　2）順序表的查找

　　3）二叉排序樹(或稱二叉查找樹）和平衡二叉排序樹

　　4）Hash表及其查找

　　5）查找算法的應(yīng)用

　　8.排序

　　1）排序的基本概念

　　2）插入排序：直接插入排序、折半插入排序、鏈表插入排序、Shell排序

　　3）交換排序：起泡排序、快速排序

　　4）選擇排序：直接選擇排序、堆選擇排序

　　5）二路歸并排序

　　6）基數(shù)排序

　　7）各種內(nèi)排序方法的比較

　　8）內(nèi)排序算法的應(yīng)用

　　參考書目

　　[1]蔣本珊．計(jì)算機(jī)組成原理（第3版）．清華大學(xué)出版社，2013

　　[2]唐朔飛．計(jì)算機(jī)組成原理（第2版）．高等教育出版社，2008

　　[3]齊悅，夏克儉，姚琳．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法與應(yīng)用．清華大學(xué)出版社

　　[4]嚴(yán)蔚敏，吳偉民．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版）．清華大學(xué)出版社