北理(2014年)813计算机专业基础

813计算机专业基础

数据结构

考查内容:

数据结构主要考查考生以下几个方面:

1.理解数据结构的基本概念;掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异,以及各种基本操作的实现。

2.掌握基本的数据处理原理和方法的基础上,能够对算法进行设计与分析。

3.能够选择合适的数据结构和方法进行问题求解。

应掌握的具体内容为:

一、线性表

(一)线性表的定义和基本操作

(二)线性表的实现

1.顺序存储结构

2.链式存储结构

3.线性表的应用

二、栈、队列和数组

(一)栈和队列的基本概念

(二)栈和队列的顺序存储结构

(三)栈和队列的链式存储结构

(四)栈和队列的应用

(五)特殊矩阵的压缩存储

三、树与二叉树

(一)树的概念

(二)二叉树

1.二叉树的定义及其主要特征

2.二叉树的顺序存储结构和链式存储结构

3.二叉树的遍历

4.线索二叉树的基本概念和构造

5.二叉排序树

6.平衡二叉树

(三)树、森林

1.书的存储结构

2.森林与二叉树的转换

3.树和森林的遍历

(四)树的应用

1.等价类问题

2.哈夫曼(Huffman)树和哈夫曼编码

四、图

(一)   图的概念

(二)   图的存储及基本操作

1.      邻接矩阵法

2.      邻接表法

(三)   图的遍历

1.      深度优先搜索

2.      广度优先搜索

(四)   图的基本应用及其复杂度分析

1.      最小(代价)生成树

2.      最短路径

3.      拓扑排序

4.      关键路径

五、查找

(一)   查找的基本概念

(二)   顺序查找法

(三)   折半查找法

(四)   B-树

(五)   散列(Hash)表及其查找

(六)   查找算法的分析及应用

六、内部排序

(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)   起泡排序(bubble sort)

(四)   简单选择排序

(五)   希尔排序(shell sort)

(六)   快速排序

(七)   堆排序

(八)   二路归并排序(merge sort)

(九)   基数排序

(十)   各种内部排序算法的比较

(十一)             内部排序算法的应用

题型和分值

填空题15%、选择题20%、问答题40%、算法题25%

参考书目

数据结构 ( C语言版)      严蔚敏   吴伟民         清华大学出版社    

计算机组成原理

考查目标

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.     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。

考查内容

一、概述

1.   存储程序概念

2.  计算机硬件的基本组成

3. 冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器设计思想

4. 计算机系统的多层次结构

5.  计算机的主要性能指标

二、数据的机器层次表示

(一) 数值数据的表示

1.     进位计数制及其相互转换

2.    无符号数

3. 带符号数(真值和机器数)

(二)   机器数的定点表示与浮点表示

1.     定点数的表示

2.     浮点数的表示

(三)   非数值数据的表示

1.     字符的表示

2. 汉字的表示

(四)   BCD码

(五)数据校验码

三、     指令系统

(一)   指令格式

1.     指令的基本格式

2.     定长操作码指令格式

3.     扩展操作码指令格式

(二)   指令的寻址方式

1.     有效地址的概念

2.     数据寻址和指令寻址

3.     常见寻址方式

(三)   CISC和RISC的基本概念

四、数值的机器运算

(一)基本算术运算的实现

1.     串行加法器和并行加法器

2.   进位的产生和传递

3. 并行加法器的快速进位

(二) 定点数的运算

1.补码定点数的加/减运算

2.溢出概念和判别方法

3.定点数的移位操作

4.定点数的乘/除运算

(三)  浮点数的运算

(四)十进制整数的加法运算

(五)   算术逻辑单元ALU的功能和结构

五、 存储系统与结构

(一)  存储系统的组成

(二)   主存储器的组织

(三)   半导体随机存储器和只读存储器

1.     SRAM存储器的工作原理

2.     DRAM存储器的工作原理

3. 只读存储器

(四)   主存储器的连接与控制

1.主存容量的扩展

2.存储芯片的地址分配和片选

3.主存储器与CPU的连接

(六)   高速缓冲存储器(Cache)

1.     Cache的基本工作原理

2.     Cache和主存之间的映射方式

3.     Cache中主存块的替换算法

4.     Cache写策略

(七)   虚拟存储器

1.     虚拟存储器的基本概念

2.     页式虚拟存储器

3.    快慢表

六、     中央处理器

(一)   CPU的功能和基本结构

1.CPU中的主要寄存器

2.CPU的组成

(二)控制器的组成和实现方法

1.控制器的基本组成

2.  硬布线控制器和 微程序控制器的区别

(三)  时序系统与控制方式

(四)   数据通路的功能和基本结构

(五)   微程序控制原理

1.微程序

2.微指令和微命令

3.微指令的编码方式

4.微地址的形式方式。

(六)   指令流水线

1.   指令流水线的基本概念

2. 指令流水线的基本实现

七、  总线

(一)   总线概述

1.     总线的基本概念

2.     总线的分类

3.     总线的组成及性能指标

(二)   总线仲裁

(三)   总线标准 

八、外部设备

(一)输入输出设备

1.     输入设备:键盘、鼠标

2.     输出设备:显示器、打印机

(二)辅助存储器

1.硬盘存储器

2.磁盘阵列

3.光盘存储器

九、 输入输出(I/O)系统

(一)  主机与外设的连接

1.   I/O接口(I/O控制器)

2.     I/O接口的功能和基本组成

3.     外设的识别与端口寻址

(二)  输入输出信息传送控制方式

1.     程序查询

2.     程序中断

3.     DMA

4.     通道

(三) 中断系统和程序中断方式

1. 中断的基本概念

2.中断响应过程

3.中断处理过程

4.多重中断和中断屏蔽

(四)DMA方式及其接口

1.DMA接口(控制器)的组成

2.DMA传送方法

3.DMA传送过程

(五)通道控制方式

题型和分值

填空题20%,选择题30%,综合应用题50%。

参考书目

计算机组成原理(第3版)          蒋本珊           清华大学出版社    

操作系统

考查目标

1 了解操作系统在计算机系统中的作用、地位、发展和特点。

2 理解操作系统的基本概念、原理,掌握操作系统设计方法与实现技术。

3 能够运用所学的操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题。

考查内容

1 操作系统概述

1.1 操作系统的概念、特征、功能和提供的服务

1.2 操作系统的发展与分类

1.3 操作系统的运行环境

2 进程管理

2.1进程与线程

2.1.1 进程概念

2.1.2 进程的状态与转换

2.1.3 进程控制

2.1.4 进程组织

2.1.5 进程通信

共享存储系统;消息传递系统;管道通信。

2.1.6 线程概念与多线程模型

2.2 处理机调度

2.2.1 调度的基本概念

2.2.2 调度时机、切换与过程

2.2.3 调度的基本准则

2.2.4 调度方式

2.2.5 典型调度算法

先来先服务调度算法;短作业(短任务、短进程、短线程)优先调度算法;时间片轮转调度算法;优先级调度算法;高响应比优先调度算法;多级反馈队列调度算法。

2.3 进程同步

2.3.1 进程同步的基本概念

2.3.2 实现临界区互斥的基本方法

软件实现方法;硬件实现方法。

2.3.3 信号量

2.3.4 管程

2.3.5 经典同步问题

生产者-消费者问题;读者-写者问题;哲学家进餐问题。

2.4 死锁

2.4.1 死锁的概念

2.4.2 死锁处理策略

2.4.3 死锁预防

2.4.4 死锁避免

系统安全状态:银行家算法。

2.4.5 死锁检测和解除

3 内存管理

3.1 内存管理基础

3.1.1 内存管理概念

程序装入与链接;逻辑地址与物理地址空间;内存保护。

3.1.2 交换与覆盖

3.1.3 连续分配管理方式

单一连续分配;分区分配。

3.1.4 非连续分配管理方式

分页管理方式;分段管理方式;段页式管理方式。

3.2 虚拟内存管理

3.2.1 虚拟内存基本概念

3.2.2 请求分页管理方式

3.2.3 页面置换算法

最佳置换算法(OPT);先进先出置换算法(FIFO);最近最少使用置换算法(LRU);时钟置换算法(CLOCK)。

3.2.4 页面分配策略

3.2.5 抖动

抖动现象;工作集。

3.2.6 请求分段管理方式

3.2.7 请求段页式管理方式

4 文件管理

4.1 文件系统基础

4.1.1 文件概念

4.1.2 文件结构

顺序文件;索引文件;索引顺序文件。

4.1.3 目录结构

文件控制块和索引节点;单级目录结构和两级目录结构;树形目录结构;图形目录结构。

4.1.4 文件共享

共享动机;共享方式;共享语义。

4.1.5 文件保护

访问类型;访问控制。

4.2 文件系统实现

4.2.1 文件系统层次结构

4.2.2 目录实现

4.2.3 文件实现

4.3 磁盘组织与管理

4.3.1 磁盘的结构

4.3.2 磁盘调度算法

4.3.3 磁盘的管理

5 输入输出(I/O)管理

5.1 I/O管理概述

5.1.1 I/O设备

5.1.2 I/O管理目标

5.1.3 I/O管理功能

5.1.4 I/O应用接口

5.1.5 I/O控制方式

5.2 I/O核心子系统

5.2.1 I/O调度概念

5.2.2 高速缓存与缓冲区

5.2.3 设备分配与回收

5.2.4 假脱机技术(SPOOLing)

5.2.5 出错处理

6 Linux操作系统

6.1 Linux进程管理

6.2 Linux存储器管理

6.3 Linux文件系统

7 Windows操作系统

7.1 Windows操作系统模型

7.2 Windows进程和线程

7.3 Windows存储器管理

7.4 Windows文件系统

题型及分值

单选题 40%、填空题20%、综合应用题40%。

参考书目

《操作系统原理教程》,张丽芬等著,电子工业出版社

《操作系统实验教程及Linux和Windows系统调用编程》,张丽芬等著,清华大学出版社

计算机网络

考查内容

一、概述

1.1  计算机网络定义、应用

1.2  网络硬件和分类

1.3  网络软件

1.3.1  协议层次结构

1.3.2  层次设计问题

1.3.3  面向连接与无连接服务

1.3.4  服务原语

1.3.5  服务与协议的关系

1.4  参考模型

1.4.1  OSI参考模型

1.4.2  TCP/IP参考模型

二、物理层 

2.1  数据通信的理论基础

2.1.1  傅里叶分析 

2.1.2  带宽有限的信号

2.1.3  信道的最大数据速率

2.2 传输介质

2.2.1  磁介质 

2.2.2  双绞线 

2.2.3  同轴电缆

2.2.4  光纤

2.2.4  无线传输

2.3  数字调制与多路复用

2.3.1  基带传输 

2.3.2  通带传输

2.3.3  频分复用 

2.3.4  时分复用

2.3.5  码分复用

2.4 交换技术

三、  数据链路层 

3.1  数据链路层的设计问题

3.1.1  提供给网络层的服务

3.1.2  成帧

3.1.3  差错控制

3.1.4  流量控制

3.2  差错检测和纠正

3.2.1  纠错码

3.2.2  检错码

3.3  基本数据链路层协议

3.3.1  一个乌托邦式的单工协议

3.3.2  无错信道上的单工停-等式协议

3.3.3  有错信道上的单工停-等式协议

3.4  滑动窗口协议 

3.4.1  1位滑动窗口协议

3.4.2  回退N协议

3.4.3  选择重传协议

四、  介质访问控制子层

4.1  信道分配问题

4.1.1  静态信道分配

4.1.2  动态信道分配的假设 

4.2  多路访问协议

4.2.1  ALOHA

4.2.2  载波侦听多路访问协议

4.2.3  无chongtu协议

4.2.4  有限竞争协议

4.2.5  无线局域网协议

4.3  以太网

4.3.1  经典以太网物理层

4.3.2  经典以太网的MAC子层协议

4.3.3  以太网性能

4.3.4  交换式以太网

4.3.5  快速以太网

4.3.6  千兆以太网

4.3.7  万兆以太网

4.4  无线局域网

4.4.1  802.11体系结构和协议栈

4.4.2  802.11物理层

4.4.3  802.11 MAC子层协议

4.4.4  802.11帧结构

4.4.5  服务

4.5  数据链路层交换

4.5.1  网桥的使用

4.5.2  学习网桥

4.5.3  生成树网桥

4.5.4  中继器/集线器/网桥/交换机/路由器和网关

4.5.5  虚拟局域网 

五、  网络层

5.1  网络层的设计问题

5.1.1  存储转发数据包交换 5.1.2  提供给传输层的服务

5.1.3  无连接服务的实现

5.1.4  面向连接服务的实现

5.1.5  虚电路与数据报网络的比较

5.2  路由算法

5.2.1  优化原则

5.2.2  最短路径算法

5.2.3  泛洪算法

5.2.4  距离矢量算法

5.2.5  链路状态路由

5.2.6  层次路由

5.3  拥塞控制算法

5.4  服务质量

5.5  网络互联

5.5.1  网络如何不同

5.5.2  何以连接网络

5.5.3  隧道

5.5.4  互联网路由

5.5.5  数据包分段

5.6  Internet的网络层

5.6.1  IPv4协议 5.6.2  IP地址

5.6.3  IPv6协议

5.6.4  Internet控制协议

5.6.5  RIP

5.6.6  OSPF——内部网关路由协议

5.6.7  BGP——外部网关路由协议

六、  传输层

6.1  传输服务

6.1.1  提供给上层的服务

6.1.2  传输服务原语

6.1.3  Berkeley套接字

6.2  传输协议的要素

6.2.1  寻址

6.2.2  连接建立

6.2.3  连接释放

6.2.4  差错控制和流量控制

6.2.5  多路复用

6.3  拥塞控制

6.4  Internet传输协议:UDP

6.5  Internet传输协议:TCP

6.5.1  TCP概述

6.5.2  TCP服务模型

6.5.3  TCP协议

6.5.4  TCP段的头

6.5.5  TCP连接建立

6.5.6  TCP连接释放

6.5.7  TCP连接管理模型

6.5.8  TCP滑动窗口

6.5.9  TCP计时器管理

6.5.10  TCP拥塞控制

七、 应用层

7.1  DNS——域名系统

7.1.1  DNS名字空间

7.1.2  域名资源记录

7.1.3  名字服务器

7.2  电子邮件

7.2.1  体系结构和服务

7.2.2  用户代理

7.2.3  邮件格式

7.2.4  邮件传送

7.2.5  最后传递

7.3  万维网

7.3.1  体系结构概述

7.3.2  静态Web页面 

7.3.3  动态Web页面和Web应用

7.3.4  HTTP——超文本传输协议

题型及分值

选择题占40%,综合题占60%。综合题包含简答、计算题。

参考书目

计算机网络(第五版)Andrew S. Tanenbaum ,David J. Wetherall著 严 伟潘爱民 译 清华大学出版社

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