计算机专业考研大纲.docx

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计算机专业考研大纲

计算机专业2010年考研大纲

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Ⅰ考查目标

计算机学科专业基础综合考试涵盖数据机构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。

要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的概念、基本原理和方法，能够运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。

Ⅱ考试形式和试卷结构

一、试卷满分及考试时间

本试卷满分为150分，考试时间为180分钟

二、答题方式

答题方式为闭卷、笔试

三、试卷内容结构

数据结构45分

计算机组成原理45分

操作系统35分

计算机网络25分

四、试卷题型结构

单项选择题80分（40小题，每小题2分）

综合应用题70分

Ⅲ考查范围

数据结构

【考查目标】

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。

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

三、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

四、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

五、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）气泡排序（bubblesort）（四）简单选择排序（五）希尔排序（shellsort）（六）快速排序（七）堆排序（八）二路归并排序（mergesort）（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

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.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。

一、计算机系统概述

（一）计算机发展历程

（二）计算机系统层次结构1.计算机硬件的基本组成2.计算机软件的分类3.计算机的工作过程（三）计算机性能指标、吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间；MIPS、MFLOPS。

二、数据的表示和运算

（一）数制与编码1.进位计数制及其相互转换2.真值和机器数3.BCD码4.字符与字符串5.校验码

（二）定点数的表示和运算1.定点数的表示、无符号数的表示；有符号数的表示。

2.定点数的运算；定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。

（三）浮点数的表示和运算1.浮点数的表示；浮点数的表示范围；IEEE754标准2.浮点数的加/减运算（四）算术逻辑单元ALU1.串行加法器和并行加法器2.算术逻辑单元ALU的功能和机构三、存储器层次机构

（一）存储器的分类

（二）存储器的层次化结构（三）半导体随机存取存储器1.SRAM存储器的工作原理2.DRAM存储器的工作原理（四）只读存储器（五）主存储器与CPU的连接（六）双口RAM和多模块存储器

（七）高速缓冲存储器（Cache）1.程序访问的局部2.Cache的基本工作原理3.Cache和主存之间的映射方式4.Cache中主存块的替换算法5.Cache写策略（八）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.段式虚拟存储器4.段页式虚拟存储器5.TLB（快表）四、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的基本概念五、中央处理器（CPU）

（一）CPU的功能和基本结构

（二）指令执行过程（三）数据通路的功能和基本结构（四）控制器的功能和工作原理1.硬布线控制器2.微程序控制器

微程序、微指令和微命令；微指令的编码方式；微地址的形式方式。

（五）指令流水线1.指令流水线的基本概念2.超标量和动态流水线的基本概念六、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1.集中仲裁方式2.分布仲裁方式（三）总线操作和定时1.同步定时方式2.异步定时方式（四）总线标准七、输入输出（I/O）系统

（一）I/O系统基本概念

（二）外部设备1.输入设备：

键盘、鼠标2.输出设备：

显示器、打印机3.外存储器：

硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器（三）I/O接口（I/O控制器）1.I/O接口的功能和基本结构2.I/O端口及其编址（四）I/O方式1.程序查询方式2.程序中断方式

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的概念。

3.DMA方式

DMA控制器的组成；DMA传送过程。

4.通道方式

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。

一、操作系统概述

（一）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务

（二）操作系统的发展与分类（三）操作系统的运行环境二、进程管理

（一）进程与线程1.进程概念2.进程的状态与转换3.进程控制4.进程组织5.进程通信

共享存储系统；消息传递系统；管道通信。

6.线程概念与多线程模型

（二）处理机调度1.调度的基本概念

2.调度时机、切换与过程

3.调度的基本准则

4.调度方式

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。

（三）进程同步1.进程同步的基本概念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。

3.信号量4.管程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。

（四）死锁1.死锁的概念2.死锁处理策略3.死锁预防4.死锁避免

系统安全状态：

银行家算法。

5.死锁检测和解除三、内存管理

（一）内存管理基础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。

2.交换与覆盖3.连续分配管理方式

单一连续分配；分区分配。

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。

（二）虚拟内存管理1.虚拟内存基本概念2.请求分页管理方式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）。

4.页面分配策略5.抖动

抖动现象；工作集。

6.请求分段管理方式7.请求段页式管理方式四、文件管理

（一）文件系统基础1.文件概念2.文件结构

顺序文件；索引文件；索引顺序文件。

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.文件共享

共享动机；共享方式；共享语义。

5.文件保护

访问类型；访问控制。

（二）文件系统实现1.文件系统层次结构2.目录实现3.文件实现（三）磁盘组织与管理1.磁盘的结构2.磁盘调度算法3.磁盘的管理五、输入输出（I/O）管理

（一）I/O管理概述1.I/O设备2.I/O管理目标3.I/O管理功能4.I/O应用接口5.I/O控制方式

（二）I/O核心子系统1.I/O调度概念2.高速缓存与缓冲区3.设备分配与回收4.假脱机技术（SPOOLing）5.出错处理

计算机网络

【考查目标】

1.掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法。

2.掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理

3.能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用

一、计算机网络体系结构

（一）计算机网络概述

1.计算机网络的概念、组成与功能

2.计算机网络的分类

3.计算机网络与互联网的发展历史

4.计算机网络的标准化工作及相关组织

（二）计算机网络体系结构与参考模型

1.计算机网络分层结构

2.计算机网络协议、接口、服务等概念

3.ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型

二、物理层

（一）通信基础

1.信道、信号、宽带、码元、波特、速率等基本概念

2.奈奎斯特定理与香农定理

3.信源与信宿

4.编码与调制

5.电路交换、报文交换与分组交换

6.数据报与虚电路

（二）传输介质

1.双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质

2.物理层接口的特性

（三）物理层设备

1.中继器

2.集线器

三、数据链路层

（一）数据链路层的功能

（二）组帧

（三）差错控制

1.检错编码

2.纠错编码

（四）流量控制与可靠传输机制

1.流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制

2.单帧滑动窗口与停止-等待协议

3.多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN）

4.多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）

（五）介质访问控制

1.信道划分介质访问控制

频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理。

2.随即访问介质访问控制

ALOHA协议；CSMA协议；CSMA/CD协议；CSMA/CA协议。

3.轮询访问介质访问控制：

令牌传递协议

（六）局域网

1.局域网的基本概念与体系结构

2.以太网与IEEE802.3

3.IEEE802.11

4.令牌环网的基本原理

（七）广域网

1.广域网的基本概念

2.PPP协议

3.HDLC协议

4.ATM网络基本原理

（八）数据链路层设备

1.网桥

网桥的概念；透明网桥与生成树算饭；源选径网桥与源选径算法。

2.局域网交换机及其工作原理。

四、网络层

（一）网络层的功能

1.异构网络互联

2.路由与转发

3.拥塞控制

（二）路由算法

1.静态路由与动态路由

2.距离-向量路由算法

3.链路状态路由算法

4.层次路由

（三）IPv4

1.IPv4分组

2.IPv4地址与NAT

3.子网划分与子网掩码、CIDR

4.ARP协议、DHCP协议与ICMP协议

（四）IPv6

1.IPv6的主要特点

2.IPv6地址

（五）路由协议

1.自治系统

2.域内路由与域间路由

3.RIP路由协议

4.OSPF路由协议

5.BGP路由协议

（六）IP组播

1.组播的概念

2.IP组播地址

3.组播路由算法

（七）移动IP

1.移动IP的概念

2.移动IP的通信过程

（八）网络层设备

1.路由器的组成和功能

2.路由表与路由转发

五、传输层

（一）传输层提供的服务

1.传输层的功能

2.传输层寻址与端口

3.无连接服务与面向连接服务

（二）UDP协议

1.UDP数据报

2.UDP校验

（三）TCP协议

1.TCP段

2.TCP连接管理

3.TCP可靠传输

4.TCP流量控制与拥塞控制

六、应用层

（四）网络应用模型

1.客户/服务器模型

2.P2P模型

（五）DNS系统

1.层次域名空间

2.域名服务器

3.域名解析过程

（六）FTP

1.FTP协议的工作原理

2.控制连接与数据连接

（七）电子邮件

1.电子邮件系统的组成结构

2.电子邮件格式与MIME

3.SMTP协议与POP3协议

（八）WWW

1.WWW的概念与组成结构

2.HTTP协议

Ⅳ．试题示例

一、单项选择题：

1～40小题，每小题2分，共80分。

在每小题给出的四个选项中，请选出一项最符合题目要求的。

1．下列排序算法中，时间复杂度为0（nlog：

n）且占用额外空间最少的是

A．堆排序B．起泡排序

C．快速排序D．希尔排序

2．下列序列中，满足堆定义的是

A．（100，86，48，73，35，39，42，57，66，21）

B．（12，70，33，65，24，56，48，92，86，33）

C．（103，97，56，38，66，23，42，12，30，52，6，26）

D．（5，56，20，23，40，38，29，6l，35，76，28，100）

3．程序计数器Pc用来存放指令地址，其位数和下列哪个寄存器相同?

A．指令寄存器IRB．主存数据寄存器MDR

C．程序状态字寄存器PSWRD．主存地址寄存器MAR

4．假定一个十进制数为一66，按补码形式存放在一个8位寄存器中，该寄存器的内容用十六进制表示为

A．C2HB．BEHC．BDHD．42H

5．下列进程状态转换中，不可能发生的转换是

A．运行一就绪B．运行一等待

C．等待一运行D．等待_÷就绪

6．设某系统中有3个并发进程都需要4个同类资源，该系统不会发生死锁的最少资源数是

A．9B．10C．1D12

7.根据csMA／cD协议的工作原理，下列情形中需要提高最短帧长度的是

A．网络传输速率不变，冲突域的最大距离变短

B．冲突域的最大距离不变，网络传输速率提高

c．上层协议使用TcP的概率增加

D．在冲突域不变的情况下减少线路中的中继器数量

8．在选择重传协议（sR）中，当帧的序号字段为3比特，且接收窗口与发送窗口尺寸相同时，发送窗口的最大尺寸为

A．2B．4C.6D.8

二、综合应用题：

41～47小题，共70分。

试题示例

41．（10分）设无向图G=（y，E），其中y={l，2，3，4，5}，E={（1，2，4），（2，5，5），（1，3，2），（2，4，4），（3，4，1），（4，5，3），（1，5，8）}，每条边由一个三元组表示，三元组中前两个元素为与该边关联的顶点，第三个元素为该边的权。

请写出图G中从顶点1到其余各点的最短路径的求解过程。

要求列出最短路径上的各顶点，并计算路径长度。

42．（15分）已知一棵二叉树采用二叉链表存储，结点构造为：

lLeft（：

h订diData}Right（：

hildI，root指向根结点。

现定义二叉树中结点x。

的根路径为从根结点到x。

结点的一条路径，请编写算法输出该二叉树中最长的根路径（多条最长根路径中只输出一条即可。

算法可使用c或c++或JAVA语言实现）。

43．（11分）某计算机的主存地址位数为32位，按字节编址。

假定数据（~ache中最多存放128个主存块，采用4路组相联方式，块大小为64Byte，每块设置了l位有效位。

采用一次性写回（writeBack）策略，为此每块设置了1位“脏（Diny）”位。

要求：

（1）分别指出主存地址中标记（Tag）、组号（Inclex）和块内地址（c）ffset）三部分的位置和位数。

（2）计算该数据cache的总位数（请给出详细计算过程）。

44．（10分）下图是一个简化的CPu与主存连接结构示意图（图中省略了所有多路选择器）。

其中有一个累加寄存器Ac、一个状态寄存器和其他四个寄存器：

主存地址寄存器MAR、主存数据寄存器MDR、程序计数器Pc和指令寄存器IR，各部件及其之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向．

一个简化的cPU与主存连接结构示意图要求：

（1）请写出图中a、b、c、d四个寄存器的名称。

（2）简述图中指令从主存取到控制器的过程。

（3）说明数据从主存取出、运算、写回主存所经过的数据通路（假定数据地址已在MAR中）。

45．（6分）设页引用序列：

，（1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6），物理块（Pageframe）数为3，且所有的块初始时为空。

当分别采用最近最少使用置换（LRu）、先进先出置换（FIFO）和最佳置换（0PT）的页面置换算法时，各会发生多少次缺页?

要求给出求解过程。

46．（9分）理发师问题描述如下：

理发店包含一间接待室和一间工作室，接待室内有n（n≥1）把椅子，而工作室只有l把椅子。

如果没有顾客，理发师就去睡觉；如果顾客来时所有的椅子都有人，那么顾客离去；如果理发师在忙且接待室有空闲的椅子，那么此顾客会坐在其中1把空闲的椅子上等待；如果理发师在睡觉，则顾客会唤醒他。

请采用信号量机制解决该理发师问题（可用伪代码描述）。

47．（9分）考虑某路由器具有下列路由表项：

┏━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━┓

┃网络前缀┃下一跳┃

┣━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━┫

┃142．150．64．O／24┃A┃

┣━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━┫

┃142．150．71．128／28┃B┃

┣━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━┫

┃142．150．71．128／30┃C┃

┣━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━┫

┃142．150．0．0／16┃D┃

┗━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━┛

（1）假设路由器接收到一个目的地址为142．150．71．132的IP分组，请确定该路由器为该IP分组选择的下一跳，并解释说明。

（2）在上面的路由表中增加一条路由表项，该路由表项使以142．150．71．132为目的地址的IP分组选择“A”作为下一跳，而不影响其他目的地址的IP分组转发。

（3）在上面的路由表中增加一条路由表项，使所有目的地址与该路由表中任何路由表项都不匹配的IP分组被转发到下一跳“E”。

（4）将142．150．64．0／24划分为4个规模尽可能大的等长子网，给出子网掩码及每个子网的可分配地址范围。