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              2021年南京航空航天大學829計算機專業基礎考研大綱

              分類:2025考研大綱 來源:南京航空航天大學 2020-12-31 相關院校:南京航空航天大學

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              南京航空航天大學2025考研專業課復習資料「真題▪筆記▪講義▪題庫」

              大綱明細

              1.計算機組成原理參考書

              袁春風《計算機組成與系統結構(第2版)》,清華大學出版社,2015年8月

              王黨輝,康繼昌,安建峰譯《計算機組成與設計 硬件/軟件接口(第5版)》,機械工業出版社,2015年7月

              2.操作系統參考書

              湯小丹,梁紅兵,哲鳳屏,湯子瀛,《計算機操作系統》(第三版),西安電子科技大學出版社,2007年5月

              3.數據結構參考書

              嚴蔚敏、吳偉民 編著,《數據結構(C)語言版》 清華大學出版社,2007年

              一、計算機組成原理部分

              【目標】

              1. 理解單處理器計算機系統中各部件的內部工作原理、組成結構以及相互連接方式,具有完整的計算機系統的整機概念。

              2. 理解計算機系統層次化結構概念,熟悉硬件與軟件之間的界面,掌握指令集體系結構的基本知識和基本實現方法。

              3. 能夠運用計算機組成的基本原理和基本方法,對有關計算機硬件系統中的理論和實際問題進行計算、分析,并能對以MIPS32架構為代表的的RISC計算機的CPU完成數據通路與控制器的設計與實現。

              【大綱】

              1.計算機系統概述

              (1) 了解計算機的發展歷程;

              (2) 掌握馮·諾依曼計算機結構的特點,計算機硬件的基本組成與功能,計算機系統的組成(硬件+軟件)及其層次結構,計算機的工作原理;

              (3) 掌握計算機的性能指標,具體包括CPU執行時間、CPI、時鐘周期、主頻等;

              2.運算方法與運算部件

              (1)掌握數制與編碼:包括進位計數制及其相互轉換,真值和機器數,BCD編碼,字符與字符串;

              (2) 熟練掌握定點數的表示、運算與運算部件:包括無符號數的表示和有符號整數的表示;補碼定點數加減法運算;定點數乘除運算;識記溢出概念和判別方法;

              (3) 掌握浮點數的表示與運算:包括浮點數的表示,IEEE754標準,浮點數的加減運算及其規格化;

              (4)理解算術邏輯單元ALU的功能與結構,掌握補碼加減運算器如何實現;并能夠對典型指令完成設計與實現;

              (5) 掌握不同層次程序員看到的運算:高級語言以C語言為例,ISA層面則以MIPS32為例;

              3.存儲器分層體系結構

              (1)掌握存儲系統的分層,半導體隨機訪問存儲器的組織,只讀存儲器及主存的主要技術指標等;理解存儲器芯片與CPU的連接,掌握多模塊存儲器的交叉存儲;

              (2)掌握高速緩沖存儲器的CPU基本訪存過程, Cache和主存之間的映射方式,程序訪問的局部性原理對編程的影響及Cache-friendly的程序,理解Cache替換算法和Cache寫策略;

              (3)掌握虛擬存儲器的基本概念,三種實現方案,缺頁的處理及快表的工作原理,注意虛擬地址和物理地址的轉換問題,如何查段表和頁表;TLB的原理和作用;平均訪問時間的計算等。

              4.指令系統

              (1)熟練掌握指令的基本格式,包括定長操作碼和擴展操作碼的優缺點對比,采用擴展操作碼方式指令數目的計算及設計;

              (2)指令的尋址方式:識記有效地址的概念,理解數據尋址和指令尋址,掌握常見尋址方式及尋址過程;

              (3) 理解CISC和RISC的基本概念及區別;掌握以MIPS 32為代表的指令集的典型指令,并能夠完成相應的匯編程序設計。

              5.中央處理器

              (1)熟練掌握指令的執行過程,并結合微指令考察一條指令執行的各個步驟;

              (2) 掌握CPU數據通路的功能及結構,掌握控制器的功能和設計,并能為MIPS32的典型指令完成相應的CPU設計,包括單周期及流水體系結構的設計;

              (3) 掌握異常與中斷的處理機制及相應的設計與實現;

              6. 系統總線

              (1)了解總線概述:識記總線的基本概念,分類,總線的組成及性能指標;

              (2) 掌握總線仲裁的仲裁方式以及各自的工作原理;

              (3) 掌握總線操作和定時方式以及原理;

              (4) 了解總線標準,常用標準所規定的機械結構、功能結構和電氣規范;

              7.輸入輸出組織

              (1)了解I/O系統基本概念

              (2) 識記各種外部設備,理解這些設備的基本工作原理和常見的性能指標;

              (3) 識記I/O接口的功能和基本結構,I/O端口及其編址;

              (4) 熟練掌握I/O的三種控制方式;中斷方式要求掌握中斷的基本概念,中斷響應過程,中斷處理過程,多重中斷和中斷屏蔽等;DMA方式要求掌握DMA控制器的組成和DMA的傳送過程。

              二、操作系統部分

              【目標】

              1. 理解操作系統在計算機系統中的地位、作用及其發展歷史和特點。

              2. 理解操作系統的基本概念、原理和思維方式,掌握操作系統基本的設計方法與實現技術。

              3. 能夠運用操作系統原理、方法與技術分析問題和解決問題。

              【大綱】

              1.操作系統概述

              (1)操作系統的概念、特征、功能和提供的服務

              (2)操作系統的發展與分類

              (3)操作系統的基本結構

              2.進程管理

              (1) 前驅圖以及程序順序執行和并發執行的特點

              (2) 進程的基本概念和思想

              (3) 進程的狀態與轉換

              (4) 進程控制塊及其作用

              (5) 進程組織

              (6) 進程同步:進程同步的概念和同步原則,臨街資源和臨界區的概念,信號量及其應用,經典進程同步問題

              (7) 進程通信的基本概念和方法

              (8) 線程的概念和多線程模型

              3.調度與死鎖

              (1)調度的概念

              (2)調度隊列模型

              (3)調度的基本準則與方式

              (4)各種調度算法及其評價

              (5)死鎖問題及其處理方法,包括死鎖的概念和原因,產生死鎖的必要條件,死鎖處理策略,死鎖的預防、避免、以及檢測和解除。

              4.內存管理

              (1)內存管理的基本概念:鏈接與裝入,邏輯地址與物理地址空間,對換與覆蓋,重定位

              (2)連續內存分配方法,離散內存分配方法(分頁、分段、段頁),

              (3)虛擬內存分配方法(虛擬內存的概念,局部性原理,實現虛擬內存所需的硬件和軟件支持,請求分頁(段)管理,頁面置換算法)

              (4)內存保護與共享

              (5)抖動的概念和處理方法

              5.設備管理

              (1)I/O體系結構

              (2)I/O控制方法

              (3)I/O分配中的數據結構和分配方法

              (4)通道和通道程序

              (5)設備獨立性及其實現方法

              (6)虛擬設備和SPOOLing技術

              (7)緩沖管理

              (8)設備處理與I/O軟件

              (9)設備分配

              6.磁盤與文件系統

              (1)磁盤的結構和基本概念

              (2)磁盤的調度

              (3)磁盤的性能改善和容錯

              (4)外存分配方法與物理文件組織

              (5)文件存儲空間的管理

              (6)邏輯文件組織

              (7)文件的基本操作

              (8)文件目錄及其管理

              (9)文件共享和保護

              7.操作系統接口

              (1)操作系統接口類型

              (2)系統調用概念

              (3)系統調用的類型和實現方法

              三、數據結構部分

              【目標】

              1. 理解數據結構的基本概念;掌握數據的邏輯結構、存儲結構,以及各種基本操作的實現。

              2. 能對算法的時間復雜度與空間復雜度進行基本的分析。

              3. 能選擇合適的數據結構和方法進行問題求解,具備采用 C 或 C++語言設計與實現算法的能力。

              【大綱】

              1.數據結構基本概念及簡單的算法分析

              (1)數據結構基本概念;

              (2)算法的定義、特性;

              (3)簡單的算法分析:時間復雜度、空間復雜度;

              2.線性表

              (1)順序表和鏈表的存儲與基本操作;

              (2)順序表和鏈表的應用;

              (3)循環鏈表;雙向鏈表;

              3.棧和隊列

              (1)棧和隊列的定義;

              (2)棧和隊列的順序和鏈式存儲;

              (3)棧和隊列的應用;

              4.字符串

              (1)字符串的定義、存儲和操作;

              (2)字符串的模式匹配;

              5.數組和廣義表

              (1)數組的順序存儲表示;

              (2)矩陣的壓縮存儲:特殊矩陣、稀疏矩陣;

              (3)廣義表的定義和存儲結構;

              6.樹與二叉樹

              (1)二叉樹的定義、性質和存儲結構;

              (2)遍歷二叉樹;

              (3)樹的定義和存儲結構;

              (4)赫夫曼編碼;

              7.圖

              (1)圖的基本概念;圖的存儲表示:鄰接矩陣、鄰接表;

              (2)圖的遍歷與連通性;

              (3)最小生成樹;

              (4)拓撲排序;

              (5)關鍵路徑;

              (6)最短路徑;

              8.查找

              (1)順序表查找;有序表查找;索引順序表查找;

              (2)二叉排序樹;平衡二叉樹;B-樹;

              (3)哈希表的構造和沖突處理方法;

              9.內部排序

              (1)插入排序;

              (2)交換排序;

              (3)選擇排序;

              (4)歸并排序;

              (5)基數排序;

              (6)內部排序算法的比較和應用;

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