山東大學(xué)

851計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)綜合考試大綱

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)綜合包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理三部分內(nèi)容，每部分內(nèi)容各占1/3。

I 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

課程基本要求

全面系統(tǒng)地掌握隊(duì)列、堆、棧、樹、圖等基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，深刻理解和熟練掌握課程中的典型算法，為計(jì)算機(jī)學(xué)科的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

考試內(nèi)容

1. 鏈表、間接尋址和模擬指針

2.數(shù)組和矩陣

3.堆棧和隊(duì)列及其應(yīng)用

4.跳表和散列

5.二叉樹和其他樹

6.合并/搜索應(yīng)用,堆和堆排序

7.左高樹,霍夫曼編碼和競(jìng)賽樹

8.搜索樹, AVL樹或紅黑樹,直方圖

9.圖

10.圖和貪婪算法

11.貨箱裝載,0/1背包,最短路徑和生成樹

12.分而治之算法

13.動(dòng)態(tài)編程

14.回溯和分枝定界算法

參考書目

1 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法與應(yīng)用》 ----C++語言描述

Data Structures,Algorithms,and Applications in C++

Sartaj Sahni 著 汪詩林，孫曉東 譯

機(jī)械工業(yè)出版社 2000年出版 教材科，書店均有

2 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》 殷仁昆 著 清華大學(xué)出版社

II 操作系統(tǒng)

課程基本要求

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)類學(xué)科的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。該課程的主要包括進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、存儲(chǔ)管理(包括文件系統(tǒng)與輸入/輸出系統(tǒng))、保護(hù)與安全等內(nèi)容的相關(guān)概念、設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法。要求：

1. 了解操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用、地位、發(fā)展和特點(diǎn)。

2. 理解操作系統(tǒng)的基本概念、主要功能、主要組成部分，掌握操作系統(tǒng)各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

3. 能夠運(yùn)用所學(xué)的操作系統(tǒng)原理、方法和技術(shù)對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行分析和解決。

考試內(nèi)容

一、導(dǎo)論

1. 操作系統(tǒng)的概念

2. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、輸入輸出結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

3. 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、操作系統(tǒng)的操作及各部分的功能、高速緩沖存儲(chǔ)器CACHE

4. 操作系統(tǒng)的分類和運(yùn)行環(huán)境

二、操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1. 操作系統(tǒng)提供的服務(wù)類型

2. 操作系統(tǒng)的用戶接口類型

3. 系統(tǒng)調(diào)用及類型

4. 操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法

5. 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類及優(yōu)缺點(diǎn)

6. 虛擬機(jī)的基本概念和原理

三、進(jìn)程

1. 進(jìn)程的概念、組織、控制和狀態(tài)轉(zhuǎn)換

2. 進(jìn)程調(diào)度的基本概念

3. 進(jìn)程的操作，包括進(jìn)程的生成、終止等

4. 進(jìn)程通信

四、線程

1. 線程的概念與動(dòng)機(jī)

2. 多線程模型

五、CPU調(diào)度

1. 調(diào)度的基本概念

2. 調(diào)度的時(shí)機(jī)、切換和過程

3. 調(diào)度的基本準(zhǔn)則

4. 典型調(diào)度方法：先來先服務(wù)調(diào)度算法、最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法、優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法、多級(jí)隊(duì)列調(diào)度算法、多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法

5. 線程調(diào)度

6. 調(diào)度算法的性能評(píng)估

六、進(jìn)程同步

1. 進(jìn)程同步的基本概念

2. 臨界區(qū)訪問的原則及實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥的基本方法：軟件實(shí)現(xiàn)方法和硬件實(shí)現(xiàn)方法

3. 信號(hào)量概念與基本機(jī)制

4. 經(jīng)典同步問題：生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題、讀者-寫者問題、哲學(xué)家就餐問題和理發(fā)師問題。

5. 管程的基本概念、原理和實(shí)現(xiàn)

七、死鎖

1. 死鎖的概念及條件

2. 死鎖的處理策略

3. 死鎖的預(yù)防及實(shí)現(xiàn)方法

4. 死鎖的避免：系統(tǒng)安全狀態(tài)、資源分配圖算法、銀行家算法

5. 死鎖的檢測(cè)方法和解除

八、主存

1. 內(nèi)存管理的基本概念：程序的裝入與鏈接、邏輯地址與物理地址、內(nèi)存保護(hù)

2. 交換技術(shù)

3. 內(nèi)存的分配管理方法：連續(xù)分配管理方法、分頁管理方法、分段管理方法、段頁式管理方法。

九、虛擬內(nèi)存

1. 虛擬內(nèi)存的基本概念

2. 請(qǐng)求分頁管理方法

3. 頁面置換算法：先進(jìn)先出置換算法、最佳置換算法、最近最少使用(近似)置換算法、近似最近最少使用置換算法

4. 幀的分配策略

5. 抖動(dòng)現(xiàn)象的原因及解決方法

6. 內(nèi)核內(nèi)存的分配方法

7. 虛擬內(nèi)存中需要考慮的其他問題：預(yù)調(diào)頁、頁大小的影響、TLB的搜索能力、逆向頁表等

十、文件系統(tǒng)接口

1. 文件的基本概念

2. 文件的結(jié)構(gòu)：順序文件、索引文件等

3. 文件的訪問方法

4. 目錄結(jié)構(gòu)：文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、樹形目錄結(jié)構(gòu)、無環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)、通用圖目錄結(jié)構(gòu)

5. 文件共享

十一、文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1. 文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2. 文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3. 目錄的實(shí)現(xiàn)

4. 文件的磁盤空間分配方法：連續(xù)、鏈?zhǔn)健⑺饕?/p>

5. 空閑空間的管理

十二、大容量存儲(chǔ)

1. 磁盤的結(jié)構(gòu)

2. 磁盤的調(diào)度方法：先到先服務(wù)調(diào)度算法、最短尋道時(shí)間調(diào)度算法、SCAN調(diào)度算法、C-SCAN調(diào)度算法、LOOK調(diào)度算法、C-LOOK調(diào)度算法

3. 磁盤管理：格式化、引導(dǎo)塊、壞塊的處理

4. RAID結(jié)構(gòu)

十三、輸入/輸出系統(tǒng)

1. 輸入/輸出硬件

2. 輸入/輸出訪問控制方式

3. 輸入/輸出應(yīng)用接口

4. 內(nèi)核輸入/輸出子系統(tǒng)：輸入/輸出調(diào)度、緩存、緩沖、假脫機(jī)與設(shè)備預(yù)留、錯(cuò)誤處理、輸入/輸出保護(hù)、內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

5. 輸入/輸出從請(qǐng)求到硬件操作的轉(zhuǎn)換過程

十四、保護(hù)

1. 保護(hù)的目標(biāo)與原則

2. 保護(hù)域

3. 訪問矩陣及實(shí)現(xiàn)方法：全局表、訪問列表、能力表

十五、安全

1. 系統(tǒng)中存在的安全問題以及安全措施的級(jí)別

2. 程序的威脅：木馬、后門、邏輯炸彈、棧與緩沖溢出、病毒

3. 系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)威脅：蠕蟲、端口掃描、DoS

參考書目

1. Abraham Silberschatz / Peter Baer Galvin / Greg Gagne, Operating System Concepts (7th Edition), John Wiley & Sons, 2005.

2. (美)西爾伯查茨，高爾文，加根　著，操作系統(tǒng)概念(翻譯版)，高等教育出版社，2007

III 計(jì)算機(jī)組成原理

課程基本要求

1. 理解單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式，具有完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念;

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)。

考試內(nèi)容

一、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

(一) 計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程

(二) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

1. 計(jì)算機(jī)硬件的基本組成

2. 計(jì)算機(jī)軟件的分類

3. 計(jì)算機(jī)的工作過程

(三) 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。

二、 數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算

(一) 數(shù)制與編碼

1. 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換

2. 真值和機(jī)器數(shù)

3. BCD碼

4. 字符與字符串

5. 校驗(yàn)碼

(二) 定點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算

1. 定點(diǎn)數(shù)的表示

無符號(hào)數(shù)的表示;有符號(hào)數(shù)的表示。

2. 定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算

定點(diǎn)數(shù)的位移運(yùn)算;原碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算;補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算;定點(diǎn)數(shù)的乘/除運(yùn)算;溢出概念和判別方法。

(三) 浮點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算

1. 浮點(diǎn)數(shù)的表示

浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍

2. 浮點(diǎn)數(shù)的加/減運(yùn)算

(四) 算術(shù)邏輯單元ALU

1. 串行加法器和并行加法器

2. 算術(shù)邏輯單元ALU的功能和機(jī)構(gòu)

三、 存儲(chǔ)器層次機(jī)構(gòu)

(一) 存儲(chǔ)器的分類

(二) 存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu)

(三) 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

(四) 主存儲(chǔ)器與CPU的連接

(五) 雙口RAM和多模塊存儲(chǔ)器

(六) 高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)

1. 程序訪問的局部

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

四、 指令系統(tǒng)

(一) 指令格式

1. 指令的基本格式

2. 定長(zhǎng)操作碼指令格式

3. 擴(kuò)展操作碼指令格式

(二) 指令的尋址方式

1. 有效地址的概念

2. 數(shù)據(jù)尋址和指令尋址

3. 常見尋址方式

(三) CISC和RISC的基本概念

五、 中央處理器(CPU)

(一) CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)

(二) 指令執(zhí)行過程

(三) 數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)

(四) 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。

(五) 指令流水線

1. 指令流水線的基本概念

2. 超標(biāo)量和動(dòng)態(tài)流水線的基本概念

六、 總線

(一) 總線概述

1. 總線的基本概念

2. 總線的分類

3. 總線的組成及性能指標(biāo)

(二) 總線仲裁

1. 集中仲裁方式

2. 分布仲裁方式

(三) 總線操作和定時(shí)

1. 同步定時(shí)方式

2. 異步定時(shí)方式

(四) 總線標(biāo)準(zhǔn)

七、 輸入輸出(I/O)系統(tǒng)

(一) I/O系統(tǒng)基本概念

(二) 外部設(shè)備

1. 輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)

2. 輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)

3. 外存儲(chǔ)器：硬盤存儲(chǔ)器、光盤存儲(chǔ)器

(三) 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

(四) 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)過程;中斷處理過程;多重中斷和中斷屏蔽的概念。

3. DMA方式

DMA控制器的組成;DMA傳送過程。

4. 通道方式