2023年408計算機學科專業(yè)基礎考試大綱

一、數(shù)據(jù)結構

【考查目標】

1、掌握數(shù)據(jù)結構的基本概念、基本原理和基本方法。

2、掌握數(shù)據(jù)的邏輯結構、存儲結構及基本操作的實現(xiàn)，能夠對算法進行基本的時間復雜度與空間復雜度的分析。

3、能夠運用數(shù)據(jù)結構基本原理和方法進行問題的分析與求解，具備采用C或C++語言設計與實現(xiàn)算法的能力。

【考查大綱】

一、線性表

(一)線性表的基本概念

(二)線性表的實現(xiàn)

1、順序存儲

2、鏈式存儲

(三)線性表的應用

二、棧、隊列和數(shù)組

(一)棧和隊列的基本概念

(二)棧和隊列的順序存儲結構

(三)棧和隊列的鏈式存儲結構

(四)多維數(shù)組的存儲

(五)特殊矩陣的壓縮存儲

(六)棧、隊列和數(shù)組的應用

三、樹與二叉樹

(一)樹的基本概念

(二)二叉樹

1、二叉樹的定義及其主要特征

2、二叉樹的順序存儲結構和鏈式存儲結構

3、二叉樹的遍歷

4、線索二叉樹的基本概念和構造

(三)樹、森林

1、樹的存儲結構

2、森林與二叉樹的轉換

3、樹和森林的遍歷

(四)樹與二叉樹的應用

1、哈夫曼(Huffman)樹和哈夫曼編碼

2、并查集及其應用

四、圖

(一)圖的基本概念

(二)圖的存儲及基本操作

1、鄰接矩陣

2、鄰接表

3、鄰接多重表、十字鏈表

(三)圖的遍歷

1、深度優(yōu)先搜索

2、廣度優(yōu)先搜索

(四)圖的基本應用

1、最小(代價)生成樹

2、最短路徑

3、拓撲排序

4、關鍵路徑

五、查找

(一)查找的基本概念

(二)順序查找法

(三)分塊查找法

(四)折半查找法

(五)樹型查找

1、二叉樹搜索樹

2、平衡二叉樹

3、紅黑樹

(六)B樹及其基本操作、B+樹的基本概念

(七)散列(Hash)表

(八)字符串模式匹配

(九)查找算法的分析及應用

六、排序

(一)排序的基本概念

(二)直接插入排序

(三)折半插入排序

(四)起泡排序(Bubble Sort)

(五)簡單選擇排序

(六)希爾排序(Shell Sort)

(七)快速排序

(八)堆排序

(九)二路歸并排序(Merge Sort)

(十)基數(shù)排序

(十一)外部排序

(十二)排序算法的分析和應用

二、計算機組成原理

【考查目標】

1、理解單處理器計算機系統(tǒng)中主要部件的工作原理、組成結構以及相互連接方式。

2、掌握指令集體系結構的基本知識和基本實現(xiàn)方法，對計算機硬件相關問題進行分析，并能夠對相關部件進行設計。

3、理解計算機系統(tǒng)的整機概念，能夠綜合運用計算機組成的基本原理和基本方法，對高級編程語言(C語言)程序中的相關問題進行分析，具備軟硬件協(xié)同分析和設計能力。

【考查大綱】

一、計算機系統(tǒng)概述

(一)計算機系統(tǒng)層次結構

1、計算機系統(tǒng)的基本組成

2、計算機硬件的基本組成

3、計算機軟件和硬件的關系

4、計算機系統(tǒng)的工作原理

“存儲程序”工作方式，高級語言程序與機器語言程序之間的轉換，程序和指令的執(zhí)行過程。

(二)計算機性能指標

吞吐量、響應時間;CPU時鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時間;MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLOPS、ZFLOPS。

二、數(shù)據(jù)的表示和運算

(一)數(shù)制與編碼

1、進位計數(shù)制及其數(shù)據(jù)之間的相互轉換

2、定點數(shù)的編碼表示

(二)運算方法和運算電路

1、基本運算部件

加法器，算術邏輯部件(ALU)。

2、加/減運算

補碼加/減運算器，標志位的生成。

3、乘/除運算

乘/除法運算的基本原理，乘法電路和除法電路的基本結構。

(三)整數(shù)的表示和運算

1、無符號整數(shù)的表示和運算

2、帶符號整數(shù)的表示和運算

(四)浮點數(shù)的表示和運算

1、浮點數(shù)的表示

IEEE754標準

2、浮點數(shù)的加/減運算

三、存儲器層次結構

(一)存儲器的分類

(二)層次化存儲器的基本結構

(三)半導體隨機存取存儲器

1、SRAM存儲器

2、DRAM存儲器

3、Flash存儲器

(四)主存儲器

1、DRAM芯片和內存條

2、多模塊存儲器

3、主存和CPU之間的連接

(五)外部存儲器

1、磁盤存儲器

2、固態(tài)硬盤(SSD)

(六)高速緩沖存儲器(Cache)

1、Cache的基本原理

2、Cache和主存之間的映射方式

3、Cache中主存塊的替換算法

4、Cache寫策略

(七)虛擬存儲器

1、虛擬存儲器的基本概念

2、頁式虛擬存儲器

基本原理，頁表，地址轉換，TLB(快表)。

3、段式虛擬存儲器

4、段頁式虛擬存儲器

四、指令系統(tǒng)

(一)指令系統(tǒng)的基本概念

(二)指令格式

(三)尋址方式

(四)數(shù)據(jù)的對齊和大/小端存放方式

(五)CISC和RISC的基本概念

(六)高級語言程序與機器級代碼之間的對應

1、編譯器，匯編器和鏈路器的基本概念

2、選擇結構語句的機器級表示

3、循環(huán)結構語句的機器級表示

4、過程(函數(shù))調用對應的機器級表示

五、中央處理器(CPU)

(一)CPU的功能和基本結構

(二)指令執(zhí)行過程

(三)數(shù)據(jù)通路的功能和基本結構

(四)控制器的功能和工作原理

(五)異常和中斷機制

1、異常和中斷的基本概念

2、異常和中斷的分類

3、異常和中斷的檢測與響應

(六)指令流水線

1、指令流水線的基本概念

2、指令流水線的基本實現(xiàn)

3、結構冒險、數(shù)據(jù)冒險和控制冒險的處理

4、超標量和動態(tài)流水線的基本概念

(七)多處理器基本概念

1、SISD、SIMD、MIMD、向量處理器的基本概念

2、硬件多線程的基本概念

3、多核處理器(multi-core)的基本概念

4、共享內存多處理器(SMP)的基本

六、總線和輸入/輸出系統(tǒng)

(一)總線

1、總線的基本概念

2、總線的組成及性能指標

3、總線事務和定時

(二)I/O接口(I/O控制器)

1、I/O接口的功能和基本結構

2、I/O端口及其編址

(三)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。

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