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871計算機綜合一考試大綱

一、考試性質與范圍

本考試科目是計算機科學與技術學科碩士研究生入學的專業基礎課程考試，旨在考察考生對計算機組成原理與數據結構基本原理和方法的掌握程度以及運用基本原理和方法分析、解決問題的能力。考試范圍包括計算機組成原理和數據結構。

二、考試基本要求

計算機組成原理要求考生掌握：

1.掌握計算機硬件系統的基本組成及工作機理，包括運算器的構成及工作原理;控制器的設計與實現方法;存儲器及層次存儲體系的概念及工作原理;輸入/輸出系統及工作方式。并建立整機概念，各基本部件如何協調工作完成指定任務;

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，并能對一些基本部件進行簡單設計。

數據結構要求考生掌握：

1.數據結構的基本概念、基本原理和基本方法;

2.數據的邏輯結構、存儲結構及基本操作的實現，能夠對算法進行基本的時間復雜度與空間復雜度分析;能夠運用數據結構基本原理和方法進行問題分析與求解，具備采用C或C++語言設計與實現算法的能力。

三、考試形式與分值

答題方式為閉卷、筆試。

考試時間為180分鐘，試卷滿分為150分，其中：

計算機組成原理75分

數據結構75分

四、考試內容

I計算機組成原理

1.計算機系統概述

1)電子計算機與存儲程序控制。了解計算機的發展歷史，掌握數字化概念、存儲程序工作方式和馮諾依曼體制。

2)計算機系統層次結構

計算機硬件的基本組成、計算機軟件的分類、計算機的工作過程

(1)計算機系統。熟悉計算機硬件系統的組織、硬件與軟件間的關系、計算機系統軟硬件的邏輯等效性。

(2)掌握計算機系統的層次結構概念，了解系列機和軟件兼容。

3)計算機性能指標

吞吐量、響應時間;CPU時鐘周期、主頻、CPI、CPU執行時間;MIPS、MFLOPS。

2.數據的機器層次表示

1)數值數據的表示。熟悉進位計數制基本概念，掌握原碼、補碼表示方法及其相互轉換。

2)機器數的定點表示和浮點表示。掌握定點整數、定點小數表示。掌握浮點數的表示方法和表示范圍、規格化和隱藏位等技術、階碼的移碼表示法及IEEE754標準。了解定點、浮點表示法的區別，定點、浮點計算機。

3)非數值數據的表示。了解字符和字符串的表示、漢字的編碼及統一代碼(Unicode)。

4)十進制數和數串的表示。掌握常見的十進制數的編碼方法以及十進制數串的存儲方法。了解現代微型計算機系統中各種數據的表示方法。

5)數據校驗碼。掌握數據校驗碼的概念和實現原理，了解奇偶校驗、海明校驗的校驗原理與實現方法。

3.指令系統

1)指令格式：掌握擴展操作碼指令集設計的基本方法。

指令的基本格式、定長操作碼指令格式、擴展操作碼指令格式。

2)指令的尋址方式

有效地址的概念、數據尋址和指令尋址、常見尋址方式、堆棧的結構和堆棧操作

3)CISC和RISC的基本概念

4.數值的機器運算

1)定點數的運算

1.定點數的移位運算和舍入操作。

2.定點數的加/減運算;溢出概念和判別方法。

3.定點數的乘/除運算;掌握一位乘法及其實現邏輯。

2)規格化浮點運算

1.浮點數的運算方法與流程

2.浮點運算器的組成及實現

3)算術邏輯單元ALU

1.串行加法器、并行加法器和快速進位鏈

2.算術邏輯單元ALU的基本組成與實現

5.存儲系統和結構

1)存儲器的分類

2)存儲器的層次化結構

3)半導體隨機存取存儲器

1.SRAM存儲器的工作原理

2.DRAM存儲器的工作原理

3.只讀存儲器

4.Flash存儲器

4)主存儲器與CPU的連接

5)雙口RAM和多模塊存儲器

6)高速緩沖存儲器(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

6.中央處理器(CPU)

1)CPU的功能和基本結構

2)數據通路的功能和基本結構

3)時序系統與控制方式

4)指令執行過程

5)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。

6)控制單元的設計。掌握設計模型機的流程，掌握組合邏輯控制器的組成原理及設計方法;掌握微程序控制器的設計方法與步驟。

7.輸入輸出(I/O)系統

1)I/O系統基本概念

2)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

3)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。

4.通道方式

4)總線技術

1.總線的基本概念、分類及性能指標

2.同步定時方式，異步定時方式

II數據結構

1.數據結構緒論

1)數據結構的基本概念、數據的邏輯結構與物理結構

2)算法和算法分析

2.線性表

1)線性表的定義及其基本操作

2)線性表的順序存儲結構

3)線性表的鏈式存儲結構

4)線性表的應用

3.棧和隊列

1)棧和隊列的定義及其操作

2)棧和隊列的順序存儲結構

3)棧和隊列的鏈式存儲結構

4)棧和隊列的應用

4.數組

1)數組的定義及其操作

2)數組的存儲結構

3)矩陣的壓縮存儲

5.樹

1)樹的基本概念

2)二叉樹的定義及其基本操作、二叉樹的性質與存儲結構

3)二叉樹的遍歷

4)線索二叉樹

5)樹和森林

6)Huffman樹與Huffman編碼

7)二叉樹的應用

6.圖

1)圖的定義及操作

2)圖的存儲結構

3)圖的遍歷

4)最小生成樹

5)最短路徑問題

6)拓撲排序與關鍵路徑

7)圖的應用

7.查找

1)查找的基本概念

2)順序表的查找

3)二叉排序樹(或稱二叉查找樹)和平衡二叉排序樹

4)Hash表及其查找

5)查找算法的應用

8.排序

1)排序的基本概念

2)插入排序：直接插入排序、折半插入排序、鏈表插入排序、Shell排序

3)交換排序：起泡排序、快速排序

4)選擇排序：直接選擇排序、堆選擇排序

5)二路歸并排序

6)基數排序

7)各種內排序方法的比較

8)內排序算法的應用

參考書目

[1]蔣本珊.計算機組成原理(第3版).清華大學出版社，2013

[2]唐朔飛.計算機組成原理(第2版).高等教育出版社，2008

[3]齊悅，夏克儉，姚琳.數據結構、算法與應用.清華大學出版社

[4]嚴蔚敏，吳偉民.數據結構(C語言版).清華大學出版社