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2021年碩士研究生入學考試專業課考研大綱

一、考試組成

961計算機基礎綜合共包括三門課程的內容：計算機組成原理、操作系統、計算機網絡技術，分別占60分，50分、40分。所有課程均不指定參考書。

二、計算機組成原理部分的考試大綱(60分)

<一>、整體要求

(一).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;

(二).理解計算機系統層次化結構概念，掌握以MIPS為代表的RISC指令集體系結構的基本知識，能對MIPS匯編程序設計語言的相關問題進行分析;

(三).理解計算機存儲系統的層次化結構，掌握層次化存儲系統的設計、分析和性能計算;

(四).能根據指令語義進行單周期、多周期或流水線MIPS處理器的數據通路及其控制器的分析和簡單設計;

(五).理解并掌握輸入輸出系統的基本知識。

< 二>、知識要點

(一)、計算機系統概述

(1)計算機系統的基本組成與層次結構

(2)計算機系統的性能指標：吞吐量、響應時間、帶寬、延遲;CPU時鐘周期、主頻、CPI、CPU執行時間;MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS。

(二)、數據的表示和運算

(1)數制與編碼

(2)定點數和浮點數的表示和運算

(3)算術邏輯單元ALU

l串行加法器和并行加法器

l算術邏輯單元ALU的功能和結構

(三)、存儲器層次結構

(1)存儲器的層次化結構

(2)主存儲器與CPU的連接

(3)高速緩沖存儲器(Cache)

lCache的基本工作原理

lCach和主存之間的映射方式

lCache中主存塊的替換算法與寫策略

l多層次Cache性能計算

(4)虛擬存儲器

l虛擬存儲器的基本概念

l頁式虛擬存儲器

lTLB(快表)

(四)、MIPS指令系統及匯編語言

(1)指令系統的基本知識(指令格式、尋址方式)

(2)MIPS匯編語言

(五)、MIPS處理器

(1)CPU的功能和基本結構

(2)單周期、多周期MIPS處理器數據通路的功能和基本結構

(3)硬布線控制器的功能和工作原理

l單周期處理器控制器

l多周期處理器控制器

(4)指令流水線

l指令流水線的基本概念

l流水線冒險及處理策略

l指令流水線的基本實現

(六)、總線與輸入輸出(I/O)系統

(1)總線的基本概念

(2)磁盤存儲器

(3)I/O控制器

lI/O控制器的功能和基本結構

l存儲映射I/O編址

(4)基本I/O方式

l程序查詢方式

l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;

lDMA方式，DMA控制器組成，DMA傳送過程，設備傳輸性能計算。

三、操作系統部分的考試大綱(50分)

(一)可參考書目

1.操作系統實用教程(第三版)，任愛華，清華大學出版社。

2.現代操作系統(Modern Operating System) (The 3rd Edition),陳向群,馬洪兵等譯,Andrew S. Tanenbaum著,機械工業出版社。

(二)復習內容

1.操作系統概述

a)操作系統的基本概念;內核態與用戶態、中斷、異常和系統調用。

2.進程管理

a)進程、線程的基本概念以及兩者的區別;

b)進程控制塊、進程的狀態與轉換;

c)進程同步的基本概念;實現臨界區互斥的基本方法;信號量機制及P、V操作;了解經典同步問題，并通過信號量機制解決進程同步問題。

d)進程間通信，包括共享存儲系統、消息傳遞系統、管道。

e)進程調度的基本準則;典型調度算法：先來先服務調度算法、短作業(短進程、短線程)優先調度算法、時間片輪轉調度算法、優先級調度算法。

f)死鎖的形成原因與必要條件;死鎖預防、死鎖避免、死鎖檢測和解除。

3.內存管理

a)程序裝入與鏈接;邏輯地址與物理地址空間;重定位;內存保護。

b)分區管理;交換與覆蓋技術;

c)分頁管理方式;分段管理方式;段頁式管理方式。

d)虛擬內存基本概念和局部性原理;缺頁中斷;地址變換過程;

e)頁面置換算法：最佳置換算法(OPT)、先進先出置換算法(FIFO)、最近最少使用置換算法(LRU)、時鐘置換算法(CLOCK);工作集模型。

4.設備管理

a) I/O控制方式：程序控制、中斷、DMA、通道;緩沖技術;假脫機技術(SPOOLing)。

5.文件系統

a)文件與文件系統的基本概念;組織方式;文件控制塊;目錄結構;文件存取控制;文件系統層次結構。

b)磁盤的結構;磁盤調度算法;廉價冗余磁盤陣列。

四、計算機網絡部分的考試大綱(40分)

(一)可參考書目

1、《計算機網絡》(第7版)，謝希仁編著，電子工業出版社，2017

2、《計算機網絡》(第5版)，Andrew S. Tanenbaum，嚴偉，潘愛民譯，清華大學出版社，2012

(二)復習內容

1、計算機網絡概述

(1)計算機網絡定義與分類

(2)計算機網絡體系結構

(3)網絡標準化工作及相關組織

2、物理層

(1)物理層的基本概念

(2)數據通信的基礎知識

(3)傳輸介質及其特性

(4)信道復用技術

(5)數字傳輸系統

(6)寬帶接入技術

3、數據鏈路層

(1)數據鏈路層功能和設計要點

(2)錯誤檢測和糾正

(3)基本數據鏈路協議，包括：停止-等待協議、后退N幀協議和選擇重傳協議;

(4)滑動窗口協議

(5)點對點協議PPP

(6)介質訪問控制協議，包括介質訪問控制基本概念、協議分類、CSMA/CD協議;

(7)以太網，包括MAC地址、IEEE局域網標準、以太網、高速以太網技術;

(8)局域網互連技術，包括物理層及數據鏈路層互連技術、網橋概念和工作原理、局域網交換機工作原理;

(9) 無線局域網(IEEE802.11)基本知識，包括CSMA/CA協議原理等。

4、網絡層

(1)網絡層提供的兩種服務

(2) IP協議及ARP協議

(3)劃分子網和構造超網

(4) ICMP協議

(5)路由算法及協議，包括路由表及路由轉發、路由算法分類、距離向量路由算法及RIP協議、鏈路狀態路由算法及OSPF協議、BGP基本原理;

(6) IP組播基本原理、特點及用途

(7)網絡地址轉換NAT原理

(8) IPv6基本知識，包括：IPv6特點、地址、包結構等

5、傳輸層

(1)傳輸層功能及提供的服務

(2) UDP協議

(3) TCP協議，包括：報文段格式、可靠傳輸、流量控制、擁塞控制和連接管理。

6、應用層

(1)套接字編程接口及端口概念

(2)域名系統DNS

(3)文件傳送協議

(4)萬維網WWW原理及HTTP協議

(5)電子郵件系統構成與協議