北京航空航天大學(xué)

2022年碩士研究生入學(xué)考試專業(yè)課考研大綱

一、考試組成

961計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)綜合共包括三門課程的內(nèi)容：計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，分別占60分，50分、40分。所有課程均不指定參考書。

二、計(jì)算機(jī)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(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;

(二)理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念，掌握以MIPS為代表的RISC指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識，能對MIPS匯編程序設(shè)計(jì)語言的相關(guān)問題進(jìn)行分析;

(三)理解計(jì)算機(jī)存儲系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)，掌握層次化存儲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和性能計(jì)算;

(四)能根據(jù)指令語義進(jìn)行單周期、多周期或流水線MIPS處理器的數(shù)據(jù)通路及其控制器的分析和簡單設(shè)計(jì);

(五)理解并掌握輸入輸出系統(tǒng)的基本知識。

<二>、知識要點(diǎn)

(一)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

(1)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成與層次結(jié)構(gòu)

(2)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)：吞吐量、響應(yīng)時間、帶寬、延遲;CPU時鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時間;MIPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS。

(二)數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算

(1)數(shù)制與編碼

(2)定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的表示和運(yùn)算

(3)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的功能和結(jié)構(gòu)

(三)存儲器層次結(jié)構(gòu)

(1)存儲器的層次化結(jié)構(gòu)

(2)主存儲器與CPU的連接

(3)高速緩沖存儲器(Cache)

1)Cache的基本工作原理

2)Cach和主存之間的映射方式

3)Cache中主存塊的替換算法與寫策略

4)多層次Cache性能計(jì)算

(4)虛擬存儲器

1)虛擬存儲器的基本概念

2)頁式虛擬存儲器

3)TLB(快表)

(四)MIPS指令系統(tǒng)及匯編語言

(1)指令系統(tǒng)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(jié)構(gòu)

(2)單周期、多周期MIPS處理器數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu)

(3)硬布線控制器的功能和工作原理

1)單周期處理器控制器

2)多周期處理器控制器

(4)指令流水線

1)指令流水線的基本概念

2)流水線冒險及處理策略

3)指令流水線的基本實(shí)現(xiàn)

(六)總線與輸入輸出(I/O)系統(tǒng)

(1)總線的基本概念

(2)磁盤存儲器

(3)I/O控制器

1)I/O控制器的功能和基本結(jié)構(gòu)

2)存儲映射I/O編址

(4)基本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控制器組成，DMA傳送過程，設(shè)備傳輸性能計(jì)算。

三、操作系統(tǒng)部分的考試大綱(50分)

(一) 可參考書目

1.操作系統(tǒng)實(shí)用教程(第三版)，任愛華，清華大學(xué)出版社。

2.現(xiàn)代操作系統(tǒng)(Modern Operating System) (The 3rd Edition),陳向群,馬洪兵等譯,Andrew S. Tanenbaum著,機(jī)械工業(yè)出版社。

(二) 復(fù)習(xí)內(nèi)容

1.操作系統(tǒng)概述

a)操作系統(tǒng)的基本概念;內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)、中斷、異常和系統(tǒng)調(diào)用。

2.進(jìn)程管理

a)進(jìn)程、線程的基本概念以及兩者的區(qū)別;

b)進(jìn)程控制塊、進(jìn)程的狀態(tài)與轉(zhuǎn)換;

c)進(jìn)程同步的基本概念;實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥的基本方法;信號量機(jī)制及P、V操作;了解經(jīng)典同步問題，并通過信號量機(jī)制解決進(jìn)程同步問題。

d)進(jìn)程間通信，包括共享存儲系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)、管道。

e)進(jìn)程調(diào)度的基本準(zhǔn)則;典型調(diào)度算法：先來先服務(wù)調(diào)度算法、短作業(yè)(短進(jìn)程、短線程)優(yōu)先調(diào)度算法、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法、優(yōu)先級調(diào)度算法。

f)死鎖的形成原因與必要條件;死鎖預(yù)防、死鎖避免、死鎖檢測和解除。

3.內(nèi)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(nèi)存保護(hù)。

b)分區(qū)管理;交換與覆蓋技術(shù);

c)分頁管理方式;分段管理方式;段頁式管理方式。

d)虛擬內(nèi)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(jìn)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(shè)備管理

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

5.文件系統(tǒng)

a)文件與文件系統(tǒng)的基本概念;組織方式;文件控制塊;目錄結(jié)構(gòu);文件存取控制;文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)。

b)磁盤的結(jié)構(gòu);磁盤調(diào)度算法;廉價冗余磁盤陣列。

四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分的考試大綱(40分)

(一)可參考書目

1、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》(第7版)，謝希仁編著，電子工業(yè)出版社，2017

2、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》(第5版)，Andrew S. Tanenbaum，嚴(yán)偉，潘愛民譯，清華大學(xué)出版社，2012

(二)復(fù)習(xí)內(nèi)容

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類

(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

2、物理層

(1)物理層的基本概念

(2)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識

(3)傳輸介質(zhì)及其特性

(4)信道復(fù)用技術(shù)

(5)數(shù)字傳輸系統(tǒng)

(6)寬帶接入技術(shù)

3、數(shù)據(jù)鏈路層

(1)數(shù)據(jù)鏈路層功能和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(2)錯誤檢測和糾正

(3)基本數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，包括：停止-等待協(xié)議、后退N幀協(xié)議和選擇重傳協(xié)議;

(4)滑動窗口協(xié)議

(5)點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP

(6)介質(zhì)訪問控制協(xié)議，包括介質(zhì)訪問控制基本概念、協(xié)議分類、CSMA/CD協(xié)議;

(7)以太網(wǎng)，包括MAC地址、IEEE局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、以太網(wǎng)、高速以太網(wǎng)技術(shù);

(8)局域網(wǎng)互連技術(shù)，包括物理層及數(shù)據(jù)鏈路層互連技術(shù)、網(wǎng)橋概念和工作原理、局域網(wǎng)交換機(jī)工作原理;

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

4、網(wǎng)絡(luò)層

(1)網(wǎng)絡(luò)層提供的數(shù)據(jù)報和虛電路服務(wù)

(2)IP協(xié)議及ARP協(xié)議

(3)劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)

(4)ICMP協(xié)議

(5)路由算法及協(xié)議，包括路由表及路由轉(zhuǎn)發(fā)、路由算法分類、距離向量路由算法及RIP協(xié)議、鏈路狀態(tài)路由算法及OSPF協(xié)議、BGP基本原理;

(6)IP組播基本原理、特點(diǎn)及用途

(7)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT原理

(8)IPv6基本知識，包括：IPv6特點(diǎn)、地址、包結(jié)構(gòu)等

5、傳輸層

(1)傳輸層功能及提供的服務(wù)

(2)UDP協(xié)議

(3)TCP協(xié)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(yīng)用層

(1)套接字編程接口及端口概念

(2)域名系統(tǒng)DNS

(3)文件傳送協(xié)議

(4)萬維網(wǎng)WWW原理及HTTP協(xié)議

(5)電子郵件系統(tǒng)構(gòu)成與協(xié)議