学计算机的考研就考什么

Ⅰ 考查目标

计算机学科专业基础综合考试涵盖数据机构、计算机组成原理、 *** 作系统和计算机网络等学科专业基础课程。要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的概念、基本原理和方法，能够运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。

Ⅱ 考试形式和试卷结构

一、试卷满分及考试时间

本试卷满分为150分，考试时间为180分钟

二、答题方式

答题方式为闭卷、笔试

三、试卷内容结构

数据结构 45分

计算机组成原理 45分

*** 作系统 35分

计算机网络 25分

四、试卷题型结构

单项选择题 80分（40小题，每小题2分）

综合应用题 70分

Ⅲ 考查范围

数据结构

「考查目标」

1理解数据结构的基本概念；掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异，以及各种基本 *** 作的实现。

2掌握基本的数据处理原理和方法的基础上，能够对算法进行设计与分析。

3能够选择合适的数据结构和方法进行问题求解。

一、线性表

（一）线性表的定义和基本 *** 作

（二）线性表的实现

1顺序存储结构

2链式存储结构

3线性表的应用

二、栈、队列和数组

（一）栈和队列的基本概念

（二）栈和队列的顺序存储结构

（三）栈和队列的链式存储结构

（四）栈和队列的应用

（五）特殊矩阵的压缩存储

三、树与二叉树

（一）树的概念

（二）二叉树

1二叉树的定义及其主要特征

2二叉树的顺序存储结构和链式存储结构

3二叉树的遍历

4线索二叉树的基本概念和构造

5二叉排序树

6平衡二叉树

（三）树、森林

1书的存储结构

2森林与二叉树的转换

3树和森林的遍历

（四）树的应用

1等价类问题

2哈夫曼（Huffman）树和哈夫曼编码

三、图

（一）图的概念

（二）图的存储及基本 *** 作

1邻接矩阵法

2邻接表法

（三）图的遍历

1深度优先搜索

2广度优先搜索

（四）图的基本应用及其复杂度分析

1最小（代价）生成树

2最短路径

3拓扑排序

4关键路径

四、查找

（一）查找的基本概念

（二）顺序查找法

（三）折半查找法

（四）B-树

（五）散列（Hash）表及其查找

（六）查找算法的分析及应用

五、内部排序

（一）排序的基本概念

（二）插入排序

1直接插入排序

2折半插入排序

（三）气泡排序（bubble sort）

（四）简单选择排序

（五）希尔排序（shell sort）

（六）快速排序

（七）堆排序

（八）二路归并排序（merge sort）

（九）基数排序

（十）各种内部排序算法的比较

（十一）内部排序算法的应用

计算机组成原理

「考查目标」

1理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。

2理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。

3能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。

一、计算机系统概述

（一）计算机发展历程

（二）计算机系统层次结构

1计算机硬件的基本组成

2计算机软件的分类

3计算机的工作过程

（三）计算机性能指标

吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间；MIPS、MFLOPS

二、数据的表示和运算

（一）数制与编码

1进位计数制及其相互转换

2真值和机器数

3BCD码

4字符与字符串

5校验码

（二）定点数的表示和运算

1定点数的表示

无符号数的表示；有符号数的表示。

2定点数的运算

定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。

（三）浮点数的表示和运算

1浮点数的表示

浮点数的表示范围；IEEE754标准

2浮点数的加/减运算

（四）算术逻辑单元ALU

1串行加法器和并行加法器

2算术逻辑单元ALU的功能和机构

三、存储器层次机构

（一）存储器的分类

（二）存储器的层次化结构

（三）半导体随机存取存储器

1SRAM存储器的工作原理

2DRAM存储器的工作原理

（四）只读存储器

（五）主存储器与CPU的连接

（六）双口RAM和多模块存储器

（七）高速缓冲存储器（Cache）

1程序访问的局部

2Cache的基本工作原理

3Cache和主存之间的映射方式

4Cache中主存块的替换算法

5Cache写策略

（八）虚拟存储器

1虚拟存储器的基本概念

2页式虚拟存储器

3段式虚拟存储器

4段页式虚拟存储器

5TLB（快表）

四、指令系统

（一）指令格式

1指令的基本格式

2定长 *** 作码指令格式

3扩展 *** 作码指令格式

（二）指令的寻址方式

1有效地址的概念

2数据寻址和指令寻址

3常见寻址方式

（三）CISC和RISC的基本概念

五、中央处理器（CPU）

（一）CPU的功能和基本结构

（二）指令执行过程

（三）数据通路的功能和基本结构

（四）控制器的功能和工作原理

1硬布线控制器

2微程序控制器

微程序、微指令和微命令；微指令的编码方式；微地址的形式方式。

（五）指令流水线

1指令流水线的基本概念

2超标量和动态流水线的基本概念

六、总线

（一）总线概述

1总线的基本概念

2总线的分类

3总线的组成及性能指标

（二）总线仲裁

1集中仲裁方式

2分布仲裁方式

（三）总线 *** 作和定时

1同步定时方式

2异步定时方式

（四）总线标准

七、输入输出（I/O）系统

（一）I/O系统基本概念

（二）外部设备

1输入设备：键盘、鼠标

2输出设备：显示器、打印机

3外存储器：硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器

（三）I/O接口（I/O控制器）

1I/O接口的功能和基本结构

2I/O端口及其编址

（四）I/O方式

1程序查询方式

2程序中断方式

中断的基本概念；中断响应过程；中断处理过程；多重中断和中断屏蔽的概念。

3DMA方式

DMA控制器的组成；DMA传送过程。

4通道方式

*** 作系统

「考查目标」

1了解 *** 作系统在计算机系统中的作用、地位、发展和特点。

2理解 *** 作系统的基本概念、原理，掌握 *** 作系统设计方法与实现技术。

3能够运用所学的 *** 作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题。

一、 *** 作系统概述

（一） *** 作系统的概念、特征、功能和提供的服务

（二） *** 作系统的发展与分类

（三） *** 作系统的运行环境

二、进程管理

（一）进程与线程

1进程概念

2进程的状态与转换

3进程控制

4进程组织

5进程通信

共享存储系统；消息传递系统；管道通信。

6线程概念与多线程模型

（二）处理机调度

1调度的基本概念

2调度时机、切换与过程

3调度的基本准则

4调度方式

5典型调度算法

先来先服务调度算法；短作业（短任务、短进程、短线程）优先调度算法；时间片轮转调度算法；优先级调度算法；高响应比优先调度算法；多级反馈队列调度算法。

（三）进程同步

1进程同步的基本概念

2实现临界区互斥的基本方法

软件实现方法；硬件实现方法。

3信号量

4管程

5经典同步问题

生产者-消费者问题；读者-写者问题；哲学家进餐问题。

（四）死锁

1死锁的概念

2死锁处理策略

3死锁预防

4死锁避免

系统安全状态：银行家算法。

5死锁检测和解除

三、内存管理

（一）内存管理基础

1内存管理概念

程序装入与链接；逻辑地址与物理地址空间；内存保护。

2交换与覆盖

3连续分配管理方式

单一连续分配；分区分配。

4非连续分配管理方式

分页管理方式；分段管理方式；段页式管理方式。

（二）虚拟内存管理

1虚拟内存基本概念

2请求分页管理方式

3页面置换算法

最佳置换算法（OPT）；先进先出置换算法（FIFO）；最近最少使用置换算法（LRU）；时钟置换算法（CLOCK）。

4页面分配策略

5抖动

抖动现象；工作集。

6请求分段管理方式

7请求段页式管理方式

四、文件管理

（一）文件系统基础

1文件概念

2文件结构

顺序文件；索引文件；索引顺序文件。

3目录结构

文件控制块和索引节点；单级目录结构和两级目录结构；树形目录结构；图形目录结构。

4文件共享

共享动机；共享方式；共享语义。

5文件保护

访问类型；访问控制。

（二）文件系统实现

1文件系统层次结构

2目录实现

3文件实现

（三）磁盘组织与管理

1磁盘的结构

2磁盘调度算法

3磁盘的管理

五、输入输出（I/O）管理

（一）I/O管理概述

1I/O设备

2I/O管理目标

3I/O管理功能

4I/O应用接口

5I/O控制方式

（二）I/O核心子系统

1I/O调度概念

2高速缓存与缓冲区

3设备分配与回收

4假脱机技术（SPOOLing）

5出错处理

计算机网络

「考查目标」

1掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法。

2掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理

3能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用

一、计算机网络体系结构

（一）计算机网络概述

1计算机网络的概念、组成与功能

2计算机网络的分类

3计算机网络与互联网的发展历史

4计算机网络的标准化工作及相关组织

（二）计算机网络体系结构与参考模型

1计算机网络分层结构

2计算机网络协议、接口、服务等概念

3ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型

二、物理层

（一）通信基础

1信道、信号、宽带、码元、波特、速率等基本概念

2奈奎斯特定理与香农定理

3信源与信宿

4编码与调制

5电路交换、报文交换与分组交换

6数据报与虚电路

（二）传输介质

1双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质

2物理层接口的特性

（三）物理层设备

1中继器

2集线器

三、数据链路层

（一）数据链路层的功能

（二）组帧

（三）差错控制

1检错编码

2纠错编码

（四）流量控制与可靠传输机制

1流量控制、可靠传输与滑轮窗口机制

2单帧滑动窗口与停止-等待协议

3多帧滑动窗口与后退N帧协议（GBN）

4多帧滑动窗口与选择重传协议（SR）

（五）介质访问控制

1信道划分介质访问控制

频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理。

2随即访问介质访问控制

ALOHA协议；CSMA协议；CSMA/CD协议；CSMA/CA协议。

3轮询访问介质访问控制：令牌传递协议

（六）局域网

1局域网的基本概念与体系结构

2以太网与IEEE 8023

3IEEE 80211

4令牌环网的基本原理

（七）广域网

1广域网的基本概念

2PPP协议

3HDLC协议

4ATM网络基本原理

（八）数据链路层设备

1网桥

网桥的概念；透明网桥与生成树算饭；源选径网桥与源选径算法。

2局域网交换机及其工作原理。

四、网络层

（一）网络层的功能

1异构网络互联

2路由与转发

3拥塞控制

（二）路由算法

1静态路由与动态路由

2距离-向量路由算法

3链路状态路由算法

4层次路由

（三）IPv4

1IPv4分组

2IPv4地址与NAT

3子网划分与子网掩码、CIDR

4ARP协议、DHCP协议与ICMP协议

（四）IPv6

1IPv6的主要特点

2IPv6地址

（五）路由协议

1自治系统

2域内路由与域间路由

3RIP路由协议

4OSPF路由协议

5BGP路由协议

（六）IP组播

1组播的概念

2IP组播地址

3组播路由算法

（七）移动IP

1移动IP的概念

2移动IP的通信过程

（八）网络层设备

1路由器的组成和功能

2路由表与路由转发

五、传输层

（一）传输层提供的服务

1传输层的功能

2传输层寻址与端口

3无连接服务与面向连接服务

（二）UDP协议

1UDP数据报

2UDP校验

（三）TCP协议

1TCP段

2TCP连接管理

3TCP可靠传输

4TCP流量控制与拥塞控制

六、应用层

（四）网络应用模型

1客户/服务器模型

2P2P模型

（五）DNS系统

1层次域名空间

2域名服务器

3域名解析过程

（六）FTP

1FTP协议的工作原理

2控制连接与数据连接

（七）电子邮件

1电子邮件系统的组成结构

2电子邮件格式与MIME

3SMTP协议与POP3协议

（八）>

《计算机科学概论》（第9版）是计算机科学导论课程的一本经典教材，是作者多年教学经验的结晶，是国际上众多名校的指定教材。本书涉及计算机科学的方方面面，介绍了计算机硬件、软件、数据组织和计算理论等四个方面的内容，包括编码及计算机体系结构的基本原理、 *** 作系统、计算机网络、算法、程序设计语言、数据结构和数据库、人工智能以及计算理论等。《计算机科学概论》(第9版)既适合国内的大专院校用作计算机基础课教材，也可以供有意在计算机方面发展的非计算机专业读者作为入门参考。《计算机科学概论》(第9版)是计算机科学导论课程的经典教材，也是“广度优先”教学方法的杰出代表。多年来它一直深受世界各国高校师生的欢迎，是许多著名大学(包括美国哈佛大学、麻省理工学院、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校等)的首选教材，对我国的高校教学也产生了广泛影响。本书对计算机科学做了精彩的百科全书式的全面阐述，在很好地兼顾了学科广度和主题深度的同时，用算法、数据抽象等核心思想贯穿各个主题，并且充分展现了计算机科学的历史背景，发展历程和新的技术趋势，使读者能够对计算机科学形成大局观，为今后深入学习其他计算机专业教程打下基础。本书深入浅出、图文并茂、善于引发读者的兴趣，而且教学手段多样、习题丰富，很好地体现了作者“授人以鱼，不如授人以渔”的教学理念。本书为最新的第9版，对计算机的社会问题、网络与因特网、软件工程和人工智能等章节做了大幅修订，使内容与时俱进。本书适合各个学科以及不同教育层次的读者，既适合国内高等院校用作计算机基础课教材，也可以供希望了解计算机相关领域的非专业读者作为入门参考。01算法的作用02计算机器的由来03算法的科学04抽象05学习大纲06社会影响07社会问题课外阅读第1章数据存储11位和位存储111布尔运算112门和触发器113十六进制记数法12主存储器121存储器结构122存储器容量的度量13海量存储器131磁学系统132光学系统133闪存驱动器134文件存储及检索14用位模式表示信息141文本的表示142数值的表示143图像的表示144声音的表示15二进制系统151二进制记数法152二进制加法153二进制中的小数16整数存储161二进制补码记数法162余码记数法17小数的存储171浮点记数法172截断误差18数据压缩181通用的数据压缩技术182图像压缩183音频和视频压缩19通信差错191奇偶校验位192纠错编码复习题社会问题课外阅读第2章数据 *** 控21计算机体系结构22机器语言221指令系统222一种演示用的机器语言23程序执行231程序执行的一个例子232程序与数据24算术/逻辑指令241逻辑运算242循环移位及移位运算

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软件无线电是一种实现无线通信的新的体系结构，是无线通信产业从模拟到数字、从固定到移动这两次革命后的第三次革命，是从硬件无线通信到软件无线通信的革命。

在从事使用软件无线实现GSM基站研究中，在深入研究GSM通信系统信道编码结构、交织方式的基础上，利用VHDL硬件描述语言完成GSM基站信道编码中使用的交织器的具体设计，为进一步研究软件无线技术在GSM基站系统中应用打下基础。

1、GSM的话音编码与信道编码

在GSM通信系统中，全速率话音编码算法为规则脉冲激励及长期预测算法(RPE-LTP)。模拟话音首先通过一个ADC以8kHz采样频率进行采样，每个采样点用均匀13b编码。话音编码器对每20ms一段的话音进行压缩编码，编码结果为每20 ms产生260 b的数据块。这260 b的数据根据他们的重要性分成为3类：Ia类、Ib类和Ⅱ类。Ia类共50 b，为非常重要的数据。如果这些数据被修改，恢复的话音将发生很大的错误，甚至无法恢复正常的话音，因此这些数据需要严格保护。Ib类数据共132 b，是比较重要的数据，需要进行较好的保护。Ⅱ类数据共78 b，为一般重要的数据，发生一些差错也不会对恢复的话音有太大的影响，通常不对其进行保护。根据数据重要性的不同，决定信道编码中采用不同的保护方法。

GSM通信系统的信道编码首先对Ia类数据进行差错检测编码，产生3个循环冗余校验(CRC)比特，这些比特的产生使用多项式为G(x)=X3？X？1。3个CRC比特附在Ia类的50b后面，再与Ib类数据组合在一起进行K=5，r=1/2的卷积编码，卷积编码器使用的2个多项式为P1(x)=X4？X3？1和P2(x)=X4？X3？X？1，卷积编码产生的结果是两个189b的序列，将他们与不需要保护的Ⅱ类数据复合在一起，产生一个完整的经过信道编码的话音帧，共456b。

2、交织编码器工作原理

信道编码中采用交织技术，可打乱码字比特之间的相关性，将信道中传输过程中的成群突发错误转换为随机错误，从而提高整个通信系统的可靠性。交织编码根据交织方式的不同，可分为线性交织、卷积交织和伪随机交织。其中线性交织编码是一种比较常见的形式。所谓线性交织编码器，是指把纠错编码器输出信号均匀分成m个码组，每个码组由n段数据构成，这样就构成一个n×m的矩阵。这里把这个矩阵称为交织矩阵。如图1所示，数据以a11，a12，…，a1n，a21，a22，…，a2n，…，aij，…，am1，am2，…，amn(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n)的顺序进入交织矩阵，交织处理后以a11，n21，…，am1，a12，a22，…，am2，…，a1n，a2n，…，amn的顺序从交织矩阵中送出，这样就完成对数据的交织编码，如图1所示。还可以按照其他顺序从交织矩阵中读出数据，不管采用哪种方式，其最终目的都是把输入数据的次序打乱。如果aij只包含1个数据比特，称为按比特交织;如果aij包含多个数据比特，则称为按字交织。接收端的交织译码同交织编码过程相类似。

一般来说，如果有n个(m，k)码，排成，n×m矩阵，按列交织后存储或传送，读出或接收时恢复原来的排列，若(m，k)码能纠t个错误，那么交织后就可纠m个错误。对纠正信道传输过程中出现的突发错误效果明显，如图2所示。

GSM中使用这种比特交织器。其交织方式为将信道编码后的每20ms的数据块m=456b拆分到8组中，每组57b，然后这每组57 b分配到不同的Burst中。

3、交织编码器的软件设计

GSM通信系统必须满足实时性的要求，因此，交织编码引入的延时应尽可能小。为了同时满足块内交织进行(57，8)矩阵转置变换和延时尽可能小的要求，该交织器利用2片双口RAM实现，记作RAM_和RAM_B。交织处理时，按地址从0～455将456b输入数据全部写入RAM_A，待456b数据全部送入RAM_A后，控制信号使RAM_A由写状态转换到读状态，同时，将输入的待交织数据写入RAM_B，RAM_B为写状态，交织器由RAM_A输出数据。经过456个时钟周期后，从RAM_A读出456b数据的同时，RAM_B写入一个时隙的456 b数据。此时，改变RAM_A和RAM_B的读写状态，RAM_A开始写，从RAM_B中读取数据。如此反复完成数据的实时连续交织处理。

完成交织处理的核心问题是处理好读/写地址之间的关系，该交织器读/写地址的变换采用如下算法完成：

为减少FPGA运算量，可利用Matlab，C语言等实现读/写地址矩阵转置运算。这里采用Matlab完成读/写地址矩阵转置运算，具体程序为：x=0：1：455;reshape(x，57，8)。读/写地址的变换结果存储在address_ROMmif文件中。利用VHDL语言描述该交织编码器完整代码如下：

4、仿真分析

利用Altera公司的QuartusⅡ工具软件，对该交织器仿真分析，得到的时序仿真波形如图2所示。从读地址(rd_addr_A)和写地址(wr_addr_A)以及(data_in)和(intlv_out)可以看出，该交织器完成既定的交织功能，延时相当小，该设计方法正确可行。

5、结语

本文提出基于FPGA实现交织器的方法，给出利用VHDL语言描述该交织器的全部代码。通过仿真分析验证该实现方案的正确性和可行性。为进一步研究GSM通信系统基站软件化打下了良好的基础。

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