中南大学2024研究生入学考试大纲：计算机基础综合

本考试大纲由计算机学院研教授委员会于2023年7月22日通过。

I.考试性质

《计算机基础综合》考试是为中南大学计算机学院招收硕士研究生而设的具有选拔性质的专业考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试学生掌握大学本科阶段数据结构和操作系统基本概念以及运用能力，评价的标准是高等院校本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者对数据结构和操作系统的相关知识有较好的掌握，对录取者在研究生阶段的研究工作的顺利展开做好铺垫。

II.考查目标

计算机基础综合考试涵盖数据结构、操作系统等高等学校课程。数据结构考试要求考生：

1、熟悉数据结构中的基本概念，准确、恰当地使用本学科的专业术语;

2、掌握计算机能处理的数据结构的特性;

3、能够为所处理的数据选择适当的逻辑结构、存储结构;

4、能够基于数据结构编写结构清楚和正确易读的算法;

5、初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术。

操作系统要求考生：

1.理解和掌握操作系统的基本概念、其功能的基本原理及实现技术或算法;

2.掌握设计和实现操作系统的方法，理解操作系统内核;

3.针对操作系统中的设计问题或性能问题，能够发现解决问题方案，提出解决思路和方案;

4.能够将操作系统中的设计技术、算法和安全措施应用到实际问题中;

5.综合应用操作系统中的方法和技术，培养解决复杂系统问题的创新能力。

Ⅲ.考试形式和试卷结构

1、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

2、答题方式

答题方式为闭卷，笔试。

3、试卷内容结构

数据结构 约50 %

操作系统 约50 %

IV.试卷题型结构

单项选择题

填空题

名词解释

简答题

计算题

应用题

算法设计与分析题

V.考查内容

一、数据结构

1.数据结构有关的概念和术语

1)数据结构;

2)抽象数据类型;

3)算法、算法设计的要求、算法效率的度量。

2.链表、栈、队列、串

1)链表、静态链表(单链表、双向链表、循环链表)及相关算法;

2)栈及顺序栈、链栈的进栈、出栈等算法;

3)队列及顺序队列、链队列的进队、出队等算法;

4)栈和队列的应用。

5)串的概念、存储、运算及串的模式匹配算法。

3.数组和广义表

1)数组的定义、表示和实现;

2)特殊矩阵和稀疏矩阵的存储及操作;

3)广义表的定义、存储结构及相关操作。

4.树和二叉树

1)二叉树的概念、相关术语、性质及存储结构;

2)二叉树的遍历算法及应用;

3)树(森林)的存储结构及遍历方法;

4)哈夫曼(Huffman)树的构造及应用。

5.图

1)图的概念、相关术语及存储结构;

2)图的遍历算法及应用;

3)最小生成树、最短路径、拓扑排序、关键路径等算法。

6.查找

1)顺序查找、索引顺序表查找、二分查找;

2)二叉排序树的查找、插入及删除算法;

3)平衡二叉树及插入时的平衡方法;

4)哈希函数的构造方法、冲突处理的方法、哈希表的查找及其分析;

5) 查找成功及失败的平均查找长度。

7.内部排序

直接插入排序、希尔排序、冒泡排序、简单选择排序、快速排序、堆排序、归并排序、基数排序的算法思想、复杂度分析、稳定性以及它们之间的比较。

二、操作系统

1.操作系统基础知识

1)操作系统概论

操作系统的定义。操作系统的作用和特征。操作系统的分类。操作系统的发展历程。

2)操作系统结构

典型操作系统。操作系统的体系结构。中断和陷入。特权指令和非特权指令。内核态与用户态。操作系统的主要功能。

3)操作系统启动和引导

一个程序的典型执行流程。操作系统设计的主要概念。

2.进程管理

1)进程/线程基本概念

进程的定义与特征。进程状态与转换。进程控制块和进程创建、撤销、阻塞、唤醒。进程与程序的区别与联系。线程机制及线程的实现方式。

2)进程/作业调度

调度算法的设计准则和衡量指标。调度时机和调度过程。典型调度算法。多处理器调度。实时调度。

3)进程同步

进程同步互斥基本概念。临界资源的基本概念和使用原则。实现同步互斥的软硬件方法。经典同步问题。信号量机制。管程机制。锁和条件变量。进程通信。共享内存。消息传递。管道通信。RPC。

4)死锁

死锁的基本概念。死锁产生的必要条件。资源分配图。死锁的预防。死锁的避免。死锁的检测与解除。

3.内存管理

1)内存基本概念

内存管理的功能。内存地址空间。程序的装入与链接。重定位和交换技术。局部性原理。

连续分区管理方案。

固定分区分配。动态分区分配。紧凑。动态重定位分区分配。空闲分区表和已分分区表。分区的分配与回收。

3)离散分区管理方案。

分页和请求分页管理方案。缺页中断处理。页表与页表项设计。分段和请求分段管理方案。段页式和请求段页式管理方案。地址转换过程。

4)内存管理方案性能设计

有效访问时间。页面置换算法。缺页率。工作集理论。抖动现象和解决抖动的方法。内存的保护和共享。

4.文件系统

1)文件系统基本概念

文件、文件目录和目录文件。文件的存储介质。文件的访问方法。文件的逻辑结构和物理结构。

2)文件的管理

文件控制块和索引节点。文件和目录的操作。常见目录结构。目录查询技术。

3)磁盘存储管理

文件读写时间。磁盘寻道算法。空闲空间管理。磁盘容错技术。

4)文件性能管理

文件访问一致性。文件访问速度提高措施。文件的存取控制。文件的共享。文件的保护。文件系统的设计。

5.设备管理

1)I/0设备

输入/输出设备的特性。I/0软件层次结构。设备的分类。设备的控制方式。

2)缓冲管理

单缓冲、双缓冲、循环缓冲和缓冲池管理。缓冲引入的原因和性能分析。

3)设备分配及处理技术

设备分配的数据结构。设备分配过程与回收。设备分配应考虑的问题。设备独立性/无关性。Spooling技术。设备驱动程序。中断处理程序。

6.操作系统前沿技术

嵌入式操作系统。虚拟化与容器技术。操作系统安全。操作系统设计。

VI.参考教材和书目

1. 《数据结构》(C语言版),严蔚敏等编著，清华大学出版社，2012.

2.《计算机操作系统教程》(第4版),张尧学等编著，清华大学出版社，2013.10

3.《操作系统概念》,Abraham Silberschatz等著， Higher Education Press,2018.7