計算機學科專業基礎綜閤科目（408）綜閤教程及曆年真題詳解（最新版） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

本書作為全國碩士研究生招生考試中計算機科學與技術專業的計算機專業基礎綜閤科目（408）的復習教材，主要內容為考試大綱的內容解析以及曆年真題詳解。

本書分為兩大部分，第一部分是針對全國碩士研究生招生考試計算機科學與技術專業計算機專業基礎綜閤科目，對考試大綱進行詳細解析，將數據結構、計算機組成原理、操作係統和計算機網絡四部分內容的考研知識點進行梳理和概括，用少的篇幅把核心知識點講解明白。第二部分是對2009-2015年曆年研究生招生考試的具有代錶性的題目進行詳細解析計算機專業基礎綜閤考試真題進行詳細解析，分析各個真題的考查知識點和能力點，通過正確的解題思維過程講解，讓學生掌握相關知識和技能。

本書重點突齣，通俗易懂，實例豐富。本書可以作為本科或大專院校學生的計算機專業考研教材，也可以作為計算機專業本科生、研究生或計算機技術人員的參考書。

本書是參加全國碩士研究生招生考試中計算機科學與技術專業的計算機專業聯考學生的必備參考書。

本書作者是由一群重點高校計算機專業中青年骨乾教師組成的教育教學研究興趣小組，這些老師活躍在計算機教學工作的第一綫，雖然來自不同的學校，但有著共同的特點：熱愛計算機教學，喜歡鑽研專業知識，具有豐富的教學、科研以及著作編寫經驗，並且希望能真正培養齣知識和能力紮實過硬，能夠在科研和就業領域都有所作為的計算機專業學生。我們中有自己招的研究生就是考408的考生，有自己教的本科生去報考408的，還有的老師參加過408的閱捲工作。通過近幾年來的相關工作和研究，我們越來越感覺到408科目是對計算機專業本科學生進行能力測量和選拔很好的標尺，同時也能較係統的引導學生準確掌握計算機專業基礎核心的知識。如果學生真正能把408科目試題中所蘊含的知識和能力掌握好，對於學生在專業上的進一步發展是非常有益的。而現實情況是，相當數量的學生在復習和準備408科目的時候，花費瞭大量的精力，看瞭大量的教材，做瞭海量的練習，卻沒有抓住要領，對於必須掌握的知識仍然是模糊的，更沒有建立起計算機係統整體概念，缺乏將不同知識點進行關聯來解決問題的思路。因此，我們花費瞭大量的時間和精力，對曆年408的真題進行瞭深入的分析研究，將其中典型試題的知識點、能力點、解題思維過程進行瞭細緻的解析，力圖把這些“變態難”的試題像剝洋蔥一樣層層展開，讓學生能夠清晰的瞭解試題所傳遞的信息，掌握同類試題的解題方法，在學習中提高能力；同時，根據408科目考試大綱，將各門課程的考核知識點展開並進行係統論述，有針對性的將這些知識講清楚，而省略瞭408科目不要求的內容，相當於是四門課程的一個精簡版集閤教材。這兩部分內容相結閤，構成瞭這樣一本融四門專業課知識講解和曆年考試真題分析於一體的指導用書。

內容簡介

　　本書作為全國碩士研究生招生考試中計算機科學與技術專業的計算機專業基礎綜閤科目（408）的復習教材，主要包括考試大綱的內容解析以及曆年真題詳解。全書分上篇和下篇兩個部分，上篇給齣瞭數據結構、計算機組成原理、操作係統和計算機網絡4門課程的考研大綱中涉及的主要內容概述；下篇主要對數據結構、計算機組成原理、操作係統和計算機網絡等4門課程曆年真題中具有代錶性的題目進行詳細解析。本書重點突齣，通俗易懂，實例豐富。本書可以作為高等學校在校學生的計算機專業考研教材，也可以作為計算機專業本科生、研究生或計算機技術人員的參考書。

作者簡介

開點工作室簡介

開點工作室是由一群重點高校計算機專業中青年骨乾教師和一些研究生組成的教育教學研究興趣小組，這些老師和學生活躍在計算機教學和研究工作的第一綫，雖然來自不同的學校，但有著共同的特點：熱愛計算機教學，喜歡鑽研專業知識，具有豐富的教學、科研以及著作編寫經驗，並且希望能真正培養齣知識和能力紮實過硬，能夠在科研和就業領域都有所作為的計算機專業學生。興趣小組成員中有自己招的研究生就是考408的考生，有自己教的本科生去報考408的，還有的老師參加過408的閱捲工作。通過近幾年來的相關工作和研究，我們越來越感覺到408科目是對計算機專業本科學生進行能力測量和選拔很好的標尺，同時也能較係統的引導學生準確掌握計算機專業基礎、核心的知識。大傢根據興趣和精力來進行教學心得交流以及參與教材的編寫工作。

目錄

上篇 計算機專業基礎綜閤大綱解析
第1章 數據結構
1.1 綫性錶
1.1.1 綫性錶的定義和基本操作
1.1.2 綫性錶的實現
1.2 棧、隊列和數組
1.2.1 棧和隊列的基本概念
1.2.2 棧和隊列的順序存儲結構
1.2.3 棧和隊列的鏈式存儲結構
1.2.4 棧和隊列的應用
1.2.5 特殊矩陣的壓縮存儲
1.3 樹與二叉樹
1.3.1 樹的基本概念
1.3.2 二叉樹
1.3.3 樹、森林
1.3.4 樹與二叉樹的應用
1.4 圖
1.4.1 圖的基本概念
1.4.2 圖的存儲及基本操作
1.4.3 圖的遍曆
1.4.4 圖的基本應用
1.5 查找
1.5.1 查找的基本概念
1.5.2 順序查找法
1.5.3 摺半查找法
1.5.4 分塊查找法
1.5.5 B樹及其基本操作、B+樹的基本概念
1.5.6 散列(Hash)錶
1.5.7 字符串模式匹配
1.5.8 查找算法的分析及應用
1.6 排序
1.6.1 排序的基本概念
1.6.2 插入排序
1.6.3 起泡排序
1.6.4 簡單選擇排序
1.6.5 希爾排序
1.6.6 快速排序
1.6.7 堆排序
1.6.8 二路歸並排序
1.6.9 基數排序
1.6.10 外部排序
1.6.11 各種排序算法的比較
第2章 計筻機組成原理
2.1 計算機係統概述
2.1.1 計算機發展曆程
2.1.2 計算機係統層次結構
2.1.3 計算機性能指標
2.2 數據的錶示和運算
2.2.1 數製和編碼
2.2.2 定點數的錶示和運算
2.2.3 浮點數的錶示和運算
2.2.4 算術邏輯單元ALU
2.3 存儲器層次結構
2.3.1 存儲器的分類
2.3.2 存儲器的層次化結構
2.3.3 半導體隨機存取存儲器
2.3.4 主存儲器和CPU的連接
2.3.5 雙口RAM和多模塊存儲器
2.3.6 高速緩衝存儲器
2.3.7 虛擬存儲器
2.4 指令係統
2.4.1 指令格式
2.4.2 指令的尋址方式
2.4.3 CISC和RISC的基本概念
2.5 中央處理器(CPU)
2.5.1 CPU的功能和基本結構
2.5.2 指令執行過程
2.5.3 數據通路的功能和基本結構
2.5.4 控製器的功能和工作原理
2.5.5 指令流水綫
2.6 總綫
2.6.1 總綫概述
2.6.2 總綫仲裁
2.6.3 總綫操作和定時
2.7 輸人輸齣(I／O)係統
2.7.1 I／O係統基本概念
2.7.2 外部設備
2.7.3 I／O接口(I／O控製器)
2.7.4 I／O方式
第3章操作係統
3.1 操作係統概述
3.1.1 操作係統的概念、特徵和操作係統的服務
3.1.2 操作係統的發展與分類
3.1.3 操作係統的運行環境
3.1.4 操作係統體係結構
3.2 進程管理
3.2.1 進程與綫程
3.2.2 CPU調度
3.2.3 同步與互斥
3.2.4 死鎖
3.3 內存管理
3.3.1 內存管理基礎
3.3.2 虛擬內存管理
3.4 文件管理
3.4.1 文件係統基礎
3.4.2 文件係統實現
3.4.3 磁盤組織與管理
3.5 輸入輸齣(I／O)管理
3.5.1 I／O管理概述
3.5.2 I／O核心子係統
第4章 計算機網絡
4.1 計算機網絡體係結構
4.1.1 計算機網絡綜述
4.1.2 計算機網絡體係結構與參考模型
4.2 物理層
4.2.1 通信基礎
4.2.2 傳輸介質
4.2.3 物理層設備
4.3 數據鏈路層
4.3.1 數據鏈路層的功能
4.3.2 組幀
4.3.3 差錯控製
4.3.4 流量控製與可靠傳輸機製
4.3.5 介質訪問控製
4.3.6 局域網
4.3.7 廣域網
4.3.8 數據鏈路層設備
4.4 網絡層
4.4.1 網絡層功能
4.4.2 路由算法
4.4.3 IPv4
4.4.4 IPv6
4.4.5 路由協議
4.4.6 IP組播
4.4.7 移動IP
4.4.8 網絡層設備
4.5 傳輸層
4.5.1 傳輸層提供的服務
4.5.2 UDP協議
4.5.3 TCP協議
4.6 應用層
4.6.1 網絡應用模型
4.6.2 DNS係統
4.6.3 FTP
4.6.4 電子郵件
4.6.5 WWW

下篇 曆年典型真題詳解
第5章 數據結構
第6章 計算機組成原理
第7章 操作係統
第8章 計算機網絡
參考文獻

精彩書摘

　　本書：
　　2.3.7虛擬存儲器
　　由於技術和成本等原因，主存的存儲容量受到限製，並且各種不同計算機所配置的物理內存容量多半也不相同，而程序設計時人們顯然不希望受到特定計算機的物理內存大小的製約，因此，如何解決這兩者之間的矛盾是一個重要問題；此外，現代操作係統都支持多道程序運行，如何讓多個程序有效而安全地共享主存是另一個重要問題。為瞭解決上述兩個問題，計算機中采用瞭虛擬存儲管理技術。
　　1.虛擬存儲器的基本概念
　　引入瞭虛擬存儲管理機製以後，程序員可在一個不受物理內存空間限製並且比物理內存空間大得多的虛擬的邏輯地址空間（稱為虛擬地址空間）中編寫程序，就好像每個程序都獨立擁有一個巨大的存儲空間一樣。在程序執行過程中，把當前執行到的一部分程序和相應的數據調入主存，其他暫不用的部分暫時存放在磁盤上。這種藉用外存為程序提供的很大的虛擬存儲空間稱為虛擬存儲器。
　　指令執行時，通過硬件將指令中的邏輯地址（也稱虛擬地址或虛地址）轉換為主存的物理地址（也稱主存地址或實地址），在地址轉換過程中檢查是否發生缺頁、地址越界或訪問越權，若發生缺頁，則由操作係統進行主存和磁盤之間的信息交換。若發生地址越界或訪問越權，則由操作係統進行存儲訪問的異常處理。由此可以看齣，虛擬存儲技術既解決瞭編程空間受限的問題，又解決瞭多道程序共享主存帶來的安全性等問題。
　　2.頁式虛擬存儲器
　　主存空間和虛擬地址空間都被劃分成大小相等的頁麵，通常把虛擬地址空間中的頁麵稱為虛擬頁、邏輯頁或虛頁；主存空間中的頁麵稱為頁框（頁幀）、物理頁或實頁。
　　1）頁錶和頁錶項
　　為瞭對每個虛擬頁的存放位置、存取權限、使用情況、修改情況等進行說明，操作係統在主存中給每個進程都生成瞭一個頁錶，每個虛擬頁在頁錶中都有一個對應的頁錶項。
　　頁錶項中的存放位置字段用來建立虛擬頁和物理頁之間的映射，用於進行虛擬地址到物理地址的轉換；裝入位也稱為有效位或存在位，用來錶示對應頁麵是否在主存。若為1，錶示該虛擬頁已從外存調入主存，此時，存放位置字段中記錄的是頁框號；若為0，則錶示沒有被調入主存。
　　2）地址轉換
　　對於采用虛存機製的係統，指令中給齣的地址是虛擬地址，所以，CPU執行指令時，首先要將虛擬地址轉換為主存物理地址，纔能到主存取指令或存取數據。地址轉換工作由CPU中的存儲器管理部件（MemoryManagementUnit，MMU）來完成。
　　虛擬地址分為兩個字段：高位字段為虛頁號，低位字段為頁內偏移地址。主存物理地址也分為兩個字段：高位字段為物理頁號，低位字段為頁內偏移地址。由於兩者的頁麵大小一樣，所以頁內偏移地址是相等的。
　　首先根據頁錶基址寄存器的內容，找到對應的頁錶首地址，然後由虛擬地址中的虛頁號為索引，找到對應的頁錶項，若裝入位為1，則取齣頁框號，和虛擬地址中的頁內偏移地址拼接，形成物理地址；若裝入位為0，則說明缺頁，需要操作係統進行缺頁處理。
　　3.段式虛擬存儲器
　　根據程序的模塊化性質，可按程序的邏輯結構劃分成多個相對獨立的段，把段作為基本信息單位在主存一輔存之間傳送和定位。每個進程有一個段錶，每個段在段錶中有一個段錶項，用來指明對應段在主存中的位置、段長、訪問權限、使用和裝入情況等。
　　4.段頁式虛擬存儲器
　　程序按模塊分段，段內再分頁，用段錶和頁錶（每段一個頁錶）進行兩級定位管理。段錶中每個錶項對應一個段，每個段錶項中包含一個指嚮該段頁錶起始位置的指針，以及該段其他的控製和存儲保護信息，由頁錶指明該段各頁在主存中的位置以及是否裝入等。
　　5.TLB（快錶）
　　為瞭減少到主存訪問頁錶的次數，往往把頁錶中最活躍的幾個頁錶項復製到高速緩存中，這種在高速緩存中的頁錶項組成的頁錶稱為TLB或快錶，相應地稱主存中的頁錶為慢錶。
　　這樣，在地址轉換時，首先到快錶中查頁錶項，如果命中，則無須訪問主存中的頁錶。因此，快錶是減少訪存時間開銷的有效方法。
　　快錶比頁錶小得多，為提高命中率，快錶通常具有較高的關聯度，大多采用全相聯或組相聯方式。每個錶項的內容由頁錶錶項內容加上一個TLB標記字段組成，TLB標記字段用來錶示該錶項取自頁錶中的哪個虛擬頁對應的頁錶項，因此，TLB標記字段的內容在全相聯方式下就是該頁錶項對應的虛頁號；組相聯方式下則是對應虛頁號中的高位部分，而虛頁號的低位部分用於選擇TLB組的組索引。
　　……

前言/序言

全國碩士研究生招生考試（簡稱研考）計算機科學與技術專業計算機專業基礎綜閤科目（科目代碼為408，簡稱408）從2009年開始實施全國統一命題考試，到2015年已經實施統考七個年頭瞭。計算機研考專業課統考在剛開始實施之時，曾在廣大計算機專業招生單位和學生中引起瞭廣泛的關注和強烈的反響，贊成和反對的聲音同時存在。很多計算機專業的學生抱怨計算機統考內容廣，難度大，分數綫還要和其他非統考的專業課統一劃綫；很多學校和老師反映由於統考的難度大，擋住瞭相當一批計算機專業的學生上綫，隻能調劑其他非計算機專業上綫的考生。另一方麵，贊成的觀點認為計算機統考能夠最大程度地保證招生錄取的公平性，非名校的學生有瞭更多進入名校計算機專業讀研的機會，而且統考試題的質量普遍較高，基礎好、能力強的學生能真正通過成績展示齣水平。不同觀點的討論和碰撞引起瞭主管部門的注意，於是在2013年，教育部對研考計算機專業課政策進行瞭調整，在保留計算機專業課統考科目（408）的基礎上，允許各招生單位自主選擇參加統考,還是自主命題。這樣的政策對於不同的招生單位，可以說是各取所需。到目前為止，仍然選擇統考（408）作為計算機專業研究生招生初試科目的招生單位包括清華大學、北京大學、復旦大學、上海交通大學、中國科學技術大學、浙江大學、華中科技大學、中國科學院係統、中國航天集團等100多傢。

計算機專業基礎綜閤科目（408）的考試內容由四部分組成: 數據結構、計算機組成原理、操作係統和計算機網絡。在龐大復雜的計算機科學與技術專業體係中，這四門課程可以說是最基礎、最核心的部分。數據結構是研究數據在計算機中的錶達、存儲和處理的方法和過程的係統理論，也是設計和實現編譯程序、操作係統、數據庫係統及其他係統軟件和大型應用程序的重要基礎，培養的是學生抽象能力、算法能力和編程能力。計算機組成原理研究計算機的硬件組成和基本工作原理，其課程目標是要讓學生瞭解數據的錶示與運算、指令集體係結構、指令的執行過程及中央處理器組織、存儲器層次結構以及輸入輸齣組織等，並使學生將計算機硬件組成、指令係統和上層的操作係統以及高級語言程序建立關聯，最終構建完整的計算機係統概念。操作係統是現代計算機係統的核心軟件，是其他一切軟件運行的基礎，是應用軟件開發的基礎平颱。操作係統在用戶和硬件之間架起瞭一個橋梁，通過這個橋梁，用戶可以方便地使用計算機，硬件可以更高效地發揮其作用。學習和瞭解操作係統的工作機理和工作方式，進而設計和實現操作係統，是計算機專業學生必備的知識和技能。計算機網絡是目前以及未來計算機最主要的應用領域，幾乎所有的新技術、新應用都離不開計算機網絡技術的支持。這四門課程是各高校計算機專業的核心課程，它們既自成體係，互相之間又有很強的聯係。計算機專業的學生不管是讀研、讀博，繼續從事計算機科學與技術的研究工作，還是進入就業市場，獲得各大IT企業的工作機會，都需要認真學好這四門課程，真正掌握其中的基本概念、基本理論和基本技能。計算機專業基礎綜閤科目（408）把這四門課程作為考試內容，其目的是全麵考查學生計算機專業的基礎知識和綜閤素養，評價和評測學生是否具有進一步從事計算機相關領域的開發、設計、工程以及理論研究的能力。

[1]計算機學科專業基礎綜閤科目（408）綜閤教程及曆年真題詳解（最新版）前言[2][2]不可否認，408科目的難度是很大的，以至於不少計算機專業考研學生形容408為“變態難”。分析其原因，我們認為主要有三點: 第一，內容多、範圍廣。因為408科目規定瞭考試範圍是四門課程，考研學生要復習的內容很多，而這些課程本身的知識容量就很大，是計算機專業中學生難學、老師難教的課程，閤並在一起作為考試內容就更增加瞭難度。第二，試題靈活、多變，重在考查應用能力。從幾年來的統考試題來看，408科目的試題形式新穎靈活，基本上都不是那種靠記憶背誦就能一眼看齣答案的試題，需要學生對於相關知識理解透徹，主要考查學生的計算機知識應用能力，體現瞭計算思維和係統思維的思想。這種突齣能力考查的命題方式對一部分學生來說增加瞭考試難度。第三，客觀地講，目前的高校計算機專業教育教學水平參差不齊，有些學校缺少高水平的師資力量，另外部分學校使用的教材陳舊，缺乏配套的實驗課程，學生的基本知識和基本技能掌握不紮實。

開點工作室是由一群重點高校計算機專業中青年骨乾教師組成的教育教學研究興趣小組，這些老師活躍在計算機教學工作的第一綫，雖然來自不同的學校，但有著共同的特點: 熱愛計算機教學，喜歡鑽研專業知識，具有豐富的教學、科研以及著作編寫經驗，並且希望能真正培養齣知識和能力紮實過硬，能夠在科研和就業領域都有所作為的計算機專業學生。我們自己招的研究生中就是考過408的，有自己教的本科生去考408的，還有的老師參加過408的閱捲工作。通過近幾年來的相關工作和研究，我們越來越感覺到408科目是對計算機專業本科學生進行能力檢測和選拔的很好標尺，同時也能較係統地引導學生準確掌握計算機專業最基礎最核心的知識。如果學生真正能把408科目試題中所蘊涵的知識和能力掌握好，對於學生在專業上的進一步發展是非常有益的。而現實情況是，相當數量的學生在復習和準備408科目的時候，花費瞭大量的精力，看瞭大量的教材，做瞭海量的練習，卻沒有抓住要領，對於必須掌握的知識的認識仍然是模糊的，更沒有建立起計算機係統整體概念，缺乏將不同知識點進行關聯來解決問題的思路。因此，我們花費瞭大量的時間和精力，對408科目的曆年真題進行瞭深入的分析研究，將其中典型試題的知識點、能力點、解題思維過程進行瞭細緻的解析，力圖把這些“變態難”的試題像剝洋蔥一樣層層展開，讓學生能夠清晰地瞭解試題所傳遞的信息，掌握同類試題的解題方法，在學習中提高能力；同時，根據408科目考試大綱，將各門課程的考核知識點展開並進行係統論述，有針對性地將這些知識講清楚，而省略瞭408科目不要求的內容，相當於是四門課程的一個精簡版集閤教材。這兩部分內容相結閤，構成瞭這樣一本融四門專業課知識講解和曆年考試真題分析於一體的指導用書。本書具有以下幾個特色和亮點:

第一，考試大綱僅僅是列齣瞭考試的知識點，並沒有闡述對這些知識點應該掌握到什麼程度，而本書能夠幫助考生深刻理解大綱，把握大綱，做到有的放矢，重點突齣。考生經常發現，各種教材都看過瞭，但還是不會做題，不知道從何下手。其中的主要原因是並沒有真正具備綜閤運用教材中知識點的能力，這正是本書要解決的問題。本書提升的是考生分析問題和解決問題的能力，

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