北京化工大学《综合三（计算机组成原理和操作系统原理）》2021年考研专业课复试大纲.pdf

### 北京化工大学《综合三（计算机组成原理和操作系统原理）》2021年考研专业课复试大纲解析 #### 一、计算机组成原理 ##### （一）计算机系统概论 - **计算机硬件组成及作用**：了解计算机硬件系统的组成部分（CPU、内存、输入/输出设备等）及其在系统中的作用。 - **计算机系统的层次结构**：掌握计算机系统从底层到高层的组成层次（硬件层、操作系统层、应用程序层等）。 - **计算机软件定义及分类**：明确软件的定义及其分类（系统软件、应用软件等）。 - **冯·诺依曼机器特点**：理解冯·诺伊曼架构的核心特点，包括存储程序概念、五大基本部件等。 - **计算机的分类与应用**：了解计算机按照规模和用途的不同分类，并探讨其在不同领域的应用情况。 - **基本概念**：掌握机器字长、存储容量、运算速度等计算机性能指标。 ##### （二）运算方法和运算器 - **数据与文字的表示**：学习二进制、十六进制等数值表示方法，以及ASCII码、Unicode编码等字符编码标准。 - **定点数的运算方法和运算器**：研究定点数加减乘除运算原理及其硬件实现方案。 - **浮点数的运算方法和运算器**：分析IEEE 754浮点数标准下的加减乘除运算过程及硬件支持。 ##### （三）存储系统 - **RAM与ROM**：了解随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的类型、特点及工作原理。 - **存储器与CPU的连接**：探讨存储器如何通过地址总线、数据总线等与CPU相连。 - **多级存储器系统**：分析高速缓存（Cache）、主存（Main Memory）、辅助存储器等多级存储体系的组成及运行机制。 - **高速存储器**：掌握Cache的工作原理、映射方式（全相联、直接映射、组相联）及替换算法（LRU、FIFO等）。 - **虚拟存储器**：理解虚拟存储器的基本概念，包括页表、分页、分段等管理方法。 ##### （四）指令系统 - **指令的发展与性能要求**：探讨指令集架构（ISA）的发展趋势及其对计算机性能的影响。 - **指令格式与设计**：研究指令格式的基本组成要素（操作码、地址码等）及其设计原则。 - **寻址方式**：介绍指令和数据的不同寻址方式（立即寻址、直接寻址、间接寻址等）及其优缺点。 - **指令系统设计**：学习如何根据计算机架构设计合理的指令集。 ##### （五）中央处理器 - **CPU结构与功能**：理解CPU的内部结构及其主要功能。 - **指令周期、机器周期、时钟周期**：掌握这些基本时间单位的概念及其相互关系。 - **微程序控制器**：探讨微程序控制方式的设计原理及其实现方法。 - **CPU类型**：对比传统CPU、流水线CPU、精简指令集（RISC）CPU的特点和技术差异。 ##### （六）系统总线 - **总线基本概念**：了解总线的基本功能及其在计算机系统中的作用。 - **总线分类**：区分不同类型的总线（地址总线、数据总线、控制总线等）。 - **总线特性与性能指标**：研究总线的传输速率、带宽等关键性能指标。 - **总线结构**：探讨不同总线结构（单总线、双总线、多总线）的设计思路。 - **总线控制**：学习总线仲裁机制及其实现方法。 ##### （七）外部设备 - **外设特点与分类**：概述外设的基本功能及按用途分类。 - **显示器与打印机**：理解字符及图形显示器的工作原理及点阵打印机、激光打印机的成字过程。 - **磁表面存储器**：探讨磁盘、磁带等磁表面存储设备的记录方式和格式。 ##### （八）输入输出系统 - **外设与CPU的信息交换方式**：比较程序查询方式、中断方式、直接内存访问（DMA）等方式的特点。 - **程序中断方式**：掌握中断响应过程、中断处理流程等核心概念。 - **DMA方式**：理解DMA控制器的工作原理及其在数据传输中的优势。 #### 二、操作系统原理 ##### 1.操作系统概述 - **操作系统概念与特征**：定义操作系统的基本概念，阐述其主要特征（并发性、共享性等）。 - **操作系统功能和服务**：探讨操作系统的主要功能（进程管理、内存管理、文件管理、I/O管理等）及向用户提供的服务。 - **操作系统发展与分类**：回顾操作系统的发展历程，并根据其工作模式进行分类（批处理系统、分时系统、实时系统等）。 ##### 2.进程管理 - **进程概念**：定义进程的基本概念，包括进程标识符、状态等属性。 - **进程状态与转换**：解释进程的就绪态、执行态、阻塞态之间的转换机制。 - **进程控制**：学习创建、撤销进程的方法及进程控制块（PCB）的作用。 - **进程组织**：理解进程树结构，分析父进程与子进程之间的关系。 - **进程通信**：探讨进程间通信（IPC）的各种机制（管道、消息队列、共享内存等）。 - **线程概念与多线程模型**：介绍线程的基本概念及轻量级进程与用户级线程之间的区别。 ##### 3.内存管理 - **内存管理概念**：定义内存管理的基本任务及其目标。 - **程序装入与链接**：研究静态链接与动态链接的过程及其优缺点。 - **逻辑地址与物理地址**：区分逻辑地址和物理地址的概念。 - **内存保护**：学习如何通过硬件机制实现内存区域的保护。 - **交换与覆盖**：探讨交换技术和覆盖技术在节省内存方面的应用。 - **连续分配管理方式**：理解固定分区、可变分区等连续分配方法的实现原理。 - **离散分配管理方式**：分析分页、分段等离散分配技术的特点。 - **虚拟内存管理**：介绍虚拟内存的基本概念，包括请求分页、请求分段等管理方式。 - **页面置换算法**：探讨页面置换算法（如LRU、FIFO等）在提高内存利用率方面的作用。 - **页面分配策略**：理解不同页面分配策略（固定分配、可变分配）对系统性能的影响。 - **抖动现象**：探讨由于频繁的页面置换导致的系统性能下降问题及其解决办法。 - **请求段页式管理方式**：分析结合分页和分段技术的内存管理方法。 ##### 4.文件管理 - **文件和文件系统**：定义文件的基本概念及文件系统的主要功能。 - **文件的逻辑结构**：解释文件的顺序结构和索引结构。 - **外存分配方式**：研究连续分配、链接分配和索引分配等文件存储策略。 - **目录管理**：探讨目录的层次结构、目录项的组成及目录检索过程。 - **文件存储空间的管理**：学习空闲空间管理方法（空闲链表法、位示图法等）。 - **文件共享和文件保护**：理解文件共享机制及保护策略。 - **文件系统层次结构**：构建多级文件系统的层次结构。 - **磁盘组织与管理**：讨论磁盘的物理结构及其管理方法。 - **磁盘调度算法**：介绍不同的磁盘调度算法（如先来先服务、最短寻道时间优先等）。 ##### 5.输入输出（I/O）管理 - **I/O系统**：了解I/O系统的组成及其功能。 - **I/O控制方式**：分析程序控制I/O、中断驱动I/O、直接内存访问（DMA）等I/O控制方法。 - **缓冲管理**：探讨缓冲技术在提高I/O效率方面的作用。 - **I/O软件**：理解设备驱动程序、中断处理程序等I/O软件组件的功能。 - **设备分配与回收**：研究设备分配策略及设备回收过程。 - **假脱机技术（SPOOLing）**：介绍SPOOLing技术的工作原理及其优点。 通过以上知识点的梳理，考生可以全面掌握计算机组成原理和操作系统原理的相关理论和技术细节，为参加北京化工大学2021年考研专业课复试打下坚实的基础。