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北航计算机学院2016年博士入学考试大纲
发布时间: 2015年09月16日 00:00  |  作者:

考试组成

专业课考试部分由:计算机网络技术、软件工程、高级数理逻辑、计算机系统结构共计四门课,根据报考导师要求选考两门(可查看导师的招生目录)。每科试卷均为50分,总计100分,同一场考试完成,考试时间共计3小时。 所有科目均不指定参考书,不出售往年专业课考试试题,只提供考试大纲如下。

计算机网络考试大纲(50分)

一、考试范围

计算机网络的原理及网络建设与应用技能,包括计算机网络的基本概念、原理、算法和协议,计算机网络建设与应用技能等。

二、主要内容

(一)网络体系结构

1.计算机网络的概念:计算机网络、分布式系统。局域网、广域网(主干网与接入网)、无线网。OSI参考模型、TCP/IP参考模型。

2.网络体系结构:协议分层、接口、面向连接的服务与无连接的服务、服务原语、以及服务与协议的关系。

3.客户机/服务器(C/S)计算模式、浏览器/服务器(B/S)计算模式、对等网络、电子商务、Web服务。

(二)物理层

1.数据通信的理论基础:傅立叶分析、有限带宽信号、及信道的最大数据传输速率。

2.多路复用(FDMTDMWDMDWDMSDH)、交换。

(三)数据链路层

1.数据链路层设计问题:为网络层提供的服务、成帧、差错控制、及流量控制。

2.差错控制:作用及主要的校验和计算方法。

3.基本数据链路协议:无限制的单工协议、单工停-等协议、及有噪声信道的单工协议。

4.滑动窗口协议:1位滑动窗口协议、退后n帧协议、及选择重发协议。

(五)介质访问子层

1.信道分配问题:局域网中的信道静态分配、局域网中的信道动态分配。

2.多路访问协议:ALOHA协议、CSMA协议、无冲突协议、有限竞争协议、WDMA协议、Ethernet协议、无线LAN协议。

3.虚拟局域网。

(六)网络层

1.虚电路子网与数据报子网。

2.路由选择算法:最优化原则、最短路由选择、距离矢量路由选择、广播路由选择、组播路由选择、移动主机的路由选择、自组织网络路由选择、对等网络路由选择。

3.拥塞控制算法:拥塞控制的基本原理、拥塞预防策略、虚电路子网中的拥塞控制、抑制分组、延时抖动的控制。

4.网络互连:网络连接、联接虚电路、无连接网络互连、隧道、虚拟网络、互连网络路由选择、分段。网络互连设备。

5.存储网络:NASSAN

(七)传输层

运输层作用与功能、运输层的协议、拥塞控制协议与机制等。

(八)计算机网络管理与网络安全

1.网络管理的定义和功能、简单网络管理协议。

2.网络安全概述、网络安全技术与措施(加密体系、身份认证与加密传输、数字签名技术、防火墙技术、VLAN技术)。

(九)Internet TCP/IP

1. Internet协议簇

2.IP基础与寻址,主要协议原理(TCPUDPARPICMPDNSDHCP)、IP路由。

3.面向简单应用的网络设计。

数理逻辑考试大纲(50

一、考试要求

1、理解谓词逻辑模型的定义与语句真值的定义;掌握谓词逻辑的紧致性、可靠性、完备性以及推理规则独立性的证明,熟悉归结原理及其应用;了解可判定性,了解谓词逻辑在计算机科学的应用。

2、理解直觉主义逻辑、模态逻辑语句真值的定义;掌握直觉主义逻辑、模态逻辑形式推演方法,并明确它们与谓词逻辑推演方法的区别;掌握直觉主义逻辑、模态逻辑的可靠性的证明,了解它们完备性的证明及在计算机科学中的应用。

二、考试内容

()谓词逻辑

1、量词

2、一阶语言

3、语义

4、逻辑推论

5、形式推演

6、前束范式

7、可满足性和有效性

8、可靠性

9、极大协调性

10、完备性

11、独立性

12、紧致性

13Horn子句及 Skolem 范式

14Herbrand定理

15、可判定性和不可判定性

(二)直觉主义逻辑

1、证明的构造性

2、形式推演

3、框架与语义

4、可靠性

5、完备性

(三)模态逻辑

1、可能性与必然性

2、知识或信念

3、形式推演

4、框架与语义

5、可靠性

6T,S4S5的完备性

软件工程大纲(50分)

一、考试范围

本大纲仅作为复习软件工程相关知识的参考,其重点涵盖了计算机科学与技术学科和软件工程学科的学生在学习软件工程相关课程中涉及到重要内容,包括软件工程基本原理和主要方法,如结构化方法、面向对象建模方法等,以及软件过程管理、软件项目管理、软件质量保证等

二、 主要内容

1、软件工程基本概念与方法:软件及其基本特性,软件生命周期,软件过程及其经典范型(或模型),软件需求分析与建模,软件体系结构设计与建模,软件编程与代码审查,软件测试,软件质量模型与度量,软件成本度量与估算,软件进度计划与监控,软件项目管理,软件质量管理,软件配置管理,软件风险管理,软件维护,软件过程能力成熟度(CMM & CMMI)与软件过程改进等相关概念和主要方法,相关方法的特点分析与比较

2、结构化软件开发方法及其应用:基于数据流图(DFD)、结构图(SC)、控制流程图(CFG)、实体关系图(ER)等常用模型的结构化方法,及其在需求分析、软件设计等方面的应用

3、面向对象建模方法及其应用:UML用例图、类图、对象图、顺序图、活动图、状态图、构件图、部署图等主要模型和建模方法,及其在软件需求、软件设计、软件测试等方面的应用,包括基本模型元素及其标准图元的表示方法,模型中各种相关约束条件的准确表示(OCL),准确严谨的模型语义表达、分析、理解和验证,以及元模型及其在模型定义方面的应用

4、软件质量保证与测试技术及其应用:面向软件需求模型、设计模型、程序代码等软件制品的软件缺陷分析方法,测试需求建模与分析方法,软件测试充分性准则与测试用例设计与生成方法及其应用

5、软件工程管理方法及其应用:基于代码行(LOC)、功能点(FP)、COCOMO模型等的软件规模和成本估算方法,基于时序图(CANTT)、PERT图等的进度计划和分析方法,基于风险因素和驱动因子的风险分析与预测方法等及其应用。

计算机系统结构考试大纲(50分)

一、概述

“计算机系统结构”是计算机及相关学科的专业技术基础课程。它主要研究软件、硬件功能分配和对软件、硬件界面的确定,即确定哪些功能由软件完成,哪些功能由硬件实现。计算机系统结构是从外部来研究计算机系统。它是使用者所看到的物理计算机的抽象,编写出能够在机器上正确运行的程序所必须了解到的计算机的属性。

大纲给出了考生需掌握的计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法。涉及计算机系统结构的基本概念、指令系统、存储系统、输入输出系统、标量处理机、并行处理机和多处理机等内容。这些内容涵盖了需要考生掌握的相关概念和原理、基本结构和基本分析方法,包括在具有一定的软硬件知识基础上能综合认识计算机系统的软硬件功能分配与各种不同结构类型机器的特性和性能评价方法,以及运用系统的观点定量分析问题的方法。

二、具体内容

1、计算机系统结构的基本概念

基本概念:

多级层次结构、虚拟机器、语言的解释与翻译、计算机系统结构、经典计算机系统结构概念的实质、Flynn分类法、指令流、数据流、系统的加速比、Amdahl定律、程序的局部性原理、程序的时间局部性、程序的空间局部性、CPU性能公式、CPICPU时间、核心测试程序、基准测试程序套件、输入/输出方式、系列机、软件兼容、向上()兼容、向前()兼容、模拟、仿真、并行性、同时性、并发性、指令内部并行、指令级并行、线程级并行、任务级或过程级并行、作业或程序级并行、时间重叠、资源重复、资源共享、同构型(对称型)多处理机、异构型(非对称型)多处理机、分布处理系统、耦合度、松散耦合、紧密耦合

主要内容:

1) 计算机系统的多级层次结构;

2) 计算机系统结构、组成与实现;

3) 计算机系统的软硬取舍、性能评测及定量设计原理;

4) 软件、应用、器件对系统结构的影响;

5) 系统结构中的并行性发展和计算机系统的分类。

重点:

计算机系统结构、计算机组成、计算机实现三者的定义及所包含的内容;有关透明性问题的判断;软件和硬件的功能分配原则;软件可移植的途径、方法、适用场合、存在问题和对策;有关并行性的概念;系统结构中开发并行性的途径和类型。

2、计算机指令集结构设计

基本概念:

堆栈型机器、累加器型机器、通用寄存器型机器、三种类型指令集结构、通用寄存器型指令集结构的三种类型、CISCRISC、指令集结构的完整性、指令集结构的规整性、对称性、均匀性、操作数类型、操作数表示、操作数的类型、变长编码格式、定长编码格式、混合型编码格式

主要内容:

1) 指令集结构的分类

2) 寻址方式

3) 指令集结构的功能设计

4) 操作数的类型和大小

5) 指令格式的设计

重点:

寻址方式中的再定位技术;信息在存储器中按整数边界存储的概念;操作码和指令字格式的优化;CISC指令系统的改进途径综述;RISC概念及所采用的基本技术。掌握三种编码方式,了解三种寻址方式的缺点。同时要了解CISC的问题和RISC的优点,RISC的一般设计原则及指令系统的发展方向。

3、中断、总线与I/O系统

基本概念:

中断、中断响应、中断的分类、中断的分级、中断的嵌套原则、中断的软硬件功能分配、系统可靠性、系统的失效率、系统可用性、RAID、总线、总线的分类、总线控制方式、同步总线、异步总线、通道处理机、字节多路通道、数组多路通道、选择通道、虚拟DMA、异步I/OMTTF

主要内容:

1) 中断系统;

2) 总线系统;

3) I/O系统性能与CPU性能

4) I/O系统的可靠性和可用性

5) 廉价磁盘冗余阵列RAID

6) 通道处理机

重点:

相关的基本概念,中断系统的软硬件分配,通道处理机的流量设计。按中断处理优先次序的要求,设置中断级屏蔽位的状态,正确画出中断处理过程的示意图;通道的流量设计;画出字节多路通道响应和处理完各外部设备请求的时空图。

4、存储体系

基本概念:

存储器的三个主要指标、多级存储层次、命中率H、不命中率或失效率F、失效开销、平均访问时间TA、“Cache-主存”层次、“主存-辅存”层次、全相联映像、直接映像、组相联映像、n路组相联、相联度、随机法、先进先出法(FIFO)、最近最少使用法(LRU)、写回法、分离Cache、混合Cache、虚拟Cache、物理Cache、进程标识符字段(PID)、同义或别名、虚拟索引+物理标识方法、多字宽存储器结构、多体交叉存储器、独立存储体、体冲突、TLB

主要内容:

1) 存储体系的概念;

2) 虚拟存储器;

3) 高速缓冲存储器;

4) Cache—主存辅存三级层次。

5) 并行主存系统

重点:

段页式和页式虚拟存储器原理;页式虚拟存储器的地址映象;LRUFIFOOPT替换算法;用LRU替换算法对页地址流的堆栈处理模拟及性能分析;Cache存储器的性能分析。页式和段式虚拟存储器中,虚、实地址的计算;各种页面替换算法和命中率的计算;Cache组相联映象和快替换算法的模拟;并行存储频宽的计算。

5、流水线与指令并行

基本概念:

一次重叠执行方式、二次重叠执行方式、哈佛结构、先行控制技术、流水线技术、时()()图、流水线的深度、通过时间、单功能流水线、多功能流水线、静态流水线、、动态流水线、线性流水线、非线性流水线、顺序流水线、乱序流水线、吞吐率、最大吞吐率、流水线的瓶颈、消除瓶颈段的两种方法、加速比、效率、排空时间、流水寄存器建立时间、流水寄存器传输延迟、相关、数据相关、名相关、反相关、输出相关、换名技术、寄存器换名、控制相关、流水线冲突、结构冲突、数据冲突、流水线气泡、定向(前馈)技术、写后读冲突(RAW)、写后写冲突(WAW)、读后写冲突(WAR)、流水线调度或指令调度、冻结或排空流水线、分支延迟、分支预测方法、延迟分支方法、指令级并行、静态调度技术、动态调度方法、不精确异常、精确异常、Tomasulo算法的核心思想、保留站、CDB、动态分支预测技术、分支历史表BHTBTB、前瞻执行、ROB、多流出技术、超标量处理机、超长指令字VLIW技术、超流水线处理机、循环展开技术、细粒度多线程技术、粗粒度多线程技术、同时多线程技术

主要内容:

1) 重叠方式;

2) 流水方式;

3) 流水的数据相关处理;

4) Tomasulo算法与流水线的动态调度。

5) 分支预测与前瞻执行;

6) 精确中断;

7) 超标量、超流水、以及VLIW处理器的基本结构;

8) 多线程技术及同时多线程(SMT)处理器的结构特点。

重点:

重叠中的各种相关关系的处理;流水线的时空图和性能分析;流水的局部性相关处理,全局性相关的处理和对中断的处理;单功能非线性流水线的调度;向量处理方式。了解指令间微操作的时间重叠关系要求,算出全部指令完成所需要的时间;在多功能流水线上,如何操作其流入的顺序,画出此时的流水线时空图,并计算出吞吐率、效率和加速比;为消除流水线速度性能瓶颈所采取的措施及相应的流水线时空图的画法;掌握流水线乱序执行的基本原理。

6、向量流水处理与向量机

基本概念:

标量流水处理机、向量流水处理机、水平(横向)处理方式、垂直(纵向)处理方式、存储器-存储器型操作的运算流水线、分组(纵横)处理方式、寄存器-寄存器型操作的运算流水线、链接技术、链接流水线的流水时间、向量循环或分段开采技术

主要内容:

1) 向量机的基本概念

2) 向量的处理和向量的流水处理

3) 向量流水处理机的结构

4) 提高向量流水处理性能的技术

重点:

向量的流水处理和链接特性,指令令特性分析和计算。在充分理解流水线机制的条件下,了解向量的三种处理方式及那些方式适合于向量处理;在给出若干条指令后,能够分析出来这些指令中哪些可以并行,哪些不能并行但能链接,哪些只能串行。能够计算出这些指令全部执行完的周期数。

7、多处理机与行并处理

基本概念:

PVPSMPMPP、机群、单一系统映像、集中式共享存储器结构、分布式存储器结构、通信延迟、跨越时间、传输时间、分布式共享存储器或可缩放共享存储器体系结构、共享存储器机器、消息传递机器、私有数据、共享数据的迁移、共享数据的复制、cache一致性、监听法、目录法、写作废协议、写更新协议、存储一致性、MPIPVMHPFOpenMP、高可用性机群、负载均衡机群、高性能计算机群、PCAM设计方法

主要内容:

1) 多处理机的概念、类型和硬件结构

2) 紧耦合多处理机多Cache的一致性问题

3) 存储一致性及相关模型

4) 多处理机的并行性和性能

5) PCAM设计方法

重点:

多处理机的结构特点和分类;并行处理带来的问题;编程模型问题;Cache一致性问题;存储一致性问题及模型;通信开销;开发程序的并行性的基本方法;掌握并行编程的基本流程。

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