1.計算機組成原理參考書(shū)
袁春風(fēng)《計算機組成與系統結構(第2版)》，清華大學(xué)出版社，2015年8月
王黨輝，康繼昌，安建峰譯《計算機組成與設計 硬件/軟件接口(第5版)》，機械工業(yè)出版社，2015年7月
2.操作系統參考書(shū)
湯小丹，梁紅兵，哲鳳屏，湯子瀛，《計算機操作系統》(第三版)，西安電子科技大學(xué)出版社，2007年5月
3.數據結構參考書(shū)
嚴蔚敏、吳偉民 編著(zhù)，《數據結構(C)語(yǔ)言版》 清華大學(xué)出版社，2007年
一、計算機組成原理部分
【目標】
1. 理解單處理器計算機系統中各部件的內部工作原理、組成結構以及相互連接方式，具有完整的計算機系統的整機概念。
2. 理解計算機系統層次化結構概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令集體系結構的基本知識和基本實(shí)現方法。
3. 能夠運用計算機組成的基本原理和基本方法，對有關(guān)計算機硬件系統中的理論和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行計算、分析，并能對以MIPS32架構為代表的的RISC計算機的CPU完成數據通路與控制器的設計與實(shí)現。
【大綱】
1.計算機系統概述
(1) 了解計算機的發(fā)展歷程;
(2) 掌握馮·諾依曼計算機結構的特點(diǎn)，計算機硬件的基本組成與功能，計算機系統的組成(硬件+軟件)及其層次結構，計算機的工作原理;
(3) 掌握計算機的性能指標，具體包括CPU執行時(shí)間、CPI、時(shí)鐘周期、主頻等;
2.運算方法與運算部件
(1)掌握數制與編碼：包括進(jìn)位計數制及其相互轉換，真值和機器數，BCD編碼，字符與字符串;
(2) 熟練掌握定點(diǎn)數的表示、運算與運算部件：包括無(wú)符號數的表示和有符號整數的表示;補碼定點(diǎn)數加減法運算;定點(diǎn)數乘除運算;識記溢出概念和判別方法;
(3) 掌握浮點(diǎn)數的表示與運算：包括浮點(diǎn)數的表示，IEEE754標準，浮點(diǎn)數的加減運算及其規格化;
(4)理解算術(shù)邏輯單元ALU的功能與結構，掌握補碼加減運算器如何實(shí)現;并能夠對典型指令完成設計與實(shí)現;
(5) 掌握不同層次程序員看到的運算：高級語(yǔ)言以C語(yǔ)言為例，ISA層面則以MIPS32為例;
3.存儲器分層體系結構
(1)掌握存儲系統的分層，半導體隨機訪(fǎng)問(wèn)存儲器的組織，只讀存儲器及主存的主要技術(shù)指標等;理解存儲器芯片與CPU的連接，掌握多模塊存儲器的交叉存儲;
(2)掌握高速緩沖存儲器的CPU基本訪(fǎng)存過(guò)程， Cache和主存之間的映射方式，程序訪(fǎng)問(wèn)的局部性原理對編程的影響及Cache-friendly的程序，理解Cache替換算法和Cache寫(xiě)策略;
(3)掌握虛擬存儲器的基本概念，三種實(shí)現方案，缺頁(yè)的處理及快表的工作原理，注意虛擬地址和物理地址的轉換問(wèn)題，如何查段表和頁(yè)表;TLB的原理和作用;平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間的計算等。
4.指令系統
(1)熟練掌握指令的基本格式，包括定長(cháng)操作碼和擴展操作碼的優(yōu)缺點(diǎn)對比，采用擴展操作碼方式指令數目的計算及設計;
(2)指令的尋址方式：識記有效地址的概念，理解數據尋址和指令尋址，掌握常見(jiàn)尋址方式及尋址過(guò)程;
(3) 理解CISC和RISC的基本概念及區別;掌握以MIPS 32為代表的指令集的典型指令，并能夠完成相應的匯編程序設計。
5.中央處理器
(1)熟練掌握指令的執行過(guò)程，并結合微指令考察一條指令執行的各個(gè)步驟;
(2) 掌握CPU數據通路的功能及結構，掌握控制器的功能和設計，并能為MIPS32的典型指令完成相應的CPU設計，包括單周期及流水體系結構的設計;
(3) 掌握異常與中斷的處理機制及相應的設計與實(shí)現;
6. 系統總線(xiàn)
(1)了解總線(xiàn)概述：識記總線(xiàn)的基本概念，分類(lèi)，總線(xiàn)的組成及性能指標;
(2) 掌握總線(xiàn)仲裁的仲裁方式以及各自的工作原理;
(3) 掌握總線(xiàn)操作和定時(shí)方式以及原理;
(4) 了解總線(xiàn)標準，常用標準所規定的機械結構、功能結構和電氣規范;
7.輸入輸出組織
(1)了解I/O系統基本概念
(2) 識記各種外部設備，理解這些設備的基本工作原理和常見(jiàn)的性能指標;
(3) 識記I/O接口的功能和基本結構，I/O端口及其編址;
(4) 熟練掌握I/O的三種控制方式;中斷方式要求掌握中斷的基本概念，中斷響應過(guò)程，中斷處理過(guò)程，多重中斷和中斷屏蔽等;DMA方式要求掌握DMA控制器的組成和DMA的傳送過(guò)程。
二、操作系統部分
【目標】
1. 理解操作系統在計算機系統中的地位、作用及其發(fā)展歷史和特點(diǎn)。
2. 理解操作系統的基本概念、原理和思維方式，掌握操作系統基本的設計方法與實(shí)現技術(shù)。
3. 能夠運用操作系統原理、方法與技術(shù)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。
【大綱】
1.操作系統概述
(1)操作系統的概念、特征、功能和提供的服務(wù)
(2)操作系統的發(fā)展與分類(lèi)
(3)操作系統的基本結構
2.進(jìn)程管理
(1) 前驅圖以及程序順序執行和并發(fā)執行的特點(diǎn)
(2) 進(jìn)程的基本概念和思想
(3) 進(jìn)程的狀態(tài)與轉換
(4) 進(jìn)程控制塊及其作用
(5) 進(jìn)程組織
(6) 進(jìn)程同步：進(jìn)程同步的概念和同步原則，臨街資源和臨界區的概念，信號量及其應用，經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題
(7) 進(jìn)程通信的基本概念和方法
(8) 線(xiàn)程的概念和多線(xiàn)程模型
3.調度與死鎖
(1)調度的概念
(2)調度隊列模型
(3)調度的基本準則與方式
(4)各種調度算法及其評價(jià)
(5)死鎖問(wèn)題及其處理方法，包括死鎖的概念和原因，產(chǎn)生死鎖的必要條件，死鎖處理策略，死鎖的預防、避免、以及檢測和解除。
4.內存管理
(1)內存管理的基本概念：鏈接與裝入，邏輯地址與物理地址空間，對換與覆蓋，重定位
(2)連續內存分配方法，離散內存分配方法(分頁(yè)、分段、段頁(yè))，
(3)虛擬內存分配方法(虛擬內存的概念，局部性原理，實(shí)現虛擬內存所需的硬件和軟件支持，請求分頁(yè)(段)管理，頁(yè)面置換算法)
(4)內存保護與共享
(5)抖動(dòng)的概念和處理方法
5.設備管理
(1)I/O體系結構
(2)I/O控制方法
(3)I/O分配中的數據結構和分配方法
(4)通道和通道程序
(5)設備獨立性及其實(shí)現方法
(6)虛擬設備和SPOOLing技術(shù)
(7)緩沖管理
(8)設備處理與I/O軟件
(9)設備分配
6.磁盤(pán)與文件系統
(1)磁盤(pán)的結構和基本概念
(2)磁盤(pán)的調度
(3)磁盤(pán)的性能改善和容錯
(4)外存分配方法與物理文件組織
(5)文件存儲空間的管理
(6)邏輯文件組織
(7)文件的基本操作
(8)文件目錄及其管理
(9)文件共享和保護
7.操作系統接口
(1)操作系統接口類(lèi)型
(2)系統調用概念
(3)系統調用的類(lèi)型和實(shí)現方法
三、數據結構部分
【目標】
1. 理解數據結構的基本概念;掌握數據的邏輯結構、存儲結構，以及各種基本操作的實(shí)現。
2. 能對算法的時(shí)間復雜度與空間復雜度進(jìn)行基本的分析。
3. 能選擇合適的數據結構和方法進(jìn)行問(wèn)題求解，具備采用 C 或 C++語(yǔ)言設計與實(shí)現算法的能力。
【大綱】
1.數據結構基本概念及簡(jiǎn)單的算法分析
(1)數據結構基本概念;
(2)算法的定義、特性;
(3)簡(jiǎn)單的算法分析：時(shí)間復雜度、空間復雜度;
2.線(xiàn)性表
(1)順序表和鏈表的存儲與基本操作;
(2)順序表和鏈表的應用;
(3)循環(huán)鏈表;雙向鏈表;
3.棧和隊列
(1)棧和隊列的定義;
(2)棧和隊列的順序和鏈式存儲;
(3)棧和隊列的應用;
4.字符串
(1)字符串的定義、存儲和操作;
(2)字符串的模式匹配;
5.數組和廣義表
(1)數組的順序存儲表示;
(2)矩陣的壓縮存儲：特殊矩陣、稀疏矩陣;
(3)廣義表的定義和存儲結構;
6.樹(shù)與二叉樹(shù)
(1)二叉樹(shù)的定義、性質(zhì)和存儲結構;
(2)遍歷二叉樹(shù);
(3)樹(shù)的定義和存儲結構;
(4)赫夫曼編碼;
7.圖
(1)圖的基本概念;圖的存儲表示：鄰接矩陣、鄰接表;
(2)圖的遍歷與連通性;
(3)最小生成樹(shù);
(4)拓撲排序;
(5)關(guān)鍵路徑;
(6)最短路徑;
8.查找
(1)順序表查找;有序表查找;索引順序表查找;
(2)二叉排序樹(shù);平衡二叉樹(shù);B-樹(shù);
(3)哈希表的構造和沖突處理方法;
9.內部排序
(1)插入排序;
(2)交換排序;
(3)選擇排序;
(4)歸并排序;
(5)基數排序;
(6)內部排序算法的比較和應用;
