具体描述
2018年计算机专业考研权威指南：精选8本核心教材解读 为帮助广大计算机专业考研学子在2018年的考试中脱颖而出，我们精心筛选了8本在计算机科学领域享有盛誉、内容扎实、体系完整的经典教材。这套精选教材覆盖了计算机专业考研的核心知识模块，旨在为考生构建坚实的理论基础，并提供深入的实践指导。本指南将对这8本教材的重点内容、适用范围及学习建议进行详细解读，帮助考生高效备考。 一、 计算机组成原理：硬件的基石，运算的灵魂 1. 《计算机组成与设计：硬件/软件接口》（Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface） 作者: David A. Patterson & John L. Hennessy 核心内容: 这本书被誉为计算机组成原理领域的“圣经”。它从指令集架构（ISA）入手，逐步深入到处理器设计、流水线技术、存储器层次结构（包括缓存和主存）、I/O系统等关键组成部分。全书以MIPS或RISC-V指令集为例，清晰地阐述了硬件如何与软件协同工作，是理解计算机工作原理的必读之作。 重点解析: 指令集架构 (ISA): 理解指令集的设计原则，如RISC与CISC的对比，以及指令的格式、寻址方式等，是后续深入学习的基础。 处理器设计: 学习CPU的基本结构（控制器、ALU）、数据通路、时序控制，特别是流水线技术（包括各种冒险的产生与解决）是考试的重点和难点。 存储器系统: 深入理解缓存的工作原理、性能指标（命中率、失效率、平均访问时间）、写策略（写回、写通）以及主存和虚拟存储器。 I/O系统: 了解中断、DMA、I/O端口等概念，以及它们如何实现CPU与外设的交互。 适用范围: 尤其适合希望深入理解计算机底层工作原理，为后续学习体系结构、操作系统、编译原理等课程打下坚实基础的考生。Patterson和Hennessy两位教授的经典之作，以其严谨的逻辑和清晰的阐述而闻名。 学习建议: 理论与实践相结合，建议配合模拟器或硬件实验，加深对概念的理解。重点理解流水线和存储器层次结构中的各种权衡和设计思路。 2. 《计算机体系结构：量化研究方法》（Computer Architecture: A Quantitative Approach） 作者: John L. Hennessy & David A. Patterson 核心内容: 这本书是《计算机组成与设计》的进阶版本，更加侧重于计算机体系结构的设计和性能优化，引入了大量的量化分析方法。它探讨了多处理器、乱序执行、向量处理、SIMD、并行处理等高级主题，强调了性能、成本、功耗之间的权衡。 重点解析: 性能评估: 学习各种性能指标（如CPI, MIPS, FLOPS）和评估方法，理解Amadahl定律等。 指令级并行 (ILP): 深入学习超标量、VLIW、乱序执行等技术，以及它们如何提高指令的执行效率。 存储器系统层次结构: 对缓存的进一步深入研究，包括多级缓存、相干性问题、TLB等。 多处理器系统: 学习Symmetric Multiprocessing (SMP) 和Distributed Shared Memory (DSM) 等架构，以及一致性模型。 适用范围: 适合对计算机体系结构有浓厚兴趣，希望在高性能计算、并行处理等领域有所建树的考生。这本书为理解现代高性能计算机的设计理念提供了深刻洞察。 学习建议: 阅读此书需要一定的计算机组成原理基础。重点在于理解各种体系结构设计决策背后的量化分析和性能权衡，以及如何通过设计来提升系统的吞吐量和响应时间。 二、 数据结构与算法：程序的骨架，效率的保障 3. 《数据结构》（Data Structures） 作者: 严蔚敏 & 吴伟民 核心内容: 这是国内数据结构领域的经典教材，系统地介绍了各种基本数据结构（线性表、栈、队列、串、树、图、哈希表）的定义、存储方式、基本操作及其时间/空间复杂度。本书的特色在于其严谨的数学描述和清晰的算法实现。 重点解析: 线性结构: 数组、链表（单链表、双链表、循环链表）的实现与应用，栈和队列的ADT以及基于数组和链表的实现。 树结构: 二叉树（二叉搜索树、平衡二叉树如AVL树、红黑树），B树、B+树等。重点在于掌握树的遍历（前序、中序、后序、层序）和插入/删除操作。 图结构: 图的表示（邻接矩阵、邻接表），遍历（DFS、BFS），最短路径算法（Dijkstra、Floyd），最小生成树算法（Prim、Kruskal）。 查找与排序: 顺序查找、二分查找、散列查找；冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、堆排序、希尔排序等，并分析其时间/空间复杂度。 适用范围: 适用于所有计算机专业的学生，是理解程序运行效率和进行程序优化的基础。考研中，数据结构占据着非常重要的地位，是必考科目。 学习建议: 每一章节都要理解透彻，不仅仅是背诵概念，更要理解算法的逻辑和效率。强烈建议动手实现每一种数据结构和算法，加深理解。 4. 《算法导论》（Introduction to Algorithms） 作者: Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein 核心内容: 这是一本享誉世界的算法圣经，内容极为全面和深入。它不仅覆盖了《数据结构》中的基本内容，还 uitgebreidt 探讨了高级算法，如动态规划、贪心算法、图算法（更复杂的）、搜索算法（如A）、计算几何、数论算法、并行算法等。 重点解析: 算法设计技术: 深刻理解分治法、动态规划、贪心算法等思想，并能灵活应用于解决问题。 图算法: 除了基本图算法，还包括最大流、最小割等。 高级主题: 如字符串匹配（KMP）、近似算法、NP完全性等。 分析方法: 掌握主定理、递归树等分析算法复杂度的方法。 适用范围: 适合希望在算法领域达到更高水平，为参加ACM/ICPC等编程竞赛，或深入研究算法理论的考生。对于考研而言，本书提供了比《数据结构》更深入和更广阔的视野，可以帮助理解一些更复杂问题的解决方案。 学习建议: 这本书的难度较大，需要投入大量时间和精力。建议以《数据结构》为基础，循序渐进地阅读。重点掌握各种算法的设计思想、正确性证明和复杂度分析。 三、 操作系统：计算机的管家，资源的协调者 5. 《操作系统概念》（Operating System Concepts） 作者: Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, Greg Gagne 核心内容: 这是国际上最权威、最经典的操作系统教材之一，俗称“恐龙书”。它全面地介绍了操作系统的核心概念和基本原理，包括进程管理、线程、CPU调度、进程同步与通信、死锁、内存管理（分页、分段、虚拟内存）、文件系统、I/O管理、分布式系统等。 重点解析: 进程与线程: 进程的状态、PCB、进程创建与终止、线程模型、线程与进程的区别与联系。 CPU调度: 调度算法（FCFS, SJF, RR, 优先级调度等）的原理、优缺点及性能评估。 进程同步: 临界区问题，解决同步问题的机制（信号量、互斥锁、管程），生产者-消费者问题、读者-写者问题等经典同步问题。 死锁: 死锁的条件、预防、避免（银行家算法）、检测与解除。 内存管理: 分页、分段、段页式管理，页面置换算法（FIFO, LRU, OPT等），虚拟内存的概念与实现。 文件系统: 文件概念、目录结构、文件访问方法、文件分配方法、磁盘调度。 适用范围: 适用于所有计算机专业的学生，是理解操作系统如何管理和协调硬件资源，提供良好运行环境的基础。考研中，操作系统是另一个重头戏，要求掌握扎实的理论知识。 学习建议: 概念多且相互关联，需要反复理解和记忆。建议将每个概念与实际操作系统的行为联系起来思考，例如Linux或Windows。重点掌握进程管理、同步与死锁、内存管理等核心部分。 6. 《现代操作系统》（Modern Operating Systems） 作者: Andrew S. Tanenbaum 核心内容: Tanenbaum的《现代操作系统》以其清晰的结构和丰富的实例而闻名，对操作系统的各个方面进行了深入的剖析。它在“恐龙书”的基础上，增加了更多关于分布式操作系统、实时操作系统、多核处理器下的操作系统设计等前沿内容。 重点解析: 内核设计: 用户模式与内核模式，微内核与宏内核的比较。 I/O设备管理: 设备驱动程序、缓冲技术、DMA。 网络协议栈: TCP/IP协议栈在操作系统中的实现。 多核与并行: 多核CPU下的调度、同步和内存管理挑战。 适用范围: 适合希望对操作系统有更全面、更深入认识，尤其是对分布式和现代操作系统特性感兴趣的考生。它提供了更广阔的视角。 学习建议: 可以与“恐龙书”互为补充。理解不同操作系统设计方案的优缺点，以及它们如何适应不断变化的技术需求。 四、 计算机网络：信息的桥梁，互联的基石 7. 《计算机网络——自顶向下方法》（Computer Networking: A Top-Down Approach） 作者: James F. Kurose & Keith W. Ross 核心内容: 这本书以一种直观且易于理解的方式，从应用层开始，逐步深入到物理层，介绍了计算机网络的各个层次。它详细讲解了HTTP, DNS, TCP, UDP, IP, Ethernet等核心协议和概念，并辅以大量的实例和思考题。 重点解析: 应用层: HTTP协议（Web的运作）、DNS（域名解析）、SMTP/POP3/IMAP（电子邮件）、FTP（文件传输）、Socket编程接口。 传输层: TCP（面向连接、可靠性、拥塞控制）和UDP（无连接、不可靠性）的区别与工作原理。 网络层: IP协议（寻址、路由选择），路由协议（RIP, OSPF, BGP）。 数据链路层与物理层: MAC地址，Ethernet帧格式，集线器、交换机、路由器等设备的工作原理。 适用范围: 适用于所有计算机专业的学生，是理解互联网工作原理、开发网络应用、进行网络故障排除的基础。考研中的计算机网络部分，这本书是经典参考。 学习建议: 跟着作者的“自顶向下”的思路，从我们熟悉的网络应用开始理解，逐步揭示其背后的协议和原理。重点理解TCP/IP协议族的工作机制，特别是TCP的可靠性保证和拥塞控制。 8. 《计算机网络》（Computer Networks） 作者: Andrew S. Tanenbaum 核心内容: Tanenbaum的《计算机网络》另一部经典之作，提供了一个“自底向上”的视角，从物理层出发，系统地介绍了网络技术的各个方面。它在概念的严谨性和理论的深度上都表现出色。 重点解析: 物理层: 传输介质、信号传输、编码等。 数据链路层: 介质访问控制（ALOHA, CSMA/CD, CSMA/CA），PPP协议。 网络层: 路由算法（距离向量、链路状态），IP协议详解，ICMP协议。 传输层: TCP和UDP的详细剖析，流量控制和拥塞控制。 应用层: HTTP, FTP, SMTP等。 适用范围: 适合希望从更底层、更全面的角度理解计算机网络技术的考生。与Kurose的书相比，更强调底层细节和理论的完整性。 学习建议: 可以与Kurose的书结合阅读，以形成更全面的认知。理解不同协议在各个层次上的作用和相互关系，以及它们如何协同工作实现端到端的通信。 总结与备考建议: 这8本教材涵盖了计算机专业考研的四个主要核心科目。每本书都有其独特的优势和侧重点。 基础为王: 务必扎实掌握《数据结构》、《操作系统》和《计算机组成原理》的基础知识，这三门是理解其他知识的基石。 深入理解: 对于《算法导论》和《现代操作系统》，在掌握基础之上，力求深入理解其高级概念和设计思想。 融会贯通: 计算机网络部分，推荐《自顶向下方法》，结合Tanenbaum的《计算机网络》进行学习，可以从不同角度加深理解。 勤于实践: 算法和数据结构的学习离不开编程实践，强烈建议考生动手实现书中的算法和数据结构，并尝试解决相关的编程问题。 重点突破: 考研大纲往往会突出某些知识点，在学习过程中，要结合考研大纲，有针对性地复习和加强。 历年真题: 熟练掌握历年真题是备考的重要环节，通过做真题可以了解考试的题型、难度和重点，并检验自己的学习效果。 通过系统地学习和深入理解这8本权威教材，相信广大计算机专业考研学子定能构建起坚实的知识体系，为2018年的考研之路奠定坚实的基础，取得理想的成绩！
