具體描述
2018年計算機專業考研權威指南：精選8本核心教材解讀 為幫助廣大計算機專業考研學子在2018年的考試中脫穎而齣，我們精心篩選瞭8本在計算機科學領域享有盛譽、內容紮實、體係完整的經典教材。這套精選教材覆蓋瞭計算機專業考研的核心知識模塊，旨在為考生構建堅實的理論基礎，並提供深入的實踐指導。本指南將對這8本教材的重點內容、適用範圍及學習建議進行詳細解讀，幫助考生高效備考。 一、 計算機組成原理：硬件的基石，運算的靈魂 1. 《計算機組成與設計：硬件/軟件接口》（Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface） 作者: David A. Patterson & John L. Hennessy 核心內容: 這本書被譽為計算機組成原理領域的“聖經”。它從指令集架構（ISA）入手，逐步深入到處理器設計、流水綫技術、存儲器層次結構（包括緩存和主存）、I/O係統等關鍵組成部分。全書以MIPS或RISC-V指令集為例，清晰地闡述瞭硬件如何與軟件協同工作，是理解計算機工作原理的必讀之作。 重點解析: 指令集架構 (ISA): 理解指令集的設計原則，如RISC與CISC的對比，以及指令的格式、尋址方式等，是後續深入學習的基礎。 處理器設計: 學習CPU的基本結構（控製器、ALU）、數據通路、時序控製，特彆是流水綫技術（包括各種冒險的産生與解決）是考試的重點和難點。 存儲器係統: 深入理解緩存的工作原理、性能指標（命中率、失效率、平均訪問時間）、寫策略（寫迴、寫通）以及主存和虛擬存儲器。 I/O係統: 瞭解中斷、DMA、I/O端口等概念，以及它們如何實現CPU與外設的交互。 適用範圍: 尤其適閤希望深入理解計算機底層工作原理，為後續學習體係結構、操作係統、編譯原理等課程打下堅實基礎的考生。Patterson和Hennessy兩位教授的經典之作，以其嚴謹的邏輯和清晰的闡述而聞名。 學習建議: 理論與實踐相結閤，建議配閤模擬器或硬件實驗，加深對概念的理解。重點理解流水綫和存儲器層次結構中的各種權衡和設計思路。 2. 《計算機體係結構：量化研究方法》（Computer Architecture: A Quantitative Approach） 作者: John L. Hennessy & David A. Patterson 核心內容: 這本書是《計算機組成與設計》的進階版本，更加側重於計算機體係結構的設計和性能優化，引入瞭大量的量化分析方法。它探討瞭多處理器、亂序執行、嚮量處理、SIMD、並行處理等高級主題，強調瞭性能、成本、功耗之間的權衡。 重點解析: 性能評估: 學習各種性能指標（如CPI, MIPS, FLOPS）和評估方法，理解Amadahl定律等。 指令級並行 (ILP): 深入學習超標量、VLIW、亂序執行等技術，以及它們如何提高指令的執行效率。 存儲器係統層次結構: 對緩存的進一步深入研究，包括多級緩存、相乾性問題、TLB等。 多處理器係統: 學習Symmetric Multiprocessing (SMP) 和Distributed Shared Memory (DSM) 等架構，以及一緻性模型。 適用範圍: 適閤對計算機體係結構有濃厚興趣，希望在高性能計算、並行處理等領域有所建樹的考生。這本書為理解現代高性能計算機的設計理念提供瞭深刻洞察。 學習建議: 閱讀此書需要一定的計算機組成原理基礎。重點在於理解各種體係結構設計決策背後的量化分析和性能權衡，以及如何通過設計來提升係統的吞吐量和響應時間。 二、 數據結構與算法：程序的骨架，效率的保障 3. 《數據結構》（Data Structures） 作者: 嚴蔚敏 & 吳偉民 核心內容: 這是國內數據結構領域的經典教材，係統地介紹瞭各種基本數據結構（綫性錶、棧、隊列、串、樹、圖、哈希錶）的定義、存儲方式、基本操作及其時間/空間復雜度。本書的特色在於其嚴謹的數學描述和清晰的算法實現。 重點解析: 綫性結構: 數組、鏈錶（單鏈錶、雙鏈錶、循環鏈錶）的實現與應用，棧和隊列的ADT以及基於數組和鏈錶的實現。 樹結構: 二叉樹（二叉搜索樹、平衡二叉樹如AVL樹、紅黑樹），B樹、B+樹等。重點在於掌握樹的遍曆（前序、中序、後序、層序）和插入/刪除操作。 圖結構: 圖的錶示（鄰接矩陣、鄰接錶），遍曆（DFS、BFS），最短路徑算法（Dijkstra、Floyd），最小生成樹算法（Prim、Kruskal）。 查找與排序: 順序查找、二分查找、散列查找；冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序、歸並排序、堆排序、希爾排序等，並分析其時間/空間復雜度。 適用範圍: 適用於所有計算機專業的學生，是理解程序運行效率和進行程序優化的基礎。考研中，數據結構占據著非常重要的地位，是必考科目。 學習建議: 每一章節都要理解透徹，不僅僅是背誦概念，更要理解算法的邏輯和效率。強烈建議動手實現每一種數據結構和算法，加深理解。 4. 《算法導論》（Introduction to Algorithms） 作者: Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein 核心內容: 這是一本享譽世界的算法聖經，內容極為全麵和深入。它不僅覆蓋瞭《數據結構》中的基本內容，還 uitgebreidt 探討瞭高級算法，如動態規劃、貪心算法、圖算法（更復雜的）、搜索算法（如A）、計算幾何、數論算法、並行算法等。 重點解析: 算法設計技術: 深刻理解分治法、動態規劃、貪心算法等思想，並能靈活應用於解決問題。 圖算法: 除瞭基本圖算法，還包括最大流、最小割等。 高級主題: 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、遞歸樹等分析算法復雜度的方法。 適用範圍: 適閤希望在算法領域達到更高水平，為參加ACM/ICPC等編程競賽，或深入研究算法理論的考生。對於考研而言，本書提供瞭比《數據結構》更深入和更廣闊的視野，可以幫助理解一些更復雜問題的解決方案。 學習建議: 這本書的難度較大，需要投入大量時間和精力。建議以《數據結構》為基礎，循序漸進地閱讀。重點掌握各種算法的設計思想、正確性證明和復雜度分析。 三、 操作係統：計算機的管傢，資源的協調者 5. 《操作係統概念》（Operating System Concepts） 作者: Abraham Silberschatz, Peter B. Galvin, Greg Gagne 核心內容: 這是國際上最權威、最經典的操作係統教材之一，俗稱“恐龍書”。它全麵地介紹瞭操作係統的核心概念和基本原理，包括進程管理、綫程、CPU調度、進程同步與通信、死鎖、內存管理（分頁、分段、虛擬內存）、文件係統、I/O管理、分布式係統等。 重點解析: 進程與綫程: 進程的狀態、PCB、進程創建與終止、綫程模型、綫程與進程的區彆與聯係。 CPU調度: 調度算法（FCFS, SJF, RR, 優先級調度等）的原理、優缺點及性能評估。 進程同步: 臨界區問題，解決同步問題的機製（信號量、互斥鎖、管程），生産者-消費者問題、讀者-寫者問題等經典同步問題。 死鎖: 死鎖的條件、預防、避免（銀行傢算法）、檢測與解除。 內存管理: 分頁、分段、段頁式管理，頁麵置換算法（FIFO, LRU, OPT等），虛擬內存的概念與實現。 文件係統: 文件概念、目錄結構、文件訪問方法、文件分配方法、磁盤調度。 適用範圍: 適用於所有計算機專業的學生，是理解操作係統如何管理和協調硬件資源，提供良好運行環境的基礎。考研中，操作係統是另一個重頭戲，要求掌握紮實的理論知識。 學習建議: 概念多且相互關聯，需要反復理解和記憶。建議將每個概念與實際操作係統的行為聯係起來思考，例如Linux或Windows。重點掌握進程管理、同步與死鎖、內存管理等核心部分。 6. 《現代操作係統》（Modern Operating Systems） 作者: Andrew S. Tanenbaum 核心內容: Tanenbaum的《現代操作係統》以其清晰的結構和豐富的實例而聞名，對操作係統的各個方麵進行瞭深入的剖析。它在“恐龍書”的基礎上，增加瞭更多關於分布式操作係統、實時操作係統、多核處理器下的操作係統設計等前沿內容。 重點解析: 內核設計: 用戶模式與內核模式，微內核與宏內核的比較。 I/O設備管理: 設備驅動程序、緩衝技術、DMA。 網絡協議棧: TCP/IP協議棧在操作係統中的實現。 多核與並行: 多核CPU下的調度、同步和內存管理挑戰。 適用範圍: 適閤希望對操作係統有更全麵、更深入認識，尤其是對分布式和現代操作係統特性感興趣的考生。它提供瞭更廣闊的視角。 學習建議: 可以與“恐龍書”互為補充。理解不同操作係統設計方案的優缺點，以及它們如何適應不斷變化的技術需求。 四、 計算機網絡：信息的橋梁，互聯的基石 7. 《計算機網絡——自頂嚮下方法》（Computer Networking: A Top-Down Approach） 作者: James F. Kurose & Keith W. Ross 核心內容: 這本書以一種直觀且易於理解的方式，從應用層開始，逐步深入到物理層，介紹瞭計算機網絡的各個層次。它詳細講解瞭HTTP, DNS, TCP, UDP, IP, Ethernet等核心協議和概念，並輔以大量的實例和思考題。 重點解析: 應用層: HTTP協議（Web的運作）、DNS（域名解析）、SMTP/POP3/IMAP（電子郵件）、FTP（文件傳輸）、Socket編程接口。 傳輸層: TCP（麵嚮連接、可靠性、擁塞控製）和UDP（無連接、不可靠性）的區彆與工作原理。 網絡層: IP協議（尋址、路由選擇），路由協議（RIP, OSPF, BGP）。 數據鏈路層與物理層: MAC地址，Ethernet幀格式，集綫器、交換機、路由器等設備的工作原理。 適用範圍: 適用於所有計算機專業的學生，是理解互聯網工作原理、開發網絡應用、進行網絡故障排除的基礎。考研中的計算機網絡部分，這本書是經典參考。 學習建議: 跟著作者的“自頂嚮下”的思路，從我們熟悉的網絡應用開始理解，逐步揭示其背後的協議和原理。重點理解TCP/IP協議族的工作機製，特彆是TCP的可靠性保證和擁塞控製。 8. 《計算機網絡》（Computer Networks） 作者: Andrew S. Tanenbaum 核心內容: Tanenbaum的《計算機網絡》另一部經典之作，提供瞭一個“自底嚮上”的視角，從物理層齣發，係統地介紹瞭網絡技術的各個方麵。它在概念的嚴謹性和理論的深度上都錶現齣色。 重點解析: 物理層: 傳輸介質、信號傳輸、編碼等。 數據鏈路層: 介質訪問控製（ALOHA, CSMA/CD, CSMA/CA），PPP協議。 網絡層: 路由算法（距離嚮量、鏈路狀態），IP協議詳解，ICMP協議。 傳輸層: TCP和UDP的詳細剖析，流量控製和擁塞控製。 應用層: HTTP, FTP, SMTP等。 適用範圍: 適閤希望從更底層、更全麵的角度理解計算機網絡技術的考生。與Kurose的書相比，更強調底層細節和理論的完整性。 學習建議: 可以與Kurose的書結閤閱讀，以形成更全麵的認知。理解不同協議在各個層次上的作用和相互關係，以及它們如何協同工作實現端到端的通信。 總結與備考建議: 這8本教材涵蓋瞭計算機專業考研的四個主要核心科目。每本書都有其獨特的優勢和側重點。 基礎為王: 務必紮實掌握《數據結構》、《操作係統》和《計算機組成原理》的基礎知識，這三門是理解其他知識的基石。 深入理解: 對於《算法導論》和《現代操作係統》，在掌握基礎之上，力求深入理解其高級概念和設計思想。 融會貫通: 計算機網絡部分，推薦《自頂嚮下方法》，結閤Tanenbaum的《計算機網絡》進行學習，可以從不同角度加深理解。 勤於實踐: 算法和數據結構的學習離不開編程實踐，強烈建議考生動手實現書中的算法和數據結構，並嘗試解決相關的編程問題。 重點突破: 考研大綱往往會突齣某些知識點，在學習過程中，要結閤考研大綱，有針對性地復習和加強。 曆年真題: 熟練掌握曆年真題是備考的重要環節，通過做真題可以瞭解考試的題型、難度和重點，並檢驗自己的學習效果。 通過係統地學習和深入理解這8本權威教材，相信廣大計算機專業考研學子定能構建起堅實的知識體係，為2018年的考研之路奠定堅實的基礎，取得理想的成績！
