一、考试科目基本要求及适用范围概述
本《计算机综合》考试大纲适用于中国科学院大学工程科学学院计算机应用技术专业博士研究生（申请-考核制）入学考试。《计算机综合》涵盖计算机应用技术专业方向，特别是图形图像应用领域的重要基础课程，考试内容主要包括数据结构、算法分析与设计、数字图像处理、计算机图形学等课程的基础概念、一般性理论和方法，要求考生熟练掌握数据结构、算法分析与设计相关的基本理论和方法，同时对数字图像分析处理、计算机图形学相关领域的研究有基本的了解和认识，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
二、考试形式
考试采用闭卷笔试形式，考试时间为120分钟，试卷满分100分。
试卷结构：填空和名词解释、概念论述题、计算分析题、算法设计题。
三、考试内容：
（一）数据结构（熟练掌握）
- 数据结构的基本概念、逻辑结构和存储结构；
- 线性表、栈与队列；
- 数组与广义表；
- 树、二叉树与图。
（二）算法分析与设计（灵活运用）
- 函数的渐进阶，基于渐进阶的函数分类；
- 递归和数学归纳法，递推方程求解，算法的时间复杂度和空间复杂度；
- 分治法的基本原理、设计方法和适用条件；
- 排序算法的设计与分析；
- 贪心法与动态规划方法；
- 图的搜索与遍历。
（三）数字图像处理（了解和运用）
- 图像的感知、获取、取样和量化；
- 数字图像处理的数学基础；
- 灰度变换与空间滤波；
- 图像频域分析；
- 图像的形态学处理；
- 图像分割和目标识别。
（四）计算机图形学（了解和运用）
- 图形系统和模型；
- 几何对象和坐标变换；
- 光照和着色；
- 纹理映射和图像合成；
- 层级建模方法和过程建模方法；
- 全局照明模型和渲染方法。
四、考试要求：
（一）数据结构
- 理解数据结构的基本概念、逻辑结构和存储结构；
- 熟练掌握线性表、栈与队列的特点及实现方法；
- 熟练掌握数组与广义表的概念和存储结构；
- 熟练掌握树、二叉树与图的概念、相关数学性质和存储结构。
（二）算法分析与设计
- 理解函数的渐进阶概念，熟练掌握基于渐进阶的函数分类方法；
- 熟练掌握递归和数学归纳法、递推方程求解方法及主定理，并灵活应用于算法复杂度的分析，理解算法分析的目的和意义、算法的正确性概念、算法的时间复杂度和空间复杂度概念；
- 理解分治法的基本原理、设计方法和适用条件，灵活应用分治法的基本思想针对实际问题设计有效算法；
- 掌握排序算法的设计与分析方法，重点掌握插入排序、快速排序、归并排序、堆排序的基本原理和复杂度；
- 掌握贪心法和动态规划算法设计及分析的原理和方法，并熟练应用于具体的算法设计中；
- 熟练掌握图的搜索与遍历算法框架，并能够灵活应用于实际图问题的算法设计。
（三）数字图像处理
- 理解图像的感知、获取、取样和量化的基本概念和相关工具及模型；
- 熟练掌握数字图像处理所涉及的数学基础，包括：向量和矩阵运算、集合和逻辑运算、空间几何变换、概率方法等；
- 了解灰度变换与空间滤波的基本方法，包括：基本灰度变换、直方图处理、线性滤波、平滑和锐化等；
- 了解图像频率域滤波的基本方法，包括傅里叶变换、高通和低通滤波、频率域平滑和锐化等；
- 了解形态学图像处理的基本方法，包括腐蚀与膨胀、开闭操作、边界提取和孔洞填充等；
- 了解图像分割和目标识别的基本概念、理论和方法。
（四）计算机图形学
- 理解图形系统的基本构成和概念模型；
- 理解几何对象的表达方式，熟练掌握三维空间的坐标变换，包括基于齐次坐标的模型变换、视图变换和投影变换等；
- 理解光照和着色的基本概念，掌握Phong光照模型的基本原理和计算方法；
- 理解图形渲染流水线中纹理映射的基本概念和方法，理解光栅化后片段级处理阶段的常见操作及其原理（例如：深度测试、模板测试、混合等）；
- 了解层级建模和过程建模的基本概念和常用方法，理解场景图的原理和粒子系统求解的基本过程；
- 了解全局照明模型和一些经典的渲染方法（如光线跟踪法和辐射度法等）。
五、主要参考书目：
- 《数据结构（C语言版）》，严蔚敏、吴伟民著，清华大学出版社，1997年4月；
- 《Introduction to Algorithms》(Second Edition)，Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, et al.中译本：《算法导论》，潘金贵等译，机械工业出版社，2006年9月；
- 《Digital Image Processing》（3rd Edition），Rafael C. Gonzalez，Richard E. Woods. 中译本：《数字图像处理》，阮秋琦等译，电子工业出版社，2011年6月；
- 《Interactive Computer Graphics, A Top-Down Approach with Shader-based OpenGL》（6th Edition）, Edward Angel，Dave Shreiner. 中译本：《交互式计算机图形学——基于OpenGL着色器的自顶向下方法》，张荣华等译，电子工业出版社，2012年5月。
编制单位：中国科学院大学
编制日期：2020年1月8日
