2026年博士研究生入學考試自命題科目考試大綱

考試階段：初試

科目滿分值：100

考試科目：氣象信息技術綜合

科目代碼：3004

考試方式：閉卷筆試

考試時長：180分鐘

一、科目的總體要求

該科目考試要求考生深入理解軟件工程中需求分析、設計、開發、測試等重要階段流程的理論方法；掌握機器學習常見模型和算法原理及應用；具備扎實的氣象數據處理能力，熟悉各類氣象數據格式轉換、質量控制，明晰氣象信息系統架構、運行維護及數據交互邏輯。

二、考核內容與考核要求

《氣象信息技術綜合》共包含3部分內容：《軟件工程基礎》（50分）、《機器學習基礎》（50分）、《氣象信息處理與系統設計基礎》（50分），分值比為1:1:1。

（一）第一部分《軟件工程基礎》

1、掌握軟件工程基本概念，包括軟件工程的發展、定義、生命周期，以及軟件工程過程、方法和技術。

2、理解軟件可行性分析相關的理論、方法和技術，能夠進行軟件系統可行性分析，包括構建數據流圖、建立數據字典。

3、掌握軟件需求分析任務，能夠進行軟件需求分析，包括確定需求分析任務、構建實體-關系圖、建立軟件系統數據規范、構造狀態轉換圖。

4、熟悉軟件系統概要設計相關的理論、方法和技術，能夠進行軟件系統概要設計，包括軟件設計的原理、軟件設計的過程、啟發式規則方法。

5、掌握軟件系統詳細設計相關的理論、方法和技術，能進行軟件系統詳細設計，包括過程設計工具的應用、程序復雜度的定量度量。

6、掌握軟件系統程序實現相關的理論、方法和技術，了解軟件測試方法，能夠針對黑盒測試和白盒測試設計測試用例，包括編碼規范、軟件測試基礎、單元測試方法、集成測試方法、確認測試方法、白盒測試技術、黑盒測試技術。

7、掌握面向對象的方法學。包括面向對象的方法學概述、面向對象的概念、面向對象建模、對象模型、動態模型、功能模型、3種模型之間的關系。

8、掌握面向對象分析。包括面向對象分析的基本過程、需求陳述、建立對象模型、建立動態模型、建立功能模型、定義服務。

9、掌握面向對象設計。包括面向對象設計的準則、啟發規則、軟件重用、系統分解、設計問題域子系統、設計人機交互子系統、設計任務管理子系統、設計數據管理子系統。

（二）第二部分《機器學習基礎》

1、理解機器學習定義和范疇，區分監督學習、無監督學習、半監督學習及強化學習。

2、掌握線性代數中矩陣運算、向量操作，以及概率論中概率分布、貝葉斯定理。

3、熟悉回歸算法原理及應用場景，掌握分類算法的實現過程和適用范圍。

4、了解聚類算法的原理和操作步驟，以及降維算法的目的和實現過程。

5、掌握針對不同類型問題的評估指標，理解交叉驗證的原理和作用，以及根據評估結果選擇最優模型的方法。

6、了解超參數與模型參數的區別，掌握常見的超參數調優方法的原理和操作步驟，以及利用這些方法找到最優超參數組提高模型性能的原理。

7、理解集成學習的基本思想和原理，掌握常見的集成學習方法的原理、實現過程和應用場景，以及通過集成多個弱學習器構建一個強學習器并提高模型的泛化能力和預測性能的基本原理。

8、了解深度學習與傳統機器學習的聯系與區別，掌握深度學習中神經網絡的基本結構的概念和作用，熟悉常見的神經網絡架構的原理、結構特點和應用場景，以及根據不同的任務需求選擇合適的神經網絡架構進行模型構建和訓練的方法。

9、能夠將機器學習知識和算法應用到氣象領域的實際問題中，分析問題的特點和需求，選擇合適的機器學習方法和模型進行數據處理、模型訓練、評估和預測，解決實際氣象業務問題，并能夠對應用結果進行分析和總結，提出改進建議和優化方案。

（三）第三部分《氣象信息處理與系統設計基礎》

1、了解氣象數據的主要來源，掌握不同類型氣象數據的特點，熟悉常見氣象要素數據的含義和表示方法。

2、熟悉常見氣象數據格式，掌握不同格式數據的結構特點，以及不同數據中的維度、變量、屬性等概念。能夠運用相關工具和編程語言，實現不同氣象數據格式之間的轉換。

3、理解氣象數據質量控制的重要性，掌握常見的氣象數據質量控制方法，能夠運用相關工具和編程語言，對氣象數據進行質量控制處理。

4、掌握基本的氣象數據統計分析方法，熟悉氣象數據的可視化分析方法，能夠運用相關工具和編程語言，將氣象數據以圖形的形式展示，掌握氣象數據的時空分析方法。

4、了解氣象信息系統的基本概念和功能需求，熟悉氣象信息系統的常見架構模式，掌握不同架構模式的特點、優缺點以及適用場景，掌握氣象信息系統設計的基本流程和方法。

5、理解氣象數據庫的概念和作用，掌握氣象數據庫設計的基本原則和方法，熟悉常見的氣象數據庫管理系統，掌握數據庫管理系統的安裝、配置、初始化以及數據庫的創建、刪除、備份、恢復等基本操作，掌握氣象數據庫的查詢和檢索技術。

6、熟悉氣象信息系統開發中Python和Java編程語言，掌握這些編程語言的基本語法、數據類型、控制結構、函數定義與調用等基礎知識，了解它們在氣象信息系統開發中的應用場景和優勢，能夠根據項目需求選擇合適的編程語言進行系統開發。

7、了解氣象信息系統開發中涉及的其他技術和工具，掌握技術和工具的基本概念、作用和使用方法。

8、理解氣象信息系統集成的概念和意義，掌握氣象信息系統集成的常見方法和技術，熟悉這些方法和技術的基本原理、適用場景和實施步驟，了解氣象信息系統部署的相關知識和技術，熟悉不同類型服務器，掌握氣象信息系統部署后的測試與優化方法。

9、了解氣象信息系統運行維護的重要性和主要內容，熟悉氣象信息系統運行維護的常見方法和技術，理解氣象信息系統安全管理的重要性和主要內容，熟悉氣象信息系統安全管理的常見方法和技術。

三、題型結構

考試包含題型：選擇題、判斷題、填空題、簡答題、應用題。

四、參考書目

《軟件工程導論》 第6版 張海藩等編著 清華大學出版社 2013年8月。

《機器學習》 周志華著 清華大學出版社 2016年1月

《氣象信息處理與系統設計基礎》 馬利、趙立成、王保衛編著 清華大學出版社 2017年11月。

原文鏈接：https://gs.cuit.edu.cn/info/1017/1903.htm