信息学联赛初赛理论复习资料.docx

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信息学联赛初赛理论复习资料

分区联赛初赛复习

初赛考的知识点就是计算机基本常识、基本操作和程序设计基础知识。

其中选择题考查的是知识，而问题解决类型的题目更加重视能力的考查。

一般说来，选择题只要多用心积累就可以了。

问题解决题目的模式比较固定，大家应当做做以前的题目。

写运行结果和程序填空也需要多做题目，并且培养良好的程序阅读和分析能力，就像语文的阅读理解一样。

近几年来，初赛的考查范围有了很大的变化，越来越紧跟潮流了。

这就需要大家有比较广泛的知识，包括计算机硬件、软件、网络、简单的数据结构（例如栈、队列、树和图等）和简单的算法（例如排序、查找和搜索等），程序设计语言以及一些基本的数学知识和技巧（例如排列组合）。

但最主要的，还是取决于你对程序设计语言的熟悉程度，再加上认真仔细的心态。

初赛全部为笔试，满分100分。

试题由四部分组成：

　　1、选择题：

共20题，每题1.5分，共计30分。

每题有4-5个备选答案，前10个题为单选题（即每题有且只有一个正确答案，选对得分），后10题为不定项选择题（即每题有1至5个正确答案，只有全部选对才得分）。

　　2、问题求解题：

共2题，每题5分，共计10分。

试题给出一个叙述较为简单的问题，要求学生对问题进行分析，找到一个合适的算法，并推算出问题的解。

考生给出的答案与标准答案相同，则得分；否则不得分。

　　3、程序阅读理解题：

共4题，每题8分，共计32分。

题目给出一段程序（不一定有关于程序功能的说明），考生通过阅读理解该段程序给出程序的输出。

输出与标准答案一致，则得分；否则不得分。

4、程序完善题：

共2题，每题14分，共计28分。

题目给出一段关于程序功能的文字说明，然后给出一段程序代码，在代码中略去了若干个语句或语句的一部分并在这些位置给出空格，要求考生根据程序的功能说明和代码的上下文，填出被略去的语句。

填对则得分；否则不得分。

考试内容

计算机基本常识

1．计算机和信息社会（信息社会的主要特征、计算机的主要特征、数字通信网络的主要特征、数字化）

2．信息输入输出基本原理（信息交换环境、文字图形多媒体信息的输入输出方式）

3．信息的表示与处理（信息编码、微处理部件MPU、内存储结构、指令，程序，和存储程序原理、程序的三种基本控制结构）

4．信息的存储、组织与管理（存储介质、存储器结构、文件管理、数据库管理）

5．信息系统组成及互连网的基本知识（计算机构成原理、槽和端口的部件间可扩展互连方式、层次式的互连结构、互联网络、TCP/IP协议、HTTP协议、WEB应用的主要方式和特点）

6．人机交互界面的基本概念（窗口系统、人和计算机交流信息的途径（文本及交互操作））

7．信息技术的新发展、新特点、新应用等。

计算机基本操作

1.Windows和LINUX的基本操作知识

2.互联网的基本使用常识（网上浏览、搜索和查询等）

3.常用的工具软件使用（文字编辑、电子邮件收发等）

程序设计基础

数

据

结

构

1．程序语言中基本数据类型（字符、整数、长整、浮点）

2.浮点运算中的精度和数值比较

3．一维数组（串）与线性表

4．记录类型（PASCAL）/结构类型（C）

程

序

设

计

1．结构化程序设计的基本概念

2．阅读理解程序的基本能力

3．具有将简单问题抽象成适合计算机解决的模型的基本能力

4．具有针对模型设计简单算法的基本能力

5．程序流程描述（自然语言/伪码/NS图/其他）

6．程序设计语言（PASCAL/C/C++）

基本算法处理

1．初等算法（计数、统计、数学运算等）

2．排序算法（冒泡法、插入排序、合并排序、快速排序）

3．查找（顺序查找、二分法）

4．回溯算法

理论知识

一、硬件

计算机发展可划分：

年代

元件

第一代

1946－1958

电子管

第二代

1959－1964

晶体管

第三代

1965－1970

集成电路

第四代

1971－？

大规模集成电路

1946年2月，在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer），这台计算机占地170平方米，重30吨，用了18000多个电子管，每秒能进行5000次加法运算。

冯·诺依曼理论

1944年，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出计算机基本结构和工作方式的设想，为计算机的诞生和发展提供了理论基础。

时至今日，尽管计算机软硬件技术飞速发展，但计算机本身的体系结构并没有明显的突破，当今的计算机仍属于冯·诺依曼架构。

其理论要点如下：

1、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。

2、存储程序思想——把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。

我国的计算机发展情况

·我国从1956年开始计算机的科研和教学工作；

·1960年我国第一台自行设计的通用电子计算机107机诞生；

1964年我国研制成大型通用电子计算机119机；

·1983年每秒运行一亿次的银河巨型计算机在国防科技大学诞生；

1992年研制成功每秒运行10亿次的“银河Ⅱ”巨型计算机；

1997年又研制成功每秒运行130亿次的“银河Ⅲ”巨型计算机；

·我国较有名的微型计算机品牌有：

“联想”、“长城”、“方正”等；

微型机的主要技术指标

1、字长：

知己算计能够直接处理的二进制数据的位数。

单位为位（BIT）

2、主频：

指计算机主时钟在一秒钟内发出的脉冲数，在很大程度上决定了计算机的运

算速度。

3、内存容量：

是标志计算机处理信息能力强弱的一向技术指标。

单位为字节（BYTE）。

8BIT=1BYTE1024B=1KB1024KB=1MB

4、外存容量：

一般指软盘、硬盘、光盘。

计算机的特点：

运算速度快，运算精度高，具有记忆能力，具有逻辑判断能力，具有自动控制能力；

计算机的应用：

1、数值计算：

弹道轨迹、天气预报、高能物理等等

2、信息管理：

企业管理、物资管理、电算化等

3、过程控制：

工业自动化控制，卫星飞行方向控制

4、辅助工程：

CAD、CAM、CAT、CAI等

计算机硬件由五大部分组成：

运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

中央处理器（CPU——CentralProcessingUnit）

由运算器、控制器和一些寄存器组成；

运算器进行各种算术运算和逻辑运算；

控制器是计算机的指挥系统；

CPU的主要性能指标是主频和字长。

存储器

内部存储器

中央处理器能直接访问的存储器称为内部存储器，它包括快速缓冲存储器和主存储器，中央处理器不能直接访问的存储器称为外部存储器，外部存储器中的信息必须调入内存后才能为中央处理器处理。

主存储器：

内存也常泛称主存，但严格上说，只有当内存中只有主存，而没有快速缓冲存储器时，才能称为主存。

主存储器按读写功能，可分只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两种。

外部存储器

外存储器：

也称为辅助存储器，一般容量较大，速度比主存较慢。

硬盘（Harddisk）：

目前的硬盘大多采用了温彻斯特技术，所以又称为“温盘”；

温氏技术的特点是：

将盘片、读写磁头及驱动装置精密地组装在一个密封盒里；采用接触式起停，非接触式读写的方式（磁盘不工作时，磁头停在磁盘表面的起停区，一旦加电后，磁头随着盘片旋转的气流“飞”起来，悬浮在磁盘表面，进行读写）。

软盘（FloppyDisk）：

目前常见的是3.5英寸/1.44MB的软盘。

光盘存储器（CD-ROM）：

普通的CD-ROM，只能读，不能写；CD盘片的存储量大约是650MB。

总线

所谓总线,就是在模块与模块之间或者设备与设备之间供求传送信息,相互通信的一组公用信号线,是系统在主控器的控制下,将发送器（模块或设备）发出的信息准确地传送给某个接收器（模块或设备）的信息载体或通路.总线按其信号线性质不同一般可分三组.

一是地址总线（AB）:

在它上面传送的是地址信息,CPU用此信息寻找数据的存放地址.地址线一般为CPU发出的单向总线.

二是数据总线（DB）:

此总线负责计算机内部各部件之间,内部与外设之间的数据交换.数据线一般是双向的,既可读,也可写.

三是控制总线（CB）:

这组总线传送控制信号,控制计算机各部件之间按所设定的程序有条不紊地工作.其中数据总线和地址总线比较简单,各种型号不同但位数相同的CPU,其DB和AB基本相同,功能也比较单纯.

输入设备

·键盘（Keyboard）：

目前大多使用104或108键盘

·鼠标（Mouse）：

主要有机械型鼠标和光电型鼠标两种

·手写笔·触摸屏·麦克风·扫描仪（Scanner）·视频输入设备·条形码扫描器

输出设备

·显示器（Monitor）：

目前主要有CRT（阴极射线管）显示器和LCD液晶显示器。

·打印机（Printer）：

主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。

·绘图仪·音箱

二、进制与编码

四种常用的数制及它们之间的相互转换：

进制

基数

基数个数

权

进数规律

十进制

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9

10

10i

逢十进一

二进制

0、1

2

2i

逢二进一

八进制

0、1、2、3、4、5、6、7

8

8i

逢八进一

十六进制

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F

16

16i

逢十六进一

十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数的方法：

二进制数、八进制数、十六进制数转换为十进制数的方法：

按权展开求和法

1．二进制与十进制间的相互转换：

（1）二进制转十进制

方法：

“按权展开求和”

例：

（1011.01）2＝（1×23＋0×22＋1×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2）10

＝（8＋0＋2＋1＋0＋0.25）10

＝（11.25）10

规律：

个位上的数字的次数是0，十位上的数字的次数是1，......，依奖递增，而十分位的数字的次数是-1，百分位上数字的次数是-2，......，依次递减。

注意：

不是任何一个十进制小数都能转换成有限位的二进制数。

（2）十进制转二进制

·十进制整数转二进制数：

“除以2取余，逆序排列”（短除反取余法）

例：

（89）10＝（1011001）2

289

244……1

222……0

211……0

25……1

22……1

21……0

0……1

·十进制小数转二进制数：

“乘以2取整，顺序排列”（乘2取整法）

例：

（0．625）10=（0．101）2

0．625

X2

1．251

X2

0．50

X2

1．01

2．八进制与二进制的转换：

二进制数转换成八进制数：

从小数点开始，整数部分向左、小数部分向右，每3位为一组用一位八进制数的数字表示，不足3位的要用“0”补足3位，就得到一个八进制数。

八进制数转换成二进制数：

把每一个八进制数转换成3位的二进制数，就得到一个二进制数。

例：

将八进制的37.416转换成二进制数：

37．416

011111．100001110

即：

（37.416）8＝（11111.10000111）2

例：

将二进制的10110.0011转换成八进制：

010110.001100

26.14

即：

（10110.011）2＝（26.14）8

3．十六进制与二进制的转换：

二进制数转换成十六进制数：

从小数点开始，整数部分向左、小数部分向右，每4位为一组用一位十六进制数的数字表示，不足4位的要用“0”补足4位，就得到一个十六进制数。

十六进制数转换成二进制数：

把每一个八进制数转换成4位的二进制数，就得到一个二进制数。

例：

将十六进制数5DF.9转换成二进制：

5DF．9

010111011111．1001

即：

（5DF.9）16＝（10111011111.1001）2

例：

将二进制数1100001.111转换成十六进制：

01100001．1110

61．E

即：

（1100001.111）2＝（61.E）16

注意：

以上所说的二进制数均是无符号的数。

这些数的范围如下表：

无符号位二进制数位数

数值范围

十六进制范围表示法

8位二进制数

0~255（255=28-1）

00~0FFH

16位二进制数

0~65535（65535=216-1）

0000H~0FFFFH

32位二进制数

0~232-1

00000000H~0FFFFFFFFH

带符号数的机器码表示方法

1．带符号二进制数的表示方法：

带符号二进制数用最高位的一位数来表示符号：

0表示正，1表示负。

含符号位二进制数位数

数值范围

十六进制范围表示法

8位二进制数

-128~+127

80H~7FH

16位二进制数

-32768~+32767

8000H~7FFFH

32位二进制数

-2147483648~+2147483647

80000000H~7FFFFFFFH

符号位的表示：

最常用的表示方法有原码、反码和补码。

（1）正数的原码是它本身，负数的原码是取绝对值后，在最高位（左端）补“1”。

（2）反码表示法：

一个负数的原码符号位不变，其余各位按位取反。

正数的反码与原码相同。

按位取反的意思是该位上是1的，就变成0，该位上是0的就变成1。

即1=0，0=1

（3）补码表示法：

a正数的补码表示与原码相同；

b负数的补码是将原码符号位保持“1”之后，其余各位按位取反，末位再加1便得到补码

计算机CPU的运算器中只有加法器，要把减法转化成加法来计算。

引入原码反码和补码的目的就是为了解决减法问题。

举个例子，A表示十进制数“+16”，B表示十进制数“-19”，把这两个数的原码直接相加，得：

A＝＋16（A）原＝00010000

B＝－19（B）原＝10010011

00010000+

10010011

————

10100011

其结果符号位为1是负数，其数值位为100011，即等于十进制数“-35”，这显然是错的结果。

再比如，十进制数“+16”与“+19”的原码直接相减，得：

00010000-

00010011

————

11111101

结果为“-125”，这又是错的。

但是引入补码后，加减法都可以用加法来实现，如“-16+11”的运算：

11110000+-16的补码

0000101111的补码

————

11111011-5的补码

如果是“-16-11”，那么就转化为加法运算“-16+（-11）”

11110000+-16的补码

11110101-11的补码

————

111100101-27的补码

在字长为8位的系统中，最高位所产生的进位被自然丢弃，运算结果的机器数为11100101，是-27的补码形式，结果正确。

知识点：

：

1.二进制数中，两数的补码之和等于两数和的补码。

2.补码＝反码+1

3.反码＝原码除符号位外其它数值取反（即该数的绝对值取反），即“0”变“1”，“1”变“0”。

4.任何正数的原码反码补码的形式完全相同（即都是自身，不变）

5.在计算机中，有符号的数都是采用补码来表示的。

6.计算的时候，符号位也参与运算。

ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）

美国标准信息交换代码

将每个字符用7位的二进制数来表示，共有128种状态

大小字母、0…9、其它符号、控制符

‘0’――48

‘A’――65

‘a’――97

汉字信息编码

1．汉字输入码

汉字输入方法大体可分为：

区位码（数字码）、音码、形码、音形码。

·区位码：

优点是无重码或重码率低，缺点是难于记忆；

·音码：

优点是大多数人都易于掌握，但同音字多，重码率高，影响输入的速度；

·形码：

根据汉字的字型进行编码，编码的规则较多，难于记忆，必须经过训练才能较好地掌握；重码率低；

·音形码：

将音码和形码结合起来，输入汉字，减少重码率，提高汉字输入速度。

2．汉字交换码

汉字交换码是指不同的具有汉字处理功能的计算机系统之间在交换汉字信息时所使用的代码标准。

自国家标准GB2312－80公布以来，我国一直延用该标准所规定的国标码作为统一的汉字信息交换码。

GB2312－80标准包括了6763个汉字，按其使用频度分为一级汉字3755个和二级汉字3008个。

一级汉字按拼音排序，二级汉字按部首排序。

此外，该标准还包括标点符号、数种西文字母、图形、数码等符号682个。

由于GB2312－80是80年代制定的标准，在实际应用时常常感到不够，所以，建议处理文字信息的产品采用新颁布的GB18030信息交换用汉字编码字符集，这个标准繁、简字均处同一平台，可解决两岸三地间GB码与BIG5码间的字码转换不便的问题。

3．字形存储码

字形存储码是指供计算机输出汉字（显示或打印）用的二进制信息，也称字模。

通常，采用的是数字化点阵字模。

如下图：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

4

5

6

7

8

9

16×16点表示

10

11

12

13

14

15

16

一般的点阵规模有16×16，24×24，32×32，64×64等，每一个点在存储器中用一个二进制位（bit）存储。

例如，在16×16的点阵中，需16×16bit=32byte的存储空间。

在相同点阵中，不管其笔划繁简，每个汉字所占的字节数相等。

为了节省存储空间，普遍采用了字形数据压缩技术。

所谓的矢量汉字是指用矢量方法将汉字点阵字模进行压缩后得到的汉字字形的数字化信息。

三、软件与操作系统

计算机软件可分为系统软件和应用软件两大类。

·系统软件：

用来支持应用软件的开发和运行的，主要是操作系统软件，如：

DOS、Windows95/98/2000、Unix、Linux、WindowsNT；

·应用软件：

为了某个应用目的而编写的软件，主要有文字处理软件、电子表格软件、数据库管理软件等。

操作系统（OS——OperatingSystem）

操作系统是控制与管理计算机系统资源的软件，是硬件的第一层扩充，任何应用软件的运行都必须依靠操作系统的支持。

操作系统的分类有多种方法,最常用的方法是按照操作系统所提供的功能进行分类.可以分为以下几类.

⑴单用户操作系统

其主要特征是,在一个计算机系统内,一次只能支持运行一个用户程序.此用户独占计算机系统的全部硬件,软件资源.早期的微机操作系统例如DOS是这样的操作系统.

⑵批处理操作系统

用户把要计算的问题,数据,作业说明书等一起交给系统操作员,由他将一批算题输入计算机,然后由操作系统控制执行.采用这种批处理作业技术的操作系统称为批处理操作系统.这类操作系统又分为批处理单道系统和批处理多道系统.

⑶实时操作系统

"实时"是"立即"的意思.典型的实时操作系统包括过程控制系统,信息查询系统和事务处理系统.实时系统是较少有人为干预的监督和控制系统.其软件依赖于应用的性质和实际使用的计算机的类型.实时系统的基本特征是事件驱动设计,即当接到某种类型的外部信息时,由系统选择相应的程序去处理.

⑷分时操作系统

这是一种使用计算机为一组用户服务,使每个用户仿佛自己有一台支持自己请求服务的计算机的操作系统.分时操作系统的主要目的是对联机用户的服务和相应.其具有同时性,独立性,及时性,交互性.分时操作系统中,分时是指若干道程序对CPU的分时,通过设立一个时间分享单位--时间片来实现.分时操作系统与实时操作系统的主要差别在交互能力和响应时间上.分时系统交互行强,而实时系统响应时间要求高.

⑸网络操作系统

提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统称为网络操作系统.它是负责管理整个网络资源和方便网络用户的软件的集合.网络操作系统除了一般操作系统的五大功能之外,还应具有网络管理模块.后者的主要功能是,提供高效而可靠的网络通信能力;提供多种网络服务,如远程作业录入服务,分时服务,文件传输服务等.

⑹分布式操作系统

分布式系统是由多台微机组成且满足如下条件的系统:

系统中任意两台计算机可以通过通信交换信息;

②系统中的计算机无主次之分;

③系统中的资源供所有用户共享;

④一个程序可以分布在几台计算机上并行地运行,互相协作完成一个共同的任务.用于管理分布式系统资源的操作系统称为分布式操作系统.

Windows系列操作系统

Windows是Microsoft公司开发的图形化界面的操作系统。

·基本概念：

图标、任务栏、标题栏、菜单栏、滚动条、工具栏、对话框、开始菜单……

·基本操作：

（1）鼠标单击、双击、拖动，左键、右键功能；

（2）窗口操作：

最大（小）化、大小调整、拖动、关闭、排列、切换；

（3）菜单操作：

激活、选择；

★命令项