信息学奥赛基础知识综述

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1、信息学奥林匹克竞赛简介 1.全国青少年信息学奥林匹克分区联赛（简称NOIP）。它又分为初赛（笔试），初赛在 东营市称为东营市信息学奥林匹克竞赛，在每年10月份举行，获市一等奖的初中学生中考时 加10分。在初赛中成绩突出的学生，将被选拔参加同年11月份举行的复赛（上机编程）。在 复赛中获得国家级一等奖的高中学生，就获得了保送到全国重点大学的资格；在复赛中获得 国家级二等奖的学生，就获得了参加重点大学自主招生考试的资格。在复赛中获得国家级一 、二等奖的初中学生中考时加20分。（中考加分情况每年可能有变化，具体情况请咨询相关 主管部门） 2.全国青少年信息学奥林匹克竞赛（简称NOI）。在上一年联赛（

2、NOIP）中成绩突出的同 学，将于第二年5月份参加山东省队选拔赛，被选拔上的同学参加第二年8月份举行的NOI比 赛。在NOI比赛中获得前20名（一等奖）的高中学生，获得免试保送到清华、北大等名牌大 学的资格，获前50名左右（二等奖）的高中学生，获得免试保送到复旦、南开等重点大学的 资格，只要是三等奖以上的学生都可以获得免试保送到上海交通大学的资格。 3国际青少年信息学奥林匹克竞赛（简称IOI）。在全国信息学奥赛（NOI）突出的学生 将被选拔参加第二年8月份举行的国际比赛（IOI），它轮流在世界各国举行。在比赛中成绩 优异的学生，不仅有丰厚的奖品和国内大学任意选择，而且国际上有名的大学也非常愿意

3、接 收这样的学生。 计算机的基础知识 一.计算机的发展和应用 二.计算机概述 三.多媒体技术应用 四.计算机网络使用基础 第一台电子计算机的诞生 1946年世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学的物理学家约翰 莫克利和工程师普雷斯伯埃克特领导研制的取名为ENIAC的计算机。 由于这台计算机使用了电子器电子管和电子线路，因此其功能在当时确实是出类拔萃，例如，它可 以在一秒钟内进行5000次加减法运算，3毫秒便可以进行一次乘法运算，与手工计算相比速度大大加快 。但是，它也明显地存在着缺点，它体积庞大，机器中约有18800只电子管，1500个继电器，70000只 电阻及其他各类电气元件，

4、重30吨，占地170平方米，运行时耗电量很大；存储容量很小，只能存储20 个字长为10位的十进制数；另外，它采用线路连接的方法来编排程序，因此每次解题都要靠人工改接连 线，准备时间大大超过实际计算时间；它没有存储程序的能力，不具备自动计算功能。 一.计算机的发展和应用 计算机发展的几个阶段 第一代 19461958 第二代 19581964 第三代 19641975 第四代 1975至今 主要电电 子器件 电子管晶体管中小规模集成 电器 大规模/超大规 模集成电路 内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器 外存穿孔卡片和纸带磁带磁带、磁盘磁盘、光盘等 大容易存储器 处处理速度 （指令数/

5、秒） 几千条几百万条几千万条数亿条以上 研制中的第五代计算机 至目前为止，各种类型的计算机都属于冯诺依曼型计算机， 即采用存储程序方式进行工作。随着计算机应用领域的扩大，冯 诺依曼型的工作方式逐渐显露出其局限性，所以科学家提出了制 造非冯诺依曼式计算机。正在开发研制中的第五代智能计算机， 将具有自动识别自然语言、图形、图像的能力，具有理解和推理 的能力，具有知识获取、知识更新的能力，可望能够突破当前的 计算机的结构模式。 研制朝两个方向努力： 1、创建非冯诺依曼式语言 2、创建以人脑神经系统处理信息原理为基础的非冯诺依曼 的计算机模型， 如：生物计算机、光子计算机、量子计算机 计算机的应用 （

6、1）科学计算（数值计算） （2）数据处理（信息处理） （3）人工智能 （4）自动控制 （5）计算机辅助设计（CAD）和制造，计算机辅助教育（CAI） 信息高速公路 能源、材料（物质）、信息是社会发展的三大支柱。 1993年美国宣布了国家信息基础设施（NII）计划，正 式提出了建设全国性信息高速度公路的设想。 二十多年来逐步演变和发展的Internet网络，已为信息 高速公路勾画出一个雏形，并为整个信息基础设施打下 了一定的基础。在美国政府提出信息高速公路发展计划 之后，全球许多国家纷纷制订了本国的信息计划，以期 在新世纪来临之际，占领有利位置，谋求国家的长远利 益，一时间信息高速公路热席卷全球

7、。 我国的“三金”工程 1、金桥工程。即国家公用经济信息通信网络工程，晚国信息化建设的基 础设施之一。其目标是建立一个覆盖全国各省市、自治区、500个中心城 市，与各部门、地方专用计算机网相联，与男家综合管理部门信息中心 的计算机网相联，并实行与国际计算机联网的公用基干网和网中网。 2、金关工程。它是金桥工程的起步工程之一，将为海关、外贸、外汇管 理和税务等部门的业务系统专用网络实行计算机联网。 3、金卡工程。即电子货币工程，是金融电子化和商业流通现代化的重要 组成部分。 分类标准一： 大型通用机、巨型机、小型机、工作站、微型机（PC机）、网络计算机（NC机） 分类标准二： 巨型机、大型机、中

8、型机、小型机、微机 二.计算机概述 计算机的分类 计算机的组成和工作原理 1、存储程序工作原理 存储程序工作原理，是由美籍匈牙利数学家冯诺依曼在1946年提出的， 其基本思想是，在计算机中设置存储器，将符号化的计算步骤存放在存 储器中，然后依次取出存储的内容，由一个被称之为控制器的部件进行 译码，译码结果在运算器中进行计算，从而实现计算机工作的自动化（ 运算器和控制器统称CPU）冯诺依曼依据此原理设计出第一台具有存储 程序功能的计算机EDVAC（离散变量自动电子计算机）。 运算器 存储器 控制器 输入设备输出设备 输入输出 二.计算机概述 2、计算机指令系统 机器指令是要计算机执行某种操作的命

9、令，且由计算机直接识别执行。 一台计算机可以有许多指令，作用也各不相同，所有指令的集合称为计 算机的指令系统。计算机的类型不同，指令系统也不同。例如：苹果机 采用的是6502指令系统，IBM PC采用的是8086/8088指令系统。 指令系统是计算机基本功能具体而集中的体现。从计算机系统结构的角 度看，指令系统是软件和硬件的界面，指令是对计算进行程序控制的最 小单位。 指令系统的内核是硬件，当一台机器指令系统确定之后，硬件设计师根 据指令系统的约束条件，构造硬件组织，由硬件支持指令系统功能得以 实现。而软件设计师在指令系统的基础上建立程序系统，扩充发挥机器 的功能。 用机器指令编写的程序称之为

10、机器语言程序。 一条指令通常由操作码和地址码两部分组成，如图所示： 地址码操作码 指明计算执行的某种操作的性质和功能 指出被操作的数据存放在何处 指令按其功能可以分为： （1）操作类指令 （2）控制转移类指令 3、计算机硬件系统 计算机硬件系统由五部分组成： （1）运算器 （2）控制器 （3）存储器（内存、外存） （4）输入设备 （5）输出设备 CPU 存储器（Memory) 存储器的主要功能是存放程序和数据。程序是计算机操作的依据，数据是计算机 操作的对象。为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机内的某个地方 ，这个地方就是存储器。 存储器有内存（主存）和外存（辅存）之分。外存是存放程

11、序和数据“仓库”，可 以长时间的保存大量信息。但程序必须调入到内存方可执行，待处理的数据也只 有进行内存后才能被程序加工。所以内存和外存之间的严格的分工。 存储器采取按地址存（写）、取（读）的工作方式。一个内存体内包括许多的存 储单元，每个单元可以存放适当单位的信息，全部存储单元按一定的顺序编号， 这种编号就称为存储器的地址。 存储器按其读写性可以分为：RAM（随机存储器）、ROM（只读存储器） 当电源关闭时RAM不能保留数据，如果需要保存数据，就必须把它们写入到 一个长期的存储器中（例如硬盘）。 内存：组成：是由RAM组成的 分类：SDR、DDR 容量：64M、128M、256M、512M

12、外存：硬盘 20G、40G、80G、120G、200G 软盘 1.44M 光盘 650M U盘 64M、128M、256M、512M SDR内存DDR内存 硬盘 软盘 光盘 U盘 USB接口 中央处理器（CPU） CPU是指令的解释和执行部件，是计算机的心脏。它主要是是由运算器、控制 器和通用寄存器组成。 目前主流CPU： Intel公司：celeron（赛扬） 、 Pentium4（奔四） AMD公司：Sempron(闪龙）、Athlon(速龙） CPU的主要性能指标 主频 即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)，这是我们最关心的，我们所说的3.2GHz、2.0GHz等就是指它

13、 ，一般说来，主频越高，CPU的速度就越快，整机的就越高。不过现在AMD都采用了更加模糊的命名方式 ，企图让消费者淡化以主频率计算性能的观念。比如Athlon 3000+，它的频率有可能是2.20GHz，也有可 能是2.0GHz 。Intel 则采用了Pentium 643这种更易让人眼花缭乱的命名方式，一般人不查参数，很难记得 它的意义。 FSB前端总线 即CPU的外部时钟频率，由电脑主板提供，以前一般是133MHz，目前Intel公司最新的芯片组i925XE 芯片组使用1066MHz的FSB。 内部缓存（L1 Cache） 封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令

14、和数据，存取速度与CPU主频 一致，L1缓存的容量单位一般为KB。L1缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数 据的次数越少，相对电脑的运算速度可以提高。 外部缓存（L2 Cache） CPU外部的高速缓存，现在处理器的L2 Cache是和CPU运行在相同频率下的（以前P2 P3的二级缓存 运行在相当于CPU频率一半下）。 输入/输出（Input/Output , I/O)设备 I/O设备实现外部世界与主机之间的信息交换，提供人机交互的硬件环境。 输入设备：显示器、打印机、绘图仪 输出设备：键盘、鼠标、扫描仪 显示器 阴极射线管显示器（CRT） 液晶显示器LCD 打印机针式

15、打印机喷墨打印机激光打印机 绘图仪 扫描仪 4、程序的自动执行 计算机硬件系统只能执行由机器指令组成的程序。程序在执行前必须首 先装入内存，程序执行时CPU负责从内存中逐条取出指令，分析识别指 令，最后执行指令，从而完成一条指令的执行周期。CPU就是这样周而 复始地工作，直至程序的完成。 计算机的软件系统 软件可以分为：系统软件和应用软件 系统软件是生成、准备和执行其他程序所需要的一组程序。它通常负责管理 、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供友好的操作界面。常 见的系统软件包括：操作系统、语言处理程序（汇编和编译程序等）、数据 库管理系统、连接装配程序、系统实用程序、多种工具软件等

16、。 应用软件是专业人员为了种应用目的而编制的程序，由于这些程序是在 系统软件支持的环境下编写的，因此不必要了解机器的硬件细节。如： 文字处理软件、图形处理软件、成绩管理、银行管理等。 操作系统 1、MS-DOS操作系统（单用户单任务操作系统） 2、Windows操作系统 Windows3.1 Windows95 Windows98（单用户多任务操作系统） Windows NT (多用户多任务操作系统） Windows 2000 (professional/server) Windows XP Windows 2003 3、UNIX操作系统（多用户多任务操作系统） 4、Linux操作系统 5、Macintosh OS操作系统（1984年苹果公司推出的，市场上第一个图形界面的） 6、IBM OS/2操作系统 数据库 现在比较流行的大中型关系型数据库有IBM DB2、Oracle、SQL Server、 SyBase、Informix等，常用的小型数据库有Access、Pradox、Foxpro等， 现在个人用户比较常用的主要是基