信息学竞赛计算机基础知识讲义.docx

初试：初试全部为笔试，满分100分.试题由四部分组成：1、逸舞麟共20颗诲效I,5分，共30分。每题有5个需选方案：前10个魏为单选题门悠即有且只有一个正确答案），后10题为发选题（即每题有I至5个正确答案.只有全部选对才得分r试盅内容包括计算机基本组成与原理、计算机基本操作、信息科技与人类社会发展的关系等等.2、问题求解题：共2题，好册5分，共10分。试题给出一个叙述较为筒沽的问题，要求学生对向SS进行分析，找到一个合适的算法,并推秀出问题的解,答案以字符串方式给出，考生给出的答案与标准答案的字符申相同，则得分：否则不得分.3、程序伸读理解JR：共4题.每超8分，共32分,即门给出一段程序（没有关于程序功能的说明，有时也会给出程序的输入，要求考生通过阅读理解该段程序给出程序的输出。输出以字符中的形式给出，假如与标准答案一样,则得分：否则不得分.4、程序完善：为2题,每题14分,共28分.题门给出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并在这些位置给出空格，要求考生依据程序的功能说明和代码的上下文，填出被略去的语句。填对的，则得分；否则不得分。内容与要求：1、计算机的蓦本常识计眸机和信息社会（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）信息输入输出荔本原理（信息交换环境、文字图形多媒体信息的输入输出方式）信息的表示与处理（信息编码、做处理部件MPU、内存储结构、指令,程序.和存储程序原理、程序的三种基本限制结构）信息的存储、组织与管理（存储介侦、存储器结构、文件管理、数据底管理）信息系统组成及互连网的基本学问（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）人机交互界面的基本概念（窗口系统、人和计算机沟通信息的途径（文本及交互悚作）信息技术的新发展、新特点、新应用等。2、计算机的基本操作WINDOWS和1.INUX的基本操作学问联网的基本运用常识（网上阅读'搜寻和查询等）常用的工具软件运用（文字编辑、电子邮件收发等）3、程序设计的基本学问数据结构：程序语言中基本数据类型（字符、整数、长整数、浮点）浮点运算中的精度和数值比较一维数组（*）与线性表记录类型（PASeA1.”结构类型g程序设计：结构化程序设计的范本概念阅读理解程序的将本实力具有将简洁问起抽象成适合计算机解决的模型的基本实力具有针对模型设计简洁算法的基本实力 程序流.程描述（自然语言/伪码/NS图/其他） 程序设计语言（PASCA1./C/C+,）基本算法处理： 初等算法（计数、统计、数学运算等） 界序算法（冒泡法、插入排序、合并排序、快速排序） 查找（依次查找、二分法） 回潮算法计算机基础学问一、计算机的诞生与发展第一台电子计算机的生：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离校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ENIC的计算机。由于这台计算机运用了电子器一电子管和电子线路，因此其功能在当时的确是出类拔萃，例如，它UJ以在一杪钟内进行500()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,它体积浩大机器中的有18X00只电子管，1500个继电器,7()0只电阻及其他各类电气元件,电30吨，占地170平方米,运行时耗电收很大；存储容就很小，只能存储20个字长为10位的十诳制数；另外，它采纳线路连接的方法来编排程序，因此年次解麹都要擢人工改接连线，打算时间大大超过实际计算时间：它没有存储程序的实力，不具备自动计算功能.计算机发展的四个阶段第一代1946193第二代1958*1964第三代1941973第四代1975-4主要电子0件电子管晶体詈中小蟆耀M或电大银棺/超大可W1.*电Ie内存次以迟城a-t-Qtttf拳导体存健制半等俸自镭IS外存学孔卡片为纸争a*,stAS盘.光包马大容易存储*处理速度<>w>凡耳皋儿白万条几千万条数0条以上与计算机相关的几个U人物，艾伦BA(A1.anTuring)英国科学家，他是计分机人工智能技术的鼻祖.1937年他提出了能思索的计算机一一图灵机的概念,推动了计算机理论的发展。图灵机模型是种抽象计算模型，用来精确定义可计算函数，是实现机器人的最肥本的个理论模型。1950年.艾伦图灵发表题为计算机能思索吗的论文,设计了闻名的图灵测脸，解决了如何判定机器人是否具有同人类相等的智力的何题.冯诺依曼(JohnVonNeumann)1945年，他写了一篇题为关于点散变/自动电子计算机的耳案的论文，第一次提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念。这成为全部现代计算机的荔础理论,被称为“沔诺依笠结何如今,各种各样的电脑无论存起来差别多大,实质上绝大多数是属于冯诺依亚结构的.1 .计算机硬件设备由：存储器、运算器、限制器、输入设备、输出设备构成2 .存储程序、程序限制；把计算过程描述为由很多吩附按计定依次组成的程序，然后把程序和数据起输入计算机中，计算机对已存入的程序和数据处理后输出结果支采纳二进制高登摩尔(GordonMoore)“保过18个月，计算机芯片依思的集成电跖由于内部晶体管数M的几何级数的增长，而使性能几乎提高一倍，同时集成电路的价格也恰好削减为原来的一半这就是计算机界闻名的摩尔定律，他的独创人就是高登摩尔.1968年他与罗伯特诺伊斯一起率额群工程师创建了一家叫集成电子的公司.简称“Inte1."，这就是当今名麴世界的英特尔公司.法国人帕斯卡卜17世纪制造出的种机械式加法机，是世界上第一台机械式计匏机。豫盘是人类最早的手动计算工具，机械式计算机是在此之后出现的一种用机械技术来实现数学运算的计算工具。英国闻名诗人拜伦的女儿Ada1.oVeIace(爱达).由于她在程序设计上的开创性工作.Ada1.ove1.acc被称为世界上”第一位程序员”.“世界上第一位软件工程师”宝是“中国第一个程序员”，吊铁宝1945年赴美国学习，在伊利诺伊高校学习、探讨时，他参加了第代电子计算机伊利亚克机的设计、编程和运用。布铁宝于1956年回到中国并任教于北京高校，成为王选（计尊数学专业院士）的老师.计算机的发展曲外二、计算机的应用1、数值计停：主要应用于弹道轨迹、高能物理等2、数据和信恩处理：其特点是数据量大，但计算相对简洁.其中数据泛指计算机能处理的各种数字、图形、文字，以及*吾、图像等信息，数据处理指时数据的收集、存储、加工、分析和传送的全过程，主要应用于企业管理、物费管理等3.过程限制：是生产自动化的重要技术内容和手段.是由计算机对所采集到的数据按肯定方法经过计算.然后输出到指定执行机构去限制生产的过程.主要应用于工业自动化限制、R星飞行方向限制等.4、计算机协助系统:是指利用计算机精助人们完成各种任务，包括:CAD：计算机协助设计:CAM：计算机办助制造：CAh计算机协助教学：CAT：计算机协助测试:CAE：计算机仍助工程；CIMS；计尊机集成制造系统5、人工智能：足指用计算机模拟人脑的思维过程,是计算机应用的重要领域.三、计算机分类和性能指标1、按规模分：巨里、大型、中型、小型、微型计算机我们学校和家耻运用的计算机都微型计算机,简称微机,又称个人计算机或简称PC机.2、按用途分：专业计算机、通用计算机.3、按原理分：模拟计算机、数字计豫机。1、字长：指计算机能够干脆处理的二进制数据的位数，单位为位（B1.T）.2.主频：指计算机主时钟在一秒怦内发出的脓冲数,在很大程度上确定了计算机的运算速度.3、内存容成:是标记计算机处理信息实力强加的一向技术指标，单位为字节（BYTE）.8BIT=IBYTE102,IB=IKB1024KB=IMB4、外存容量：一般指软盘、硬盘、光盘。四、计算机系统组成1 .计算机硬件系统计算机系统由硬件系统和软件系统加成，硬件是软件赖以生存的期光，软件却是硬件的灵魂。光只有硬件的裸机是无法工作的,而软件则必需存放在Wj件中.只有硬件没有安奘软件的计算机称为“裸机”（硬件系统除作系统语言处理程序系统软件数据库管理系统软件系#'服务程序1.应用软件计算机帙件是指有形的物理设;,它是计獴机系统中实际物理设备的总称，由各种元器件和电子线跖殂成。计算机硬件系统主要包括运算器、限制器、存储器（分为主存储祥、协助存储器）、输入设得、输出设备，并且由总线将它们连接在一起其中：r运其器7存储器输人设备、输出设备中央处理器（CPU）外部设备主机运V?器是对数据进行运券和加工，完成竟术和逻辑运算的部件：限制器是计灯机的指挥中心，限制各部分协网工作，完成对指令的说明和执行：运算器和限制涔被蛆成在,起，统称为中心处理器，简称CPU(Centra1.Processin8Unit),是计算机的“中枢神经”。中心处理器是计算机的心脏，CPU品质的凹凸干腌确定了计蚱机系统的档次.能鲂处理数据的位数是CP1.的一个最近要的品质标记.人们遹常所说的8位机、16位机.32位机即指CPU可同时处理8位、16位、32位的二进制数据.如：计算机的配置：“Inte1.奔腾1V2.8GHz/512W80(；B/50X”每秒运算次数是：2.8*210*210*210CPU、主存储器构成了计算机的主机，输入了输出设缶和协助存储器则统称为外部设备，的林外设。(生存(内存图霏黑.1.只读存储甥(ROM)存储器1桶存(外存)(器、光盘存储器是记忆部件，用于存放程序和数据.主存储器又称内存或主存它干脆与CP1.交换信息,是计算机的工作存体器，即当前正在运行的数据和程序都必需存放在主存内，它的存取速度快但容量较小(容瓜太大,成本昂贵).主存又可分为随机存储涔RAM(RandCmAccessMemory)和只读存储器RoM(ReadOn1.yMemory)两类.叨机存储器RN1.中的内容可以进行读写操作，但断电时RAM中的信息会丢失。ROM的内容只能反或读取，而不能由新写入，因此在ROM中存放固定不变的程序和数据，断电后其内容仍出保留。协助存储器乂称外存它须要通过内存才能与Cp(J联系.协助存储器存取速度慢而容fit较大.硬磁能(HDD)：存量大、速僮快、价格高.软磁盘(FDD)：容班小，速度慢,便于携带、价廉.光盘(CD)：容51较大、价格便宜、便于携带。信息的尬入和输出要通过输入/帖出设得来完成.总线是连接计算机中各组成部件的一组物理信号线及相关的限制电路.总线一般都指系统总线.系统总线上有三类信号：数据信号、地址信号和限制佶号，负费在部件间传怆数据的一组信号线称为数据总规(DB)；负说指出数据存放的存佛位置的一组信号战(也可标识是哪一个I/O设伍称为地址总线(AB)；在传输与交换数据时起限制作用的一组限制信号线称为限制总线CB).由运算器、存僻器、限制器、输入、箱出设品五大基本部件组成计算机理件系统,工作流程如图:外存储器H程序数据一*输入设畲内存储器+运目器b输入指令写再命令命令操作命令结果输出命令多级存贮器体系为提高CPU的处理速度，当今计算机中大都配有高速缓冲存储器(cache),也称缓存，”实上是一种特别的高速存储器，馈存的存取速度比内存要快，所以就提高了