信息学奥赛基础知识提纲
高中信息学竞赛知识点总结
高中信息学竞赛知识点总结
信息学竞赛是一项十分具有挑战性的比赛,要求参赛者具备扎实的计算机科学知识和解决问题的能力。下面将对高中信息学竞赛的知识点进行总结,希望能够帮助参赛者更好地备战比赛。
一、基本概念
1. 数据结构:包括线性表、栈、队列、树、图等数据结构的基本概念和操作。
2. 算法:包括排序算法、查找算法、递归算法、贪心算法、动态规划等常见算法。
3. 编程语言:掌握至少一种编程语言,如C++、Java、Python等,并熟练掌握其语法和基本操作。
二、算法与数据结构
1. 线性表:包括数组、链表等线性结构的定义和常用操作。
2. 栈和队列:包括栈和队列的定义、特点和常用操作。
3. 树:包括二叉树、平衡树、堆等树结构的定义和常用操作。
4. 图:包括有向图和无向图的定义、表示方法和常用算法,如最短路径算法、最小生成树算法等。
5. 排序算法:包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等常用排序算法的原理和实现。
6. 查找算法:包括顺序查找、二分查找、哈希查找等常用查找算法的原理和实现。
三、计算机基础知识
1. 计算机网络:包括OSI模型、TCP/IP协议、HTTP协议等网络基础知识。
2. 操作系统:包括进程管理、文件系统、内存管理等操作系统基础知识。
3. 数据库:包括关系型数据库、非关系型数据库以及SQL语言的基本操作。
四、编程能力
1. 程序设计:包括算法设计、模块化设计、结构化编程等程序设计的基础知识。
2. 调试与优化:包括程序调试、性能优化、错误处理等编程技巧。
五、解题方法
1. 分析问题:包括理解问题要求、确定问题的输入和输出、分析问题的复杂度等。
信息学奥赛基础知识讲义全
[信息学奥赛基础知识讲义]
基础部分
一、进制:2进制数与8进制、10进制、16进制数的换算
换算1:将N进制数换算成10进制数(N可以为2,8,16或其它自然数)
换算2:将10进制数换算成N进制数(N可以为2,8,16或其它自然数)
1.下列无符号数中,最小的数是()
A.()2
B.(75)10
C.(37)8
D.(2A)16
7、小张用十六进制,八进制和十进制写下了如下一个等式:
52-19=33
式中三个数是各不相同进位制的数,试问52,19,33,分别为______。
(A)8,10,16 (B)10, 16, 8
(c) 8, 16, 10 (D) 10, 8, 16
二、数据的存储和编码
所有的数据都是以二进制存储在计算机的存储器中的,数据的传送、存储、加工、处理或指令都是以二进制形式进行的。
对于数值:弄清原码、反码、补码以及定点数和浮点数。负数在计算机中以补码形式存放,小数在计算机中是以浮点数形式存放。
0的原码表示法有两种,+0和—0
8位定点整数的补码表示范围为-128_____+127
14、计算机中的数有浮点数与定点数两种,其中用浮点数表示的数,通常由()这两部分组成。
A.指数与基数
B. 尾数与小数
C. 阶码与尾数
D.整数与小数
8、如果用一个字节表示一个整数,最高位用作符号位,其他位表示数值,例如
00000001表示+1,表示-1
(1)试问这样表示法的整数a的范围应是————————
A、-127<=a<=127
B、-128<=a<=128
C、-128<=a<127
信息学奥赛全部内容知识
信息学奥赛全部内容知识
信息学奥赛作为一项具有挑战性和创造性的竞赛,考察的是选手在
计算机科学领域的综合能力。参与者需要掌握广泛的知识,包括算法、数据结构、编程语言等等。本文将详细介绍信息学奥赛的全部内容知识。
一、算法与数据结构
算法与数据结构是信息学奥赛中最重要的考察内容之一。算法是解
决具体问题的步骤和方法,而数据结构是组织和存储数据的方式。选
手需要熟悉各种经典算法,如排序算法、查找算法、图算法等,同时
掌握常见的数据结构,如数组、链表、栈、队列、树等。在实际比赛中,能够选择合适的算法和数据结构对解决问题至关重要。
二、编程语言
信息学奥赛的编程语言没有特定限制,但大多数选手使用的是C++
或Java。选手需要深入理解所使用的编程语言,包括语法、特性和库
函数等。熟练掌握编程语言可以提高代码编写效率,减少错误的产生。在比赛中,选手需要根据题目要求,合理选择编程语言的特性和库函数,以实现高效的解题算法。
三、图论
图论是信息学奥赛中常见的题目类型之一。选手需要掌握图的基本
概念和常用算法。了解图的遍历、最短路径、最小生成树等基本算法,
并能够根据图的特性解决相关问题。此外,选手还需了解图的表示方式,包括邻接矩阵、邻接表等,以便更好地解决图论问题。
四、动态规划
动态规划是一种优化技术,常在信息学奥赛中用于解决具有重叠子问题的问题。选手需要理解动态规划的基本原理,并能够设计状态转移方程、确定初始条件、以及最优解的选择。熟练掌握动态规划的思想,可以在比赛中提高解题效率。
五、计算几何
计算几何是信息学奥赛的一项知识点。选手需要了解平面几何和空间几何的基本概念和常用算法。熟悉点、线、面等几何元素的性质,并能够根据题目要求,使用几何算法解决实际问题。
ccf信息学奥赛大纲
ccf信息学奥赛大纲
全文共四篇示例,供读者参考
第一篇示例:
CCF信息学奥赛大纲是指中国计算机学会主办的信息学奥林匹克竞赛的考试标准和内容要求。信息学奥赛是一项面向青少年的计算机科学竞赛,旨在培养学生的计算机编程能力和解决问题的能力。这项竞赛通常由初赛、复赛和决赛三个阶段组成,涉及算法设计、程序编写、数据结构、算法分析等方面。
CCF信息学奥赛大纲包括以下几个方面的内容要求:
1. 算法设计:信息学奥赛注重学生对算法设计的理解和应用。考生需要掌握常见的算法和数据结构,如递归、动态规划、贪心算法、图论算法等,并能够灵活运用这些算法解决实际问题。
2. 程序编写:信息学奥赛考试通常要求考生使用高级编程语言(如C++、Java、Python等)编写程序来实现算法。考生需要掌握编程语言的语法规则和常用库函数,并能够熟练地编写复杂的程序。
3. 数据结构:信息学奥赛要求考生熟悉各种常用的数据结构,如数组、链表、栈、队列、树、图等,能够根据问题的需求选择合适的数据结构,并能够灵活运用这些数据结构实现算法。
4. 算法分析:信息学奥赛要求考生能够对算法的时间复杂度和空间复杂度进行分析,能够评估算法的效率和适用性,并能够通过适当的优化提高算法的效率。
5. 实践能力:信息学奥赛注重考生的实际操作能力和解决问题的能力。考生需要具备灵活的思维和创新的能力,能够在有限的时间内快速解决问题,并能够通过实际操作验证算法的正确性和效率。
CCF信息学奥赛大纲旨在培养学生的计算机科学思维和解决实际问题的能力,促进青少年对计算机科学的兴趣和热情,同时也为学生提供了一个展示和比较自己编程能力的平台。希望更多的学生能够参与到信息学奥赛中,通过挑战和竞争不断提升自己的编程技能和解决问题的能力。
ioi大纲
ioi大纲
IOI大纲是指国际信息学奥林匹克竞赛(International Olympiad in Informatics,简称IOI)的考试大纲。IOI是世界上最具影响力和竞争力的学生计算机科学竞赛之一,旨在培养青少年学生在计算机科学和算法设计方面的能力。以下是IOI大纲的主要内容:
一、基础知识
在IOI的基础知识部分,学生需要掌握计算机科学的基本原理和概念,包括数据结构、算法设计与分析、编程语言等。学生需要熟悉常见的数据结构,如数组、链表、栈、队列、树和图等,并且能够选择合适的数据结构解决实际问题。此外,学生还需要熟悉常见的算法设计和分析方法,如递归、动态规划、贪心算法和分治法等。在编程语言方面,学生需要熟悉至少一种编程语言,并能够编写符合规范的代码。
二、算法设计和分析
IOI的算法设计和分析部分是考察学生在解决实际问题时所运用的算法。学生需要具备分析问题、设计算法和分析算法效率的能力。在这一部分中,学生应该熟练掌握各种经典算法,如排序算法、搜索算法、图算法、字符串匹配算法等。同时,学生还需要能够利用已有的算法解决复杂的实际问题,并对算法的时间复杂度和空间复杂度进行分析。
三、编程实现
IOI的编程实现部分要求学生能够将设计好的算法转化为实际的
代码。学生需要选择合适的编程语言,并能够熟练地运用该语言进行编程。在编程实现部分,学生需要掌握基本的编程技巧,如输入输出处理、异常处理、模块化编程等。此外,学生还需要具备调试和优化程序的能力,以确保程序的正确性和高效性。
四、综合能力
IOI的综合能力部分是考察学生在解决复杂问题时所需的综合能力。学生需要能够理解和分析问题的需求,提出创新的解决方案,并具备团队合作和沟通的能力。综合能力部分的题目通常要求学生在较短的时间内完成,对学生的速度和处理能力有一定的要求。
2023noip大纲
2023年NOIP大纲
2023年NOIP大纲是我国青少年信息学奥林匹克系列竞赛的重要参考资料,为广大参赛选手提供了明确的竞赛方向和复习目标。相较于往年,2023年NOIP大纲在保留经典题型和知识点的基础上,进行了一定程度的更新和调整,以适应信息学竞赛的发展趋势。以下为2023年NOIP大纲的主要内容概述。
一、基础知识
1. 计算机硬件基础:包括计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据结构与算法等方面的基础知识。
2. 编程语言:掌握C、C++、Pascal等编程语言的基本语法和常用库函数,了解Java、Python等编程语言的初步知识。
3. 算法与数据结构:熟练掌握常见的算法(如排序、查找、图算法等)和数据结构(如数组、链表、栈、队列、树、图等)及其应用。
4. 数学基础:具备较强的数学能力,熟悉组合数学、离散数学、线性代数等数学知识,并能运用数学方法解决实际问题。
二、编程技能
1. 代码实现:能够熟练地编写代码实现各种算法和数据结构,具备良好的编程风格。
2. 算法优化:了解算法的时间复杂度和空间复杂度,能够对算法进行优化和改进。
3. 编程策略:掌握常见的编程策略(如贪心、分治、动态规划等),能够在实际问题中灵活运用。
4. 代码调试:具备较强的代码调试能力,能够快速定位和解决程序中的错误。
三、题目类型
1. 选择题:涵盖计算机基础知识、编程语言、算法与数据结构、数学等方面。
2. 填空题:考察选手对基础知识、编程技能的掌握程度,以及解决实际问题的能力。
3. 解答题:主要考察选手的算法设计、代码实现和编程策略运用能力,以及数学知识和实际问题解决能力。
信息学奥赛基础知识
信息学奥林匹克竞赛基础知识
1.计算机的发展
(1)电子计算机的定义:是一种能够根据程序指令和要求,自动进行高速的数值运算和逻辑运算,同时具有存储、记忆功能的电子集成设备。
(2)电子计算机的类型:巨型机、小巨型机、大中型机、小型机、工作站和个人机(即微型计算机,亦称PC机)。
(3)电子计算机的发展:已经经历了四代,目前正在向第五代过渡。
第一代(1946-1956):电子管器件;机器语言或符号机器语言,科学计算应用为主。结构上以CPU为中心,使用机器语言,速度慢,存储量小,主要用于数值计算。
第二代(1957-1963):晶体管器件;结构上以存储器为中心,高级语言,管理程序与操作系统;应用扩展至事务处理领域。
第三代(1964-1973):集成电路(IC)器件;结构上以存储器为中心,增加了多种外部设备;软件得到一定发展,计算机处理图象、文字和资料功能加强,远程终端联机系统,更完整的系统软件与更广泛的应用领域。
第四代(1974-):大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)器件;微型计算机;巨型计算机。计算机网络与分布式处理;软件工程;数据库技术;人工智能;应用深入到人类生活的各个领域。
微型计算机四个发展阶段:第一代:4位和低档8位微处理器;如Intel4004、Intel8008;萌芽状态。第二代:8位微处理器;如Intel8080、Intel8085、MC6800、Z80等;成长阶段。第三代:16位微处理器;如Intel8086、Z8000、MC68000;成熟阶段。第四代:32位微处理器。如Z80000、MC68020、Intel386、486以及Pentium;全盛时期。
小学信息学奥赛知识点总结
初级教育学校信息学奥赛知识点总结
信息学是一门涉及计算机科学和信息处理的学科,它在初级教育学校阶段已经开始被归入学校的课程体系中。随着信息技术的不息进步,初级教育学校生也需要通过参与信息学奥赛来提高自己的信息技术能力。在这篇文章中,我们将总结一些初级教育学校信息学奥赛的知识点。
一、计算机基础知识
1. 计算机的组成部分:计算机主机、显示器、键盘、鼠
标等。
2. 二进制:计算机语言使用的是二进制,了解如何将十
进制数转化为二进制数。
3. 硬件和软件:硬件是计算机的物理部分,软件是指各
种程序和操作系统。
4. 输入和输出设备:了解计算机的各种输入和输出设备,如打印机、扫描仪、耳机等。
二、编程基础知识
1. 算法和流程图:进修如何编写算法和设计流程图,通
过图形化的方式表示问题解决的步骤。
2. 编程语言:了解什么是编程语言,如何用编程语言编
写程序,例如使用Scratch进行编程。
3. 变量和数据类型:进修如何使用变量和数据类型来存储和处理数据。
4. 循环和条件语句:精通如何使用循环和条件语句来控
制程序的流程和执行。
三、网络和安全知识
1. 网络基础知识:了解互联网的观点、常见网络设备和
网络毗连的方式。
2. 网页设计:进修如何设计简易的网页,包括使用HTML
和CSS等技术。
3. 网络安全:了解网络安全的基本观点,如何保卫个人
信息和防止网络攻击。
4. 文件管理和备份:精通如何管理文件和文件夹,以及
如何进行文件备份。
四、信息处理和数据分析
1. 数据的收集和整理:进修如何收集和整理数据,如调
查问卷、数据表格等。
信息学奥赛一本通启蒙版课程大纲
信息学奥赛一本通启蒙版课程大纲信息学奥赛一本通启蒙版课程大纲包括以下内容:
第一章:信息学奥赛简介
1. 信息学奥赛的概念和目的
2. 信息学奥赛的考试形式和内容
3. 信息学奥赛的学习方法和技巧
第二章:计算机基础知识
1. 计算机的基本组成和原理
2. 计算机的操作系统和基本命令
3. 计算机的文字处理和表格处理软件的使用
第三章:编程语言基础
1. 编程语言的概念和分类
2. Python编程语言的基本语法和数据类型
3. Python编程语言的控制流程和函数定义
第四章:算法和数据结构
1. 算法的概念和分类
2. 数据结构的基本概念和分类
3. 常用数据结构和算法的实现和应用
第五章:数学基础
1. 数学的基本概念和公式
2. 数学在信息学奥赛中的应用和实例分析
3. 数学问题的解题思路和方法
第六章:模拟考试和真题解析
1. 模拟考试的内容和形式介绍
2. 历年真题的解析和点评
3. 考试技巧和注意事项的说明
第七章:学习资源和备考策略
1. 学习资源的介绍和获取方式
2. 备考策略的制定和实施方法
3. 考试技巧和注意事项的再次强调
以上是信息学奥赛一本通启蒙版课程大纲的主要内容,通过学习该课程,学生可以了解信息学奥赛的基本情况和考试内容,掌握编程语言基础、算法和数据结构、数学基础等知识,同时可以通过模拟考试和真题解析来检验自己的学习成果,制定备考策略,提高考试成绩。
信息学奥林匹克竞赛基础知识
目录
• 信息学奥林匹克竞赛简介 • 基础知识体系 • 竞赛题目解析 • 实战经验分享 • 案例分析
01 信息学奥林匹克竞赛简介
起源与发展
起源
信息学奥林匹克竞赛起源于1989年, 由中国计算机学会(CCF)发起,旨 在培养和选拔青少年计算机人才。
发展
经过多年的发展,信息学奥林匹克竞 赛已经成为中国乃至全球范围内最具 影响力的青少年计算机竞赛之一。
竞赛形式与规则
竞赛形式
信息学奥林匹克竞赛通常采用在线编程的形式,参赛者需要在规定时间内完成 指定的问题求解任务。
规则
竞赛规则严格,包括竞赛时间、评分标准、参赛语言等方面,参赛者需按照规 定进行编程和提交答案。
参赛对象与要求
参赛对象
信息学奥林匹克竞赛面向全国范围内 的青少年学生,通常要求参赛者具备 一定的计算机编程基础。
常见错误与防范
总结词:防患未然
详细描述:总结参赛者在解题过程中 常见的错误和问题,给出相应的防范 措施和建议,帮助参赛者避免重蹈覆 辙,提高解题正确率。
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高整体效率。
有效沟通
团队成员之间需要保持有效的沟 通。可以通过讨论、分享思路等 方式来提高团队的协作效率。同 时,及时反馈问题和困难也是非
常重要的。
全国青少年信息学奥林匹克竞赛NOI信息学竞赛大纲
信息学竞赛大纲
初试
计算机的基本常识
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。
计算机的基本操作
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)
程序设计的基本知识
(1)数学结构
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)
【2】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++)- 2003仍允许BASIC
noi知识大纲
NOI(全国青少年信息学奥林匹克竞赛)知识大纲是针对NOI系列比赛制定的大纲,旨在帮助学生和老师明确学习目标和教学方向。NOI大纲将知识点分为三个级别:入门级、提高级和NOI级,分别适用于不同的竞赛阶段。以下是NOI知识大纲的主要内容:
1. 入门级知识点:适用于CSP-J(入门级选手),主要涉及计算机基础、编程语言、数据结构与算法等方面。
2. 提高级知识点:适用于NOIP、CSP-S(提高级选手),包括算法策略、数据结构、算法设计与分析、编程实践等。
3. NOI级知识点:适用于NOI及以上竞赛,包括IOI、CTS、NOI冬令营、国家集训队集训等。主要涉及高级算法、复杂问题分析与解决、竞赛技巧等。
NOI大纲还对知识点进行了难度系数的标注,帮助学生和老师更好地了解各知识点的学习难度。同时,大纲对知识点进行了术语规范化的调整,使得选手和教师能够更加清晰地理解竞赛知识体系。
为了更好地备战NOI竞赛,选手可以根据NOI大纲进行有针对性的学习和训练,确保在学习过程中能够全面掌握各个级别的知识点。同时,多参加模拟赛和真题训练,提高自己的编程能力和解题技巧,才能在竞赛中取得好成绩。
各个级别知识点的具体内容。
入门级知识点:
计算机基础:计算机组成原理、操作系统、计算机网络等。
编程语言:C/C++语言基础,如变量、数据类型、运算符、控制结构等。
数据结构与算法:数组、链表、栈、队列、树、图等基本数据结构,以及排序、查找等基本算法。
提高级知识点:
算法策略:动态规划、贪心算法、分治算法、回溯算法等。
数据结构:高级数据结构,如字典树、并查集、线段树、树状数组等。
信息学奥林匹克竞赛大纲
信息学奥林匹克竞赛大纲
一、引言
信息学奥林匹克竞赛是一项全球性的计算机科学竞赛,旨在挖掘和培养具有计算机科学潜力的优秀人才。为了更好地指导参赛选手的训练和备战,本文将详细解读信息学奥林匹克竞赛大纲,为参赛选手提供有力的参考。
二、大纲内容
1. 基础知识:掌握计算机科学的基础知识,包括编程语言、算法、数据结构等。
2. 算法设计与分析:学会设计高效的算法来解决各种问题,掌握算法分析的基本方法。
3. 编程能力:提高编程技巧,掌握各种编程语言和开发环境,能够编写高质量的代码。
4. 团队合作与沟通:学会与队友合作,有效地沟通,共同解决问题。
5. 心理素质与抗压能力:培养良好的心理素质,学会应对压力,保持积极的心态。
三、教学策略
1. 理论与实践相结合:既要注重理论知识的传授,也要注重实践操作的培养。
2. 循序渐进:根据选手的实际情况,逐步提高难度和要求。
3. 个性化辅导:针对不同选手的特点,提供个性化的辅导方案。
4. 模拟比赛:通过模拟比赛场景,提高选手的实战能力。
四、备考建议
1. 制定合理的训练计划:根据选手的实际情况,制定合理的训练计划,包括每天的训练时间、练习题量等。
2. 多加练习:通过大量的练习,提高选手的编程能力和解题能力。
3. 积累经验:通过参加模拟比赛和实际比赛,积累经验,发现问题,及时调整。
4. 注重团队合作:在团队中互相学习,共同进步。
五、结语
信息学奥林匹克竞赛是一项具有挑战性的竞赛,需要选手具备扎实的计算机科学基础知识和技能。本文通过对信息学奥林匹克竞赛大纲的解读,为参赛选手提供了有力的参考。在备战过程中,选手们需要注重理论与实践的结合,循序渐进地提高自己的能力,同时也要注重团队合作和心理素质的培养。
信息学奥林匹克竞赛基础知识
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 CPU (2)控制器 (3)存储器(内存、外存) (4)输入设备 (5)输出设备
•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。
处理速度
(指令数/秒)
几千条
几Biblioteka Baidu万条
几千万条
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
内存:组成:是由RAM组成的
分类:SDR、DDR 容量:64M、128M、256M、512M
SDR内存
DDR内存
存储器有内存(主存)和外存(辅存)之分。外存是存放程序和数据“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)。
CSP-JS(信息学奥赛)必备数学知识一览表
CSP-J/S(信息学奥赛)必备数学知识一览表
数学知识的根基对学好编程至关重要。信息学奥赛从形式上看来考的是编程,但作为计算机科学核心技术的程序设计,更多的是与数学(特别是奥数)之间密不可分,可以这样说,数学是计算机程序设计的灵魂。利用数学方面的知识、数学分析的方法以及数学解题的技巧,可以使得程序设计变得轻松、美观、高效,而且往往能反映出问题的本质。
因此,信息学奥赛非常考验学生的逻辑思维,计算方法等,其中也会涉及组合数学、图论、基本算法、数据结构、搜索算法及数学建模等很多数学相关的知识。
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信息学奥赛基础知识提纲 (2014年9月)
1 计算机系统 1-1概述
一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分,必须具有五大功能:数据传送功能、数据存储功能、数据处理功能、操作控制功能、操作判断功能。它的工作特点是:运算速度快、运算精度高、记忆能力强、通用性广、自动运算。
计算机按照规模可分为:巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机等几种类型。根据用途不同分为通用机和专用机。
硬件指的是计算机的设备实体;软件通常泛指各类程序和文件。软硬件的关系:硬件是软件的基础。软件是硬件的扩充与完善。硬件与软件在逻辑上是等价的。 1946年,世界上第一台计算机诞生于宾夕法尼亚大学,称为ENIAC 。
1949年,第一台存储计算机EDSAC,英国剑桥大学威尔克斯(Wilkes )设计和制造的。 1951年,第一台商用计算机是UNIVAC 。
1-2 硬件系统
1-2-1 冯·诺伊曼(J.von Neumann )机:美籍匈牙利数学家
现代计算机的基本结构被称为冯·诺伊曼结构。它的主要特点是储存程序的概念: (1) 采用二进制形式表示数据和指令。
(2) 将程序(包括操作指令和操作数)事先存入主存储器中,使计算机在工作时能够自
动高速地从存储器中取出指令加以执行。
(3) 由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大基础部件组成计算机系统。
冯·诺伊曼机
运 算 器存 储 器
输出设备
输入设备
控 制 器控 制 台
控制信号请 求 信 号
请 求 信 号
控制信号结
果
程序
反馈信息
操作指令
地址
指令
1-2-2 计算机的总线结构
计算机的各个部件需要以某种方式互联,进行数据交换。最常见的互联结构就是总线互联结构和多总线互联结构。总线是一种连接多种设备的信息传递通道,实际上是一组信号线。
典型的计算机总线结构由内部总线和系统总线组成。 (1) 内部总线:用于连接CPU 内部的各个模块。
(2) 系统总线:又称外部总线,用于连接CPU 、存储器和输入输出设备。系统总线的信
号线分为三类:数据线、地址线和控制线。 数据线(Data Bus ):数据总线的宽度就是指组成数据总线的信号线的数目,它决定了在该总线上一次可以传送的二进制位数。 地址线(Address Bus ):用以传递地址信息,来指示数据总线上的数据来源和去向。地址线的数目决定了能够访问空间的大小。 控制线(Control Bus ):用来控制数据总线和地址总线。
某SRAM 芯片,其存储容量为64K*16位,则该芯片的地址线数目和数据线的数目? 1-2-3 中央处理器(Central Processor Unit )
1、CPU 包含了冯机五大部件中的运算器(即加法器)和控制器。
运算器:对信息加工和处理的部件,主要完成各种算术运算和逻辑运算。
控制器:通过读取各种指令,并进行翻译、分析,而后对各部件作出相应的控制。
2、CPU 主要由三大部分组成:寄存器组、算术逻辑单元(ALU )和控制单元(控制器)。
寄存器组:分为通用寄存器(通用寄存器、数据寄存器、地址寄存器、标志寄存器)和状态控制寄存器(程序计数器PC 、指令寄存器IR 、存储器地址寄存器MAR 、存储器缓冲寄存器MBR )以及程序状态字PSW 。
算术逻辑单元ALU : 寄存器、存储器、I/O 设备把待处理的数据输入到ALU 。
控制单元:控制器的基本功能就是时序控制和执行控制。根据当前运行的程序,控
制器使CPU 按一定的时序关系执行一序列
的微操作从而完成程序。
时钟信号:控制器根据时钟电路产生的时钟信号进行定时,以控制各种操作按指定的时序进行。计算机的基本功能是执行程序,而程序由一连串的指令组成;计算机的执行过程由一连串的指令周期组成,每一指
令周期完成一条指令。这些指令周期又可进一步细分为更小的单元,直到微操作uop-----CPU 完成的基本的原子操作。 时钟脉冲发生器的晶振频率成为机器的主频,它产生的时钟脉冲信号是整个机器的时间基准,其周期T 称为该计算机的时钟周期。 完成一个微操作的时间就称为CPU 周期(机器周期)。执行一条机器指令所需的时间称为一个指令周期。
3、指令系统(精简指令系统):操作类指令和控制类指令
一条指令:操作码 + 地址码 一条机器指令的执行:取指令――分析指令――执行指令 4、CPU 的主要指标有:
字长:CPU 一次所能处理的二进制位数。它决定着寄存器、加法器、数据总线等的位数。主频:计算机的时钟频率。(即内频)单位:MHz 或GHz 。 运算速度:CPU 每秒钟能完成的指令数MIPS 。运算速度=1÷ 执行一条机器指令所需的时间
1-2-4 存储器
存储单位:
(1)最小单位:位(bit,缩写b),
(2)基本单位:字节(Byte,缩写B)
(3)常用单位: 1KB(1千字节 )= 1024B 1MB (兆字节)=1024KB
1GB(1千兆字节)= 1024MB 1TB=1024GB
存储器的分类关系如图:
图 2
内存储器:又称主存,存储器按字节编址。
(1)ROM:断电后信息不会丧失,但是信息只能读出不能写入。(BIOS)
(2)RAM:信息可读出和写入,断电后信息全部丢失。(如“内存”、“显存”等)外存储器:又称作辅助存储器。外存储器是一般容量较大且可以移动。例如:硬盘、软盘、光盘、ZIP盘、MO光磁盘、USB存储器等。
计算机硬件系统存取信息的方式如图:
CPU Cache(缓存) RAM(主存) Disk( 辅存)
存储器的主要性能指标是存储容量和存取周期(存取周期与存取速度成反比)
存储容量:辅存>主存>缓存;存取速度:缓存>主存>辅存
1-2-5 输入输出(I/O)设备
输入设备:键盘、鼠标、光笔、数字化仪、图形扫描仪、摄像机等。
输出设备:显示器、打印机、绘图仪、磁盘驱动器等。
显示器:分为阴极射线管(CRT)和液晶显示(LCD/TFT)两种。其主要性能指标是分辨率。(其他还有如点距、刷新率等)。
1-2-6 非冯·诺伊曼型计算机
到目前为止,各种类型的计算机都属于冯·诺伊曼型计算机。正在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,可望突破当前计算机的结构模式。研制朝两个反向努力:
1、创建非冯·诺伊曼式语言: LISP、 PROLOG(人工智能语言,用逻辑设计取代程
序设计)、 F.P.(供理论研究用的理想语言)
2、创建以人脑神经系统处理信息原理为基础的非冯·诺伊曼式的计算机
生物计算机、光子计算机、量子计算机
1-3 软件系统:包括系统软件和应用软件。
系统软件:系统软件指管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件)的软件,主要包括操作系统、各种程序设计语言及其解释编译系统、数据库管理系统等。系统软件中最重要的是操作系统。
应用软件:用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。