信息学竞赛计算机基础知识讲义-范奂垒

初试：初试全部为笔试，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30分。每题有5个备选方案；前10个题为单选题门每题有且只有一个正确答案），后10题为复选题（即每题有1至5个正确答案，只有全部选对才得分）。试题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，每题5分，共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。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串相同，则得分；否则不得分。

3、程序阅读理解题：共4题，每题8分，共32分。题目给出一段程序（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。输出以字符串的形式给出，如果与标准答案一致，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。填对的，则得分；否则不得分。

内容与要求：

1、计算机的基本常识

●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)

●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)

●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)

●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)

●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)

●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))

●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LINUX的基本操作知识

●联网的基本使用常识(网上浏览、搜索和查询等)

●常用的工具软件使用(文字编辑、电子邮件收发等)

3、程序设计的基本知识

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(串)与线性表

●记录类型(PASCAL)／结构类型(C)

程序设计：

●结构化程序设计的基本概念

●阅读理解程序的基本能力

●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

●具有针对模型设计简单算法的基本能力

●程序流程描述(自然语言／伪码／NS图／其他)

●程序设计语言(PASCAL／C／C++，)

基本算法处理：

●初等算法(计数、统计、数学运算等)

●排序算法(冒泡法、插入排序、合并排序、快速排序)

●查找(顺序查找、二分法)

●回溯算法

计算机基础知识

一、计算机的诞生与发展

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，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。

计算机发展的四个阶段

与计算机相关的几个重要人物：

艾伦·图灵（Alan Turing）

英国科学家，他是计算机人工智能技术的鼻祖。1937年他提出了能思考的计算机——图灵机的概念，推进了计算机理论的发展。图灵机模型是一种抽象计算模型，用来精确定义可计算函数，是实现机器人的最基本的一个理论模型。1950年，艾伦·图灵发表题为《计算机能思考吗》的论文，设计了著名的图灵测验，解决了如何判定机器人是否具有同人类相等的智力的问题。

冯·诺依曼（John Von Neumann）

1945年，他写了一篇题为《关于离散变量自动电子计算机的草案》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。这成为所有现代计算机的基础理论，被称为“冯·诺依曼结构”。如今，各式各样的电脑无论看起来差别多大，实质上绝大多数是属于冯·诺依曼结构的。

1.计算机硬件设备由：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备构成

2.存储程序、程序控制：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中，计算机对已存入的程序和数据处理后输出结果

3.采用二进制

高登·摩尔（Gordon Moore）

“每过18个月，计算机芯片依赖的集成电路由于内部晶体管数量的几何级数的增长，而使性能几乎提高一倍，同时集成电路的价格也恰好减少为原来的一半。”这就是计算机界著名的摩尔定律，他的发明人就是高登·摩尔。1968年他与罗伯特·诺伊斯一起率领一群工程师创建了一家叫集成电子的公司，简称“Intel”，这就是当今名震世界的英特尔公司。

法国人帕斯卡于17世纪制造出的一种机械式加法机，是世界上第一台机械式计算机。算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。

英国著名诗人拜伦的女儿Ada Lovelace(爱达).由于她在程序设计上的开创性工作，Ada Lovelace被称为世界