信息學(xué)奧賽基礎(chǔ)知識(shí)提綱.doc

信息學(xué)競(jìng)賽知識(shí)梳理信息學(xué)奧賽基礎(chǔ)知識(shí)提綱 （2014年9月）1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)11概述一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，必須具有五大功能：數(shù)據(jù)傳送功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、數(shù)據(jù)處理功能、操作控制功能、操作判斷功能。它的工作特點(diǎn)是：運(yùn)算速度快、運(yùn)算精度高、記憶能力強(qiáng)、通用性廣、自動(dòng)運(yùn)算。計(jì)算機(jī)按照規(guī)?？煞譃椋壕扌蜋C(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、單片機(jī)等幾種類(lèi)型。根據(jù)用途不同分為通用機(jī)和專(zhuān)用機(jī)。硬件指的是計(jì)算機(jī)的設(shè)備實(shí)體；軟件通常泛指各類(lèi)程序和文件。軟硬件的關(guān)系：硬件是軟件的基礎(chǔ)。軟件是硬件的擴(kuò)充與完善。硬件與軟件在邏輯上是等價(jià)的。1946年，世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生于賓夕法尼亞大學(xué)，稱為ENIAC。1949年,第一臺(tái)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)EDSAC,英國(guó)劍橋大學(xué)威爾克斯（Wilkes）設(shè)計(jì)和制造的。1951年，第一臺(tái)商用計(jì)算機(jī)是UNIVAC。按照計(jì)算機(jī)采用的電子器件可劃分為四代，分別是：第一代19461958第二代19581964第三代1964-1975第四代1975至今主要電子器件電子管晶體管集成電路大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路內(nèi)存汞延遲線磁芯存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器穿孔卡片、紙帶磁帶磁帶、磁盤(pán)磁盤(pán)、光盤(pán)等大容量存儲(chǔ)器處理速度（指令數(shù)/秒）幾千條幾百萬(wàn)條幾千萬(wàn)條數(shù)億條以上12 硬件系統(tǒng)121 馮諾伊曼（J.von Neumann）機(jī)：美籍匈牙利數(shù)學(xué)家現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)被稱為馮諾伊曼結(jié)構(gòu)。它的主要特點(diǎn)是儲(chǔ)存程序的概念：（1） 采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。（2） 將程序（包括操作指令和操作數(shù)）事先存入主存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)高速地從存儲(chǔ)器中取出指令加以執(zhí)行。（3） 由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大基礎(chǔ)部件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。122 計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件需要以某種方式互聯(lián)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。最常見(jiàn)的互聯(lián)結(jié)構(gòu)就是總線互聯(lián)結(jié)構(gòu)和多總線互聯(lián)結(jié)構(gòu)。總線是一種連接多種設(shè)備的信息傳遞通道，實(shí)際上是一組信號(hào)線。典型的計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)由內(nèi)部總線和系統(tǒng)總線組成。（1） 內(nèi)部總線：用于連接CPU內(nèi)部的各個(gè)模塊。（2） 系統(tǒng)總線：又稱外部總線，用于連接CPU、存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備。系統(tǒng)總線的信號(hào)線分為三類(lèi)：數(shù)據(jù)線、地址線和控制線。數(shù)據(jù)線（Data Bus）：數(shù)據(jù)總線的寬度就是指組成數(shù)據(jù)總線的信號(hào)線的數(shù)目，它決定了在該總線上一次可以傳送的二進(jìn)制位數(shù)。地址線（Address Bus）：用以傳遞地址信息，來(lái)指示數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)來(lái)源和去向。地址線的數(shù)目決定了能夠訪問(wèn)空間的大小。控制線（Control Bus）：用來(lái)控制數(shù)據(jù)總線和地址總線。某SRAM芯片，其存儲(chǔ)容量為64K*16位，則該芯片的地址線數(shù)目和數(shù)據(jù)線的數(shù)目？123 中央處理器（Central Processor Unit）1、CPU包含了馮機(jī)五大部件中的運(yùn)算器（即加法器）和控制器。運(yùn)算器：對(duì)信息加工和處理的部件，主要完成各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破鳎和ㄟ^(guò)讀取各種指令，并進(jìn)行翻譯、分析，而后對(duì)各部件作出相應(yīng)的控制。輸 出 門(mén)A L U輸入選擇門(mén)A輸入選擇門(mén)B通用寄存器組.+12、CPU主要由三大部分組成：寄存器組、算術(shù)邏輯單元（ALU）和控制單元（控制器）。寄存器組：分為通用寄存器（通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器、標(biāo)志寄存器）和狀態(tài)控制寄存器（程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、存儲(chǔ)器地址寄存器MAR、存儲(chǔ)器緩沖寄存器MBR）以及程序狀態(tài)字PSW。算術(shù)邏輯單元ALU： 寄存器、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備把待處理的數(shù)據(jù)輸入到ALU?？刂茊卧嚎刂破鞯幕竟δ芫褪菚r(shí)序控制和執(zhí)行控制。根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行的程序，控制器使CPU按一定的時(shí)序關(guān)系執(zhí)行一序列的微操作從而完成程序。時(shí)鐘信號(hào)：控制器根據(jù)時(shí)鐘電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行定時(shí)，以控制各種操作按指定的時(shí)序進(jìn)行。計(jì)算機(jī)的基本功能是執(zhí)行程序，而程序由一連串的指令組成；計(jì)算機(jī)的執(zhí)行過(guò)程由一連串的指令周期組成，每一指令周期完成一條指令。這些指令周期又可進(jìn)一步細(xì)分為更小的單元，直到微操作uop-CPU完成的基本的原子操作。 時(shí)鐘脈沖發(fā)生器的晶振頻率成為機(jī)器的主頻，它產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號(hào)是整個(gè)機(jī)器的時(shí)間基準(zhǔn)，其周期T稱為該計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘周期。 完成一個(gè)微操作的時(shí)間就稱為CPU周期（機(jī)器周期）。執(zhí)行一條機(jī)器指令所需的時(shí)間稱為一個(gè)指令周期。3、指令系統(tǒng)（精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)）：操作類(lèi)指令和控制類(lèi)指令一條指令：操作碼 + 地址碼 一條機(jī)器指令的執(zhí)行：取指令分析指令執(zhí)行指令4、CPU的主要指標(biāo)有：字長(zhǎng)：CPU一次所能處理的二進(jìn)制位數(shù)。它決定著寄存器、加法器、數(shù)據(jù)總線等的位數(shù)。主頻：計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率。（即內(nèi)頻）單位：MHz或GHz。運(yùn)算速度：CPU每秒鐘能完成的指令數(shù)MIPS。運(yùn)算速度=1 執(zhí)行一條機(jī)器指令所需的時(shí)間124 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單位：（1） 最小單位：位（bit，縮寫(xiě)b），（2） 基本單位：字節(jié)（Byte，縮寫(xiě)B(tài)）（3） 常用單位： 1KB(1千字節(jié) )= 1024B 1MB (兆字節(jié))=1024KB 1GB(1千兆字節(jié))= 1024MB 1TB=1024GB存儲(chǔ)器的分類(lèi)關(guān)系如圖：圖 2內(nèi)存儲(chǔ)器：又稱主存，存儲(chǔ)器按字節(jié)編址。（1） ROM：斷電后信息不會(huì)喪失，但是信息只能讀出不能寫(xiě)入。（BIOS）（2） RAM：信息可讀出和寫(xiě)入，斷電后信息全部丟失。（如“內(nèi)存”、“顯存”等）外存儲(chǔ)器：又稱作輔助存儲(chǔ)器。外存儲(chǔ)器是一般容量較大且可以移動(dòng)。例如：硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán)、ZIP盤(pán)、MO光磁盤(pán)、USB存儲(chǔ)器等。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)存取信息的方式如圖：CPUCache(緩存)RAM(主存)Disk( 輔存)存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)是存儲(chǔ)容量和存取周期（存取周期與存取速度成反比）存儲(chǔ)容量：輔存主存緩存；存取速度：緩存主存輔存125 輸入輸出（I/O）設(shè)備輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光筆、數(shù)字化儀、圖形掃描儀、攝像機(jī)等。輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。顯示器：分為陰極射線管（CRT）和液晶顯示（LCD/TFT）兩種。其主要性能指標(biāo)是分辨率。（其他還有如點(diǎn)距、刷新率等）。126 非馮諾伊曼型計(jì)算機(jī)到目前為止，各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)都屬于馮諾伊曼型計(jì)算機(jī)。正在研制中的第五代智能計(jì)算機(jī)，將具有自動(dòng)識(shí)別自然語(yǔ)言、圖形、圖像的能力，具有理解和推理的能力，具有知識(shí)獲取、知識(shí)更新的能力，可望突破當(dāng)前計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)模式。研制朝兩個(gè)反向努力：1、 創(chuàng)建非馮諾伊曼式語(yǔ)言： LISP、 PROLOG（人工智能語(yǔ)言，用邏輯設(shè)計(jì)取代程序設(shè)計(jì)）、 F.P.（供理論研究用的理想語(yǔ)言）2、 創(chuàng)建以人腦神經(jīng)系統(tǒng)處理信息原理為基礎(chǔ)的非馮諾伊曼式的計(jì)算機(jī) 生物計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)13 軟件系統(tǒng)：包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件指管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源（包括硬件和軟件）的軟件，主要包括操作系統(tǒng)、各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其解釋編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等。系統(tǒng)軟件中最重要的是操作系統(tǒng)。應(yīng)用軟件：用戶利用計(jì)算機(jī)及其提供的系統(tǒng)軟件為解決各種實(shí)際問(wèn)題而編制的計(jì)算機(jī)程序。 131 操作系統(tǒng)（Operating System）1、常見(jiàn)的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)建立了用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。當(dāng)前常見(jiàn)的操作系統(tǒng)有DOS（微軟公司，Disk Operating System磁盤(pán)操作系統(tǒng)）、Windows 9x/Me/NT/2000/XP（微軟公司，視窗系列操作系統(tǒng)）、UNIX、Linux、SunOS（升陽(yáng)公司）、IBM OS/2等。DOS是一個(gè)單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，Windows 95是一個(gè)單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，Windows NT/2000/XP等屬于多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。UNIX（多任務(wù)分時(shí)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）：20世紀(jì)70年代初期由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。在所有比微機(jī)性能更好的工作站型計(jì)算機(jī)上，都是使用該操作系統(tǒng)。Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。是一個(gè)與UNIX完全兼容的免費(fèi)操作系統(tǒng)，它的內(nèi)核全部重新編寫(xiě)，并公布了所有源代碼。Linux由芬蘭人Linux Torvalds首創(chuàng)，現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)穩(wěn)定可靠、功能完善、性能卓越的操作系統(tǒng)。 2、操作系統(tǒng)的主要功能包括：處理機(jī)管理；存儲(chǔ)管理；設(shè)備管理；文件管理；作業(yè)管理。 3、操作系統(tǒng)管理控制方式：A、分時(shí)操作系統(tǒng)：一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接多個(gè)終端，分時(shí)系統(tǒng)把CPU的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把CPU分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使用。B、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：系統(tǒng)響應(yīng)速度快，他要求計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息做出及時(shí)響應(yīng)，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。C、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)用戶與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的接口。通過(guò)通信子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，通過(guò)資源子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)共享。132 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言世界上第一位程序員：英國(guó)著名詩(shī)人拜倫的女兒Ada Lovelace程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用戶用來(lái)編寫(xiě)程序的語(yǔ)言。它分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是最底層的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。它的特點(diǎn)是用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，每條指令都是二進(jìn)制形式的指令代碼，由和組成。計(jì)算機(jī)硬件可以直接識(shí)別，執(zhí)行速度快，但不易調(diào)試、修改，程序的直觀性差、移植性差。所謂指令是指一種規(guī)定CPU執(zhí)行某種特定操作的命令，也稱為機(jī)器指令，它包括操作碼和地址碼。 機(jī)器語(yǔ)言低級(jí)語(yǔ)言編譯或解釋匯編匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言是用指令助記符合地址符號(hào)書(shū)寫(xiě)的指令。用匯編指令編寫(xiě)的程序成為匯編語(yǔ)言源程序。計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序，必須由翻譯程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序才能執(zhí)行，執(zhí)行效率較高，相對(duì)機(jī)器語(yǔ)言程序而言，易讀、易檢查、易修改，但其通用性和移植性仍較差。翻譯的過(guò)程稱為，負(fù)責(zé)翻譯的程序稱之為匯編程序。高級(jí)語(yǔ)言面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言（OOPLs） ：C+，Dephi，Visual Basic，Java，SmallTalk，Object Pascal等。Smalltalk是最早的純面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言之一。面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：FORTRAN、BASIC、PASCAL、C等。 Ada語(yǔ)言是迄今為止 最復(fù)雜，最完備的軟件工具。美國(guó)國(guó)防部指定的 唯一的一種可用于軍用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言，我國(guó)軍方也將Ada做為軍內(nèi)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)（GJB 1383程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Ada）。133 應(yīng)用軟件由于計(jì)算機(jī)有大量的應(yīng)用軟件，它在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用很廣泛。專(zhuān)門(mén)用途的應(yīng)用軟件如字處理軟件（如Word）、財(cái)務(wù)軟件、圖形處理軟件（如PhotoShop）已經(jīng)深入了我們的生活。計(jì)算機(jī)常見(jiàn)的應(yīng)用還包括計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）等。1-3-6知識(shí)產(chǎn)權(quán) 1997 年中華人民共和國(guó)刑法 界定了計(jì)算機(jī)犯罪 1991年 計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)條例 計(jì)算機(jī)知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的法律法規(guī) 2001年11月全國(guó)青少年網(wǎng)絡(luò)文明公約針對(duì)青少年使用網(wǎng)絡(luò)，團(tuán)中央、教育部等部門(mén) 2001年12月公布了新的計(jì)算機(jī)軟件保護(hù)條例，即計(jì)算機(jī)軟件是受法律保護(hù)的，不可以隨便復(fù)制、盜版。137 計(jì)算機(jī)病毒計(jì)算機(jī)病毒指的是會(huì)影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常工作的一類(lèi)特殊的程序，它的主要特點(diǎn)是傳播性、潛伏性、破壞性與隱蔽性。按照計(jì)算機(jī)病毒存在的媒體和傳播方式分類(lèi)，可以把它分為文件型、引導(dǎo)區(qū)型、網(wǎng)絡(luò)型、混合型、宏病毒等。網(wǎng)絡(luò)病毒通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳播感染網(wǎng)絡(luò)中的可執(zhí)行文件，文件病毒感染計(jì)算機(jī)中的文件（如：com，exe等），引導(dǎo)型病毒感染啟動(dòng)扇區(qū)（Boot）和硬盤(pán)的系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)（MBR），還有這三種情況的混合型，例如：多型病毒（文件和引導(dǎo)型）感染文件和引導(dǎo)扇區(qū)兩種目標(biāo)。計(jì)算機(jī)病毒通常都具有復(fù)雜的算法或者很好的心理學(xué)特性。137 數(shù)據(jù)庫(kù)（DB-DataBase）1、 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念：在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集合。建立在微型機(jī)上的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是一張二維表格。2、 數(shù)據(jù)庫(kù)特性：（1） 最小冗余：數(shù)據(jù)盡可能不重復(fù)存儲(chǔ)（2） 數(shù)據(jù)共享：數(shù)據(jù)可以為多個(gè)用戶程序服務(wù)（3） 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：DB中數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序不存在依賴關(guān)系（4） 安全性：保護(hù)DB以防止不合法使用（5） 完整性：存取DB的過(guò)程中要確保其正確性、一致性和有效性。3、 常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）：（1） 高檔數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品（分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件）：Oracle，Infomix，Sybase，DB2（2） 中、低檔數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品(集中式)：Foxpro，DBASE, Access,（3） 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具：Access，Visual Basic，Power Builder，SQL Server ,My SQL?；冢–lient/Server）客戶機(jī)/服務(wù)器環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具。4、 SQL-數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)查詢語(yǔ)言 select 學(xué)號(hào)，姓名 From 學(xué)生表 insert into 學(xué)生表 values(學(xué)號(hào)，姓名)14 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示141 數(shù)據(jù)類(lèi)型及其存儲(chǔ):計(jì)算機(jī)里用到的數(shù)據(jù)類(lèi)型主要可以分為兩類(lèi)：表示數(shù)量的數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值性的符號(hào)數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制的形式在計(jì)算機(jī)里處理和存儲(chǔ)。143 進(jìn)制的運(yùn)算和轉(zhuǎn)換1、N進(jìn)制的數(shù)據(jù)就是由0N1這N個(gè)數(shù)字按照一定的順序排列組合，運(yùn)算上逢N進(jìn)一的數(shù)。（即以N為基數(shù)的數(shù)據(jù)）常見(jiàn)的進(jìn)制有二進(jìn)制（BINary）、八進(jìn)制（OCTonary）、十進(jìn)制（DECimalism），十六進(jìn)制（HEXadecimal）。二進(jìn)制的運(yùn)算分為算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算兩種：（1） 常用的算術(shù)運(yùn)算（進(jìn)位和借位）： 加法：0000111011110 減法：0001011101110（2） 常用的邏輯運(yùn)算（逐位進(jìn)行）： 邏輯或（OR）：000011101111 邏輯與（AND）：0000101001112、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成N進(jìn)制數(shù)：整數(shù)部分除N取余，小數(shù)部分乘N取整第 11 頁(yè) 共 12 頁(yè) 整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：除二取余例如：(19)10(10011)2 小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換：乘2取整例如：(0.125)10(0.001)2并非所有的十進(jìn)制小數(shù)都能用有限位的二進(jìn)制小數(shù)來(lái)表示。如(0.63)10。3、 二進(jìn)制與十六、八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換1個(gè)十六進(jìn)制位=4個(gè)二進(jìn)制位 1個(gè)八進(jìn)制位=3個(gè)二進(jìn)制位二進(jìn)制0000000100100011010001010110011116進(jìn)制01234567二進(jìn)制1000100110101011110011011110111116進(jìn)制89ABCDEF表1 二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)字對(duì)照表二進(jìn)制000001010011100101110111八進(jìn)制01234567表2 二進(jìn)制與八進(jìn)制數(shù)字對(duì)照表4、 N進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)(各位數(shù)字與權(quán)植乘積累加) (ABCDE.FG)n =A*n4+B*n3+C*n2+D*n1+E*n0+F*n-1 + G*n-2142 數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)為了解決數(shù)據(jù)的表示范圍問(wèn)題，計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的數(shù)值數(shù)據(jù)分為定點(diǎn)數(shù)據(jù)和浮點(diǎn)數(shù)據(jù)兩類(lèi)。定點(diǎn)數(shù)據(jù)是各種數(shù)據(jù)類(lèi)型中最簡(jiǎn)單、最基本的一種數(shù)據(jù)表示，它用以表示二進(jìn)制形式具有固定比例換算的量（即小數(shù)點(diǎn)的位置固定不變）。由于定點(diǎn)位置的不同，定點(diǎn)數(shù)一般分為兩類(lèi)：整數(shù)（Integer，小數(shù)點(diǎn)固定于最低位右邊的數(shù)）和小數(shù)（Fraction，小數(shù)點(diǎn)固定于數(shù)的左端，在20與21之間，又稱為分?jǐn)?shù)）。計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示的基本原理來(lái)源于十進(jìn)制數(shù)中使用的科學(xué)記數(shù)法。一個(gè)數(shù)N的科學(xué)記數(shù)法形式可寫(xiě)成：NMRE。其中M代表尾數(shù)，E代表階碼，R代表基數(shù)。當(dāng)尾數(shù)、階碼采用二進(jìn)制，基數(shù)R2時(shí)，就是計(jì)算機(jī)中的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示。浮點(diǎn)數(shù)是實(shí)數(shù)的一種近似表示，存在下溢和上溢，浮點(diǎn)數(shù)格式必須兼顧表示范圍及表示精度的要求。浮點(diǎn)數(shù)的一般表示方式如下：符號(hào)階碼E（定點(diǎn)整數(shù)）尾數(shù)M（定點(diǎn)小數(shù)）144 定點(diǎn)數(shù)據(jù)的編碼為了解決數(shù)據(jù)的正、負(fù)問(wèn)題，定點(diǎn)數(shù)據(jù)引入數(shù)據(jù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示。位運(yùn)算：not 二進(jìn)制按位取反 and 二進(jìn)制按位與 shr 二進(jìn)制按位右移shl 二進(jìn)制按位左移 or 二進(jìn)制按位或 xor 二進(jìn)制按位異或采用補(bǔ)碼制進(jìn)行運(yùn)算，所以必須確定該數(shù)存儲(chǔ)的字節(jié)數(shù)，再?zèng)Q定該數(shù)的補(bǔ)碼。原理一個(gè)字節(jié)表示的數(shù)據(jù)范圍舉例原碼用最高位（最左位）來(lái)表示數(shù)的符號(hào)，0為正數(shù)，1為負(fù)數(shù)127127共255個(gè)數(shù)（0）原00000000（0）原100000000010101143，1010101143。反碼正數(shù)的反碼都與它的原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼則是它的逐位取反（符號(hào)位不變）127127共255個(gè)數(shù)（0）反00000000（0）反11111111(56)原(56)反00111000(56)原10111000(56)反11000111補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼也與它的原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于它的反碼加一（進(jìn)位自然舍去）128127共256個(gè)數(shù)(-0)補(bǔ)=11111111+00000001（1）00000000（）補(bǔ)(-1)補(bǔ)=11111111(-2)補(bǔ)=11111110（-128）補(bǔ)=10000000(56)原=(56)反=(56)補(bǔ)00111000（56）補(bǔ)11001000145 非數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)1、ASCII（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）, 一個(gè)西文字符用一個(gè)7位的ASCII碼表示，最高位填0，存儲(chǔ)需要一個(gè)字節(jié)。2、1980年， 信息交換用漢字編碼字符集基本集（GB2312-80），字符集收入常用漢字6763個(gè)，其中包括一級(jí)漢字3755個(gè)（按漢語(yǔ)拼音排列），二級(jí)漢字3008個(gè)（按偏旁部首排列）。將6763個(gè)漢字分為94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)又分為94位。漢字在代碼表中的區(qū)號(hào)、位號(hào)就叫做漢字的區(qū)位碼（例如“國(guó)”：25-90）；將漢字的區(qū)號(hào)、位號(hào)各增加32即為國(guó)標(biāo)碼（例如“國(guó)”：57-122）；國(guó)標(biāo)漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)以連續(xù)的兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示。為了和ASCII碼區(qū)別，這兩個(gè)字節(jié)的最高位都填1，理論上能夠表示的漢字?jǐn)?shù)共28128112812816384個(gè)漢字，國(guó)標(biāo)漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)的編碼叫做機(jī)內(nèi)碼。3、當(dāng)前常用的其他漢字字符集編碼： 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GBK）漢字?jǐn)U展內(nèi)碼規(guī)范；臺(tái)灣漢字編碼規(guī)范（BIG5）等4、計(jì)算機(jī)上字符的輸出是通過(guò)在計(jì)算機(jī)中預(yù)存字形信息庫(kù)，簡(jiǎn)稱字庫(kù)（Font），以下以漢字為例，字形有兩種表示方法：點(diǎn)陣字形庫(kù)和輪廓字形庫(kù)。點(diǎn)陣字形庫(kù)時(shí)一點(diǎn)振興是描述的漢字字形代碼，其點(diǎn)陣的密度決定了漢字的美觀清晰度。普通的點(diǎn)陣為1616，更高的有2424、3232、6464等。點(diǎn)陣字形庫(kù)需要占據(jù)大量的存儲(chǔ)空間。以1616為例，每個(gè)漢字要占用1616位32字節(jié)，6763個(gè)漢字共占用326763256KB。由于點(diǎn)陣字形庫(kù)美觀程度差、空間占用大，我們現(xiàn)在所采用的一般都是輪廓字形庫(kù)（包括Windows9x內(nèi)的宋體、楷體、黑體）。5、 漢字激光照排系統(tǒng)的創(chuàng)始人王選,“漢字印刷術(shù)的第二次發(fā)明”。15 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1-5-1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)： 1969年，美國(guó)國(guó)防部ARPANET (1) 按照距離分類(lèi) 網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型距離適合的對(duì)象局域網(wǎng)LAN幾米10公里位于一個(gè)建筑物或一個(gè)單位內(nèi)城域網(wǎng)MAN10公里100公里 對(duì)一個(gè)城市的LAN互聯(lián)位于一座城市中廣域網(wǎng) WAN幾百公里幾千公里國(guó)家，郵電部的CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng) INTERNET一個(gè)洲或洲際（2）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型，星形，環(huán)形，樹(shù)形應(yīng)用層（Application Layer)表示層（Presentation Layer)會(huì)話層（Session Layer）傳輸層（Transport Layer)網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer)物理層（Physical Layer)1-5-3、OSI（開(kāi)放式系統(tǒng)互連參考模型）OSI（開(kāi)放式系統(tǒng)互連參考模型）是ISO就網(wǎng)絡(luò)體系提出的一個(gè)參考模型，這個(gè)模型把網(wǎng)絡(luò)通信的工作分為7層.1-5-4、TCP/IP協(xié)議 TCP/IP協(xié)議把Internet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)描述成具有4個(gè)層次功能的網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用層應(yīng)用程序間溝通的層，如簡(jiǎn)單電子郵件傳輸（SMTP）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)協(xié)議（Telnet）等傳輸層提供了節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳送，應(yīng)用程序之間的通信服務(wù)，主要功能是數(shù)據(jù)格式化、數(shù)據(jù)確認(rèn)和丟失重傳等。如傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）等，TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又校@一層負(fù)責(zé)傳送數(shù)據(jù)，并且確定數(shù)據(jù)已被送達(dá)并接收?；ミB網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)提供基本的數(shù)據(jù)封包傳送功能，讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達(dá)目的主機(jī)（但不檢查是否被正確接收），如網(wǎng)際協(xié)議（IP）網(wǎng)絡(luò)接口層接收IP數(shù)據(jù)報(bào)并進(jìn)行傳輸，從網(wǎng)絡(luò)上接收物理幀，抽取IP數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)交給下一層，對(duì)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)媒體的管理，定義如何使用實(shí)際網(wǎng)絡(luò)（如Ethernet、Serial Line等）來(lái)傳送數(shù)據(jù)。1-5-6 、IP地址與子網(wǎng)掩碼IPv4地址：32bit位二進(jìn)制組成，由類(lèi)型標(biāo)志、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)志和主機(jī)標(biāo)識(shí)組成。IP地址分為：A、B、C、D、E五類(lèi)。常用的是A、B、C。 01 8 31A類(lèi)：0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào) 0 1 2 16 31B類(lèi)：10網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào) 0 1 2 3 24 31C類(lèi)：110網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)網(wǎng)址范圍子網(wǎng)掩碼A類(lèi)l -126 . 0 - 255 . : U/ N0 J% 8 Y7 .0-255 . * l7 G$ c3 |+ v* I: m& r, D1-254 & P255000B類(lèi)128-191 . 0-255 . 0-255 . I1-25425525500C類(lèi)192-233 . 0 L0-255 . 0-255 . 1-25425525500 第二代中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)CERNET2是中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI最大的核心網(wǎng)和唯一的全國(guó)性學(xué)術(shù)網(wǎng)，CERNET2全國(guó)網(wǎng)絡(luò)中心位于清華大學(xué)。CERNET2具有以下特點(diǎn)： 1 . 是中國(guó)第一個(gè)IPv6國(guó)家主干網(wǎng)。 2 . 是目前世界上規(guī)模最大的純IPv6主干網(wǎng)。 3 . 建成中國(guó)下一代IPv6網(wǎng)交換中心。 4 . 采用了自主開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)，為下一代互聯(lián)網(wǎng)帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 IPV6地址長(zhǎng)度為128比特。 2004年3月，CERNET2試驗(yàn)網(wǎng)正式向用戶提供IPv6下一代互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。目前，CERNET2已經(jīng)初具規(guī)模。CERNET2已經(jīng)接入北京大學(xué)、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)等100多所國(guó)內(nèi)高校，并與谷歌實(shí)現(xiàn)基于IPv6的1Gbps高速互聯(lián)。1-5-6域名系統(tǒng)及DNS服務(wù)器 在Internet網(wǎng)上的主機(jī)就可以用“主機(jī)名域名”的方式唯一的標(biāo)識(shí)。如：WWWTONGJIEDIJCN名字中WWW為主機(jī)名，由服務(wù)器管理員命名，TONGJIEDU.CN 為域名，由服務(wù)器管理員申請(qǐng)合法可以使用。 DNS服務(wù)器：/ Z% N2 6 ?: Z: WT) h提供主機(jī)域名與IP地址之間相互轉(zhuǎn)換服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它保存了一張域名(domain name)和與之相對(duì)應(yīng)的IP地址 (IP address)的表，以解析消息的域名。1-5-7 WEB服務(wù)器：WEB服務(wù)器也稱為WWW(WORLD WIDE WEB)服務(wù)器，主要是提供網(wǎng)上信息瀏覽服務(wù)。(1)應(yīng)用層使用HTTP協(xié)議。(2)HTML文檔格式：html 超文本標(biāo)記語(yǔ)言，HTML命令可以說(shuō)明文字、圖形、動(dòng)畫(huà)、聲音、表格、鏈接等。網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)中，超鏈接：本站點(diǎn)網(wǎng)頁(yè)之間的聯(lián)系 或 指向外部的網(wǎng)絡(luò)資源。標(biāo)簽：本網(wǎng)頁(yè)之間的跳轉(zhuǎn)。（3)瀏覽器統(tǒng)一資源定位器(URL)。1-5-8 常見(jiàn)的協(xié)議協(xié)議中 文在網(wǎng)絡(luò)模型中的層次TCP/IP協(xié)議傳輸控制協(xié)議 / 因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議傳輸層/互連網(wǎng)絡(luò)層Http超文本傳輸協(xié)議應(yīng)用層FTP文件傳輸協(xié)議應(yīng)用層SMTP簡(jiǎn)單電子郵件傳輸應(yīng)用層Pop3郵局協(xié)議, 個(gè)人計(jì)算機(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)上的郵件服務(wù)器收發(fā)郵件的協(xié)議應(yīng)用層Telnet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)協(xié)議應(yīng)用層2、競(jìng)賽與編程環(huán)境全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽系列活動(dòng)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)稱 描 述NOI全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克（2011年第28屆）NOIP全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克聯(lián)賽(2011年第17屆)冬令營(yíng)全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽冬令營(yíng)APIO亞洲與太平洋地區(qū)信息學(xué)奧賽選拔賽（ctsc）選拔參加國(guó)際信息學(xué)奧林匹克中國(guó)代表隊(duì)的競(jìng)賽IOI國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽NOI2009、NOIP2009競(jìng)賽環(huán)境說(shuō)明 分類(lèi)軟件版本說(shuō)明系統(tǒng)軟件NOI Linux內(nèi)核- 2.6.24 NOILinux 1.2操作系統(tǒng)編譯器Gcc4.1.2C編譯器G+4.1.2C+編譯器Freepascal，F(xiàn)pc2.0.4Pascal編譯器調(diào)試器Gdb6.6命令行啟動(dòng)Ddd3.3.11命令行啟動(dòng)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境GUIDE1.0.0單文件程序IDE（C/C+/Pascal）Anjuta1.2.4C/C+IDELazarus0.9.22PascalIDE3、圖靈與圖靈獎(jiǎng)圖靈是英國(guó)著名的數(shù)學(xué)家和邏輯學(xué)家，被稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父，是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者，提出了“圖靈機(jī)”和“圖靈測(cè)試”等重要概念。圖靈機(jī)就是指一個(gè)抽象的機(jī)器，理想計(jì)算機(jī)模型。“圖靈獎(jiǎng)”是美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM，Association for