信息學奧林匹克競賽簡介

1.全國青少年信息學奧林匹克分區(qū)聯(lián)賽（簡稱NOIP）。它又分為初賽（筆試），初賽在東營市稱為東營市信息學奧林匹克競賽，在每年10月份舉行，獲市一等獎的初中學生中考時加10分。在初賽中成績突出的學生，將被選拔參加同年11月份舉行的復賽（上機編程）。在復賽中獲得國家級一等獎的高中學生，就獲得了保送到全國重點大學的資格；在復賽中獲得國家級二等獎的學生，就獲得了參加重點大學自主招生考試的資格。在復賽中獲得國家級一、二等獎的初中學生中考時加20分。（中考加分情況每年可能有變化，具體情況請咨詢相關主管部門）

2.全國青少年信息學奧林匹克競賽（簡稱NOI）。在上一年聯(lián)賽（NOIP）中成績突出的同學，將于第二年5月份參加山東省隊選拔賽，被選拔上的同學參加第二年8月份舉行的NOI比賽。在NOI比賽中獲得前20名（一等獎）的高中學生，獲得免試保送到清華、北大等名牌大學的資格，獲前50名左右（二等獎）的高中學生，獲得免試保送到復旦、南開等重點大學的資格，只要是三等獎以上的學生都可以獲得免試保送到上海交通大學的資格。

3．國際青少年信息學奧林匹克競賽（簡稱IOI）。在全國信息學奧賽（NOI）突出的學生將被選拔參加第二年8月份舉行的國際比賽（IOI），它輪流在世界各國舉行。在比賽中成績優(yōu)異的學生，不僅有豐厚的獎品和國內(nèi)大學任意選擇，而且國際上有名的大學也非常愿意接收這樣的學生。第一頁，共42頁。計算機的基礎知識一.計算機的發(fā)展和應用二.計算機概述三.多媒體技術應用四.計算機網(wǎng)絡使用基礎第二頁，共42頁。第一臺電子計算機的誕生1946年世界上第一臺數(shù)字式電子計算機是由美國賓夕法尼亞大學的物理學家約翰·莫克利和工程師普雷斯伯·?？颂仡I導研制的取名為ENIAC的計算機。由于這臺計算機使用了電子器——電子管和電子線路，因此其功能在當時確實是出類拔萃，例如，它可以在一秒鐘內(nèi)進行5000次加減法運算，3毫秒便可以進行一次乘法運算，與手工計算相比速度大大加快。但是，它也明顯地存在著缺點，它體積龐大，機器中約有18800只電子管，1500個繼電器，70000只電阻及其他各類電氣元件，重30噸，占地170平方米，運行時耗電量很大；存儲容量很小，只能存儲20個字長為10位的十進制數(shù)；另外，它采用線路連接的方法來編排程序，因此每次解題都要靠人工改接連線，準備時間大大超過實際計算時間；它沒有存儲程序的能力，不具備自動計算功能。一.計算機的發(fā)展和應用第三頁，共42頁。計算機發(fā)展的幾個階段第一代1946~1958第二代1958~1964第三代1964~1975第四代1975~至今主要電子器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電器大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路內(nèi)存汞延遲線磁芯存儲器半導體存儲器半導體存儲器外存穿孔卡片和紙帶磁帶磁帶、磁盤磁盤、光盤等大容易存儲器處理速度（指令數(shù)/秒）幾千條幾百萬條幾千萬條數(shù)億條以上第四頁，共42頁。研制中的第五代計算機至目前為止，各種類型的計算機都屬于馮·諾依曼型計算機，即采用存儲程序方式進行工作。隨著計算機應用領域的擴大，馮·諾依曼型的工作方式逐漸顯露出其局限性，所以科學家提出了制造非馮·諾依曼式計算機。正在開發(fā)研制中的第五代智能計算機，將具有自動識別自然語言、圖形、圖像的能力，具有理解和推理的能力，具有知識獲取、知識更新的能力，可望能夠突破當前的計算機的結構模式。研制朝兩個方向努力：1、創(chuàng)建非馮·諾依曼式語言2、創(chuàng)建以人腦神經(jīng)系統(tǒng)處理信息原理為基礎的非馮·諾依曼的計算機模型，如：生物計算機、光子計算機、量子計算機第五頁，共42頁。計算機的應用（1）科學計算（數(shù)值計算）（2）數(shù)據(jù)處理（信息處理）（3）人工智能（4）自動控制（5）計算機輔助設計（CAD）和制造，計算機輔助教育（CAI）第六頁，共42頁。信息高速公路能源、材料（物質）、信息是社會發(fā)展的三大支柱。1993年美國宣布了國家信息基礎設施（NII）計劃，正式提出了建設全國性信息高速度公路的設想。二十多年來逐步演變和發(fā)展的Internet網(wǎng)絡，已為信息高速公路勾畫出一個雛形，并為整個信息基礎設施打下了一定的基礎。在美國政府提出信息高速公路發(fā)展計劃之后，全球許多國家紛紛制訂了本國的信息計劃，以期在新世紀來臨之際，占領有利位置，謀求國家的長遠利益，一時間信息高速公路熱席卷全球。第七頁，共42頁。我國的“三金”工程1、金橋工程。即國家公用經(jīng)濟信息通信網(wǎng)絡工程，晚國信息化建設的基礎設施之一。其目標是建立一個覆蓋全國各省市、自治區(qū)、500個中心城市，與各部門、地方專用計算機網(wǎng)相聯(lián)，與男家綜合管理部門信息中心的計算機網(wǎng)相聯(lián)，并實行與國際計算機聯(lián)網(wǎng)的公用基干網(wǎng)和網(wǎng)中網(wǎng)。2、金關工程。它是金橋工程的起步工程之一，將為海關、外貿(mào)、外匯管理和稅務等部門的業(yè)務系統(tǒng)專用網(wǎng)絡實行計算機聯(lián)網(wǎng)。3、金卡工程。即電子貨幣工程，是金融電子化和商業(yè)流通現(xiàn)代化的重要組成部分。第八頁，共42頁。分類標準一：大型通用機、巨型機、小型機、工作站、微型機（PC機）、網(wǎng)絡計算機（NC機）分類標準二：巨型機、大型機、中型機、小型機、微機二.計算機概述計算機的分類第九頁，共42頁。計算機的組成和工作原理1、存儲程序工作原理存儲程序工作原理，是由美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼在1946年提出的，其基本思想是，在計算機中設置存儲器，將符號化的計算步驟存放在存儲器中，然后依次取出存儲的內(nèi)容，由一個被稱之為控制器的部件進行譯碼，譯碼結果在運算器中進行計算，從而實現(xiàn)計算機工作的自動化（運算器和控制器統(tǒng)稱CPU）馮·諾依曼依據(jù)此原理設計出第一臺具有存儲程序功能的計算機EDVAC（離散變量自動電子計算機）。運算器存儲器控制器輸入設備輸出設備輸入輸出二.計算機概述第十頁，共42頁。2、計算機指令系統(tǒng)機器指令是要計算機執(zhí)行某種操作的命令，且由計算機直接識別執(zhí)行。一臺計算機可以有許多指令，作用也各不相同，所有指令的集合稱為計算機的指令系統(tǒng)。計算機的類型不同，指令系統(tǒng)也不同。例如：蘋果機采用的是6502指令系統(tǒng)，IBMPC采用的是8086/8088指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)是計算機基本功能具體而集中的體現(xiàn)。從計算機系統(tǒng)結構的角度看，指令系統(tǒng)是軟件和硬件的界面，指令是對計算進行程序控制的最小單位。指令系統(tǒng)的內(nèi)核是硬件，當一臺機器指令系統(tǒng)確定之后，硬件設計師根據(jù)指令系統(tǒng)的約束條件，構造硬件組織，由硬件支持指令系統(tǒng)功能得以實現(xiàn)。而軟件設計師在指令系統(tǒng)的基礎上建立程序系統(tǒng)，擴充發(fā)揮機器的功能。用機器指令編寫的程序稱之為機器語言程序。一條指令通常由操作碼和地址碼兩部分組成，如圖所示：地址碼操作碼指明計算執(zhí)行的某種操作的性質和功能指出被操作的數(shù)據(jù)存放在何處指令按其功能可以分為：（1）操作類指令（2）控制轉移類指令第十一頁，共42頁。3、計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)由五部分組成：（1）運算器（2）控制器（3）存儲器（內(nèi)存、外存）（4）輸入設備（5）輸出設備CPU第十二頁，共42頁。存儲器（Memory)存儲器的主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。程序是計算機操作的依據(jù)，數(shù)據(jù)是計算機操作的對象。為了實現(xiàn)自動計算，各種信息必須預先存放在計算機內(nèi)的某個地方，這個地方就是存儲器。存儲器有內(nèi)存（主存）和外存（輔存）之分。外存是存放程序和數(shù)據(jù)“倉庫”，可以長時間的保存大量信息。但程序必須調(diào)入到內(nèi)存方可執(zhí)行，待處理的數(shù)據(jù)也只有進行內(nèi)存后才能被程序加工。所以內(nèi)存和外存之間的嚴格的分工。存儲器采取按地址存（寫）、?。ㄗx）的工作方式。一個內(nèi)存體內(nèi)包括許多的存儲單元，每個單元可以存放適當單位的信息，全部存儲單元按一定的順序編號，這種編號就稱為存儲器的地址。存儲器按其讀寫性可以分為：RAM（隨機存儲器）、ROM（只讀存儲器）當電源關閉時RAM不能保留數(shù)據(jù)，如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入到一個長期的存儲器中（例如硬盤）。第十三頁，共42頁。內(nèi)存：組成：是由RAM組成的分類：SDR、DDR容量：64M、128M、256M、512M外存：硬盤20G、40G、80G、120G、200G軟盤1.44M光盤650MU盤64M、128M、256M、512MSDR內(nèi)存DDR內(nèi)存第十四頁，共42頁。硬盤軟盤光盤U盤USB接口第十五頁，共42頁。中央處理器（CPU）CPU是指令的解釋和執(zhí)行部件，是計算機的心臟。它主要是是由運算器、控制器和通用寄存器組成。目前主流CPU： Intel公司：celeron（賽揚）、Pentium4（奔四） AMD公司：Sempron(閃龍）、Athlon(速龍）CPU的主要性能指標主頻即CPU的時鐘頻率(CPUClockSpeed)，這是我們最關心的，我們所說的3.2GHz、2.0GHz等就是指它，一般說來，主頻越高，CPU的速度就越快，整機的就越高。不過現(xiàn)在AMD都采用了更加模糊的命名方式，企圖讓消費者淡化以主頻率計算性能的觀念。比如Athlon3000+，它的頻率有可能是2.20GHz，也有可能是2.0GHz。Intel則采用了Pentium643這種更易讓人眼花繚亂的命名方式，一般人不查參數(shù)，很難記得它的意義。FSB前端總線即CPU的外部時鐘頻率，由電腦主板提供，以前一般是133MHz，目前Intel公司最新的芯片組i925XE芯片組使用1066MHz的FSB。內(nèi)部緩存（L1Cache）封閉在CPU芯片內(nèi)部的高速緩存，用于暫時存儲CPU運算時的部分指令和數(shù)據(jù)，存取速度與CPU主頻一致，L1緩存的容量單位一般為KB。L1緩存越大，CPU工作時與存取速度較慢的L2緩存和內(nèi)存間交換數(shù)據(jù)的次數(shù)越少，相對電腦的運算速度可以提高。外部緩存（L2Cache）CPU外部的高速緩存，現(xiàn)在處理器的L2Cache是和CPU運行在相同頻率下的（以前P2P3的二級緩存運行在相當于CPU頻率一半下）。

第十六頁，共42頁。輸入/輸出（Input/Output,I/O)設備I/O設備實現(xiàn)外部世界與主機之間的信息交換，提供人機交互的硬件環(huán)境。輸入設備：顯示器、打印機、繪圖儀輸出設備：鍵盤、鼠標、掃描儀顯示器陰極射線管顯示器（CRT）

液晶顯示器LCD第十七頁，共42頁。打印機針式打印機噴墨打印機激光打印機繪圖儀掃描儀第十八頁，共42頁。4、程序的自動執(zhí)行計算機硬件系統(tǒng)只能執(zhí)行由機器指令組成的程序。程序在執(zhí)行前必須首先裝入內(nèi)存，程序執(zhí)行時CPU負責從內(nèi)存中逐條取出指令，分析識別指令，最后執(zhí)行指令，從而完成一條指令的執(zhí)行周期。CPU就是這樣周而復始地工作，直至程序的完成。第十九頁，共42頁。計算機的軟件系統(tǒng)軟件可以分為：系統(tǒng)軟件和應用軟件系統(tǒng)軟件是生成、準備和執(zhí)行其他程序所需要的一組程序。它通常負責管理、控制和維護計算機的各種軟硬件資源，并為用戶提供友好的操作界面。常見的系統(tǒng)軟件包括：操作系統(tǒng)、語言處理程序（匯編和編譯程序等）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、連接裝配程序、系統(tǒng)實用程序、多種工具軟件等。應用軟件是專業(yè)人員為了種應用目的而編制的程序，由于這些程序是在系統(tǒng)軟件支持的環(huán)境下編寫的，因此不必要了解機器的硬件細節(jié)。如：文字處理軟件、圖形處理軟件、成績管理、銀行管理等。第二十頁，共42頁。操作系統(tǒng)1、MS-DOS操作系統(tǒng)（單用戶單任務操作系統(tǒng)）2、Windows操作系統(tǒng) Windows3.1 Windows95 Windows98（單用戶多任務操作系統(tǒng)） WindowsNT(多用戶多任務操作系統(tǒng)） Windows2000(professional/server) WindowsXP Windows20033、UNIX操作系統(tǒng)（多用戶多任務操作系統(tǒng)）4、Linux操作系統(tǒng)5、MacintoshOS操作系統(tǒng)（1984年蘋果公司推出的，市場上第一個圖形界面的）6、IBMOS/2操作系統(tǒng)第二十一頁，共42頁。數(shù)據(jù)庫現(xiàn)在比較流行的大中型關系型數(shù)據(jù)庫有IBMDB2、Oracle、SQLServer、SyBase、Informix等，常用的小型數(shù)據(jù)庫有Access、Pradox、Foxpro等，現(xiàn)在個人用戶比較常用的主要是基于中小型數(shù)據(jù)庫MSSQLServer和Access的，所以在以下的篇幅中我們介紹這兩種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的簡單操作。第二十二頁，共42頁。計算機編程語言（系統(tǒng)軟件）低級程序設計語言

機器語言 匯編語言高級程序設計語言 過程化語言:BASIC、PASCAL、C、COBOL、FORTRAN、LOGO 非過程化語言:Fox系列 典型的面向對象語言有：SIMULA67，Smalltalk，EIFFEL，C++，Java，Delphi(VC、VB不完全面向對象）

解釋類：執(zhí)行方式類似于我們?nèi)粘Ｉ钪械摹巴暦g”，應用程序源代碼一邊由相應語言的解釋器“翻譯”成目標代碼(機器語言)，一邊執(zhí)行，因此效率比較低，而且不能生成可獨立執(zhí)行的可執(zhí)行文件，應用程序不能脫離其解釋器，但這種方式比較靈活，可以動態(tài)地調(diào)整、修改應用程序。

編譯類：編譯是指在應用源程序執(zhí)行之前，就將程序源代碼“翻譯”成目標代碼(機器語言)，因此其目標程序可以脫離其語言環(huán)境獨立執(zhí)行，使用比較方便、效率較高。但應用程序一旦需要修改，必須先修改源代碼，再重新編譯生成新的目標文件(＊.OBJ)才能執(zhí)行，只有目標文件而沒有源代碼，修改很不方便?，F(xiàn)在大多數(shù)的編程語言都是編譯型的，例如VisualC＋＋、VisualFoxpro、Delphi等。第二十三頁，共42頁。信息的表示和存儲不論是指令還是數(shù)據(jù),若想存入計算機中，都必須采用二進制編碼形式，即便是圖形、聲音等這樣的信息，也必須轉換成二進制數(shù)的形式，才能存入計算機中。采用二進制來表示信息的原因主要有：（1）易于物理實現(xiàn)（2）二進制運算簡單（3）機器可靠性高（4）通用性強第二十四頁，共42頁。*進制轉換N進制轉十進制：(1101101.0101)2=109.3125(155.24)8=109.3125(6D.5)16=109.3125注:十六進制表示:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十進制轉N進制：整數(shù)部分——除N取余 小數(shù)部分——乘N取整 (109.3125)10=(1101101.0101)2 (109.3125)10=(155.24)8 (109.3125)10=(6D.5)16二、八、十六進制的相互轉換：28：三位組一位216：四位組一位 82：一位分三位162：一位分四位第二十五頁，共42頁。計算機中的單位1個二進制位：1bit8個二進制位：1字節(jié)（Byte或B）1024B=1K1024K=1M1024M=1G1024G=1T第二十六頁，共42頁。計算機中帶符號數(shù)的表示法機器數(shù)和真值：數(shù)的符號在計算機中是通過增設一位符號位來數(shù)碼化的，正數(shù)符號用“0”表示，負數(shù)符號用“1”來表示。如：+1001100在計算機中表示為01001100-1001100在計算機中表示為11001100。已經(jīng)數(shù)碼化的帶符號數(shù)稱為機器數(shù)，符號沒有數(shù)碼化的稱為真值。在計算機中機器數(shù)常用三種表示方法：原碼、補碼、反碼原碼：在用二進制原碼表示的數(shù)中，符號位為0表示正數(shù)，符號位為1表示負數(shù)，其余各位表示數(shù)值部分，這種表示法稱原碼表示法。反碼：除符號位以外，表示數(shù)值部分取反，也就是”1“變成”0“，”0“變成”1“補碼：補碼表示法可以把負數(shù)換化為正數(shù)，使減法轉換為加法，從而使正負數(shù)的加減運算換化為單純的正數(shù)相加運算。第二十七頁，共42頁。補碼1293現(xiàn)在標準時間為3點，為了校準時鐘需要把時針拔到3點的位置，可以倒拔三個格（相當于-3)，還以正拔九個格（相當于+9）也就是：6-3=36+9=12（自動丟失）+3=3這個自然丟失的數(shù)就叫做“模”（mod)同樣一個字長為8位的二進制數(shù),最大可以表示(11111111)2=255=28-1那么如果要表示28即（100000000）2時，用八位二進制來表示時，第九位的“1”就自動丟失了，只剩下（00000000）2，那么原碼是8位的二進制數(shù)的“?！笔?8，同理原碼是

n位二進制數(shù)的“?！本褪?n第二十八頁，共42頁。整數(shù)的補碼為：小數(shù)的補碼為：

－1≤X＜02＋X

0≤X＜1X

[X]補

=

－2n≤X＜02n+1＋X

0≤X＜2nX

[X]補

=例如：X=+1101001[X]補=01101001X=－1101001[X]補=10010111X=+0.1011

[X]補=01011

X=－0.1011[X]補=10101補碼是定義：即:正數(shù)的補碼就是原碼

負數(shù)的補碼是模加真值第二十九頁，共42頁。非數(shù)值信息的表示在計算機內(nèi)部非數(shù)值信息，如文字、圖形、圖像、聲音等也都是由二進制數(shù)來表示的。西文字符編碼：（1）ASCII碼（美國信息交換標準代碼）

注:用一個字節(jié),七位二進制數(shù)來表示,共127個！

0100001

a

1100001

"

0100010

b

1100010

（2）EBCDIC（是IBM公司在其機器上廣泛使用的一種代碼）

注:用一個字節(jié),八位二進制數(shù)來表示,共256個中文信息編碼：

GB2312—80（國家標準信息交換用漢字編碼，簡稱國標碼）

注:用二個字節(jié),每字節(jié)中的七位來表示一個漢字.第三十頁，共42頁。三、多媒體應用技術多媒體技術:就是用計算機交互地綜合處理文本、圖形、圖像、動畫、音頻及視頻影像等多種信息，并使這些信息建立邏輯連接。它的英文原語是：Multimedia.目前市場上也以多媒體計算機（ＭultimediaPersonalComputer,MPC)為主流。多媒體計算機系統(tǒng)：１、CD—ROM2、顯示卡色彩數(shù)：16/256/65536/16M分辨率：640×480800×6001024×7681280×10243、顯示器刷新率：60Hz、75Hz

4、聲卡5、音箱第三十一頁，共42頁。數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮技術1、靜止圖像壓縮標準JPEG壓縮比：10：1到80：12、動態(tài)圖像壓縮標準MPEG壓縮比：50：1到100：13、多通道的動態(tài)圖像壓縮標準P×64第三十二頁，共42頁。有關名詞解釋１、圖形文件（１）位圖（２）向量圖２、像素３、真彩色16M4、RGB模式（紅、綠、藍）5、HSB模式（色調(diào)、飽和度、亮度）（產(chǎn)生比RGB模式更好的視覺效果）第三十三頁，共42頁。四、計算機網(wǎng)絡使用基礎計算機網(wǎng)絡簡介2、計算機網(wǎng)絡的發(fā)展（1）計算機網(wǎng)絡的雛形——“主機-終端”系統(tǒng)（實時處理、分時處理、批處理聯(lián)機系統(tǒng)）（2）計算機網(wǎng)絡的里程碑——ARPANET網(wǎng)(1969年）（3）廣域網(wǎng)（WAN)和局域網(wǎng)(LAN)（4）覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)——Internet1、計算機網(wǎng)絡的含義凡是將分布在不同地理位置的具有獨立功能的多臺計算機系統(tǒng)，遵照一定的協(xié)議，通過通信介質有機組合在一起，再配上相應的網(wǎng)絡軟件，以實現(xiàn)計算機之間相互通信、資源共享的系統(tǒng)，稱為計算機網(wǎng)絡。3、計算機網(wǎng)絡的功能信息的通信資源的共享（硬件、軟件、數(shù)據(jù)與信息）第三十四頁，共42頁。計算機網(wǎng)絡的物理組成1、各種類型的計算機（網(wǎng)終中心主干機、服務器、工作站）2、共享的外部設備3、網(wǎng)卡（即網(wǎng)終接口卡或網(wǎng)絡適配器）4、通信線路（雙絞線、同軸電纜、光纜等）5、局部網(wǎng)絡通信設備（中繼器、集線器Hub、交換機）6、網(wǎng)絡互連設備（網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關）7、網(wǎng)絡軟件（UNIX、NetWare、WindowsNT等）目前流行的“客戶機/服務器”體系結構中，把網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的主要部分放在服務器上，以行使對主要網(wǎng)絡資源的管理，為客戶機提供各種網(wǎng)絡服務。第三十五頁，共42頁。計算機網(wǎng)絡的拓撲結構網(wǎng)絡中各個站點相互連接的方法和形式稱為網(wǎng)絡拓撲。（1）總線拓撲（2）星型拓撲（3）環(huán)型拓撲（4）樹型拓撲第三十六頁，共42頁。網(wǎng)絡體系結構1、ISO/OSI網(wǎng)絡體系結構層號層次名7應用層6表示層5會話層4傳輸層3網(wǎng)絡層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層2、Internet網(wǎng)絡體系結構（TCP/IP網(wǎng)絡體系統(tǒng)結構）層號層次名對應OSI模型的層次3應用層（ftp、telnet等協(xié)議）應用層、表示層、會話層2傳輸控制協(xié)議TCP傳輸層1網(wǎng)際協(xié)議IP網(wǎng)絡層第三十七頁，共42頁。Internet簡介什么是Internet?Internet（因特網(wǎng)，國際互聯(lián)網(wǎng)）是全球最大的、開放的、