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奥林匹克信息技术竞赛资料
1. 世界上第一台电子数字计算机:
1946,美国,“ENICA”。
第一代至第四代主要逻辑元件(物理元件、主要电子元件)分别是:
电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路。
光计算机(速度快)、超导计算机(低耗电)和人工智能计算机(具有推理、关联、学习、智能会话和使用知识库)将成为第五代计算机(智能计算机)的发展方向。
2. 我国1956开始研制计算机,成功研制:
1957年电子模拟计算机、1958年电子数字(电子管)计算机,1963年109型晶体管计算机,1965年DJS-II集成电路计算机,1983年第一台浮点运算达1亿次/每秒的“银河”巨型计算机,1992年11月“银河II”达10亿次/每秒,1997年“银河III”达130亿次/每秒。
2000年1月曙光2000-II超级服务器,采用超级并行机达1117亿次/每秒。
2000高性能计算机“神威I”达3840亿次/每秒。
2001年曙光3000超级服务器,达4032亿次/每秒,其中采用了70个处理机共280个CPU采用并行机。
2002年8月,由联想集团独立开发、具有自主知识产权的深腾LSSC—II的大规模机群系统,实际速度达到每秒1.027万亿次浮点运算。
实际运算速度最快的前500台计算机名单中,也可排在第24位。
联想深腾包含526个先进的处理器,其内存总容量为272GB,磁盘总容量为6TB。
2003年12月,中国超级计算机联想“深腾6800”宣告研制成功,全球最新超级计算机五百强排行榜中,“深腾6800”实际运算速度居第十四位,峰值运算速度4.1万亿次/每秒。
2004年6月,曙光公司为上海超级计算中心研制的“曙光4000A”采用2560枚美国超微(AMD)公司的服务器芯片,每秒可进行超过8.061万亿次浮点运算,这是中国超级计算机首次跻身世界十强。
3. 电子计算机特点:
运算速度快、计算机精度高、有记忆和逻辑判别断能力、有自动处理能力。
4. 存储程序原理是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1946年提出。
原理指:
把程序存储在计算机内,使计算机能象快速存取数据一样地快速存取组成程序的指令。
第一代至第四代计算机都采用此原理,但第五代不采用,他有“计算机之父”之称。
5. 计算机在现代社会中的作用:
科学计算,数据处理,实时控制,辅助教学、辅助设计、办公自动化、人工智能。
6. 计算机硬件组成:
输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器。
其中微机中把运算器和控制器制在同一块集成电路中,并称之为CPU或中央处理器。
7. 物理元件容易实现稳定的相反状态,决定了计算机内部采用二进制编码和二进制进行运算。
1比特(Bit)是具有上述特性的载体的存储信息最小单位。
即一个二进位,该位的值取1或0值,对应两种相反的状态。
存储器的容量单位还有:
1Byte(拜特)=8Bit,1KB=1024Byte,1MB=1024KB,1GB=1024MB。
注:
210=1024≈1000,23=8;另外标准的ASCII码用7位二进制编码(从左至右第6位至第0位),即0000000∽1111111,共可为128个不同字符编码,第7位通常在传送过程中作为奇偶校验码。
如数:
100001,用奇校验码传送为:
11000001(确保有奇数个1),用偶校验码传送为:
01000001(确保有偶数个1)。
8. 存储器分主存储器、辅助存储器和缓冲存储器(如Cache)。
主存储器(内存):
ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)。
目前微机中采用的是可擦写的只读存储器(EPROM),但擦写过程要用到特殊专用设备,用户不能修改。
辅助存储器(外存)分磁盘(软磁盘和硬盘)、磁带、光盘等。
缓冲存储器常用于CPU与RAM间可提高存取速度。
9. 电子计算机中数的表示:
计算机内部存储、处理和传输的信息都用二进制代码表示。
进位计数制:
二进制、十进制、八进制、十六进制。
相应的基数:
(0,1)、(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)、(0,1,2,3,4,5,6,7)、(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F)。
设某进制的基数有X个,即该“X”进制运算规则是“逢X进一,借一当X”。
值的大小计算方法:
(例)
(128.5)10=1×103+2×102+8×100+5×10-1
(1101.1)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1=(13.5)10
(256.2)10=2×82+5×81+6×20+2×8-1=(174.25)10
(25A.4)16=2×162+5×161+10×160+4×16-1=(602.25)10
第十进制转第“X”进制的方法是:
整数部分:
除“X”求余。
小数部分:
乘“X”求整。
如:
(69.25)10转成(1000101.01)2的方法
练习:
把(354.6)10转换为二进制和十六进制。
把(13B.25)16转二进制。
二进制与八进制的直接转换方法是:
八进制的每位数对应三位二进制数,如:
(372.6)8=(011111010.110)2。
二进制与十六进制的直接转换方法是:
十六进制的每位数对应四位二进制数,如:
(37A.6)16=(001101111010.0110)2。
划分数位是从小数点向两边分。
二进制数的计算方法:
[1]定点数加法减运算
二进制加法规则:
0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=10;
利用补码将减法统一为加法:
[X]补+[Y]补=[X+Y]补
[X]补-[Y]补=[X-Y]补
例:
设X=1011011(即9110),Y=-0010100(即-2010)
(1) 求X+Y的值:
(比较:
十进制运算是:
91+(-20)=71)
[X]补=01011011,[Y]补=1[1101011]反+[1]=11101100
[X+Y]补=[X]补+[Y]补=01011011+11101100=101000111=26+22+21+20=64+7=(71)10
得[X+Y]补码值为01000111,因符号位为0,表示运算结果为正数,根椐补码定义,此时原码与补码相同,即X+Y=01000111(即71)
(2)求X-Y的值:
(比较:
十进制运算是:
91-(-20)=111)
[X-Y]补=[X+(-Y)]补=[X]补+[-Y]补=[X]补+([Y]补+1),其中[Y]补是[Y]补的按位取反。
[X-Y]补=01011011+11101100+1=01011011+(00010011+1)=01011011+00010100
=01101111
即X-Y=01101111(即11110)
[2]定点数乘除法运算
二进制法规则:
0×0=0,1×0=0,0×1=0,1×1=1
用原码进行乘除,运算结果的符号取参加运算两个数的符号位按位加之和,数值部分以两个数的绝对值之积(或商)。
实现原码乘法方法:
每次根据乘数逐个数位(自高位至低位)是“1”还是“0”,决定加上被乘数还是加“0”,如果不是最后一位,则获得部分积后左移一位,并后跟进0,直到做完为止。
如:
0111(被乘数原码)×0101(乘数原码)过程是:
乘数从左至右:
第一位为1,初值为0,加111,得111,左移一位得1110
第二位为0,前部分积加0,得1110,左移一位得11100
第三位为1(最后位),前部分积加111,得100011
符号位:
0+0=0
即得结果的原码值为0100011
实现原码除法方法:
余数(首次取被除数)与除数比较(在高位对齐开始比较),若前者大于后者,则余数减去除数得新的余数并得商“1”;否则商为“0”,余数左移一位。
反复进行上述运算,直至余数最低位超过除数的最低位为止。
如:
010100(被除数原码)÷0111(除数原码)过程是:
第一步 第二步 结束
10. 计算机病毒:
是人为设计的,一般附着在正常程序当中(通常把病毒依附的程序称为宿主程序),当宿主程序被调用时,附在其中的病毒程序也会运行起来,一旦有读写操作即会把自身或变型后复制到其它宿主程序中,即实现传染过程,当满足某设定条件时会发作。
特点:
传染性、潜伏性、破坏性。
分类:
引导病毒(通过分区表或引导扇区传染的)和可执行程序传染的病毒。
在WINDOWS中的WORD、EXCEL等数据文件中还可能存在“宏病毒”。
要加强数据的备份,定期用最新的查毒软件查毒并用杀毒软件杀毒。
电子邮件中也可带病毒。
常见防杀毒软件:
我国:
kv300,kill;美国:
scan/kill,cpav,lanprotect,pc-cillin等。
11. 计算机软件分:
系统软件和应用软件;而系统软件又分:
操作系统、数据库管理程序、语言处理程序、工具程序。
其中MS-DOS,UCDOS,WINDOWS为操作系统,logo.exe,turbo.exe,gwbasic.exe等属语言处理程序,dbase,foxbase,foxpro等属数据库管理系统,pctool.exe,arj.exe等属工具程序,WPS,CCED,WORD97,EXCEL,photoshop,flash,frongpage等属应用软件。
12. 字长:
是计算机运算器进行一次基本运算所能处理的数据位数,它衡量计算机处理数据的能力。
故微机按字长分:
4位、8位(如:
CPU:
6502)、16位(如:
CPU:
8088,80286)、32位(如:
CPU:
80386,80486、586,pentiumMMX,pentiumIII)、64位(如:
CPU:
Itanium)等。
12.软磁盘有关参数:
盘记录面数n、每面磁道数k、每磁道扇区数s,每扇区规定可记录512字节(Byte)(用b表示);容量C=n*k*s*b,硬盘有关参数:
柱面数n,每柱面磁道数k,每道扇区数s,每扇区字节数b,容量C=n*k*s*b;微机中用的硬盘是温彻斯待磁盘(温盘),特点是:
磁头、盘片、电机等驱动部件制成不可随意拆卸的密封式组合体。
光盘:
利用光学方式进行读写信息的圆盘。
分CD-ROM(只读型光盘)、CD-R(只写一次型光盘)、CD-RW可擦除可重写型光盘。
13.计算机语言对机器的依赖程度可以分为机器语言、汇编语言和高级语言。
机器语言能被机器直执识别执行,速度最快,高级语言易学,汇编语言是机器语言的符号语言,只有高级语言可解决运行的通用性问题。
PASCAL、BASIC、LOGO语言属高级语言。
把汇编语言编写的程序译成机器语言目标程序采用“汇编程序”处理。
把高级语言编写的源程序译成机器语言目标程序采用“编译程序”处理(PASCAL语言采用此方法),高级语言编写的源程序译成机器语言立即执行采用“解释程序”处理(BASIC语言采用此方法)。
即解释方式和编译方式。
14.完整的文件名:
[盘符][径路][主文件名][—扩展名],在DOS中,主文件名由1到8个字符组成,而扩展名由0到3个字符组成。
而不同类型的文件都有约定扩展名:
*.COM系统程序文件,*.EXE可执行文件,*.SYS系统配置文件,*.BAT批处理文件,*.BAK备份文件,*.TXT文本文件,*.BAS为BASIC语言源程序文件,*.PAS为PASCAL语言源程序文件,*.DAT为数据文件,*.DOC为资料文件,*.$$$为暂存文件等。
文件描述时常用“*”代表任意一串字符,“?
”代表任意一个字符。
如:
A?
.COM可以是AB.COM,A1.COM等,但不能是ABC.COM,而A*.COM可以是AB.COM,A1.COM,ABC.COM等。
15.磁盘格式化实现为磁盘设定磁道和扇区,并把磁盘分为四个区域:
保留区(引导扇区)、FAT区、目录区和文件数据区。
格式化磁盘的DOS命令文件是:
FORMAT.COM
16.磁盘操作系统PC-DOS(MS-DOS)组成:
引导程序(BOOT)、输入输出系统IBMBIO.COM(IO.SYS)、磁盘文件管理IBMDOS.COM(MSDOS.SYS)和命令处理程序COMMAND.COM。
17.冷启动:
关机或开机状下按RESET键重新启动。
热启动:
按CTRL+ALT+DEL启动。
18.DOS命令分内部命令和外部命令:
内部命令:
DIR,DATE,COPY,DEL,REN,CLS,MD,RD,CD,TYPE,PATH,PROMPT等
外部命令:
FORMAT.COM,DISKCOPY.COM等
区别:
内部命令相应程序包含在COMMAND.COM中,开机调入DOS时已调入,故可直接执行;而外部命令要先从磁盘调入其相应程序文件才能执行,文件的主文件名即为外部命令命,输入时可省扩展命。
如:
C:
\DOS\FORMAT.COM A:
可写成C:
\DOS\FORMATA:
执行顺序:
主文件名相同,扩展名不同时先执行内部命令,然后到.COM,到.EXE,到.BAT
例:
COPYABC.TXTCON 作用:
把ABC.TXT的内容传到屏幕上。
COPYCONABC.TXT 作用:
从键盘输入内容写入文件ABC.TXT中。
COPY ABC.TXT+KKK.TXT BBB.TXT作用:
合并两文件内容到BBB.TXT中。
DIR *.* >PRN 作用:
把显内容送打印机打印。
PATH C:
\DOS;C:
\UCDOS;D:
\TOOL; 作用:
设定搜索路径。
AUTOEXEC.BAT称为自动批处理文件,CONFIG.SYS称为系统配置文件。
CON常用于代表键盘、屏幕,而prn,lp1,lp2等代表打印机。
19.国家汉字编码字符集GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集基本集》已于1980年发布使用,它奠定了我国中文信息处理技术的发展。
它采用双七位编码方式,但为了避开ASCII表中的控制码,每个七位只选取了94个编码位置。
所以每张代码表分94个区和94个位。
其中前15区作为拼音文字及符号区或保留未用,16区到94区为汉字区。
汉字和符号7445个,其中一级汉字3755(按拼音排序)和二级汉字3008个(部首排序)及西文字符、数字、图形等682个。
汉字代码表分成94个区,每区94个位,一个区号和一个位号就可唯一确定一个汉字或符号,所以国标码又叫区位码。
汉字输入法分类:
流水码(如区位码、电报码)、音码、形码、音形码。
如:
“啊”字区位码为:
1601(16区01位)。
拼音、五笔等一般用小写字母编码。
汉字机内码由2个字节编码,即由高位码和低位码组成,不管用什么输入法输入汉字或符号,最终保存在文件中的是汉字的机内码(注:
不是区位码)。
显示或打印时是通过汉字内码到字库中取出相应的汉字字形点阵信息。
20.ISO10646通用多八位编码字符集(UCS)中的汉字字符集:
于1992年通过的国际标准,采用肆八位规范形式(UCS-4)和UCS的双八位基本多文种平面形式(UCS-2),定义了一个用于世界范围各种文字及各种语言的书面形式的图形字符集,基本上收集全了中国大陆、台湾、日本和韩国国家(或地区)使用的汉字,这样一举解决了当前使用的单字节字符编码和双字节汉字编码给编码空间带来的限制和给软硬件设计带来的困难,为多文种的信息交换和混合处理提供了方便。
21.键盘肓打中所指的基本键位是指:
ASDFJKL;。
22.我国对计算机犯罪的定义是:
以计算机为工具或以计算机资产为对象实施的犯罪行为。
我国保护软件的法规有:
1991年国务院通过《计算机软件保护条例》和1994年中华人民共和国国务院发布《中华人民共和国计算机信息系统安全条例》。
《计算机软件保护条例》指出计算机软件(简称软件)是指计算机程序及其有关文档。
《中华人民共和国计算机信息系统安全条例》指出计算机信息系统是指由计算机及其相关的和配套的设备、设施(含网络)构成的,按照一定的应用目标和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。
23.计算机网络分类:
局域网(LAN,如一中校园网)、城域网(MAN,如中山范围的网络)、广域网(WAN,如全世界范围)、网际网(是网络的网络,它将世界上各种各样的局域网和广域网相互连接起来形成一个全球性的大网。
Internet就是网际网的典型代表。
)Internet(因特网)是目前世界上最大的计算机互联网络,是使用TCP/IP协议,连接了全球的几万个计算机网络。
连入方式主要有异步拔号和专线接入两种方式。
WWW是指WorldWideWeb(环球网)。
它是一种采用HTTP(超文本传输协议)使客户机与服务器通过Internet进行数据交换的一种方式,它是Internet上最流行的信息浏览方式。
E-mail(电子邮件)、Telnet(远程登陆)、FTP(文件传输)、usenet(新闻组)、WWW(又称3W,称环球网或万维网)。
24.FA(工厂自动化)、CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助测试)、OA(办公室自动化=微电子信息处理机+计算机通信系统+其他电子办公设备)、CAI(计算机辅助教学)、EDI(电子数据交换)。
25.电子计算机分电子模拟计算机和电子数字计算机。
电子数字计算机分专用计算机和通用计算机。
通用计算机分巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机。
发展趋势:
微型化、巨型化、网络化、智能化。
26.什么是IP地址、子网掩码、路由和网关?
1、IP地址:
IP地址有一个32位的连接地址,由4个8位字段组成,8位字段称为8位位组,每个8位位组之间用点号隔开,用于标识TCP/IP宿主机,例如学校服务器IP地址为:
192.168.2.254(二进制表示:
11000000.10101000.00000010.11111110)。
每个IP地址都包含两部分:
网络ID和主机ID,网络ID标识在同一个物理网络上的所有宿主机,主机ID标识网络上的每一个宿主机,运行TCP/IP的每个计算机都需要唯一的IP地址。
例如:
学校的子网掩码设为255.255.255.0(二进制表示:
11111111.11111111.11111111.00000000)
11000000.10101000.00000010.11111110(IP地址:
192.168.2.254)
11111111.11111111.11111111.00000000(子网掩码:
255.255.255.0)
------------与运算结果------------------
11000000.10101000.00000010.00000000
结果:
网络ID为11000000.10101000.00000010.00000000(即192.168.2.0网段),主机ID为11111110(即255)
如果你要访问IP地址为:
192.168.3.250计算机,当与掩码进行与运算后,结果发现其值为192.168.3.0,不属于192.168.2.0网段,说明该计算机不在本网段,任务将交由路由器或网关完成查找该计算机。
IP地址分类
IP地址类型 第一字节十进制范围 二进制固定最高位 二进制网络位 二进制主机位
A类 0-127 0 8位 24位
B类 128-191 10 16位 16位
C类 192-223 110 24位 8位
D类 224-239 1110 组播地址
E类 240-255 1111 保留试验使用
几类特殊地址:
0.0.0.0(当前主机),255.255.255.255(当前子网广播地址),172开头不用,172.1.1.1用于回路测试。
192.168.*.*常作为局域网的私网ip用。
2.子网掩码(SubnetMask)
使用子网可以把单个大网分成多个物理网络,并用路由器把它们连接起来。
子网掩码用于屏蔽IP地址的一部分,使得TCP/IP能够区别网络ID和宿主机ID。
当TCP/IP宿主机要通信时,子网掩码用于判断一个宿主机是在本地网络还是在远程网络。
用于子网掩码的位数决定可能的子网数目和每个子网的宿主机数目,子网掩码的位数越多,则子网越多,但是宿主机也越少。
例:
假设A类地址子网数是14,则所需位数至少为4,用于子网的位为:
11111111,11110000,00000000,00000000,
子网掩码为255.240.0.0,每个子网的宿主机数目为2^20-2=1,048,574个。
3.路由和网关
TCP/IP网络是由网关(Gateways)或路由器(Routers)连接的。
当IP准备发送一个包的时候,它把本地(源)IP地址和包的目的地址插入IP头,并且检查目的地网络ID是否和源主机的网络ID一致,如果一致,包就被直接发送到本地网的目的计算机,如果不一致,就检查路由表中的静态路由,如果没有发现路由信息,包就被转送到缺省网关。
缺省网关连接到本地子网和其它网络的计算机,它知道网际网上其它网络的网络ID,也知道如何到达那里,因此它能把包转发到别的网关,直到最终转发到直接和限定的目的地相连的网关,这一过程称为路由。
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