2017-2018noip初赛速成辅导(中国计算机学会出版)
2017-2018信息学联赛初赛辅导(中国计算机学会),一、 计算机的发展与应用,二、计算机组成与工作原理 和信息的表示与存储,三、多媒体应用,四、计算机网络使用基础,五、程序设计语言基础,六、程序的阅读分析,计算机的发展历经了哪几个阶段； 按照功能和规模，可将计算机分成哪几大类，它们各自的分工是什么； 武装计算机的软件系统包括了哪些东西； 计算机的发展怎样促使人类走向丰富多彩的信息社会； 用户在使用计算机时应该遵守哪些道德规范；,计算机发展史上的里程碑计算机存储程序的工作原理 美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（von Neumaml）在1946年提出的，其思想是，在计算机中设置存储器，将符号化的计算步骤存放在存储器中，然后依次取出存储的内容，由一个被称之为控制器的部件进行译码，译码结果在一个被称为运算器的部件中进行计算，从而实现计算机工作的自动化（运算器和控制器统称为CPU）。冯·诺依曼依据此原理设计出一个完整的计算机雏形，并确定了计算机的五大组成部分和基本的工作方法。,第四代 VISI大规模集成电路 CISC复杂指令系统计算机 RCSC精简指令系统计算机 非冯·诺依曼式语言：lisp、prologo、f.p,第五代 NC网络计算机（将整个网络看成一个巨大的磁盘驱动器，数据和文件存储在服务器） 非冯·诺依曼式的计算机模型（以人脑神经系统处理信息的原理为基础）：生物计算机、光子计算机、量子计算机,裸机,系统软件,应用软件,用户,操作系统是计算机系统中的一种系统软件，它能对计算机系统中的软件和硬件资源进行有效地管理和控制，合理地组织计算机的工作流程，为用户提供一个使用计算机的工作环境。,手工操作 管理程序 单道批处理系统 多道批处理系统 分时系统 实时操作系统 网络操作系统,DOS单用户的唯一任务占用计算机上所有的硬件和软件资源，所能访问的主存地址空间太小。,Windows多作业、大内存管理、统一的图形用户界面 ，并且发展到网络环境使用,UNIX操作系统 、Linux操作系统 、Macintosh OS,数据库技术的特性 最小冗余 数据共享 数据独立性 安全性 完整性,数据库管理系统的类型 OLTP（联机事务处理） DSS（决策支持系统） EIS（行政信息系统） OA（办公室自动化） 按其系统结构分为单机、Unix多用户、网络多用户、客户机服务器、集中式、分布式、集中分布式等。,目前，世界上比较流行的数据库管理系统（DMS）有 高档数据库产品，如Informix，Oracle，Sybase，Progress，Unify等 中、低档数据库产品，如DBASE，Paradox，SuperBase，Foxpro，Clipper，SQL Base，Focus等； 数据库开发工具，如Access，Visual Basic，Uniface，Power Builder，QEDatabase Editor等。,计算机病毒的特征 能够将自身复制到其他程序中。 不独立以文件形式存在，仅附加在别的程序上。当调用该程序运行时，此病毒则首先运行。,防治病毒的步骤： 不要用软盘启动机器 不要运行来路不明的软件 定期备份重要系统数据 重要的数据盘，程序盘应写保护 使用杀毒软件检查和清除病毒,计算机的组成和工作原理,1、存储程序内存；执行程序CPU 2、机器指令是计算机直接识别和执行操作的命令，用其编写的程序称为机器语言程序，所有指令的集合称为指令系统。格式：操作码和地址码；类型：操作类指令和控制转移类指令 3、计算机硬件系统由五个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 4、CPU由运算器（ALU）、数据寄存器（DR）、指令寄存器（IR）程序计数器（PC）、地址寄存器、操作控制器,1、R进制转换为十进制 基数为R的数字，只要将各位数字与它的权相乘，其积相加,和数就是十进制数 （xpx0.x-1x-k）R=（ ）10 例： 1101101.01012 =1×2°0×211×22+1×23十0×241×251×26+0×2-1+1×2-20×2-3+1×2-4 =109.3125 当从R进制转换到十进制时，可以把小数点作为起点，分别向左右两边进行，即对其整数部分和小数部分分别转换。对于二进制来说，只要把数位是1的那些位的权值相加，其和就是等效的十进制数。,进位计数制之间的转换问题,2、十进制转换为R进制 将此数分成整数与小数两部分分别转换，然后再拼接起来。 进制整数转换成R进制的整数，可用十进制数连续地除以R，其余数即为R系统的各位系数。此方法称之除R取余法。例如：将5710转换为二进制数 十进制小数转换成R进制时，可连续地乘以R，直到小数部分为0，或达到所要求的精度为止（小数部分可能永不为零），得到的整数即组成R进制的小数部分，此法称为“乘R取整” 例：将0.312510转换成二进制数 0.3125×2 =0.625 0.625×2 =1.25 0.25×2=0.5 0.5×2 =1.0,3、二、八、十六进制的相互转换 即每位八进制数相当于三位二进制数，每位十六进制数相当于四位二进制数。在转换时，位组划分是以小数点为中心向左右两边延伸，中间的0不能省略，两头不够时可以补0。 例如：将1011010.102转换成八进制和十六进制数 001 011 010. 100 1011010.102132.48 1 3 2. 4 0101 1010. 1000 1011010.102=5A.816 5 A . 8 将十六进制数F7.28变为二进制数 F 7 . 2 8 F7.2816=11110111.001012 1111 0111.0010 1000 将八进制数25.63转换为二进制数 2 5 6 3 25.63810101.1100112 10 101 . 110 011,三、在计算机中带符号数的表示法 1、机器数与真值 规定在数的前面增设一位符号位，正数符号位用“0”表示，负数符号位用“1”表示。 为了区别原来的数与它在计算机中的表示形式，我们将已经数码化了的带符号数称为机器数，而把原来的数称为机器数的真值。例如N1=+1001100、N2=-1001100为真值，其在计算机中的表示01001100和11001100为机器数。,2、原码true form 在用二进制原码表示的数中，符号位为0表示正数，符号位为1表示负数，其余各位表示数值部分。这种表示法称为原码表示法。字长为n的数（包括符号位）的原码表示法可定义为x原= 若真值丨x丨1，其原码表示法可定义为x原= 例如对于8位二进制原码 +0原=00000000，-0原=10000000 -1101001原=10000000-(-1101001)=11101001,3、补码（twos complement） 即x补模+x 对于正数， x补=x，正数的补码就是该正数本身。 对于负数， x补=2n+x(mod 2n)。 +0补-0补000 -2n-1补=2n-2n-1=2n-1,4、反码0nes Complement 对于正数，它的反码表示与原码相同。即x反=x原 对于负数，则除符号位仍为“1”外，其余各位“1”换成”0”，”0”换成1”，即得到反码X反。例如-1101001 反=10010110。 对于0，它的反码有两种表示:+0 反=000 -0 反=111 当x为正数时，x反=x原=x补=x；当x为负数时，x补=2n+x=(2n-1)+x+1=x反+1，即x原除符号位外求反加1。若把x补除符号位外求反加1，就得到x原，即x补补=x原。例如x=-1101001。x原=11101001，x补=10010111, x补补=11101001 =x原。,5、补码的加减法运算,补码的加法运算 在计算机中进行两个带符号数的加法运算时，只要将给定的真值用补码表示，就可以直接进行加法运算。在运算过程中不必判断加数和被加数的正负，一律做加法，最后将结果转换为真值即可。,补码的减法运算 对于补码的减法运算，由于存在x-y=x+(-y)，因此 x-y补=x+(-y) 补=x补+-y补 (mod2n) 其中-y补=y补补。,信息存储单位 位（bit，缩写为b）：度量数据的最小单位，表示一位二进制信息。 字节(byte，缩写为B)：一个字节由八位二进制数字组成（l byte8bit）。字节是信息存储中最常用的基本单位。 计算机存储器（包括内存与外存）通常也是以多少字节来表示它的容量。常用的单位有：KB 1K=1024，MB 1M=1024K，GB 1G=1024M 字（word）：字是位的组合，并作为一个独立的信息单位处理。字又称为计算机字，它的含意取决于机器的类型、字长以及使用者的要求。常用的固定字长有8位、16位、32位等。 信息单位用来描述机器内部数据格式，即数据（包括指令）在机器内的排列形式，如单字节数据，可变长数据（以字节为单位组成几种不同长度的数据格式）等。 机器字长：在讨论信息单位时，还有一个与机器硬件指标有关的单位，这就是机器字长。机器字长一般是指参加运算的寄存器所含有的二进制数的位数，它代表了机器的精度。机器的功能设计决定了机器的字长。一般大型机用于数值计算，为保证足够的精度，需要较长的字长，如32位、64位等。而小型机、微型机、微机一般字长为16位、32位等。,非数值信息的表示 西文字符编码 ASCII码 “美国信息交换标准代码”的简称。ASCII码包括09十个数字，大小写英文字母及专用符号等95种可打印字符，还有33种控制字符（如回车、换行等）。一个字符的ASCII码通常占一个字节，用七位二进制数编码组成，所以ASCII码最多可表示128个不同的符号。最高位作为校验码，以便提高字符信息传输的可靠性。 数字和字母的ASCII码按照数字递增顺序或字典顺序排列排列，大写字母和小写字母的ASCII码是不同的。 EBCDIC码美国IBM公司在它的各类机器上广泛使用的一种信息代码。一个字符的EBCDIC码占用一个字符，用八位二进制码表示信息，最多可以表示出256个不同代码。 中文信息编码 目前的汉字编码方案有二字节、三字节甚至四字节的。下面我们主要介绍“国家标准信息交换用汉字编码”（CB2312-80标淮），以下简称国标码。 国际码是二字节码，用二个七位二进制数编码表示一个汉字。目前国标码收人6763个汉字，其中一级汉字（最常用）3755个，二级汉字3008个，另外还包括682个西文字符、图符。 在计算机内部，汉字编码和西文编码是共存的。区分的方法之一是对于二字节的国标码，将二个字节的最高位都置成1，而ASCIl码所用字节最高位保持0，然后由软件（或硬件）根据字节最高位来作出判断。,“多媒体技术”就是用计算机交互地综合处理文本、图形、图象、动画、音频及视频影象等多种信息，并使这些信息建立逻辑连接。,1、音频信号处理（声卡）：录入、处理重放信号；用MIDI技术合成音乐 2、图形和图象处理：真彩色卡；图象采集卡；图象信号压缩技术； 3、视频处理：实时录象和压缩视频图象的硬件解压缩卡；软件解压缩技术 多媒体计算机的基本配置 WINDOWS 9X以上版本的操作系统和相应的硬件标准,多媒体计算机的功能,CDROM（高密度盘，即光盘） 通过光学方式（使用激光束）读写信息 技术标准 1、数据传输率 2、平均搜索时间,显示卡 水平分辨率×垂直分辨率×色彩数目显示存储空间 显示加速：VRAM、EDO
