NOIP 初赛理论知识复习资料

NOIP初赛理论知识复习资料整理者：绍兴市第一中学秦弘毅，朱彤，谢俊骏，寿思聪（本资料均从internet上进行收录整理，若要转载，请予原作者联系）计算机的诞生与发展，及其特点计算机基本常识一、计算机的概念：是一种能迅速而高效的自动完成信息处理的电子设备，它能按照程序对信息进行加工、处理、存储。二、计算机的诞生与发展1、诞生：1946年，美国为计算弹道轨迹而研制成功了世界第一台计算机。2、发展：阶段时间逻辑器件应用范围第一代1946——1958真空电子管科学计算、军事研究第二代1959——1964晶体管数据处理、事物处理第三代1965——1970集成电路包括工业控制的各个领域第四代1971——大规模集成电路应用到了各个领域三、计算机的主要应用：1、数值计算：弹道轨迹、天气预报、高能物理等等2、信息管理：企业管理、物资管理、电算化等3、过程控制：工业自动化控制，卫星飞行方向控制4、辅助工程：CAD、CAM、CAT、CAI等四、计算机分类：1、按规模分：巨、中、小、微2、按用途分：专用机、通用机五、微型机的主要技术指标1、字长：知己算计能够直接处理的二进制数据的位数。单位为位（BIT）2、主频：指计算机主时钟在一秒钟内发出的脉冲数，在很大程度上决定了计算机的运算速度。3、内存容量：是标志计算机处理信息能力强弱的一向技术指标。单位为字节（BYTE）。8BIT=1BYTE1024B=1KB1024KB=1MB4、外存容量：一般指软盘、硬盘、光盘。六、计算机的特点计算机的运算速度快、计算精度高、存储功能强、具有逻辑判断能力和自动运行能力。计算机在现代社会中的应用在现代社会，计算机已广泛应用到军事、科研、经济、文化等各个领域，成为人们一个不可缺少的好帮手。在科研领域，人们使用计算机进行各种复杂的运算及大量数据的处理，如卫星飞行的轨迹、天气预报中的数据处理等。由于计算机能高速、准确地进行运算，因此，人们往往需要花费数天、数年时间甚至一辈子才能完成的计算任务，计算机只需很短时间就能完成。在学校和政府机关，每天都涉及大量数据的统计与分析，有了计算机，工作效率就大大提高了。在工厂，计算机为工程师们在设计产品时，提供了有效的辅助手段，现在，人们在进行建筑设计时，只要输入有关的原始数据，计算机就能自动处理并绘出各种设计图纸。在生产中，用计算机控制生产过程的自动化操作，如温度控制、电压电流控制等，从而实现自动进料、自动加工产品以及自动包装产品等等。计算机广泛应用于工业生产中，加速了工厂生产的自动化。在国外，有人形象地将工厂自动化（可简称为FA）解释为：FA=数控自动机床+自动装置+计算机辅助设计（简称CAD）+计算机辅助制造（简称CAM）+计算机辅助测试（简称CAT）在企业，计算机为管理人员提供了办公自动化系统，通过它，企业人员能及时了解每一天的运作情况，并由此调整及制定工作计划。在国外，有人形象地将办公室自动化（英文缩写为OA）解释为：OA=微电子信息处理机+计算机通信系统+其他电子办公设备具体地说，所谓OA，就是包括以个人计算机为核心的办公室事务处理机、传真机、复印机、智能电话、图象文字处理机等，能使办公室处理实现自动化作业。在许多行业，由计算机控制的机器人代替人类进行劳动，大大减轻了人类的劳动强度，提高了生产效率。计算机正广泛应用于教学领域，计算机辅助教学（简称CAI）正将计算机技术与数学、物理、化学、英语、语文、生物、音乐等各学科教学结合起来，内容丰富、形象生动有趣的教学软件提高了学生们的学习兴趣，增强了教学效果；此外，将课程内容及练习编成软件，计算机还可以成为我们的一位百问不厌的家庭老师。在大商店与超级市场，人们用计算机收款与结帐，迅速而又准确。在银行，人们把计算机用通讯线路联成网络，这样银行就有了通存通兑的服务。人们还可以不用现金而使用信用卡消费，计算机将人们带到了一个“无现金”的时代。由于有了计算机网络，一个称为“无纸贸易”的时代已经到来，被称为EDI（电子数据交换）的技术正风靡全球。现在，人们的交流已越来越多，要求信息的传送速度更快、传送的范围更广，“信息高速公路“也就应运而生了。其中，Internet（中文意思是：国际交互网络）已拥有了数千万个用户，用户只要把自己的计算机接到这一网络中，就可以与全世界联络，你坐在家中就能获取该系统上的各种信息，如电子新闻、电子图书资料和电子邮件（E-mail）等。计算机正在进入家庭，给人们的生活方式带来了深刻变化，全自动洗衣机（洗衣过程由计算机控制）为人们免去了洗衣的烦恼，空调器与电冰箱（由计算机根据温度的变化控制其运作）为人们带来一个清凉的世界。在一些先进国家的家庭中，各种家用电器用网络连接起来，人们通过声控、遥控实现了家务劳动自动化，使人们的生活质量有了很大的提高。计算机还可以充当人们生活中的好帮手，如储存朋友们的电话和地址、管理家庭里的收支帐目等等。计算机还能为人们提供文字处理的工具，这样人们可以直接使用计算机写文章和写信。现在，有不少的作家与记者都是使用计算机写作的，有不少机关和公司的文员使用计算机起草文件、打印报表、编写各种业务报告。在今天的报社和出版社，已经采用以计算机为主要工具的电子排版系统，取代了有近千年历史的活字印刷技术。计算机还能把家里的视听设备连接起来形成多媒体计算机，利用它人们不仅可以听音乐、看电影，还能够把其中的声音和画面剪辑下来，然后按照自己的意愿加工与处理，形成自己的音像“产品”供自己或家人欣赏。计算机的工作原理半个世纪以来，计算机已发展成为一个庞大的家族，尽管各种类型的性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。现在我们所使用的计算机硬件系统的结构一直沿用了由美籍著名数学家冯·诺依曼提出的模型，它由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成。随着信息技术的发展，各种各样的信息，例如：文字、图像、声音等经过编码处理，都可以变成数据。于是，计算机就能够实现多媒体信息的处理，如图2-7所示。图2-7图象、文字、声音等信息转成数据的示意图各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来。整个过程由控制器进行控制。计算机的整个工作过程及基本硬件结构如图2-8所示：图2-8计算机系统的基本硬件组成及工作原理总线与接口从外型上看，微型计算机硬件系统是由主机和外设（I/O设备）两大部分组成的总线结构。所谓总线，就是在模块与模块之间或者设备与设备之间供求传送信息、相互通信的一组公用信号线，是系统在主控器的控制下，将发送器（模块或设备）发出的信息准确地传送给某个接收器（模块或设备）的信息载体或通路。总线的特点在于其公用性，如果是两个模块或设备间的专用线就不称为总线了。l为了准确无误传送信息，总线按其信号线性质不同一般可分三组。一是地址总线（AB）：在它上面传送的是地址信息，CPU用此信息寻找数据的存放地址。地址线一般为CPU发出的单向总线。l二是数据总线（DB）：此总线负责计算机内部各部件之间、内部与外设之间的数据交换。数据线一般是双向的，既可读，也可写。l三是控制总线（CB）：这组总线传送控制信号，控制计算机各部件之间按所设定的程序有条不紊地工作。其中数据总线和地址总线比较简单，各种型号不同但位数相同的CPU，其DB和AB基本相同，功能也比较单纯。计算机中数的表示l计算机中要处理的数分无符号数和有符号数两种，有符号数在计算机中用“0”表示正数，“1”表示负数。l原码：用“0”表示正数，“1”表示负数，用这种方法表示的数称为原码。用这种数进行两个异号数相加或两个同号数相减时很不方便。为了将减法运算转换为加法运算，需要引入反码和补码的概念。l对于正数：反码＝原码，对于负数：除符号位外，其他各位分别0,1取反。例：原码01000101，其补码为01000101原码11000101，其补码为10111010。l补码：正数的补码＝原码，对于负数：补码＝反码＋1。例：01000101的补码为01000101，11000101的补码为10111011。l总之：正数的原码＝反码＝补码，负数的补码＝反码＋1计算机网络的基本概念1.计算机网络定义计算机网络是地理上分散的计算机资源的集合,它们彼此用传输介质互联起来,遵守共同的协议相互通信,以便用户随时随地能共享信息资源和交换信息。2.计算机网络的功能计算机网络的功能主要体现在三个方面：信息交换、资源共享、分布式处理。⑴信息交换这是计算机网络最基本的功能,主要完成计算机网络中各个节点之间的系统通信。用户可以在网上传送电子邮件、发布新闻消息、进行电子购物、电子贸易、远程电子教育等。⑵资源共享所谓的资源是指构成系统的所有要素,包括软、硬件资源,如：计算处理能力、大容量磁盘、高速打印机、绘图仪、通信线路、数据库、文件和其他计算机上的有关信息。由于受经济和其他因素的制约,这些资源并非(也不可能)所有用户都能独立拥有,所以网络上的计算机不仅可以使用自身的资源,也可以共享网络上的资源。因而增强了网络上计算机的处理能力,提高了计算机软硬件的利用率。⑶分布式处理一项复杂的任务可以划分成许多部分,由网络内各计算机分别协作并行完成有关部分,使整个系统的性能大为增强。3.计算机网络分类计算机网络的分类方式有很多种,可以按地理范围、拓扑结构、传输速率和传输介质等分类。⑴按地理范围分类①局域网LAN(LocalAreaNetwork)局域网地理范围一般几百米到10km之内,属于小范围内的连网。如一个建筑物内、一个学校内、一个工厂的厂区内等。局域网的组建简单、灵活,使用方便。②城域网MAN(MetropolitanAreaNetwork)城域网地理范围可从几十公里到上百公里,可覆盖一个城市或地区,是一种中等形式的网络。③广域网WAN(WideAreaNetwork)广域网地理范围一般在几千公里左右,属于大范围连网。如几个城市,一个或几个国家,是网络系统中的最大型的网络,能实现大范围的资源共享,如国际性的Internet网络。⑵按传输速率分类网络的传输速率有快有慢,传输速率快的称高速网,传输速率慢的称低速网。传输速率的单位是b/s(每秒比特数,英文缩写为bps)。一般将传输速率在Kb/s—Mb/s范围的网络称低速网,在Mb/s—Gb/s范围的网称高速网。也可以将Kb/s网称低速网,将Mb/s网称中速网,将Gb/s网称高速网。网络的传输速率与网络的带宽有直接关系。带宽是指传输信道的宽度,带宽的单位是Hz(赫兹)。按照传输信道的宽度可分为窄带网和宽带网。一般将KHz—MHz带宽的网称为窄带网,将MHz—GHz的网称为宽带网,也可以将kHz带宽的网称窄带网,将MHz带宽的网称中带网,将GHz带宽的网称宽带网。通常情况下,高速网就是宽带网,低速网就是窄带网。⑶按传输介质分类传输介质是指数据传输系统中发送装置和接受装置间的物理媒体,按其物理形态可以划分为有线和无线两大类。①有线网传输介质采用有线介质连接的网络称为有线网,常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和光导纤维。●双绞线是由两根绝缘金属线互相缠绕而成,这样的一对线作为一条通信线路,由四对双绞线构成双绞线电缆。双绞线点到点的通信距离一般不能超过100m。目前,计算机网络上使用的双绞线按其传输速率分为三类线、五类线、六类线、七类线,传输速率在10Mbps到600Mbps之间,双绞线电缆的连接器一般为RJ-45。●同轴电缆由内、外两个导体组成,内导体可以由单股或多股线组成,外导体一般由金属编织网组成。内、外导体之间有绝缘材料,其阻抗为50Ω。同轴电缆分为粗缆和细缆,粗缆用DB-15连接器,细缆用BNC和T连接器。●光缆由两层折射率不同的材料组成。内层是具有高折射率的玻璃单根纤维体组成,外层包一层折射率较低的材料。光缆的传输形式分为单模传输和多模传输,单模传输性能优于多模传输。所以,光缆分为单模光缆和多模光缆,单模光缆传送距离为几十公里,多模光缆为几公里。光缆的传输速率可达到每秒几百兆位。光缆用ST或SC连接器。光缆的优点是