NOIP 初赛理论知识复习资料1

1、NOIP 初赛理论知识复习资料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2月，美国为计算弹道轨迹在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer），这台计算机采用十进制，占地170平方米，重30吨，用了18000多个电子管，每秒能进行5000次加法运算。2、发展：阶段 时间逻辑器件应用范围第一代19461958 真空电子管科学计算、军事研究第二代19

2、591964 晶体管数据处理、事物处理第三代19651970 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、冯·诺依曼理论：1944年，美籍匈牙利数学家 冯·诺依曼 提出计算机基本结构和工作方式的设想，为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日，尽管计算机软硬件技术飞速发展，但计算机本身的体系结构并没有明显的突破，当今的计算机仍属于冯·诺依曼架构。其理论要点如下：1、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。2、存储程序思想把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机

3、，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。EDVAC（离散变量自动电子计算机，Electronic Discrete Variable Automatic Computer），是第一台冯·诺伊曼结构的电子计算机。与它的前任ENIAC不同，EDVAC采用二进制。ENIAC和EDVAC的建造者均为宾夕法尼亚大学的电气工程师约翰·莫奇利和普雷斯波·艾克特。1944年8月，EDVAC的建造计划就被提出；在ENIAC充分运行之前，其设计工作就已经开始。和ENIAC一样，EDVAC也是为美国陆军阿伯丁试验场的弹道研究实验室研制。冯·诺伊曼以技术顾问形式加入，总结

4、和详细说明了EDVAC的逻辑设计，1945年6月发表了一份长达101页的报告，这就是著名的关于EDVAC的报告草案，报告提出的体系结构一直延续至今，即冯·诺伊曼结构。四、图灵机：艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，1912年6月23日 - 1954年6月7日），英国数学家图灵机由三部分组成，包括一条 带子、一个读写头和一个控制装置。 图灵对于人工智能的发展有诸多贡献，例如：图灵曾写过一篇名为机器会思考吗？（Can Machine Think?）的论文，其中提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验。 图灵奖是美国计算机协会于

5、1966年设立的，又叫"A.M.图灵奖"，专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人。其名称取自计算机科学的先驱、英国科学家艾伦·图灵，这个奖设立目的之一是纪念这位科学家。 五、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(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、CAT(计算机辅助翻译)、CAI(计算机辅助教学) 等六、计算机分类：1、按规模分：巨、中、小、微2、按用途分：专用机、通用机七、微型机的主要技术指标1、字长：计算机(CPU

6、) 在同一时间中处理二进制数的位数叫字长。单位为位（bit），目前微机的字长为32位和64位。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=1Byte 1024B=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB 1024GB=1TB4、外存容量：一般指软盘、硬盘、光盘。八、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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，如图所示。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

13、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所示：计算机系统的基本硬件组成及工作原理总线与接口总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束， 按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中，各个部件

14、之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。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。l 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。如果说主板（Mother

15、 Board）是一座城市，那么总线就像是城市里的公共汽车（bus），能按照固定行车路线，传输来回不停运作的比特（bit）。这些线路在同一时间内都仅能负责传输一个比特。因此，必须同时采用多条线路才能传送更多数据，而总线可同时传输的数据数就称为宽度（width），以比特为单位，总线宽度愈大，传输性能就愈佳。总线的带宽（即单位时间内可以传输的总数据数）为：总线带宽 = 频率 x 宽度（Bytes/sec）。计算机中数的表示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。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

16、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。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。补码：正数的补码原码；于负数：补码反码1。例：01000101 的补码为01000101，11000101的补码为10111011。总之：正数的原码反码补码，负数的补码反码1汉字编码计算机中汉字的表示也是用二进制编码，同样是人为编码的。根据应用目的的不同，汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码。1.外码（输入码）外码也叫输入码，是用来

17、将汉字输入到计算机中的一组键盘符号。常用的输入码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码、认知码、区位码和电报码等，一种好的编码应有编码规则简单、易学好记、操作方便、重码率低、输入速度快等优点，每个人可根据自己的需要进行选择。2.交换码(国标码)计算机内部处理的信息，都是用二进制代码表示的，汉字也不例外。而二进制代码使用起来是不方便的，于是需要采用信息交换码。中国标准总局1981年制定了中华人民共和国国家标准GB2312-80信息交换用汉字编码字符集-基本集，即国标码。国标码是一个四位十六进制数(两个字节，且第7位和第15位为0)，区位码是一个四位的十进制数，每个国标码或区位码都对应着一个唯一的汉

18、字或符号，但因为十六进制数我们很少用到，所以大家常用的是区位码，区位码是国标码的另一种表现形式，的前两位叫做区码，后两位叫做位码。把国标GB2312-80中的汉字、图形符号组成一个94×94的方阵，分为94个“区”，每区包含94个“位”，其中“区”的序号由01至94，“位”的序号也是从01至94。94个区中位置总数=94×94=8836个，其中7445个汉字和图形字符中的每一个占一个位置后，还剩下1391个空位，这1391个位置空下来保留备用。3.机内码根据国标码的规定，每一个汉字都有了确定的二进制代码，在微机内部汉字代码都用机内码，在磁盘上记录汉字代码也使用机内码。机内码 = 国标码 + 8080H国标码 + 8080H的含义是将国标码的第7位和第15位置为1,因为8080H