信息學(xué)競(jìng)賽復(fù)習(xí)材料

第一單元計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第一部分計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的誕生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生是20世紀(jì)最重要的科學(xué)技術(shù)大事件之一?，F(xiàn)代的計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)是抽象的圖靈機(jī)，英國(guó)數(shù)學(xué)家圖靈提出理想的計(jì)算機(jī)器的數(shù)學(xué)模型。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)是ENIAC埃尼阿克，1946年誕生在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)，它的設(shè)計(jì)者是馮諾依曼（美國(guó)）。馮諾依曼提出了“存儲(chǔ)程序”這個(gè)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的最基本的概念。我國(guó)從1956年開(kāi)始電子計(jì)算機(jī)的研究。1958年就能自行設(shè)計(jì)并且制造第一臺(tái)1萬(wàn)次每秒的電子管計(jì)算機(jī)。1971年，能生產(chǎn)第一臺(tái)10萬(wàn)次每秒的小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。1983年，我們研制成功1億次每秒的“銀河”巨型計(jì)算機(jī)。1997年我們研制成功每秒130億每秒的“銀河III”巨型計(jì)算機(jī)。2001年研制成功高性能計(jì)算機(jī)“曙光3000超級(jí)服務(wù)器”，它的峰值計(jì)算速度達(dá)到了4032億次每秒。屬于馮諾依曼計(jì)算機(jī)模型的核心思想的是：采用存儲(chǔ)程序的工作方法，采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令，計(jì)算機(jī)硬件有五大部分組成，即由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器組成。計(jì)算機(jī)的成長(zhǎng)發(fā)展歷程經(jīng)歷了大致四代：第一代（1946年——1958年）：電子管和水銀延遲線這一時(shí)期計(jì)算機(jī)采用電子管為基本元器件，特點(diǎn)是體積大、能耗高、速度慢、容量小，價(jià)格昂貴，應(yīng)用僅局限于科學(xué)計(jì)算和軍事。第二代（1958年——1964年）：晶體管和磁芯存儲(chǔ)器這一時(shí)期計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)采用的是晶體管為主要的元器件，和第一代計(jì)算機(jī)相比，體積小、成本低、功能越來(lái)越強(qiáng)、可靠性高，用到了高級(jí)語(yǔ)言，操作系統(tǒng)的雛形開(kāi)始出現(xiàn)。第三代（1964年——1971年）：集成電路（IBM360宣布第三代計(jì)算機(jī)的誕生）這一時(shí)期計(jì)算機(jī)采用中小規(guī)模的集成電路為主要元器件，出現(xiàn)了文字圖像處理功能。第四代（1971年一一現(xiàn)在）：大規(guī)模集成電路（微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)）這一時(shí)期計(jì)算機(jī)是以大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路為主要元器件，它的特點(diǎn)是體積小、容量大、速度快。計(jì)算機(jī)未來(lái)發(fā)展方向：微型化（巨型化）、多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：計(jì)算精度高計(jì)算速度快具有記憶性具有邏輯判斷功能具有自動(dòng)控制能力。操作系統(tǒng)的發(fā)展：第一代計(jì)算機(jī)：手工操作。第二代計(jì)算機(jī)：管理程序。第三代計(jì)算機(jī)：?jiǎn)蔚琅幚硐到y(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)。第四代計(jì)算機(jī)：分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。幾種目前世界上通行的操作系統(tǒng)：MS-DOS操作系統(tǒng)：需要輸入各種指令Windows操作系統(tǒng)：?jiǎn)斡脩艨梢酝瑫r(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序。UNIX操作系統(tǒng)：多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。Linux操作系統(tǒng)：完全免費(fèi)開(kāi)放內(nèi)核代碼的操作系統(tǒng)。Macintoshos操作系統(tǒng)：美國(guó)蘋(píng)果公司提出計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展：機(jī)器語(yǔ)言：面向機(jī)器的語(yǔ)言，是計(jì)算機(jī)最底層的語(yǔ)言。用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，能夠被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別。編寫(xiě)程序時(shí)，每一條機(jī)器指令都是二進(jìn)制形式的代碼。匯編語(yǔ)言：面向機(jī)器的語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別。高級(jí)語(yǔ)言：面向問(wèn)題，面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，pascal、c/c+計(jì)算機(jī)的組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成的。計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)包括了系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)是由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器組成的。硬件系統(tǒng)：從外部設(shè)備看計(jì)算機(jī)是由顯示器、主機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、音箱等組成的?？刂破骱瓦\(yùn)算器中央處理器（CPU）包括了控制器和運(yùn)算器，控制器（CU）是計(jì)算機(jī)的指揮系統(tǒng)，它的操作過(guò)程是讀取指令一一分析指令一一執(zhí)行指令。運(yùn)算器（ALU）又叫算術(shù)邏輯單元。運(yùn)算器的功能是對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和加工處理，包括了算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。微處理器就是微型機(jī)的CPU，通常我們說(shuō)的Intel80286指的是286的微型計(jì)算機(jī)。字長(zhǎng)表示了CPU每次計(jì)算數(shù)據(jù)的能力。字長(zhǎng)越大，速度越快。時(shí)鐘頻率主要是以GHz為單位來(lái)度量的。理論上，每個(gè)時(shí)鐘里，可以進(jìn)行一次加法操作。時(shí)鐘頻率越高，CPU處理的速度也越快。主頻就是CPU的時(shí)鐘頻率。主頻決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。它的單位是兆赫茲MHz。假如一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的CPU是PII300，PII指的是CPU的型號(hào)，此處的300指的是CPU的時(shí)鐘頻率；Intel80486中80486指的也是CPU的時(shí)鐘頻率；Z、Mqq存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分為內(nèi)存和外存，其中內(nèi)存是主存，外存是輔存。內(nèi)存與外存的本質(zhì)區(qū)別在于是否能被CPU直接訪問(wèn)。主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）內(nèi)存儲(chǔ)器主要由半導(dǎo)體器件構(gòu)成，由隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）兩部分組成。隨機(jī)存儲(chǔ)器是一種可讀可寫(xiě)的存儲(chǔ)器，斷電后信息會(huì)消失，通常我們所說(shuō)的內(nèi)存條就是隨機(jī)存儲(chǔ)器。我們要養(yǎng)成隨時(shí)存盤(pán)的習(xí)慣。只讀存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)只能讀出，不能修改，關(guān)機(jī)或斷電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。輔助存儲(chǔ)器（外存）一一永久性存儲(chǔ)器外存是主要用來(lái)保存暫時(shí)不用的信息，在計(jì)算機(jī)關(guān)閉電源之前，程序運(yùn)行結(jié)束要保存到外存中，否則就會(huì)丟失。像光盤(pán)、U盤(pán)都是外存。Cache在RAM和CPU之間的高速緩存。突然間斷電的時(shí)候，下列哪個(gè)內(nèi)存儲(chǔ)器信息不會(huì)丟失ROM軟件系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)的軟件主要分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是生成、準(zhǔn)備和執(zhí)行其它程序所需要的一組程序。應(yīng)用軟件是專業(yè)人員為各種應(yīng)用目的而編制的程序，一般不能獨(dú)立運(yùn)行，需要有系統(tǒng)軟件的支持。文件名：主文件名+擴(kuò)展后綴名，其中擴(kuò)展名代表了這個(gè)文件的屬性。*.txt（文本文檔）*.exe（可執(zhí)行程序）*.doc（word文檔）*.ppt（演示文稿）*.pps（演示文稿播放文件）*.xls（電子表格）*.jpg*.bmp*.gif（圖片）*.mp3*.wma（音樂(lè)）*.mpg（視頻）*.htm（網(wǎng)頁(yè)）*.swf（flash動(dòng)畫(huà)）*.pdf（電子文檔）多媒體計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)就是用計(jì)算機(jī)交互第綜合處理文本、圖形、圖象、動(dòng)畫(huà)、音頻以及視頻影象等多種信息，并使這些信息建立連接。第二部分?jǐn)?shù)據(jù)與信息在計(jì)算機(jī)中，所有的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制編碼的形式存在的。信息存儲(chǔ)單位一串二進(jìn)制數(shù)（111100001）它可以表示數(shù)量值，也可以表示一個(gè)字符、漢字或者其他。位（bit）縮寫(xiě)b：是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備的最小的單位，由1和0組成。字節(jié)（Byte）縮寫(xiě)是B：8個(gè)二進(jìn)制位編為一組稱為一個(gè)字節(jié)。1B=8b。字節(jié)是計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的基本單位。通常，一個(gè)ASCII碼占1個(gè)字節(jié)，一個(gè)漢字國(guó)標(biāo)碼占2個(gè)字節(jié)。1個(gè)字節(jié)：1B=8b1千字節(jié)：1KB=1024B=1024*8b1兆字節(jié)：1MB=1024KB1吉字節(jié)：1GB=1024MB1T字節(jié)：1TB=1024GB字（word）：計(jì)算機(jī)一次存取、處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度。字長(zhǎng)：機(jī)器字長(zhǎng)、一個(gè)字中所包含的二進(jìn)制的位數(shù)稱為字長(zhǎng)。不同計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)不同，常用的有8位、16位、32位、64位。字長(zhǎng)是衡量計(jì)算機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，一次處理的數(shù)字位數(shù)越大，速度也就越快。數(shù)據(jù)的表示ASCII碼國(guó)際上統(tǒng)一用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息編碼ASCII碼，它用7位二進(jìn)制數(shù)表示，存儲(chǔ)時(shí)用一個(gè)字節(jié)，它的最高位是0，ASCII碼共有128個(gè)。漢字編碼用連續(xù)的兩個(gè)字節(jié)表示，且規(guī)定最高位為1，這是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。漢字編碼和漢字輸入碼機(jī)內(nèi)碼：我們國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的漢字信息交換碼是GB2312，它也被稱為國(guó)際碼。它由兩個(gè)字節(jié)組成，兩個(gè)字節(jié)的最高位都是1.GB2312一共收納了6763個(gè)漢字。漢字的字模字形存儲(chǔ)碼是指供計(jì)算機(jī)輸出漢字用的二進(jìn)制信息。通常，我們采用的是數(shù)字化點(diǎn)陣字模。一般的點(diǎn)陣字模規(guī)模有16*16,24*24,64*64等。每一個(gè)點(diǎn)在存儲(chǔ)器中用1個(gè)二進(jìn)制位存儲(chǔ)。比如，16*16的點(diǎn)陣字模，需要8*32bit的存儲(chǔ)空間。需要32字節(jié)的存儲(chǔ)空間。練習(xí)：存儲(chǔ)400個(gè)24*24點(diǎn)陣漢字的字模需要的存儲(chǔ)空間是24*24=8*72b=72B=72個(gè)字節(jié)400個(gè)漢字是400*72=28800字節(jié)=28800/1024=28.125K數(shù)制：按照進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)，常用的數(shù)制有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制。二進(jìn)制由數(shù)1和0組成。0、1、10、11、100、101、110、111、1000二進(jìn)制數(shù)變成十進(jìn)制數(shù)：從最低位開(kāi)始將權(quán)展開(kāi)，然后將展開(kāi)的值相加。最低位開(kāi)始，分別是20=1、21=2、22=4、23=8、24=16……（11010）2=2+8+16=（26）10十進(jìn)制數(shù)變成二進(jìn)制數(shù)：余數(shù)短除法-把要轉(zhuǎn)換的數(shù)，除以2,得到商和余數(shù)，將商繼續(xù)除以2,直到商為0為止。最后將所有余數(shù)倒序排列，得到的數(shù)就是轉(zhuǎn)換的結(jié)果。第三部分計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地理位置不同的計(jì)算機(jī)，用通信鏈路連接起來(lái)（硬件設(shè)備部分），共同遵守一定的協(xié)議（TCP/IP協(xié)議，軟件部分），以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟硬件資源共享為目的的通信系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)通信系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)最重要的功能是實(shí)現(xiàn)資源的共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件組成。網(wǎng)絡(luò)的分類：按照通信距離分類：LAN（局域網(wǎng)：10公里左右，校園網(wǎng)）CAN（城域網(wǎng)）WAN（T域網(wǎng):Internet因特網(wǎng)）按照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類：星形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、總線型網(wǎng)絡(luò)、樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)等等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程第一階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形一一從“主機(jī)”到“終端機(jī)”系統(tǒng)是由多臺(tái)終端機(jī)通過(guò)通信線路連接到一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)上。第二階段：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的里程碑——ARPANET網(wǎng)1969年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局設(shè)計(jì)的。第三階段：廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的形成。第四階段：覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng) Interneto計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就是通信的計(jì)算機(jī)雙方必須共同遵守的一組約定，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織推出了開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型OSI。OSI模型分為7層：物理層（最底層）、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層（最高層）。TCP/IP協(xié)議：是位了使接入因特網(wǎng)的不同網(wǎng)絡(luò)、不同設(shè)備之間能夠進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)通訊，事先制定的一個(gè)大家共同遵守的格式和約定。TCP/IP包括傳輸控制協(xié)議TCP和網(wǎng)際協(xié)議IPoIP地址和域名：和因特網(wǎng)相連的計(jì)算機(jī)必須具有唯一的IP地址。IP地址采用分段地址方式，其大小是0-255，每個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)，所以IP地址用32位二進(jìn)制位存儲(chǔ)，占4個(gè)字節(jié)。為了使用方便，我們?cè)谠L問(wèn)因特網(wǎng)的時(shí)候，用的是主機(jī)域名，主機(jī)域名和IP地址是一一對(duì)應(yīng)的，IP地址如同電腦的身份證號(hào)碼，而域名相當(dāng)于電腦的名字。INTERNET的功能：硬件軟件資源共享、數(shù)據(jù)和信息共享。INTERNET的應(yīng)用：WWW服務(wù)（worldwideweb）萬(wàn)維網(wǎng)：是基于超文本的、方便用戶瀏覽信息和信息搜索的信息服務(wù)系統(tǒng)。FTP服務(wù)：是Internet的一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這種協(xié)議使用戶在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)之間傳送文件，可以上傳，可以下載。E-mail:電子郵件服務(wù)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息傳送。@電子郵件標(biāo)識(shí)符。例如zjsxpx@zjsxpx是用戶名，是郵件服務(wù)器的域名@的意思是“在”。BBS：（電子公告牌）論壇Telnet:遠(yuǎn)程登錄EC：電子商務(wù)第四部分計(jì)算機(jī)安全知識(shí)計(jì)算機(jī)病毒：計(jì)算機(jī)病毒實(shí)際上是一種功能比較特殊的計(jì)算機(jī)程序，它一旦運(yùn)行，便會(huì)取得系統(tǒng)控制權(quán)，同時(shí)把自己復(fù)制到媒體（硬盤(pán)、軟盤(pán)、U盤(pán)）中去。計(jì)算機(jī)病毒的特征可以歸納為：1.計(jì)算機(jī)病毒能夠?qū)⒆陨韽?fù)制到其他程序上。2.病毒不能以獨(dú)立的文件形式存在，需要依附在別的程序上。計(jì)算機(jī)病毒的特征：傳染性（是判斷病毒的依據(jù)）、隱蔽性、潛伏性、破壞性。計(jì)算機(jī)病毒的分類按照傳染機(jī)器是否聯(lián)網(wǎng)分為單機(jī)病毒和網(wǎng)絡(luò)病毒。按照傳染程度分為操作系統(tǒng)型病毒和文件攜帶型病毒。計(jì)算機(jī)病毒的防治：不要用軟盤(pán)（U盤(pán)