信息学奥赛基本知识大全(一)
2010-11-03 08:26阅读：
一、计算机的产生与发展
英国数学家图灵提出了理想计算机科学模型，成为计算机科学理论基础；
世界上的第一台计算机（ENIAC）于1946年诞生在美国宾夕法尼亚大学；
冯·诺依曼提出了存储程序工作原理，并设计出第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC，他被人们尊称为“计算机之父”；
到目前为止，计算机的发展大致经历了四代：
①
第一代电子管计算机，1946年，结构上以CPU为中心，使用计算机语言，速度慢，存储量小，主要用于数值计算；
②
第二代晶体管计算机，始于1958年，结构上以存储器为中心，使用高级语言，应用范围扩大到数据处理和工业控制；
③
第三代中小规模集成电路计算机，始于1964年，结构上仍以存储器为中心，增加了多种外部设备，软件得到了一定的发展，文字图象处理功能加强；
④
第四代大规模和超大规模集成电路计算机，始于1971年，应用更广泛，很多核心部件可集成在一个或多个芯片上，从而出现了微型计算机。
二、计算机的系统组成
计算机系统由软件和硬件两部分组成。
计算机的硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成。中央处理器（CPU）包括控制器和运算器；运算器可以进行算术运算和逻辑运算；存储器分为内存和外存，内存分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)和高速缓冲存储器（Cache)。
ROM:只能读，不能用普通方法写入，通常由厂家生产时写入，写入后数据不容易丢失，也可以用特殊方法（如紫外线擦除（EPROM)或电擦除(EEPROM_)存储器)；
RAM:可读可写，断电后内容全部
丢失；
Cache:因为CPU读写RAM的时间需要等待，为了减少等待时间，在RAM和CPU间需要设置高速缓存Cache,断电后其内容丢失。
内存的存取速度最快(与CPU速度相匹配)，软盘存取速度最慢。存储容量是指存储的信息量，它用字节(Byte)作为基本单位，以二进制位(bit)作为最小单位：1字节用8位二进制数表示，1KB=1024B，1MB=1024KB，lGB=1024MB
计算机的软件主要分为系统软件和应用软件两类。
三、计算机的工作原理
计算机的工作原理均采用冯.诺依曼的存储程序方式,即把程序存储在计算机内,由计算机自动存取指令（计算机可执行的命令=操作码+操作数）并执行它。
四、计算机中有关数及编码的知识
计算机为了能够快速存储、处理、传递信息，其内部采用了大量的电子元件，在这些电子元件中，电路的通和断、电压高低，这两种状态最容易实现，也最稳定、也最容易实现对电路本身的控制。我们将计算机所能表示这样的状态，用0，1来表示、即用二进制数表示计算机内部的所有运算和操作。
二进制数的运算法则
二进制数运算非常简单，计算机很容易实现，其主要法则是：
0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10
0*0=0 0*1=0 1*0=0 1*1=1
1.二进制、八进制、十六进制数转换为十进制
进制 基数 特点
二进制 0 ,1 逢二进一
八进制 0,1,2,3,4,5,6,7 逢八进一
十六进制 0,1,2,...,9,A,B,C,D,E,F 逢十六进一
把任意进制按位权展开相加即得到十进制：
（219)10=2*102+1*101+9*100=219
（11010)2=1*24+1*23+0*22+1*21+1*20=16+8+0+2+1=27
（273)8=2*82+7*81+3*80=128+56+3=187
(27AF)16=2*163+7*162+10*161+15*160=8192+1792+160+15=10159
2.十进制数转换任意进制
将十进制整数除以所定的进制数,取余逆序。
（39)10=(100111)2
(245)10=(365)8
3.将十进制小数的小数部分乘以进制数取整,作为转换后的小数部分,直到为零或精确到小数点后几位。
如：（0.35)10=(0.01011)2
(0.125)10=(0.001)2
4.定点数与浮点数
定点数是指数据中的小数点位置固定不变。由于它受到字长范围的限制，所能表示的数的范围有限，计算结果容易溢出。
浮点数的形式可写成：N=M*2E(其中M代表尾数,E代表阶码）其形式如下：
阶码 尾数（包括符号位）
5.ASCII编码
由于计算机是电器设备,计算机内部用二进制数,这样对于从外部输入给计算机的所有信息必须用二进制数表示,并且对于各种命令、字符等都需要转换二进制数，这样就牵涉到信息符号转换成二进制数所采用的编码的问题，国际上统一用美国标准信息编码（ASCII）它可用7位二进制数表示，存储时用一个字节，它的最高位为0。因此基本的ASCII字符集有128个如:
0-9：48-57:00110000-...
A-Z:65-90 :01000001-...
a-z:97-122:01100000-...
6.汉字编码与汉字输入法
（1）机内码
ASCII码不能表示汉字，因此要有汉字信息交换码，我国国家标准是GB2312,它也被称作国际码。它由两个字节组成，两个字节的最高位都为1。
GB2312共收纳6763个汉字，其中，一级汉字（常用字）3755个按汉字拼音字母顺序排列，二级汉字3008个按部首笔画次序排列。
（2）汉字输入码（外码）
目前，键盘输入法是当前汉字输入的主要方法。它大体可以分为：
音码：以汉语拼音为基准输入汉字，优点是容易掌握，但重码律高；
形码：根据汉字的字型进行编码，优点重码少，但不容易掌握；
音形码：将音码和形码结合起来，能减少重码律同时提高汉字输入速度。
（3）汉字字模
供计算机输出汉字（显示和打印）用的二进制信息叫汉字字形信息也称字模。通用汉字字模点阵规格有16*16，24*24，32*32，48*48，64*64，每个点在存储器中用一个二进制位（(bit)存储，如一个16*16点阵汉字需要32个字节的存储空间。
五、原码、反码与补码
在计算机中，数据是以补码的形式存储的:
在n位的机器数中，最高位为符号位，该位为零表示为正，为1表示为负；
其余n-1位为数值位，各位的值可为0或1。
当真值为正时:原码、反码、补码数值位完全相同；
当真值为负时:
原码的数值位保持原样，
反码的数值位是原码数值位的各位取反，
补码则是反码的最低位加一。
注意符号位不变。
如:若机器数是16位:
十进制数 17 的原码、反码与补码均为： 0000000000010001
十进制数-17
的原码、反码与补码分别为：1000000000010001、1111111111101110、1111111111101111
六、逻辑运算
1.逻辑运算
逻辑与:同真则真
逻辑或:有真就真
逻辑非:你真我假
逻辑异或:不同则真
2.按位运算
按位与∩:同1则1 如10010101∩10110111=10010101
按位或∪:有1则1 如10010101∪10110111=10110111
3.逻辑化简
化简定律:
（1）交换律： A + B
= B + A ，A·B =
B·A
（2）结合律： （A + B）+ C = A
+ （B + C ）， （A·B）·C
= A·（B·C）
（3）幂等律： A·A = A ， A +
A = A
（4）吸收律： A·（A + B ）= A ，
A +（A·B）= A
（5）分配律： A·（B + C ）= A·B
+ A·C ， A +（B·C）=（A +
B）·（A + C）
（6）互补律： A + A = 1 ，A·A
= 0
（7）非深入：A + B = A·B， A·B
= A +B
（8）0-1律： A + 0 = A ，
A + 1 = 1 ， A·1
= A ， A·0 = 0
= A
