信息學(xué)奧林匹克教程·基礎(chǔ)篇

前言

　　從1989年到2002年，國際信息學(xué)奧林匹克14年賽事的健康發(fā)展得益于聯(lián)合國教科文組織(uNEscO)為這項(xiàng)賽事所做的準(zhǔn)確定位：通過競賽形式對有才華的青少年起到激勵作用，促其能力得以發(fā)展；讓青少年彼此建立聯(lián)系，推動經(jīng)驗(yàn)交流，給學(xué)校這一類課程增加活力；建立起教育工作者與專家檔次上的國際聯(lián)系，推進(jìn)學(xué)術(shù)思想交流。概括起來說就是：啟迪思路，激勵英才，發(fā)展學(xué)科，促進(jìn)交流?！　W(xué)科奧林匹克是智力與能力的競賽，注重考查全面素質(zhì)與創(chuàng)新能力。從這個意義上講，信息學(xué)奧林匹克活動是素質(zhì)教育的一個大課堂。在我國，每年國家集訓(xùn)隊(duì)都要將“怎樣做人，怎樣做事，怎樣求知和怎樣健體”的指導(dǎo)思想納入培訓(xùn)計劃。14年來中國隊(duì)共派出參賽選手55人次，累計獲金牌29塊、銀牌15塊、銅牌11塊，屆屆名列前茅。取得如此令人驕傲的成績，正是因?yàn)閳?jiān)持了全面素質(zhì)教育的指導(dǎo)思想，把造就高素質(zhì)、有創(chuàng)造精神的人才作為活動的定位目標(biāo)?！　』仡?4年賽事可以看出，參加高手云集的這種世界大賽是有相當(dāng)難度的：第一，沒有大綱，賽題范圍沒有界定，誰也無法去猜測每年的主辦國會出什么類型的難題；第二，計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展很快，層出不窮的新思路和新成果會反映到試題中來；第三．所要解決的試題往往涉及圖論、組合數(shù)學(xué)、人工智能等大學(xué)開設(shè)的課程知識；第四，比較短的給定解題時間與刁難的測試數(shù)據(jù)讓選手必須拿出高超和精巧的解法，無論在時間上還是空間上都是優(yōu)化的解法才能取得高分。有許多賽題沒有固定的現(xiàn)成的解法，選手要在比賽現(xiàn)場憑借實(shí)力，理出思路，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，寫出算法，編出程序，運(yùn)行并驗(yàn)證整個構(gòu)思是否正確，出解的時間是否能達(dá)到題目的要求，等等?？梢钥闯觯谶@一過程中最重要的是創(chuàng)造能力。我們?yōu)榧ぐl(fā)創(chuàng)新精神，培養(yǎng)創(chuàng)造能力，需要樹立新的教育觀念和教學(xué)方法，還要利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)用電腦，在使用中幫助開發(fā)人腦，這可能是信息學(xué)奧林匹克活動的最重要的一個特點(diǎn)。我認(rèn)為在這項(xiàng)活動中應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的四種能力，即自學(xué)能力、實(shí)踐動手能力、創(chuàng)新能力和上網(wǎng)獲取知識并能區(qū)分有用知識和無用知識的能力。這樣做的結(jié)果使許多選手不但有能力在世界賽場上拿金牌，也有能力在學(xué)校的學(xué)習(xí)中名列前茅?！　⌒畔W(xué)奧林匹克10余年涌現(xiàn)出一大批出類拔萃的計算機(jī)后備人才，在他們的帶動下，我國的青少年在普及計算機(jī)的大潮中闊步前進(jìn)，取得了可喜的成績。

內(nèi)容概要

全國青少年信息學(xué)奧林匹克競賽.(NOU和聯(lián)賽(NOIP)是由教育部、中國科協(xié)批準(zhǔn)和舉辦的面向全國青少年在校學(xué)生的一項(xiàng)重大賽事，每年在全國各省、市、自治區(qū)舉行。它與國際信息學(xué)奧林匹克競賽(10I)直接接軌。該項(xiàng)賽事已成為我國校外計算機(jī)活動中最有代表性的形式，每年都吸引著數(shù)以萬計的青少年投身到這一活動當(dāng)中?！? NOl和NOIP在試題難度上有一個層次關(guān)系，NOl注重提高，人數(shù)相對少一點(diǎn)，而NOIP注重普及，每年參加的人數(shù)較多，普及面相對較廣。由于NOl競賽的內(nèi)容多，而且目前使用的信息技術(shù)教材內(nèi)容與競賽不完全適應(yīng)，為此，湖南師范大學(xué)出版社和湖南省青少年信息學(xué)奧林匹克競賽組織委員會組織多年從事信息學(xué)奧林匹克競賽命題、培訓(xùn)等工作的專家、教授、博士和湖南省信息學(xué)奧賽優(yōu)秀輔導(dǎo)教師編寫了這套“信息學(xué)奧林匹克教程”。該書是作者十幾年來培養(yǎng)學(xué)生參加國際、國內(nèi)信息學(xué)奧林匹克競賽的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。全套教程分為三本，其中《語言篇》主要介紹競賽規(guī)定語言之一，也是競賽使用最為廣泛、最適應(yīng)競賽的編程語言——Turbo Pascal 7.0環(huán)境、語句與程序結(jié)構(gòu)；《基礎(chǔ)篇》主要面向競賽入門的學(xué)生，介紹了國際、國內(nèi)青少年信息學(xué)奧林匹克競賽活動的發(fā)展、競賽條例和規(guī)程，以及信息學(xué)奧林匹克的指導(dǎo)思想、命題原則和教育思想，詳細(xì)闡述了計算機(jī)基礎(chǔ)知識、算法概述、簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)算法模型等，培養(yǎng)學(xué)生參加NOIP的活動；《提高篇》主要針對提高競賽水平的學(xué)生，詳細(xì)闡述了基本算法設(shè)計策略、搜索及搜索優(yōu)化方法、圖論算法處理及其動態(tài)規(guī)劃的應(yīng)用等內(nèi)容，為適應(yīng)信息學(xué)競賽新的發(fā)展的需要，還簡單介紹了Linux操作系統(tǒng)、Gcc、Free Pascal編程環(huán)境?！? 整套教程根據(jù)NOIP、NOl及101的要求，以算法為主線，以習(xí)題分析為載體，深入淺出，既有各個算法設(shè)計基本思路的講解及對求解問題的分析，注重了算法引導(dǎo)分析與不同算法的比較，又給出了具體的編程思路與參考程序，程序采用信息學(xué)競賽流行的Turbo Pascal 7.0語言編寫，并注重結(jié)構(gòu)化與可讀性，并提供了競賽模擬試題，方便讀者檢測競賽學(xué)生或自我檢測?！? 該教程是一套中學(xué)生參加IOl和NOl、NOIP的培訓(xùn)教材，《提高篇》也可作為大學(xué)生參加國際ACM競賽的培訓(xùn)教材，并可作為大、中學(xué)生學(xué)習(xí)和研究算法設(shè)計的參考用書。

作者簡介

曹利國
　　長沙市一中計算機(jī)教研室主任、高級教師，國際信息學(xué)奧林匹克競賽金牌選手輔導(dǎo)教師，長沙市計算機(jī)學(xué)會理事。主編《新編中學(xué)信息技術(shù)教程》等教材4本，已發(fā)表論文7篇，曾獲湖南省英才導(dǎo)師、長沙市中小學(xué)計算機(jī)教學(xué)先進(jìn)個人、學(xué)科教學(xué)能手等稱號。指導(dǎo)學(xué)生多次在國際、全國信息學(xué)奧林匹克競賽中獲獎。

書籍目錄

緒論　1．1　信息學(xué)奧林匹克競賽的發(fā)展　1．2　NOI競賽條例及競賽規(guī)程　1．3　信息學(xué)奧林匹克競賽的指導(dǎo)思想　1．4　信息學(xué)奧林匹克競賽的命題原則　1．5　信息學(xué)奧林匹克的教育思想　1．6　算法的基本概念　1．7　結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法2　計算機(jī)基礎(chǔ)知識　2．1　計算機(jī)的發(fā)展　2．2　計算機(jī)的組成　2．3　計算機(jī)的配置　2．4　計算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)表示　2．5　操作系統(tǒng)　2．6　文字的錄入與排版　2．7　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用　2．8　信息技術(shù)道德規(guī)范3　數(shù)值問題　　3．1　一般性數(shù)值問題　3．2　排列與組合　3．3　多項(xiàng)式問題　3．4　遞歸關(guān)系4　簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　4．1　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述　4．2　線性結(jié)構(gòu)　4．3　樹型結(jié)構(gòu)　4．4　圖形結(jié)構(gòu)5　基本算法模型　5．1　枚舉歸納　5．2　遞推　5．3　遞歸　5．4　搜索回溯　5．5　分治方法　5．6　貪心策略6　程序設(shè)計的深入　6．1　數(shù)學(xué)思維在程序設(shè)計中的應(yīng)用　6．2　綜合算法設(shè)計7　聯(lián)賽試題解析　7．1　NOIP2000復(fù)賽試題　7．2　NOIP2001復(fù)賽試題　7．3　NOIP2002復(fù)賽試題　7．4　聯(lián)賽其他試題附件：全國青少年信息學(xué)(計算機(jī))奧林匹克聯(lián)賽競賽大綱(2001年)

章節(jié)摘錄

　　1　緒　　論　　國際信息學(xué)奧林匹克競賽是計算機(jī)知識在世界范圍青少年中普及的產(chǎn)物。著名的計算機(jī)科學(xué)家G·伏賽斯教授曾預(yù)言：計算機(jī)科學(xué)將是繼自然語言、數(shù)學(xué)之后，成為第三位的、對人的一生都有重大用途的“通用智力工具”。隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，21世紀(jì)將成為信息的社會，信息科學(xué)的知識和應(yīng)用能力必將成為跨世紀(jì)人才邁向信息社會的“入場券”?！　∮嬎銠C(jī)競賽開始于l977年的美國Winconsin parkside大學(xué)，后來逐步發(fā)展到美國各地和其他一些國家。l987年，保加利亞的Sendov教授在聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)第24屆全體會議上提出了舉辦國際信息學(xué)奧林匹克競賽(InternationalOlympiad Informatics，簡稱lOI)的倡議，從此信息學(xué)(計算機(jī))奧林匹克競賽成為繼數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)之后的又一門國際(中學(xué)生)學(xué)科奧林匹克競賽。　　1.1　信息學(xué)奧林匹克競賽的發(fā)展　　國際信息學(xué)奧林匹克競賽是世界上最有影響的中學(xué)生學(xué)科競賽活動之一，是世界青少年在智力方面的大賽事，由來自世界各地20歲以下的中學(xué)生參加的計算機(jī)領(lǐng)域的競賽活動，是世界性的、年輕人之間的、重在參與的智力角逐。每支參賽隊(duì)可以選派4名選手，以計算機(jī)和程序設(shè)計語言為工具，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下解題，比賽共分為兩次測試。舉辦國際信息學(xué)奧林匹克競賽的宗旨在于：通過競賽形式對有才華的青少年起到激勵作用，促其能力得以發(fā)展；讓青少年彼此建立聯(lián)系，推動知識與經(jīng)驗(yàn)的交流：促進(jìn)合作與理解；宣傳信息學(xué)這一新興學(xué)科，為學(xué)校的這一類課程教學(xué)增加動力，啟發(fā)新的思路；建立教育工作者與專家之間的國際聯(lián)系，推進(jìn)學(xué)術(shù)思想的交流。

編輯推薦

　　《信息學(xué)奧林匹克教程》(基礎(chǔ)篇) 根據(jù)NOIP、NOI及IOI的要求，以算法為主線，以習(xí)題分析為載體，深入淺出，既有各個算法設(shè)計基本思路的講解及對求解問題的分析，注重了算法引導(dǎo)分析與不同算法的比較，又給出了具體的編程思路與參考程序，程序采用信息學(xué)競賽流行的Tulbo Pascal 7．0語言編寫，并注重結(jié)構(gòu)化與可讀性，并提供了競賽模擬試題，方便讀者檢測競賽學(xué)生或自我檢測?！　　缎畔W(xué)奧林匹克教程》(基礎(chǔ)篇)是一套中學(xué)生參加．IOI和NOI、NOIP的培訓(xùn)教材，《提高篇》也可作為大學(xué)生參加國際ACM競賽的培訓(xùn)教材，并可作為大、中學(xué)生學(xué)習(xí)和研究算法設(shè)計的參考用書。

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