信息學(xué)奧林匹克教程·基礎(chǔ)篇

前言

　　從1989年到2002年，國(guó)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(guó)教科文組織(uNEscO)為這項(xiàng)賽事所做的準(zhǔn)確定位：通過(guò)競(jìng)賽形式對(duì)有才華的青少年起到激勵(lì)作用，促其能力得以發(fā)展；讓青少年彼此建立聯(lián)系，推動(dòng)經(jīng)驗(yàn)交流，給學(xué)校這一類(lèi)課程增加活力；建立起教育工作者與專家檔次上的國(guó)際聯(lián)系，推進(jìn)學(xué)術(shù)思想交流。概括起來(lái)說(shuō)就是：?jiǎn)⒌纤悸?，激?lì)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(jìng)賽，注重考查全面素質(zhì)與創(chuàng)新能力。從這個(gè)意義上講，信息學(xué)奧林匹克活動(dòng)是素質(zhì)教育的一個(gè)大課堂。在我國(guó)，每年國(guó)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(jì)劃。14年來(lái)中國(guó)隊(duì)共派出參賽選手55人次，累計(jì)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(jī)，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(dòng)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(méi)有大綱，賽題范圍沒(méi)有界定，誰(shuí)也無(wú)法去猜測(cè)每年的主辦國(guó)會(huì)出什么類(lèi)型的難題；第二，計(jì)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(huì)反映到試題中來(lái)；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(kāi)設(shè)的課程知識(shí)；第四，比較短的給定解題時(shí)間與刁難的測(cè)試數(shù)據(jù)讓選手必須拿出高超和精巧的解法，無(wú)論在時(shí)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(méi)有固定的現(xiàn)成的解法，選手要在比賽現(xiàn)場(chǎng)憑借實(shí)力，理出思路，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，寫(xiě)出算法，編出程序，運(yùn)行并驗(yàn)證整個(gè)構(gòu)思是否正確，出解的時(shí)間是否能達(dá)到題目的要求，等等?？梢钥闯?，在這一過(guò)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(shù)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(kāi)發(fā)人腦，這可能是信息學(xué)奧林匹克活動(dòng)的最重要的一個(gè)特點(diǎn)。我認(rèn)為在這項(xiàng)活動(dòng)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(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和上網(wǎng)獲取知識(shí)并能區(qū)分有用知識(shí)和無(wú)用知識(shí)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(chǎng)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(lèi)拔萃的計(jì)算機(jī)后備人才，在他們的帶動(dòng)下，我國(guó)的青少年在普及計(jì)算機(jī)的大潮中闊步前進(jìn)，取得了可喜的成績(jī)。

內(nèi)容概要

全國(guó)青少年信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽.(NOU和聯(lián)賽(NOIP)是由教育部、中國(guó)科協(xié)批準(zhǔn)和舉辦的面向全國(guó)青少年在校學(xué)生的一項(xiàng)重大賽事，每年在全國(guó)各省、市、自治區(qū)舉行。它與國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽(10I)直接接軌。該項(xiàng)賽事已成為我國(guó)校外計(jì)算機(jī)活動(dòng)中最有代表性的形式，每年都吸引著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的青少年投身到這一活動(dòng)當(dāng)中。　  NOl和NOIP在試題難度上有一個(gè)層次關(guān)系，NOl注重提高，人數(shù)相對(duì)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(duì)較廣。由于NOl競(jìng)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(jìng)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(jìng)賽組織委員會(huì)組織多年從事信息學(xué)奧林匹克競(jìng)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(xiě)了這套“信息學(xué)奧林匹克教程”。該書(shū)是作者十幾年來(lái)培養(yǎng)學(xué)生參加國(guó)際、國(guó)內(nèi)信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。全套教程分為三本，其中《語(yǔ)言篇》主要介紹競(jìng)賽規(guī)定語(yǔ)言之一，也是競(jìng)賽使用最為廣泛、最適應(yīng)競(jìng)賽的編程語(yǔ)言——Turbo Pascal 7.0環(huán)境、語(yǔ)句與程序結(jié)構(gòu)；《基礎(chǔ)篇》主要面向競(jìng)賽入門(mén)的學(xué)生，介紹了國(guó)際、國(guó)內(nèi)青少年信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽活動(dòng)的發(fā)展、競(jìng)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(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、算法概述、簡(jiǎn)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(dòng)；《提高篇》主要針對(duì)提高競(jìng)賽水平的學(xué)生，詳細(xì)闡述了基本算法設(shè)計(jì)策略、搜索及搜索優(yōu)化方法、圖論算法處理及其動(dòng)態(tài)規(guī)劃的應(yīng)用等內(nèi)容，為適應(yīng)信息學(xué)競(jìng)賽新的發(fā)展的需要，還簡(jiǎn)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(gè)算法設(shè)計(jì)基本思路的講解及對(duì)求解問(wèn)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(jìng)賽流行的Turbo Pascal 7.0語(yǔ)言編寫(xiě)，并注重結(jié)構(gòu)化與可讀性，并提供了競(jìng)賽模擬試題，方便讀者檢測(cè)競(jìng)賽學(xué)生或自我檢測(cè)?！? 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(guó)際ACM競(jìng)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(jì)的參考用書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

曹利國(guó)
　　長(zhǎng)沙市一中計(jì)算機(jī)教研室主任、高級(jí)教師，國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽金牌選手輔導(dǎo)教師，長(zhǎng)沙市計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)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(zhǎng)沙市中小學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)先進(jìn)個(gè)人、學(xué)科教學(xué)能手等稱號(hào)。指導(dǎo)學(xué)生多次在國(guó)際、全國(guó)信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。

書(shū)籍目錄

緒論　1．1　信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽的發(fā)展　1．2　NOI競(jìng)賽條例及競(jìng)賽規(guī)程　1．3　信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽的指導(dǎo)思想　1．4　信息學(xué)奧林匹克競(jìng)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(jì)方法2　計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)　2．1　計(jì)算機(jī)的發(fā)展　2．2　計(jì)算機(jī)的組成　2．3　計(jì)算機(jī)的配置　2．4　計(jì)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(wèn)題　　3．1　一般性數(shù)值問(wèn)題　3．2　排列與組合　3．3　多項(xiàng)式問(wèn)題　3．4　遞歸關(guān)系4　簡(jiǎn)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(shù)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(jì)的深入　6．1　數(shù)學(xué)思維在程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用　6．2　綜合算法設(shè)計(jì)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(guó)青少年信息學(xué)(計(jì)算機(jī))奧林匹克聯(lián)賽競(jìng)賽大綱(2001年)

章節(jié)摘錄

　　1　緒　　論　　國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽是計(jì)算機(jī)知識(shí)在世界范圍青少年中普及的產(chǎn)物。著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家G·伏賽斯教授曾預(yù)言：計(jì)算機(jī)科學(xué)將是繼自然語(yǔ)言、數(shù)學(xué)之后，成為第三位的、對(duì)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(huì)，信息科學(xué)的知識(shí)和應(yīng)用能力必將成為跨世紀(jì)人才邁向信息社會(huì)的“入場(chǎng)券”?！　∮?jì)算機(jī)競(jìng)賽開(kāi)始于l977年的美國(guó)Winconsin parkside大學(xué)，后來(lái)逐步發(fā)展到美國(guó)各地和其他一些國(guó)家。l987年，保加利亞的Sendov教授在聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)第24屆全體會(huì)議上提出了舉辦國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽(InternationalOlympiad Informatics，簡(jiǎn)稱lOI)的倡議，從此信息學(xué)(計(jì)算機(jī))奧林匹克競(jìng)賽成為繼數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)之后的又一門(mén)國(guó)際(中學(xué)生)學(xué)科奧林匹克競(jìng)賽?！　?.1　信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽的發(fā)展　　國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽是世界上最有影響的中學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)之一，是世界青少年在智力方面的大賽事，由來(lái)自世界各地20歲以下的中學(xué)生參加的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的競(jìng)賽活動(dòng)，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(jì)算機(jī)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言為工具，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下解題，比賽共分為兩次測(cè)試。舉辦國(guó)際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽的宗旨在于：通過(guò)競(jìng)賽形式對(duì)有才華的青少年起到激勵(lì)作用，促其能力得以發(fā)展；讓青少年彼此建立聯(lián)系，推動(dòng)知識(shí)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(lèi)課程教學(xué)增加動(dòng)力，啟發(fā)新的思路；建立教育工作者與專家之間的國(guó)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(gè)算法設(shè)計(jì)基本思路的講解及對(duì)求解問(wèn)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(jìng)賽流行的Tulbo Pascal 7．0語(yǔ)言編寫(xiě)，并注重結(jié)構(gòu)化與可讀性，并提供了競(jìng)賽模擬試題，方便讀者檢測(cè)競(jìng)賽學(xué)生或自我檢測(cè)?！　　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(guó)際ACM競(jìng)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(jì)的參考用書(shū)。

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