信息學是研究信息的產生、獲取、傳輸、處理、分類、識別、存儲及利用的學科。20世紀60年代以后逐漸形成。它的主要基礎理論和科學方法論是神經生理學、心理學、計算機科學、系統工程、信息論、控制論等。它主要研究以下問題:(一)客觀世界信息源理論。這一理論探討如何掌握生物、人類和計算機發出和獲取信息的規律。(二)建立在模糊數學基礎上的信息識別理論。在人類社會中,信息是以語言、聲音、圖象、文字等形式出現的,計算機系統尚未完全解決識別這些信息的問題。(三)人工智能理論。由于計算機輔助設計、專家系統和機器人的出現,因而建立這一理論變得十分迫切。(四)信息的結構和層次研究,如社會信息產業的統計和劃分等。(五)信息系統(獲取、處理、存儲、傳播過程等等作為一個整體過程)研究。(六)信息管理和經濟效益等等信息的利用問題。
綜述
信息學是研究信息的表示,獲取,處理,傳遞和利用的規律性的一門新興學科。信息學是以信息為研究對象,以計算機等技術為研究工具,以擴展人類的信息功能為主要目標的一門綜合性學科。信息學又稱信息科學,舊稱情報學。主要是指利用計算機及其程序設計來分析問題、解決問題的學問。與圖書館學有密切的關系。
研究內容
信息學的主要內容包括信息加工學、信息資源管理學、信息安全學、信息傳播學及計算機科學等等。
技術發展
伴隨記憶和運算工具的飛速發展,特別是以計算機為代表的信息加工和運算設施,加速了人類掌握信息技術的發展。
信息化
任何組織機構,為了應對瞬息萬變的世界,必須建立信息系統和資源管理系統,以應對日益復雜的信息文明和短缺的資源。
應用
國際競爭和商業競爭的演化,直接演繹競爭情報的飛速發展,特別是軍事競爭情報。
學科競賽
競賽種類
國際信息學奧林匹克競賽(International Olympiad in Informatics,簡稱IOI),是聯合國教科文組織支持的學科競賽之一。我國已經建立起一組相對完善的選拔機制,派出選手比賽成績優異,摘金奪銀。
ACM國際大學生程序設計競賽(英文全稱:ACM International Collegiate ProgrammingContest(ACM-ICPC或ICPC)是由美國計算機協會(ACM)主辦的,一項旨在展示大學生創新能力、團隊精神和在壓力下編寫程序、分析和解決問題能力的年度競賽。經過近30多年的發展,ACM國際大學生程序設計競賽已經發展成為最具影響力的大學生計算機競賽。
NOI(全國青少年信息學奧林匹克競賽)
全國青少年信息學奧林匹克聯賽(全國青少年信息學奧林匹克聯賽/分區聯賽)在每年十一月的第三個星期六舉行
WC(Winter Camp)全國信息學冬令營。
CTSC(Chinese Team Selection Contest) IOI中國代表隊選拔賽 暨全國信息學精英賽
APIO(亞洲與太平洋地區信息學奧林匹克競賽(Asia-Pacific Informatics Olympiad)
POI(Polish Olympiad in Informatics)波蘭高中信息學編程競賽,在世界上影響很大。
CEOI 中歐全國青少年信息學奧林匹克競賽(Central European Olympiad in Informatics),中歐的高中信息學編程競賽,在世界上影響很大。
BOI 波羅的海國家信息學奧林匹克競賽
知識體系
組合數學排列組合 母函數 群論 遞推與遞歸
最優化線性 動態 整數
概率統計
初等數論素數 整數理論 同余與模線性方程
計算幾何
數據結構存儲結構線性表
(一級結構)靜態:數組 棧 隊列 廣義表 字符串
動態:指針 鏈表 動態數組
樹
(二級結構)表示法(靜態、動態)二叉樹 森林
圖
(三級結構)表示法(矩陣、鄰接表、三元組)
特殊結構散列表(HASH表)并查集 線段樹 后綴樹 哈夫曼樹與哈夫曼編碼 地址表 Bit圖 滾動數組 棋盤圖 邊頂置換圖 二分點圖(網絡流)
常用方法遍歷樹 圖 前/中/后序優先
轉化拓撲排序(三級結構轉一級結構)最小生成樹 最小樹形圖(三級結構轉二級結構)逆遍歷
壓縮路徑樹的線索化
壓縮存儲
查找線性直接 折半 Fab
樹形二叉查找樹 平衡二叉樹B+樹 B-樹 線索二叉樹索引表
排序插入排序直接排序、折半排序、2-路排序
交換排序冒泡排序 快速排序 歸并排序
堆排序
基數排序鏈式基數排序 桶排序
代碼素養代碼的編寫速度和準確性 誤碼率
算法實現
算法優化
調試 查錯 測試
習慣變量名 注釋 縮進 模塊化
基本算法數學高精度計算(模擬計算)
表達式處理括號 前/中/后綴表達式 表達式樹
排列組合求值 嵌套控制
高斯消元法
篩選素數素數表
分數處理
基本操作實現大量數據賦值與移動Fillchar fillword move等函數
處理實數比較大小 高精度
字符串處理基本函數 KMP算法
(顯示圖搜索)路徑問題
(邊集)連通性測試傳遞閉包算法 極大強連通子圖 最小點基
最短路問題標號法 第k小路 減半最短路Dijkstra算法 floyd算法bellman-ford算法 Warshall算法
特殊路徑歐拉路及回路 哈密爾頓路及回路
圖的中心和重心
生成樹Kruskal算法 Prim算法
集
(頂點集)覆蓋集
獨立集
支配集
割頂和塊
網絡流容量有上下界的網絡最大 / 小流
容量有上下界的網絡最小費用最大 / 小流
頂容量網絡最大流
供求約束可行流
二分圖匹配匈牙利算法
關鍵路徑
搜索
(隱式圖搜索)深度優先搜索
(回溯法)剪枝優化
預處理
記憶化搜索
可變下界的深度優先搜索
隨機化搜索
廣度優先搜索雙向廣搜 *多向廣搜
啟發式搜索(A算法)
分枝定界
多階段決策貪心算法
其他構造法窮舉
模擬
主修課程
一般都會開設的課程是信息學,信息學導論,數值分析,數學主干課程。
參考資料 >