2019第三屆全國青少年人工智能與軟件工程信息聯賽初賽題

（共20道題，考試時間：120分鐘）

0-中國古代的著名軍事家諸葛孔明，曾制造出過神奇的載具——三國

演義和古代傳說中所記載的能夠自動行進的木牛流馬。這是集中了孔明

智慧的蜀國科技結晶。簡單來說，就是一種可以自動行走的運載工具,

而人類，只需要稍稍加以輔助就可以使用木牛流馬大量運輸糧食。從木

牛流馬描述來看，其有可能所使用的人工智能概念，是下面的哪個？

A-人臉識別

B-語音識別

C-自動駕車

D-棋類游戲對弈

1-孔明出生的181年，是漢末紛爭四起的時代。在亂世中，尋求強大

的力量是所有人的追求，這或許就是木牛流馬可以自行移動之傳說的起

源。但人類對機械人的癡迷遠比公元181年要早得多。在希臘神話中，

十二主神之一Hephaestus（赫法斯托斯），火與科技之神，就建造了

Talos,巨大的青銅戰士。Talos的職責,是鎮守海峽,看到敵人的艦船

就掰下山崖上的巨石進行攻擊。

那么假設Talos不是一個智慧生命體而是機械類的戰斗型人類仆役，

那么，Talos所使用的人工智能模塊，一定不是什么？

A-圖像識SU

B-同聲傳譯

C-自動行進

D-戰術選擇

2-Talos,或者塔羅斯，也被稱為Bronzeautomaton,意思就是青銅

機械人。從Automaton的構詞起源上來看，源自古希臘語的aOTdya

TOL其中有autos(auToq)的希臘語詞根，代表〃自己〃，也有原

始印歐語中的menos，代表〃思考〃，被拉丁語話之后，就變成了

Automaton,一種模擬人類樣子，能夠自行動作的機械。

如何在神話時代制造Talos這樣的機械人不得而知，我們知道的是，要

控制機械人，首先要控制機器，想要控制機器，就需要知道機器的指令。

在我們的時代，讓機器行動的指令，都是用二進制表達的。

下面有一組數字，有的是10進制（用[10]表示），有的是8進制（用

[8]表示）,有的是16進制（用[16]表示），還有32進制（用[32]表

示），請把這些數字換算成二進制（阿拉伯數字），每一組數字中間不

要加空格，各組的結果用空格分開。

例子:例子代表例制中的數字

0],1032O

請注意：二進制的高位如果有連續的零,就省略。比如：0010要寫成

10。

100[10],32[8],16[32],32[16]

3-之所以機器的命令都用二進制，是有原因的。二進制只有0和1兩

個可能的數字，而0和1，可以比較簡單地在電路中實現（高低電平），

也能夠在存儲介質中實現（平坦和凹坑）。

我們的生活中充滿了數字：貨幣，身高，價格，重量。

在我們使用所有這些數字的時候，如果是機器來處理那就要進入到計算

機科學的領域。就都需要一個數字的類型，我們稱為，數據類型。

數據類型有很多種，int是最基本的數據類型，是英文integer的縮寫,

代表整數。int也是用2進制表示的。它有32位，其中，最高位是符

號位,如果最高位是1,就是負數，如果最高位是0,就是正數。

請問int類型能夠存儲的最大數值是多少?（請全部用阿拉伯數字寫出）

4-如果int是帶符號位的32位數據類型，如果現在我們有一個int數

據類型的數字m,假設這個m已經達到了int的最大值，若我們給m

再加196,m會變成多少？

5-程序語言，是人類和機器進行交流的通道。下面哪一個選項不是程

序語言？

A-A++

B-B

C-C-

D-D

E-E

F-F

G-G

H-H

6-簡單來說，程序語言，就是幫助人類使用機器來處理數字的一種語

言。題目4中所說的m，就是程序語言中的概念——變量。所謂變量，

就是能夠存儲數字的容器。下面的是一段C++的程序。

1

2

3#include<iostream>

4

5usingnamespacestd;

6

7Bintmain(){

8intapple=1;

9

10apple=apple+1;

11

12cout<<napple->"<<apple<<endl;

13

14return0;

15L}

16

所做的事情很簡單，定義一個叫做apple的變量，給予變量這個容器數

值1,隨后，讓這個變量的數值增加L那么這段程序的終端輸出，是

什么？（結尾回車不要提交）

7-上面的程序，是在當代的計算機上運行的，而且可以快速運行。但

對于第T弋計算機來說，運行程序相當不容易。

對于第一臺通用計算機，ENIAC來說,如何編程,都是個大問題。

圜畫陵I圖區

鹿號素嚕痰*衰猾

麴忌典慫a戟@融色細掣例M@>S

論翹。■尬哂迨?娘面，碰尬

從ENIAC的手冊上，我們能夠看到，想要用ENIAC編程，就必須操作

上面的這些開關。而這臺計算機的核心科技，是真空管。

『名副其實的古董，在ENIAC中使用的真空管』

真空管是用來實現邏輯電路的。比如邏輯與。只有AB都是〃真〃的時

候，結果才為真。下面的圖就是一個〃與門〃的電路。

只要能實現邏輯電路，就可以制作計算機。那么，使用真空管的電子計

算機，是第幾代計算機？（請使用阿拉伯數字作答）

8-在中國地區，我們把Vacuumtube,也就是真空管，稱作電子管。

在Fallout這款游戲中（《輻射》），就是這樣一個使用VacuumTube

為技術基礎的，點了電子管計算機的科技樹的，這么一個科幻世界。

『一張Fallout3,也就是《輻射三》的游戲開場動畫的截圖』

雖然《輻射》系列使用的是電子管的科技體系，但不同的，就是在這個

世界中電子管很少損壞。這是和我們使用電子管的電子計算機有本質性

差異的地方。

一般來說，電子管，除了做計算機之外，還能做音響的功率放大器，或

者別的需要電子管中特殊品種：輝光電子管的儀器。

Typesofussrnixietubes

IN-18

『產地蘇聯的輝光電子管』

『用輝光電子管,輝光真空管，或者被稱作NixieVacuumTube做出

的時鐘』

是不是很美麗？

還有使用輝光電子管和晶體管配合做成的手表。

那么，有了這么多關于電子管的知識，請判斷，下面這張圖中的這個U

盤，使用的，是什么樣的科技？

A-電子管

B-晶體管

C-集成電路

D-超大規模集成電路

9-讓我們回到邏輯問題，與，或，非，是三個基本邏輯門，也就是AND,

OR,NOTo之所以成為門，是來自于電路，信號進和出，看起來通過

的是一道門，所以稱為邏輯門。

這幾個邏輯門在C++語言中的位運算符，分別是&,|

關于計算機的基礎位計算一基本邏輯門的概念，可以用具像化的方式

理解：

AND可以看作是古代的犯罪連坐，只要有一個人犯罪（0）,周圍人都

要受到牽連,也就是如果有一個由AND連接起來的計算值為0,那么

結果就是0；如果想要結果是1,那就參與計算的值都必須是lo

OR則是團隊搶旗，只要有一個人成功，就算成功,所以只要有一個計

算值是1,結果就是lo當然如果兩個都是0,結果就會是0。

NCW是1變成0,0變成1。

現在，請計算下面的幾組位運算，每組答案請用空格分開（答案的最后

不要加空格）。

1OAND1Z128OR9,N0T7

10-除了上面說的三個基本邏輯門，還有一個重要的邏輯門，叫做XOR。

中文中XOR被稱作異或。意思是只有1和0,0和1的情況，結果才

是1。對于每一位二進制進行運算的位運算邏輯門XOR，可以看作是競

技場，兩個強大的人進去，會失敗（0）；兩個弱小的人進去，會失敗；

一強一弱進去，能成功（Do

請計算65535XOR255

11-上題的結果，換算成二進制是多少（不要加空格）？

12-一個字符串，〃65535XOR255”,它的全部子串的數量是多少？

13-假設我們有一個無序數組，告訴我們下面這個程序為這個無序數組

排序的算法復雜度是什么（其中，A代表次方）。

1

2

3#include<iostream>

4#include<fstream>

5

6usingnamespacestd;

7

8int_myArray[21];

9intmaxi=0;

10

110voidDisplayArray(){

12

13Bfor(inti=0;i<maxi;i++){

14cout?_myArray[i]<<"J;

15-)

16cout<<endl;

17L)

18

19BvoidParsein(){

20intcurlnt;

21intcc=0;

22

23ifstreaminFile(r,bubbleSort.inM);

24

25Bwhile(inFile>>curlnt){

26_myArray[cc]=curlnt;

27cci;

28-}

29

30inFile.close();

31

32_maxi=cc;

33DisplayArrayO;

34L)

35

36BvoidBubbleSort(){

37inttempo=0;

38□for(inti=0;i<maxi;i++){

39gfor(intm=0;m<_maxi-i-1;m++){

40Hif(_myArray[ni]>_myArray[m+1]){

41tempo=_myArray[m];

42_myArray[m]=_myArray[m+1];

43_myArray[ni+l]=tempo;

44-i1}-

45-i}

46-)

47L)

48

AO(logN)

B-0(N)

C-O(NlogN)

D-O(NA2)

14-小明同學新年第一天得到了一個蘋果，他就去幫媽媽把碗洗了。媽

媽很高興。于是,之后每天早上媽媽都會給他一個蘋果。

小明舍不得吃蘋果，于是，每逢雙數天的下午，爸爸都會來偷吃小明的

蘋果，偷吃的數量，是當天天數的最后一位的數字。如果是第2天，那

就是2,第9天，那就是9,第10天，那就是0。

爸爸一定會遵守規則，根據天數的最后一位的規則，如果尾數是0那就

不偷吃。

媽媽發現了之后，就許諾幫小明把蘋果補上。

小明說，如果爸爸把蘋果吃光了，那就補給他被吃掉蘋果的雙倍。如果

沒有吃光，就要媽媽給他補上剩下蘋果的1/2(如果除不開，就只保留

整數部分，至少一個蘋果)。

當然，媽媽很公平，如果看到爸爸沒吃，就不補蘋果了。

小明發現蘋果數量發生了巨大變化，變化到有點數不清楚，來幫小明算

算，到128天的晚上，他還有多少蘋果。

15-

因為爸爸偷吃所以補償小明蘋果這件事讓媽媽的花銷多了很多。

為了避免爸爸偷吃，媽媽決定做兩件事，第一，一次性給爸爸1000個

蘋果；第二，每天給小明發電子版的蘋果。

小明媽媽寫了一段程序,每天按時給小明蘋果，這次給的也挺多,按照

天數給小明蘋果，第一天給一個，第二天給兩個，以此類推。

媽媽的程序寫得特別好看,為了避免爸爸偷，她把發蘋果的這件事兒都

封裝了起來。

1

2

3

4尊include<iostream>

5

6usingnamespacestd;

7

8intapple=0;

9intate=0;

10

11□voidGiveApple(inttheDaily){

12T_apple+=theDaily;

13L}

14

15

160intmain(){

17intmaxiDay=128;

18intdadApple=1000;

19

20maxiDay

21

22白for(intix1;i<maxiDay;i++){

23GiveApple(i);

24cout<<Hday"<<i<<",Momkissed,apple="<<_apple<<endl;

25}"

26

27return0;

28L)

7Q

請告訴我們，第128天的時候，這段程序的輸出是什么（結尾回車不要

提交）。

16-爸爸不滿意一次得到1000個蘋果這個結果，他決定要盜取小明的

電子版蘋果。小明比較笨，想瞞過小明很容易。只是小明媽媽很聰明，

小明爸爸騙過不媽媽。于是他決定用改動最小的方法去偷蘋果。

請看下面的程序，告訴我們程序執行結果（結尾回車不要提交）。

3

4#include<iostream>

5

6usingnamespacestd;

7

8int_apple=0;

9

10ElvoidGiveApple(inttheDaily,int&a){

11_apple+=theDaily;

12

13intb=theDaily/2;b>0?a+=b,_apple-sbsa;

14L}

15

16

17Aintmain(){

18intmaxiDay■128;

19intdadApple=1000;

20

21maxiDay1；

22

23白for(inti=1;i<maxiDay;i++){

24GiveApple(ijdadApple);

25//cout?"day"?i?",Momhissed,