全国青少年人工智能与软件工程信息联赛初赛题

2019第三届全国青少年人工智能与软件工程信息联赛初赛题（共20道题，考试时间：120分钟）0-中国古代的著名军事家诸葛孔明，曾制造出过神奇的载具——三国演义和古代传说中所记载的能够自动行进的木牛流马。这是集中了孔明智慧的蜀国科技结晶。简单来说，就是一种可以自动行走的运载工具，而人类，只需要稍稍加以辅助就可以使用木牛流马大量运输粮食。从木牛流马描述来看，其有可能所使用的人工智能概念，是下面的哪个？A-人脸识别B-语音识别C-自动驾车D-棋类游戏对弈1-孔明出生的181年，是汉末纷争四起的时代。在乱世中，寻求强大的力量是所有人的追求，这或许就是木牛流马可以自行移动之传说的起源。但人类对机械人的痴迷，远比公元181年要早得多。在希腊神话中，十二主神之一Hephaestus（赫法斯托斯），火与科技之神，就建造了Talos，巨大的青铜战士。Talos的职责，是镇守海峡，看到敌人的舰船就掰下山崖上的巨石进行攻击。那么，假设Talos不是一个智慧生命体，而是机械类的战斗型人类仆役，那么，Talos所使用的人工智能模块，一定不是什么？A-图像识别B-同声传译C-自动行进D-战术选择2-Talos，或者塔罗斯，也被称为Bronzeautomaton，意思就是青铜机械人。从Automaton的构词起源上来看，源自古希腊语的αὐτόματος，其中有autos（αὐτός）的希腊语词根，代表“自己”，也有原始印欧语中的ménos，代表“思考”，被拉丁语话之后，就变成了Automaton，一种模拟人类样子，能够自行动作的机械。如何在神话时代制造Talos这样的机械人不得而知，我们知道的是，要控制机械人，首先要控制机器，想要控制机器，就需要知道机器的指令。在我们的时代，让机器行动的指令，都是用二进制表达的。下面有一组数字，有的是10进制（用[10]表示），有的是8进制（用[8]表示），有的是16进制（用[16]表示），还有32进制（用[32]表示），请把这些数字换算成二进制（阿拉伯数字），每一组数字中间不要加空格，各组的结果用空格分开。例子：32[10]，代表10进制中的数字32。请注意：二进制的高位如果有连续的零，就省略。比如：0010要写成10。100[10]，32[8]，16[32]，32[16]3-之所以机器的命令都用二进制，是有原因的。二进制只有0和1两个可能的数字，而0和1，可以比较简单地在电路中实现（高低电平），也能够在存储介质中实现（平坦和凹坑）。我们的生活中充满了数字：货币，身高，价格，重量。在我们使用所有这些数字的时候，如果是机器来处理那就要进入到计算机科学的领域。就都需要一个数字的类型，我们称为，数据类型。数据类型有很多种，int是最基本的数据类型，是英文integer的缩写，代表整数。int也是用2进制表示的。它有32位，其中，最高位是符号位，如果最高位是1，就是负数，如果最高位是0，就是正数。请问int类型能够存储的最大数值是多少？（请全部用阿拉伯数字写出）4-如果int是带符号位的32位数据类型，如果现在我们有一个int数据类型的数字m，假设这个m已经达到了int的最大值，若我们给m再加196，m会变成多少？5-程序语言，是人类和机器进行交流的通道。下面哪一个选项不是程序语言？A-A++B-BC-C--D-DE-EF-FG-GH-H6-简单来说，程序语言，就是帮助人类使用机器来处理数字的一种语言。题目4中所说的m，就是程序语言中的概念——变量。所谓变量，就是能够存储数字的容器。下面的是一段C++的程序。所做的事情很简单，定义一个叫做apple的变量，给予变量这个容器数值1，随后，让这个变量的数值增加1。那么这段程序的终端输出，是什么？（结尾回车不要提交）7-上面的程序，是在当代的计算机上运行的，而且可以快速运行。但对于第一代计算机来说，运行程序相当不容易。对于第一台通用计算机，ENIAC来说，如何编程，都是个大问题。从ENIAC的手册上，我们能够看到，想要用ENIAC编程，就必须操作上面的这些开关。而这台计算机的核心科技，是真空管。『名副其实的古董，在ENIAC中使用的真空管』真空管是用来实现逻辑电路的。比如逻辑与。只有AB都是“真”的时候，结果才为真。下面的图就是一个“与门”的电路。只要能实现逻辑电路，就可以制作计算机。那么，使用真空管的电子计算机，是第几代计算机？（请使用阿拉伯数字作答）8-在中国地区，我们把Vacuumtube，也就是真空管，称作电子管。在Fallout这款游戏中（《辐射》），就是这样一个使用VacuumTube为技术基础的，点了电子管计算机的科技树的，这么一个科幻世界。『一张Fallout3，也就是《辐射三》的游戏开场动画的截图』虽然《辐射》系列使用的是电子管的科技体系，但不同的，就是在这个世界中电子管很少损坏。这是和我们使用电子管的电子计算机有本质性差异的地方。一般来说，电子管，除了做计算机之外，还能做音响的功率放大器，或者别的需要电子管中特殊品种：辉光电子管的仪器。『产地苏联的辉光电子管』『用辉光电子管，辉光真空管，或者被称作NixieVacuumTube做出的时钟』是不是很美丽？还有使用辉光电子管和晶体管配合做成的手表。那么，有了这么多关于电子管的知识，请判断，下面这张图中的这个U盘，使用的，是什么样的科技？A-电子管B-晶体管C-集成电路D-超大规模集成电路9-让我们回到逻辑问题，与，或，非，是三个基本逻辑门，也就是AND，OR，NOT。之所以成为门，是来自于电路，信号进和出，看起来通过的是一道门，所以称为逻辑门。这几个逻辑门在C++语言中的位运算符，分别是&，|，~。关于计算机的基础位计算——基本逻辑门的概念，可以用具像化的方式理解：AND可以看作是古代的犯罪连坐，只要有一个人犯罪（0），周围人都要受到牵连，也就是如果有一个由AND连接起来的计算值为0，那么结果就是0；如果想要结果是1，那就参与计算的值都必须是1。OR则是团队抢旗，只要有一个人成功，就算成功，所以只要有一个计算值是1，结果就是1。当然如果两个都是0，结果就会是0。NOT则是1变成0，0变成1。现在，请计算下面的几组位运算，每组答案请用空格分开（答案的最后不要加空格）。10AND1,128OR9,NOT710-除了上面说的三个基本逻辑门，还有一个重要的逻辑门，叫做XOR。中文中XOR被称作异或。意思是只有1和0，0和1的情况，结果才是1。对于每一位二进制进行运算的位运算逻辑门XOR，可以看作是竞技场，两个强大的人进去，会失败（0）；两个弱小的人进去，会失败；一强一弱进去，能成功（1）。请计算65535XOR25511-上题的结果，换算成二进制是多少（不要加空格）？12-一个字符串，“65535XOR255”，它的全部子串的数量是多少？13-假设我们有一个无序数组，告诉我们下面这个程序为这个无序数组排序的算法复杂度是什么(其中，^代表次方)。A-O(logN)B-O(N)C-O(NlogN)D-O(N^2)14-小明同学新年第一天得到了一个苹果，他就去帮妈妈把碗洗了。妈妈很高兴。于是，之后每天早上妈妈都会给他一个苹果。小明舍不得吃苹果，于是，每逢双数天的下午，爸爸都会来偷吃小明的苹果，偷吃的数量，是当天天数的最后一位的数字。如果是第2天，那就是2，第9天，那就是9，第10天，那就是0。爸爸一定会遵守规则，根据天数的最后一位的规则，如果尾数是0那就不偷吃。妈妈发现了之后，就许诺帮小明把苹果补上。小明说，如果爸爸把苹果吃光了，那就补给他被吃掉苹果的双倍。如果没有吃光，就要妈妈给他补上剩下苹果的1/2（如果除不开，就只保留整数部分，至少一个苹果）。当然，妈妈很公平，如果看到爸爸没吃，就不补苹果了。小明发现苹果数量发生了巨大变化，变化到有点数不清楚，来帮小明算算，到128天的晚上，他还有多少苹果。15-因为爸爸偷吃所以补偿小明苹果这件事让妈妈的花销多了很多。为了避免爸爸偷吃，妈妈决定做两件事，第一，一次性给爸爸1000个苹果；第二，每天给小明发电子版的苹果。小明妈妈写了一段程序，每天按时给小明苹果，这次给的也挺多，按照天数给小明苹果，第一天给一个，第二天给两个，以此类推。妈妈的程序写得特别好看，为了避免爸爸偷，她把发苹果的这件事儿都封装了起来。请告诉我们，第128天的时候，这段程序的输出是什么（结尾回车不要提交）。16-爸爸不满意一次得到1000个苹果这个结果，他决定要盗取小明的电子版苹果。小明比较笨，想瞒过小明很容易。只是小明妈妈很聪明，小明爸爸骗过不妈妈。于是他决定用改动最小的方法去偷苹果。请看下面的程序，告诉我们程序执行结果（结尾回车不要提交）。17-变量_apple是小明的苹果。小明现在有多少苹果？（直接写出答案）18-在金沙遗址中出土过古蜀国的一件金饰，就是下面这件太阳神鸟金箔。围绕着太阳的，是四只太阳神鸟。在《山海经-大荒东经》中记载到，有黑齿之国。帝俊生黑齿，姜姓，黍食，使四鸟。四鸟就是四只太阳神鸟，也称为三足神乌。黑齿之国所属的世界中，有一棵神木，称为扶桑树，三足神乌都在扶桑树上生活，每一天都会有固定的一翼神鸟飞出扶桑树，在黑齿国的土地上翱翔，普照众生，365天如一日。而每一年的结束，疲倦的神乌都会回到扶桑树上休息，换她的同伴继续值年，周而复始。据考证，黑齿之国的历法相当特殊，称为，四之神乌历法。四之神乌历法分四层，最顶层，是神木当值，也就是当前值年神鸟的值龄（值过多少次年）第二层是陆，耀，吾，昆，代表四翼神鸟的名字。第三层，是365天，用数字表示，比如一〇一，就是第一百零