2019第三届楚黎杯全国青少年人工智能与软件工程信息联赛初赛题

炼石云智课堂,楚黎杯山西合作伙伴

(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α?τ?ματο?,其中有autos(α?τ??)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 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 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- B

C- C–

D- D

E- E

F- F

G- G

H- H

6- 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Vacuum Tube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Nixie Vacuum Tube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 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, NOT7

10- 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 65535XOR255

11- 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,就是第一百零一天;一九,就是第十九天,以此类推。

第四层,也就是最底层,是8个时间段,分为休、生、伤、杜、景、死、惊、开。

请告诉我们,这个四之神乌历法的计时系统,如果将它画成一棵树的话(看下面的示意图),有多少分支节点?

19

四之神乌的历法写在神乌之书上。只有已经完成的时间点,才会有节点出现。也就是说,在第一年,也就是一陆之年的时候,耀、吾、昆还都没有在神乌之书上显示。其他各层同理。

那么,截止到一陆一二生,神乌之书上,有多少个叶节点?

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