ACSL 中级课程大纲

美国计算机科学联赛（ACSL）中级组别课程，适合有一定编程基础的高中阶段学生。课程涵盖四个竞赛周期的核心知识点，每个竞赛包含6道题目，涵盖3个主题领域

适合高中学生 6道题目/竞赛 3个主题领域 4个竞赛周期
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课程概览

ACSL中级组别竞赛结构与学习目标

竞赛周期

每年4个竞赛周期，每个周期包含6道题目

题目结构

每个竞赛包含3个主题领域，每个领域2道题目

参赛形式

支持个人赛和团队赛，培养团队协作能力

晋级机会

成绩优秀者有机会晋级高级组别或全明星赛

竞赛内容详解

四个竞赛周期的核心知识点与学习重点

竞赛 1

计算机数制系统、递归函数、程序分析

计算机数制系统

  • 二进制、八进制、十六进制转换
  • 数制间的运算规则
  • 浮点数表示与精度
  • 补码与反码表示

递归函数

  • 递归的基本概念与原理
  • 递归函数的分析与设计
  • 递归与迭代的关系
  • 递归的优化策略

程序分析

  • 程序执行流程分析
  • 变量值变化追踪
  • 函数调用关系理解
  • 程序输出预测

竞赛 2

表达式表示法、位串操作、LISP语言

前缀/中缀/后缀表示法

  • 三种表示法的特点与转换
  • 表达式求值算法
  • 栈在表达式处理中的应用
  • 运算符优先级处理

位串操作

  • 位运算基础操作
  • 位串的移位与旋转
  • 位串的模式匹配
  • 位串的压缩与解压

LISP语言

  • LISP基本语法结构
  • 列表操作与处理
  • 函数式编程概念
  • 递归在LISP中的应用

竞赛 3

布尔代数、数据结构、有限状态自动机

布尔代数

  • 布尔运算与逻辑门
  • 布尔表达式的化简
  • 卡诺图的应用
  • 逻辑电路设计

数据结构

  • 栈、队列、链表
  • 树结构与遍历
  • 图的基本概念
  • 哈希表与映射

有限状态自动机与正则表达式

  • DFA与NFA的概念
  • 状态转换图分析
  • 正则表达式语法
  • 自动机与正则表达式的关系

竞赛 4

图论、数字电子、汇编语言

图论

  • 图的基本概念与表示
  • 图的遍历算法（DFS/BFS）
  • 最短路径算法
  • 最小生成树

数字电子

  • 数字电路基础
  • 组合逻辑电路设计
  • 时序逻辑电路
  • 数字系统设计

汇编语言

  • 汇编语言基本语法
  • 指令集架构理解
  • 寄存器与内存操作
  • 汇编程序分析

学习目标

通过本课程学习，学生将掌握以下核心能力

理论理解

深入理解计算机科学核心概念，建立扎实的理论基础

问题分析

培养系统性思维，能够分析复杂问题并找到解决方案

算法设计

掌握常用算法设计思想，能够设计高效的解决方案

团队协作

提升团队协作能力，学会分工合作解决复杂问题

课程安排

系统化的学习计划与进度安排

1

第一阶段：基础巩固

复习编程基础，掌握基本数据结构与算法概念

2-3周
2

第二阶段：竞赛1-2

学习数制系统、递归函数、表达式处理等知识点

4-5周
3

第三阶段：竞赛3-4

深入学习布尔代数、图论、数字电子等高级概念

4-5周
4

第四阶段：综合训练

真题练习、模拟竞赛、查漏补缺

2-3周