秋季5级第1次作业.docx
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秋季5级第1次作业
计算机硬件知识（加下划线部分记住）
计算机硬件知识
一、计算机的发展
计算机发展可划分：
第一代1946－1958电子管
第二代1959－1964晶体管
第三代1965－1970集成电路
第四代1971－今大规模（超大规模）集成电路
1946年2月，在美国诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC（埃尼阿克）。
（无存储器）
二、冯·诺依曼理论
1、其理论要点如下：
1）、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。
2）、存储程序思想----把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。
3）、计算机内部的数据以二进制数据存储（硬件实现简单）。
2、我国的计算机发展情况（本内容只需要了解）
我国从1956年开始计算机的科研和教学工作；
1960年我国第一台自行设计的通用电子计算机107机诞生；
1964年我国研制成大型通用电子计算机119机；
1983年每秒运行一亿次的银河巨型计算机在国防科技大学诞生；
1992年研制成功每秒运行10亿次的"银河Ⅱ”巨型计算机；
1997年又研制成功每秒运行130亿次的"银河Ⅲ”巨型计算机；
2004年我国的曙光4000A超级计算机全世界排名第十，每秒峰值运算速度超过10万亿次。
2009年我国的曙光5000A超级计算机全世界排名第十，亚洲第一。
每秒峰值运算速度超过200万亿次。
我国较有名的微型计算机品牌有：
"联想”、"长城”、"方正”等；
三、微型机的主要技术指标
1）、字长：
指计算机能够直接处理的二进制数据的位数。
单位为位（Bit）
CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数叫字长。
所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。
同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。
当前的CPU都是64位的。
2）、主频：
指计算机主时钟在一秒钟内发出的脉冲数，在很大程度上决定了计算机的运算速度。
3）、内存容量：
是标志计算机处理信息能力强弱的一向技术指标。
单位为字节（Byte）。
8bit=1Byte
1024B=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB 1024GB=1TB
扩充知识：
Kbps又称比特率，指的是数字信号的传输速率，也就是每秒钟传送多少个千位（bit）的信息（K表示千，Kb表示的是多少千个位,b就是bit的缩写）；Kbps也可以表示网络的传输速度，为了在直观上显得网络的传输速度较快，一般公司都使用kb（千位）来表示，如果是KBps，则表示每秒传送多少千字节（B是Byte的意思，8b=1B）。
1KByte/s＝8Kbps（一般简写为1Kbps=8Kbps，因为1Byte=8bit）。
ADSL上网时的网速是512Kbps,如果转换成字节，就是512/8＝64KBps（即64千字节每秒）
4）、外存：
一般指软盘、硬盘、光盘、U盘。
四、计算机的特点：
运算速度快，运算精度高，具有记忆能力，具有逻辑判断能力，具有自动控制能力；
五、计算机的应用：
（了解）
1）、数值计算：
弹道轨迹、天气预报、高能物理等等
2）、信息管理：
企业管理、物资管理、电算化等
3）、过程控制：
工业自动化控制，卫星飞行方向控制
4）、辅助工程：
CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助翻译）、CAI（计算机辅助教学）等。
可以这样记忆：
Design是设计的意思，取第一个字母D
Manufacturing 是制造的意思或者直接理解成Make也可以，取第一个字母M
Translation是翻译的意思，取第一个字母T
Instruction 是课程的意思，取第一个字母I
六、计算机硬件由五大部分组成：
运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
七、中央处理器（CPU----CentralProcessingUnit）
由运算器、控制器和一些寄存器组成；（一般说成控制器和运算器组成）
运算器进行各种算术运算和逻辑运算；
控制器是计算机的指挥系统；
CPU的主要性能指标是主频和字长。
八、存储器
1）、内部存储器
中央处理器能直接访问的存储器称为内部存储器，它包括高速缓冲存储器（cache）和主存储器（内存），中央处理器不能直接访问的存储器称为外部存储器（硬盘、U盘、光盘等），外部存储器中的信息必须调入内存后才能为中央处理器处理。
主存储器：
内存也常泛称主存，但严格上说，只有当内存中只有主存，而没有高速缓冲存储器时，才能称为主存。
其特点为速度快而容量较小（容量相对于硬盘来说）。
高速缓冲存储器（Cache）:
因为CPU读写RAM的时间需要等待，为了减少等待时间，在RAM和CPU间需要设置高速缓存Cache,断电后其内容丢失（这个特性和内存一样）。
主存储器按读写功能，可分只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）两种,其中RAM断电后其存储的信息丢失，ROM常用于存储BIOS、网卡配置芯片等。
内存的性能参数：
容量、频率、延迟值
2）、外部存储器
外存储器：
也称为辅助存储器，一般容量较大，速度比主存较慢。
机械硬盘（Harddisk）（了解）：
目前的硬盘大多采用了温彻斯特技术，所以又称为"温盘”（HDD）；温氏技术的特点是：
将盘片、读写磁头及驱动装置精密地组装在一个密封盒里；采用接触式起停，非接触式读写的方式（磁盘不工作时，磁头停在磁盘表面的起停区，一旦加电后，磁头随着盘片旋转的气流"飞”起来，悬浮在磁盘表面，进行读写）。
固态硬盘（SolidStateDrives），简称固盘（SSD），固态硬盘用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。
【注】在我们买硬盘的时候说是500G的，但实际容量都比500G要小的。
因为厂家是按1MB=1000KB来换算的，所以我们买新硬盘，比买时候实际用量要小点的。
软盘（FloppyDisk）：
目前常见的是3.5英寸/1.44MB的软盘。
光盘存储器（CD-ROM）：
普通的CD-ROM，只能读，不能写；CD-RW可擦写光盘； CD盘片的存储量大约是650MB。
当前常用的光盘存储器为（DVD-ROM）：
DVD-5为常用DVD，容量为4.7G，单面单层；DVD-9，单面双层，容量约为8.5G，常用来制作影碟；DVD-10，双面单层，容量为9.4G；DVD-18，双面双层，容量约为17G。
U盘，全称"USB闪存盘”，英文名"USBflashdisk”。
它是一个USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，可以通过USB接口与电脑连接，实现即插即用。
九、输入设备
键盘（Keyboard）：
目前大多使用104或108键盘
鼠标（Mouse）：
主要有机械型鼠标和光电型鼠标两种
手写笔、触摸屏、麦克风、扫描仪（Scanner）、视频输入设备、条形码扫描器等。
十、输出设备
显示器（Monitor）：
目前主要有CRT（阴极射线管）显示器和LCD液晶显示器（LED液晶显示器）。
打印机（Printer）：
主要有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。
绘图仪、音箱等。
十一、光电鼠标参数
1）：
IPS：
abbr.inches per second 每秒英寸数,英寸/秒是鼠标速度单位
2）:
加速度：
大家都知道物体处于加速运动的情况下时相当于内部各处收到一个惯性力，加速度绝对值越大惯性力也越大。
鼠标也是一样，在使用时速度总是变化的，所以加速度有大有小，内部零件受到的惯性力也有大有小。
比如15G的最大加速度意思就是鼠标能在15G的加速度以下正常工作。
1G=9.8m/s 15G=147m/s。
就是鼠标能在147m/s加速度以下正常工作。
鼠标垫上慢慢平滑的移动1m距离用时是2s 有加速度的鼠标如果突然猛的快速滑动鼠标1M距离用的时间就是1S 也就是说带加速度越大的鼠标在高速移动中移动同样的距离用的时间越少或者说是移动同样鼠标的时间鼠标在屏幕上移动的距离就越大这一功能在RPG FPS游戏非常有用 。
3）：
FPS：
刷新率，好的鼠标都是6000-9000左右，一般的大概也就2000-3000~越高移动鼠标就越平稳，不闪动~
鼠标刷新率也叫鼠标的采样频率，指鼠标每秒钟能采集和处理的图像数量。
刷新率也是鼠标的重要性能指标之一，即鼠标每一秒能够采集到的图像数据，一般以"FPS/S（帧/秒）”为单位。
4）：
DPI：
Dot Per Inch 鼠标的DPI是每英寸点数，也就是鼠标每移动一英寸指针在屏幕上移动的点数。
比如400DPI的鼠标，他在移动一英寸的时候，屏幕上的指针可以移动400个点。
十二、显示器参数
1）：
点距（或条纹间距）是显示器的一个非常重要的硬件指标。
所谓点距，是指一种给定颜色的一个发光点与离它最近的相邻同色发光点之间的距离，这种距离不能用软件来更改，这一点与分辨率是不同的。
在任何相同分辨率下，点距越小，图像就越清晰，14英寸显示器常见的点距有：
0.31和0.28mm；所谓条纹间距，是指某些显示器用条纹代替标准的CRT的色点，与色点相比，产生的图像更亮更清晰，条纹间距一般在0.25～0.26mm之间，价格比普通显示器贵。
2）：
分辨率一些用户往往把分辨率和点距混为一谈，其实，这是两个截然不同的概念。
分辨率是指象素点与点之间的距离，象素数越多，其分辨率就越高，因此，分辨率通常是以象素数来计量的，如：
640×480，其象素数为307200。
注：
640为水平象素数，480为垂直象素数。
目前4K屏指的是：
4096×2160分辨率
3）：
扫描频率
所谓扫描频率，是指显示器每秒钟扫描的行数，单位为千赫（KHz）。
它决定着最大逐行扫描清晰度和刷新速度。
水平扫描频率、垂直扫描频率、分辨率这三者是密切相关的，每种分辨率都有其对应的最基本的扫描速度，比如：
用于文字处理、分辨率为1024×768的水平扫描速率为64KHz。
还有的显示器采用的是隔行扫描形式，即先扫描所有的偶数行，再扫描所有的奇数行，与逐行扫描相比，隔行扫描产生的新图像的频率只有逐行扫描的一半，闪烁现象更为严重。
当然，即使显示器再好，其扫描频率也只能达到显示卡所能驱动的水平。
4）：
刷新速度
显示器的刷新率指每秒钟出现新图像的数量，单位为Hz（赫兹）。
刷新率越高，图像的质量就越好，闪烁越不明显，人的感觉就越舒适。
一般认为，70～72Hz的刷新率即可保证图像的稳定。
十三、硬盘基本参数
1）：
容量
作为计算机系统的数据存储器，容量是硬盘最主要的参数。
（容量计算方式参考上面资料）
2）：
传输速率
传输速率（DataTransferRate）硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。
硬盘数据传输率又包括了内部数据传输率和外部数据传输率。
内部传输率（InternalTransferRate） 也称为持续传输率（SustainedTransferRate），它反映了硬盘缓冲区未用时的性能。
内部传输率主要依赖于硬盘的旋转速度。
外部传输率（ExternalTransferRate）也称为突发数据传输率（BurstDataTransferRate）或接口传输率，它标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率，外部数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓存的大小有关。
FastATA接口硬盘的最大外部传输率为16.6MB/s，而UltraATA接口的硬盘则达到33.3MB/s。
2012年12月，两80后研制出传输速度每秒1.5GB的固态硬盘。
3）：
缓存
缓存（Cachememory）是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。
由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。
缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。
当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，也提高了数据的传输速度。
十四、CPU厂家
intel AMD IBM Acorn
intel:
家用或者服务器，四大系列，依次是赛扬、奔腾、酷睿、志强
AMD:
跟intel相比，性价比高，不过耗电也厉害，首创GPU整合，现在Intel的CPU也整合GPU。
IBM:
Power系列服务器使用的CPU
Acorn:
ARM系列CPU的设计，主要应用于手机、平板和一些嵌入式设备。
intel核心架构代号：
IvyBridge（3代） 、Haswell（4代）、Broadwell（5代）、Skylake（6代）
编程作业
1501:
★魔方
题目描述
现在学校里很多同学都在玩魔方，你也玩过吗？
常见的魔方，每边上有3个小正方体，如下图所示：
我们把魔方每边上的小正方体数量，叫魔方的“阶”。
所以，常见的魔方叫“3阶魔方”。
不过，魔方可不是只有3阶的，还有2、4、5……阶的呢。
观察所有的魔方，你会发现，我们可以把魔方表面上的小正方体分为三类：
第一类：
有三个面露在外面的；
第二类：
有两个面露在外面的；
第三类：
有一个面露在外面的。
当然，这三类小正方体的数量会随着魔方阶的不同而不同。
你的任务就是计算一下，对于给定阶数的魔方，这三类小正方体分别有多少个。
输入
有两个整数n、k，n表示魔方的阶数。
已知2≤n≤1000，k表示第k类小正方体，k的值分别为1、2、3。
输出
一个整数，分别表示对于n阶的魔方，对应于第k类（第一类、第二类、第三类）的小正方体的数量。
样例输入
32
样例输出
12
1174:
★★★查找特定的合数-cx201103
题目描述
自然数中除了能被1和本身整除外，还能被其他数整除的数叫合数。
每个合数都可以写成几个质数相乘的形式，这几个质数都叫做这个合数的质因数。
比如8=2×2×2，2就是8的质因数。
在1—N（N≤200000）按从小到大顺序排列的自然数序列中，查找第M个有X（2≤X≤6）个不同质因数的合数。
例如，第3个有2个不同质因数的合数是12（12只有2、3两个不同的质因数，在12之前有2个不同质因数的合数分别为6和10）。
输入
共1行，分别为M，X。
输出
共1行，为第M个有X个不同质因数的合数。
样例输入
32
样例输出
12
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