马哥教育20期面授2班第一周课程练习1

计算机基础
 
 1，计算机系统
     

     硬件系统

           主机部分：中央处理器CPU（运算器ALU、控制器CU）；

           存储器：

           ROM：Read Only Memory只读存储器。断电后信息不丢失，如计算机启动用的BIOS芯片。存取速  

           度很低，（较RAM而言）且不能改写。由于不能改写信息，不能升级，现已很少使用。

           RAM：RamdomAccessMemory随机存储器，高速存取，读写时间相等，且与地址无关，如计算

           机内存

           外部设备：

           辅助存储（硬盘、软盘、光盘、其他）；

           输入输出设备（键盘、鼠标、打印机、扫描仪、显示器）；

           其他：调制解调器、光猫

           程序：指令+数据=算法+数据结构

           CPU在设计时候就支持“加减乘除“这些通常叫做普通指令，还有一种叫做特权指令，能够清空其他指令。

           CPU计算时候需要从存储器中提取数据，每个存储单元叫做cell，大小固定是1Byte 也就是8bit，若一个32位  

           的CPU最多能识别出多大内存，可以计算

      
            2^32=2^10*2^10*2^10*2^2

                     1024*1024*1024*4    Byte

                              1024*1024*4    KB

                                       1024*4   MB

                                               4    GB                 
 

     软件系统

           系统软件：操作系统、程序语言处理系统、数据库、驱动程序

           应用软件：通用软件（办公软件例如：OFFICE）；专用软件（适用各个工作环境的软件）其他

 
 2，计算机发展史

       计算机发展年代时间表：

             40-50年代 第一代计算机 电子管时代 ENIAC

             50-60年代 第二代计算机  晶体管时代

             60-70年代 第三代计算机  集成电路时代

             70-       第四代计算机  大规模集成电路时代

        冯诺依曼计算机体系：                     

             运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

       摩尔定律
             
             当价格不变时，集成电路上可容纳的数目，每隔18-24个月变会增加一倍，性能也提升一倍   

       计算机分类

              按照信息的表示分类：数模混合计算机、模拟计算机、数字计算机；

              按照应用分类：专用计算机，通用计算机

              按照规模分类：巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器

       服务器分类
       
              塔式、机架式（目前比较常见，厚度通常为1U 2U 3U 4U 5U 7U 1U=1.75英寸=44.45毫米 通常用5厘米来表示 ）、刀片式               

      3，硬件发展史

        CPU

               中央处理单元：运算器+控制器

               厂商：Intel（Xeon:至强；Itanium：安腾 )、AMD （Althlon MP） IBM（Power）

               参数：
                    主频：cpu的时钟频率
                    外频：系统总线的工作频率（可超频）
                    倍频：cpu外频与主频相差的倍数（固定）

                    主频=外频*倍频

               高速缓存：

                    一级缓存L1
                    二级缓存L2
                    三级缓存L3  

              内存总线速度=外频 cpu与二级高速缓存和内存之间的通信速度

               类型

                    x86 x64 ARM m68000(moto) power powerpc(apple,ibm,moto) Ultrasparc(Sun) Alpha(HP)

              服务器cpu

                    非x86服务器：价格贵，封闭体系，稳定性好，用于银行

                    x86服务器   ：便宜，兼容性好，稳定性差，安全性低，用于pc

        主板

            bios芯片

            I/O控制芯片

            面板控制开关接口

            扩充插槽

            供电插件

      内存
         
       定义：直接寻址的空间，存取速度快，断电丢失数据。

           内存带宽计算公式：带宽=内存时钟频率×内存总线位数×倍增系数/8

           DDR2 800 400MHz带宽=400*2*64/8=6400MB/s=6.4GB/s

           DDR2 667 333MHz带宽=333*2*64/8=5400MB/s=5.4GB/s

           发展过程

            30pin SIMM内存1988年以前
            72pin SIMM内存1988-1990
            EDO  DRAM内存 1991-1994
            PC66 SDRAM   1995年后
            DDR
            DDR2
            DDR3

        服务器内存
    
              再选被用内存技术：防止内存坏掉或者故障，有预留的保存，备用的内存和原有的大小相等；

              内存镜像：内存出现故障时，提供数据保护功能，数据同时写入两个镜像内存区域，当一个坏掉是，可以不影响的从另一个读取。

  硬盘

       结构：存储介质（盘片）、读写头（磁头）、马达

       接口类型：IEEE 1349接口、IDE接口、SCSI接口、目前最主流的接口是SATA和SAS(兼容SATA)

       种类：

          SATA:容量一般有250g 320g 500g 750g 1t 2t，转速5400 7200 缓存8m 16m 32m

          SAS:容量一般有 146g 300g 450g 600g 1t、2t，转速 10000 15000，缓存16m 32m 64m

          SSD 读写速度快，性能稳定，防震，散热好

        目前计算机瓶颈：硬盘读写速率慢
        
   Raid卡

        实现RAID建立和重建，检测和修复多为错误，错误磁盘自动检测等，把若干磁盘按照要求组成一个整体，由阵列控制管理，提高磁盘子系统的性能和可靠性

   显卡
   
         16m 32m

   网卡
   
         1gb/s 千兆网卡
         infiniband 光纤网卡

   网络存储
   
        普通存储 ：硬盘，软盘，光盘

        磁盘阵列

        存储网络：DAS 直接存储 相当于本机存储，成本低方便简单
                  NAS 网络存储 基于文件协议NFS SMB/CIFS 类似FTP服务器，集中管理，跨平台，可靠性差，适用于小型网络。
                  SAN 存储区域网 基于SCSI IP ATM协议等，实现复杂，成本高，性能好，稳定性好

   操作系统
          
      OS的作用：硬件驱动、进程管理、内存管理、网络管理、安全管理、文件管理

      类别： 服务器 linux aix windows
             桌面    windows apple
             移动   安卓 ios

   开发接口
   
      API 应用目录接口 定义源代码和库直接的接口—同样的源代码可以在支持这个api的任何系统中编译

      ABI 应用二进制接口 应用程序与操作系统之间的底层接口—允许编译好的目标代码在使用兼容ABI的系统中无需改动就能运行

      POSIX IEEE在操作系统上定义的一系列API标准

      运行程序格式：windows exe、dll，lib
                    linux  ELF,so，.a

   编程语言

        低级语言 ：机器语言（0 1）；汇编语言 和机器语言一一对应，与硬件关系紧密，用于驱动开发

        中级语言 c 系统级应用、驱动程序

        高级语言 jave c#
         python php 更靠近人

   服务器OS

        WINDOWS

        LINUX

        UNIX:System（bell lab ， aix solaris hp_ux）；BSD（netbsd openbsd freebsd）

  linux起源
 
        1984 Richard Stallman发起GNU计划，开发了基于unix的自由软件和工具代表 gcc vi

        创建gpl 公共许可证

        1991 linux torvalds 发布linux 并加入GNU
        www.kernel.org

        linux系统是由内核和GNU的软件组合在一起

   linux常见的版本
   
        slackware :SUSE Enterprise Server
        opensuse桌面

        debian  ununtu，mint

        redhat  redhat enterprise linux 18发布一个新版本
                fedora 6个月一个版本，也是redhat测试版
                centos  社区版本
                中标麒麟

         Archlinux
         Gentoo
         LFS
         Android

   开源

        定义：软件和源代码提供给所有人，自由分发软件和源代码，能够修改和创建衍生作品，作者的代码完善，使用开源后必须开源

        分类 ：商业，共享，自由
        
         开源协议 ： GPLv2 GPLv3 LGPL
                   apache ：apache
                   BSD:bsd
                   Mozilla
                   MIT
   LINUX的哲学
         1，一起皆文件
         2，程序小，功能单一
         3，链接程序，可共同完成复杂的任务、
         4，避免令人困惑的用户界面
         5，配置数据存储在文本中