计算机基础知识

计算机系统

计算机系统组成的两大部分

硬件系统

    主机

        中央处理器CPU｛运算器，控制器｝

        内存储器｛ROM，RAM｝

    外部设备

        外部存储器｛硬盘、软盘、光盘、磁带等｝

        输入设备｛键盘、鼠标、扫描仪等｝

        输出设备｛显示器、打印机、绘画仪等｝

        其他设备｛调制解调器等｝

软件系统
    系统软件

        操作系统

        程序语言处理系统

        数据库管理系统

        服务程序｛检查、诊断、调试程序｝

    应用软件

        通用应用软件｛如office办公软件包等｝

        专用应用软件｛用户程序｝

冯·诺依曼体系结构，1946提出,计算机五大结构：

    CPU｛运算器，控制器｝

    存储器

    输入设备

    输出设备

计算器规模划分和功能用途

巨型计算机：国防、科学计算（如我国天河一号）

大型计算机：科学计算、数据处理（如IBMz13）

小型计算机：数据采集（如IBM-AIX，HP-UNIX）

微型计算机：商业用途、办公自动化等

服务器按照功能划分

Web服务器、数据库服务器、邮件服务器、文件服务器、中间件应用服务器、日志服务器、监控服务器，程序版本控制服务器、虚拟机服务器、打印服务器、域控制服务器、多媒体服务器、通讯服务器、ERP服务器等

服务器按外形分类：

塔式服务器、机架式服务器（rack）、刀片式服务器（集群服务器比较多）

现在的服务器，应当尽量避免单点故障（single failture）

服务器按照CPU体系架构分类：

非X86服务器：RISC、EPIC，特点是比较贵、稳定性好、性能强,一般用于金融、电信等大型企业核心。

X86服务器:CISC、特点是便宜、稳定性差。

主要生产服务器CPU的公司

INTEL:XEON至强、安腾

AMD:ALTHLON MP

IBM:POWER CPU

1.服务器硬件

主板mainboard、系统板systemboard或母板(motherboard)

组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件

BIOS:BASIC INPUT OUPUT SYSTEM

2.内存：分为内存（RAM）和外存（ROM）

RAM：断电后数据丢失

内存RAM带宽的计算方法

DDR2 667 ，运行频率333MHz,带宽为

           333x2x64/8=5400MB/s=5.4GB/s

DDR2 800 , 运行频率400MHz,带宽为

           400x2x64/8=6400MB/s=6.4GB/s

ROM：断电后数据可以保存（硬盘，U盘等）

硬盘的组成

    存储介质（Media）：盘片

    读写头（Read Write Head）：磁头

    马达（有5k4RPM、5k9RPM、7k2RPM、1wRPM、1.5wRPM等转速）

硬盘容量存储单位转换

1byte字节=8bit位    

2^10 1024b=1k

2^20 1024K=1M

2^30 1024M=1G

2^40 1024G=1T

2^50 1024T=1P

2^60 1024P=1E

2^70 1024E=1Z

2^80 1024Z=1Y

2^90 1024Y=1B

注意，厂家的生产的硬盘是按10进制的，所以硬盘的容量并不和标准的2进制格式容量相同。

硬盘接口类型：

目前主流的硬盘接口为SATA和SAS接口，

因此，硬盘按接口类型可分为SATA硬盘和SAS硬盘。

服务器的性能短板：

如果CPU有每秒处理1000个服务请求的能力，各种总线的负载能力能达到500个，但网卡只能接受200个请求，而硬盘只能负担150个的话，那这台服务器得处理能力只能是150个请求/秒，有85%的处理器计算能力浪费了。在计算机系统当中，硬盘的读写速率已经成为影响系统性能进一步提高的瓶颈。

存储网络：

DAS—-直接连接存储(Direct Attached Storage

存储设备与主机的紧密相连。

管理成本较低，实施简单。

储时直接依附在服务器上，因此存储共享受到限制。

CPU必须同时完成磁盘存取和应用运行的双重任务，所以不利于CPU的指令周期的优化，增加系统负担。

NAS—–网络连接存储(Network Attached Storage)

通过局域网在多个文件服务器之间实现了互联，基于文件的协议（NFS、SMB/CIFS ），实现文件共享。

集中管理数据，从而释放带宽、提高性能。

可提供跨平台文件共享功能。

可靠性较差，适用于局域网或较小的网络。

SAN—–存储区域网络(Storage Area Networks)

利用高速的光纤网络链接服务器与存储设备，基于SCSI，IP，ATM等多种高级协议，实现存储共享。

服务器跟储存装置两者各司其职。

利用光纤信道来传输数据﹐以达到一个服务器与储存装置之间多对多的高效能、高稳定度的存储环境。

实施复杂，管理成本高。

POSIX: Portable Operating System Interface

IEEE在操作系统上定义的一系列API标准

POSIX兼容的程序可在其它POSIX操作系统编译执行

编程接口

低级语言

机器语言：0和1

汇编语言：和机器语言一一对应，与硬件相关的特有代

码、驱动程序开发

中级语言：C

系统级应用、驱动程序

高级应用:java, Objective-C,C#,python, php

应用级程序开发

服务器三大操作系统

Windows：

Linux：GNU/Linux

Unix：

System:（Bell Lab）

AIX （IBM）

Solaris (SUN)

HP-UX (HP)

BSD: （BSRG）Berkeley System Distribution

NetBSD

OpenBSD

FreeBSD

Linux起源

1969unix诞生,(PS:linus也是1969年出生)

1984年：Richard Stallman发起GNU项目和自由软件基金会

GNU是英文GNU is not Unix的意思

创建开源的UNIX实用工具版本，如GCC和VI软件

创建通用公共许可证（GPL）

开源软件许可实施原则

1991年：Linus Torvalds发布Linux

创建开放源码，类Unix的内核，在GPL下发布

Linux操作系统：

Linux内核+ GNU工具=完整的类UNIX操作系统

Linux发行版

slackware:SUSE Linux Enterprise Server (SLES)

     opensuse桌面

debian:  ubuntu，mint

redhat：  rhel: redhatenterprise linux

每18个月发行一个新版本

CentOS：兼容rhel的格式

fedora：每6个月发行一个新版本

ArchLinux：轻量简洁

Gentoo：极致性能，不提供传统意义的安装程序

LFS: Linux From scratch 自制Linux

Android: kernel+busybox（工具集）+java虚拟机

开源协议

开源：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

软件分类：商业，共享，自由

世界上的开源许可证，大概有上百种

GPLv2, GPLv3, LGPL(lesser)：copyleft，WordPress

Apache: apache

BSD: bsd

Mozilla

Apache

MIT

Linux哲学思想

1.一切皆文件(包括硬件)

2.由众多目的的单一应用程序组成：一个程序只做一件事，且做好

3.组合目的的单一的小程序完成复杂的任务

4.尽量避免跟用户交互

5.使用文本文件保存配置信息

6.提供机制，而非策略

其他未整理笔记

部分FHS理解

/根目录

/boot kernel

/home 家目录

/root root用户的家目录

/dev  硬件目录

/etc  配置文件目录

/usr  相当于windows系统的windows和program文件夹

/lib64库文件目录

/var  变化的文件，放日志之类的文件夹

/proc 内存数据，进程文件，虚拟的数据，不占用磁盘空间

LINUX磁盘分区

IDE

/dev/hda,hdb

/dev/hdc  老ide设备这个一般是光驱

SCSI

SATA

SAS

USB

/dev/sd[a-z],sdaa,sdab,sdaz,sdba….如此类推

MBR

主分区：一个磁盘<=4,

扩展分区: 最多一个+主分区<=4

/dev/sda1-4 主分区 , 主分区的号码可以在1-4的范围内自定义，但是建议默认就可以了

逻辑分区：

/dev/sda（5-n）

/dev/sda1  mount挂载  c:\testdir

GPT

支持2.2tb以上硬盘

主分区可以有多个

IDE

/dev/hda,hdb

/dev/hdc  老ide设备这个一般是光驱

SCSI

SATA

SAS

USB

/dev/sd[a-z],sdaa,sdab,sdaz,sdba….如此类推

MBR

主分区：一个磁盘<=4,

扩展分区: 最多一个+主分区<=4

/dev/sda1-4 主分区 , 主分区的号码可以在1-4的范围内自定义，但是建议默认就可以了

逻辑分区：

/dev/sda（5-n）

/dev/sda1  mount挂载  c:\testdir

GPT