linux学习-硬件和软件的介绍

计算机基础
计算机系统
硬件
主机核心设备：中央处理器CPU（运算器ALU、控制器CU）；存储器：ROM、RAM
主机其他设备：存储（硬盘、软盘、光盘、usb）；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
软件
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）

计算机发展史
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- 现在 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

CPU：中央处理单元：运算器+控制器
代表厂商：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
一级缓存都内置在CPU内部并与CPU同速运行，可以有效的提高CPU的运行效率。一级缓存越大，CPU的运行效率越高，但受到CPU内部结构的限制，一级缓存的容量都很小。所谓二级缓存，它是为了协调一级缓存和内存之间的速度。cpu调用缓存首先是一级缓存，不够当处理器的速度逐渐提升了，导致一级缓存就供应不了需求
了，这样就提升到二级缓存了。二级缓存它是比一级缓存的速度相对来说会慢，但是它比一级缓存的空间容量要大。主要就是做一级缓存和内存之间数据临时交换的
地方用。三级缓存的话也是一样的。是为读取二级缓存后未命中的数据设计的―种缓存，在拥有三级缓存的CPU中，只有约5%的数据需要从内存中调用，这大大提高了CPU的效率。


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

程序：指令+数据 也可以是算法+数据结构CPU再设计之初就存在了计算器例如“+ - * /”这些构成了指令集，除了这些指令外，还有一种叫做特权指令，有清空其他指令权限的指令。CPU运算时需要从存储器中调取数据，被调取的存储空间叫做Cell，大小是固定的8bit=1Byte

进制关系：通常厂商销售以10进制来表示空间大小，而实际计算机是通过二进制来计算空间大小，因此就造成了我没看到的存储空间要小于厂商所说的空间大小。
2^10=1024=1KiByte
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=1Y2^90=1024Y=1BWindows 7安装4GB内存后，显示出来的只有3.2GB左右甚至更少，有800多MB的内存“无缘无故”地消失了原因是什么？
32位系统的CPU最大寻址空间是2的32次方2^10*2^10*2^10*2^21024*1024*1024*4KByte
1024*1024*4M 1024*4G4GB个地址码不能全部分配给安装在主板上的物理内存。因为个人电脑还有很多设备需要地址代码
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/8SDR和DDR都是64bit的总线宽度，只是DDR可以在时钟信号的上升沿和下降沿都传送数据，因此计算得到的相应带宽要X2。RDR的总线带宽较窄，只有16bit，但RDR在工作时使用的是对称传输的工作模式，因此计算得到的相应带宽也要X2。
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 产生CPU和Memory瓶颈的原因 现今的存储器速度远远低于处理器的速度。
内存发展过程
30pin SIMM内存1988年以前72pin SIMM内存1988-1990
EDO DRAM内存 1991-1994PC66 SDRAM 1995年后
DDR
DDR2
DDR3服务器内存保护技术
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
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

网卡
1Gb/s 千兆网卡 Infiniband 光纤网卡

存储
普通存储 ：硬盘，软盘，光盘
磁盘阵列
存储技术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语言 系统级应用、驱动程序
高级语言 jave c# python php 更靠近人