鸟哥Linux私房菜基础学习篇 第一部分：Linux的规划与安装_计算机概论

摘要: 这几年鸟哥开始在大学任教了，在教学的经验中发现到，由於对 Linux 有兴趣的朋友很多可能并非信息相关科系出身， 因此对於计算机硬件及计算机方面的概念不熟。然而操作系統跟硬件有相当程度的关连性， 所以，如果不了解一下计算机概论，要很快的了解 Linux 的概念是有点难度的。因此，鸟哥就自作聪明的新增一个小章节来谈谈计概罗！ 因为鸟哥也不是信息相关学门出身，所以，写的不好的地方请大家多多指教啊！^_^
引文：http://cn.linux.vbird.org/linux_basic/0105computers.php

计算机概论：

1.辅助人脑的好工具，计算机模型。



2.计算机5大单元。



3.cpu指令集RISC/CISC；起哄x86架构是一种沿用；微指令集的效率影响cpu的效能和计算热量；主板芯片组可以将周边的硬件都联合起来；

4.运作流程的比喻还是很形象的。



5.存储容量一般是字节为单位衡量的，8bit=1byte作为基础单位衡量的，有10进制和2进制相互的转换也是通过1byte为单位来衡量的。

6.北桥直接和cpu相连，总线带宽，硬件频率也相对较高。



7.AMD架构和Intel架构主要区别在于AMD的内存直接和cpu相连来提高速度，Intel通过了北桥。



8.cpu每次能够处理的字长，是32或64位的。

9.双通道DDR相当于类似宽度64位到128位。可以将容量相同的内存共同组成双通道结构提高性能。

10.DRAM二级缓存将常用的程序或数据放到其中以提升性能。



11.BIOS是ROM中记录的很重要的一段程序。它记控制盒录了开机时各项硬件的参数设置。

12.显存会影响解析度和色彩深度。显卡的传输速率在3D运算中也是比较重要的，目前至少都能在4G/sec以上。而像素点，像素点色彩位数，屏幕刷新频率都需要显存，一般来说显存大点是有好处的。

13.磁盘的结构容量算法，看看这个图。





14.老式机械硬盘读取时由磁头来读取，所以运行时要避免磁盘抖动，以免损坏数据或磁盘。

15.芯片组控制和管理着CPU，RAM,VGA，及其他所有的外部设备的连接，所以发热量也是很大的。

16.I/O地址是一个设备用一个，IRQ，是cpu在调配和管控不同硬件设备时的中断请求。

17.再次cmos加点记录了各硬件设备的属性参数配置，BIOS开机执行，加载cmos中的参数并尝试呼叫硬盘中的启动程序。

18.系统整体的性能瓶颈往往由最弱的部位决定。所以需要考虑全面。

19.如果系统不稳定，考虑某些部位是否过热，电源电压问题。

20.2进制数据转换是个核心，所有的进制都会往2进制转换，cpu通过2进制的加减乘除完成运算。

21.文字编码系统也是一组对照表；由于各个地区的编码表不同，为了统一出现了UTF-8的Unicode编码系统。



22.cpu执行的根本是cpu指令码。这个就是在指令集规范的机器码做译码阶段后形成微码进入cpu逻辑电路进行处理。

23.操作系统一定程度是为了解决我们开辟内存空间放数据时总得控制寻找内存地址的问题。

24.操作系统结构。核心是直接控制和管理各个硬件协调工作的，但是会避免一些人为导致的错误，所以启动后放入内存当中是受保护的并且是常驻内存的。核心系统只是准备好各种管控和调用硬件的状态（一种就绪状态）。但是还不能操作他。那么保护核心同时也为了简化程序设计师的复杂性，就抽象出了呼叫系统。这样硬件的复杂性就通过核心层衔接过渡了。也能看出工程的作用和构建的作用，把复杂的一层层抽象直到容易理解或足够安全，保证实际情况的适用。



25.核心功能一般包括，系统呼叫，程序管理，内存管理，档案系统，装置的驱动。

26.之所以新出的显卡在操作系统中可以驱动，是操作系统提供了一个供产商开发的界面和规范，按界面规范接口就好了。这么看来驱动程序和核心系统实际上两个概念。或核心系统应该是可以协调管控硬件的。



总结：为什么linux中叫shell程序，实际就是应用它去调用核心驱动硬件完成一系列功能的应用程序。

重点回顾

计算机的定义为：『接受使用者输入指令与数据，经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后，以产生或储存成有用的信息』；

计算机的五大单元包括：输入单元、 输出单元、CPU内部的控制单元、算数逻辑单元与主内存五大部分；

数据会流进/流出内存是CPU所发布的控制命令，而CPU实际要处理的数据则完全来自於主内存；

CPU依设计理念主要分为：精简指令集(RISC)与复杂指令集(CISC)系统；

关於CPU的频率部分：外频指的是CPU与外部组件进行数据传输时的速度，倍频则是CPU内部用来加速工作效能的一个倍数， 两者相乘才是CPU的频率速度；

一般主机板芯片组有分北桥与南桥，北桥的系统总线称为系统系统总线，因为是内存传输的主要通道，所以速度较快。 南桥就是所谓的输入输出(I/O)系统总线，主要在联系硬盘、USB、网络卡等周边设备；

北桥所支持的频率我们称为前端系统总线速度(Front Side Bus, FSB)，而每次传送的位数则是系统总线宽度。

CPU每次能够处理的数据量称为字长大小(word size)，字长大小依据CPU的设计而有32位与64位。 我们现在所称的计算机是32或64位主要是依据这个 CPU解析的字长大小而来的！

个人计算机的主内存主要组件为动态随机访问内存(Dynamic Random Access Memory, DRAM)， 至於CPU内部的第二层缓存则使用静态随机访问内存(Static Random Access Memory, SRAM)；

BIOS(Basic Input Output System)是一套程序，这套程序是写死到主机板上面的一个内存芯片中， 这个内存芯片在没有通电时也能够将数据记录下来，那就是只读内存(Read Only Memory, ROM)；

显示卡的规格有PCI/AGP/PCIe，目前的主流为PCIe介面；

硬盘的组成为：圆形磁碟盘、机械手臂、 磁碟读取头与主轴马达所组成的，其中磁碟盘的组成为磁区、磁轨与磁柱；

操作系统(Operating System, OS)其实也是一组程序， 这组程序的重点在於管理计算机的所有活动以及驱动系统中的所有硬件。

计算机主要以二进位作为单位，常用的磁碟容量单位为bytes，其单位换算为1 Byte = 8bits。

最阳春的操作系统仅在驱动与管理硬件，而要使用硬件时，就得需要透过应用软件或者是壳程序(shell)的功能， 来呼叫操作系统操纵硬件工作。目前称为操作系统的，除了上述功能外，通常已经包含了日常工作所需要的应用软件在内了。