1、计算机系统

是一种能接收和存储信息,并按照存储在其内部的程序对海量数据进行自动、高速的处理,然后处理结果输出的现代化智能电子设备。

1、计算机基础_Linux学习

2、计算机硬件

第一代计算机-电子管(1946-1957)----第二代计算机-晶体管时代(1958-1964)---第三代计算机集成电路时代(1965-1970)---第四代计算机-大规模集成电路时代(1971-至今)

冯.诺依曼体系结构及特点

1、计算机基础_Linux学习_02

1、数字计算机的数制采用二进制,bit位,byte字节 1byte=8bit

2、计算机应该按照程序顺序执行

3、计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成

计算机分类:

1、超级计算机:运算速度每秒百万亿次以上

2、大型计算机:具有较高的运算速度

3、小型计算机:采用精简指令集处理器,UNIX服务器

4、微型计算机:指采用X86CPU架构的PC服务器

服务器按外形分类

塔式服务器、刀片服务器、机架服务器(1U=44.45mm 一般为1U,2U,3U,4U,5U等 主流服务器)

服务器硬件组成

电源、主板、内存、CPU、风扇、硬盘、网卡、PCI总线(Peripheral Component Interconnect)

CPU

CPU:Central Processing Unit,即中央处理器,由控制器和运算器构成,是整个计算机最重要的部分

CPU架构:

  • CISC:Complex Instruction Set Computer,复杂指令集(PC服务器、X86 Inter XeonE3)
  • RISC:Reduced Instruction Set Computer,精简指令集 (非X86服务器)

CPU类型:X86、ARM(高通、华为麒麟)、RISC-V、MIPS(龙芯)、Power(IBM)、Powerpc、Ultrasparc、Alpha、安腾

CPU主频:CPU运算时的工作频率(1s内发生的同步脉冲数),单位HZ,主频越高,运算越快

外频:系统总线的工作频率,CPU与外部(主板芯片组)交换数据、指令的工作时钟频率

倍频:CPU外频与主频相差的倍数

三者关系:主频=倍频*外频

高速缓存(Cache):高速交换的存储器,CPU缓存分为一级,二级,三级缓存,即L1、L2,L3

内存总线速度(Memory-Bus Speed):一般等同于CPU的外频,指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度

地址总线宽度:决定了CPU可以访问的物理地址空间

内存

内存:介于CPU和外部存储之间,是CPU对外部存储中程序于数据进行高速运算时存放程序指令、数据和中间结果的临时场所,本质为高速集成电路,是CPU能够直接寻址的存储空间,特点速度快

内存与外存的区别:内存断电后数据丢失,外存断电后数据可以保存

服务器内存常用技术

  1. 在线备用内存技术:当主内存或者是扩展内存中内存出现多为错误时或者出现物理内存故障是,服务器仍继续运行;当备用内存接替出现故障内存的工作;备用的内存区域必须比其他区域的内存容量要大或相同
  2. 内存镜像:镜像为系统在出现多位错或内存物理故障时提供数据保护功能,以保证系统仍能正常的运行;数据同时写入两个镜像的内存区域;从一个区域进行数据的读取

内存带宽:内存与北桥芯片之间的数据传输率,B byte字节  b bit位

单通道内存控制器一般都是64bit的,8个二进制位相当于1个字节,换算成字节是64/8=8 再乘以内存的运行频率,如果双通道内存就要乘以2  计算公式 内存带宽=内存总线频率*数据总线位数/8

硬盘

磁盘接口类型

IDE:integrated drive electronics,电子集成驱动器

scsi:small computer system interface,小型计算机系统接口

sata:serial ata(advanced technology attachment 高技术配置),家用电脑常用接口              

sas:serial attached scsi,服务器上主流接口

光纤通道:fiber channe 高性能服务器采用的接口

M.2:固态硬盘接口,性能更强

存储器的层次结构

1、计算机基础_Linux学习_03

操作系统

主要功能:硬件驱动、进程管理、内存管理、网络管理、文件管理、安全管理

用户抬和内核态

1、计算机基础_Linux学习_04

 计算机硬件资源都是操作系统内核进行管理的,目前操作系统都是基于多任务、多用户的。如果每个用
户进程都可以随便访问操作系统内核的模块,改变状态,那整个操作系统的稳定性、安全性都大大降低
为了将内核程序与用户程序隔离开,在硬件层面上提供了一次机制,将程序执行的状态分为了不同的级
别,从0到3,数字越小,访问级别越高。0代表内核态,在该特权级别下,所有内存上的数据都是可见
的,可访问的。3代表用户态,在这个特权级下,程序只能访问一部分的内存区域,只能执行一些限定
的指令