一、计算机的发展历史与分类
1.计算机是什么？
计算机，是一种能接收和存储信息，并按照计算机内存储的程序规则，将信息交给计算机内部的硬件进行处理并将处理结果输出的电子设备。它由硬件（Hardware）与软件（Software）系统两大部分组成。
硬件主要包括运算器、控制器、存储器、与I/O设备 。
软件则主要包括：系统软件与应用软件。
2.计算机的发展历程
从计算机发展的历史来说，世界上第一台计算机叫做ENIAC，于1946年在美国诞生，其目的主要是为了帮助美国军方计算×××弹道。那么在其后直到今天，计算机的发展主要经历了一下几个阶段:
1.电子管时代（1946-1957）
2.晶体管时代（1958-1964）
3.集成电路时代（1965-1970）
4.大规模集成电路时代（1971-现在）
3.计算机的发展规律-摩尔定律
现在我们所见到的计算机都是属于大规模集成电路的计算机，其性能与体积相比以前都是发生了翻天覆地的变化。
那么在计算机于1965年刚刚迈入集成电路时代的时候，Intel的创始人之一戈登 摩尔提出了著名的摩尔定律，即当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，每隔1年半至2年变会增加一倍，性能也将提升一倍。当然这个理论在早些年是适用于现实发展的，但现在随着大规模集成电路的集成度越来越高，该理论开始有些不太适用于现实发展。
4.计算机的分类
其中计算机发展到现在按照其规模可以分为：
1.超级计算机：用于国防、航天、地质灾害预测等领域，性能非常强大。
2.大型机：擅长处理大规模的数据交换，对于存储设备的I/O性能要求高，应用场景如机场的航班信息处理，股市的交易数据处理等，如IBM的Z13等。
3.小型机：规模相对前两种较小，性能相对于微型机强很多，稳定性较好，可以满足金融、工商业领域的需求。
4.微型机：一般通指PC机、笔记本、x86/64架构的服务器等，性能最差，属于家庭级的应用。
二、计算机基本设计结构
1.什么是冯诺依曼体系结构？
对于现在的计算机而言，其计算机硬件结构都遵循冯诺依曼体系。该体系提出了构成计算机的五种基本结构，包括
运算器：主要是指CPU，用来处理数据。
控制器：存在于CPU内部，主要用来协调控制运算器与其他设备协同运作。
存储器：分为内部存储与外部存储，主要用来存储被CPU处理完毕的数据与等待CPU进行处理的数据。
输入设备：用来将需要处理的数据输入进计算机内部的设备，现在主要指键盘鼠标等设备
输出设备：用来将计算机处理完毕的数据返回到用户面前的设备，现在主要指显示器、打印机等，早期的穿孔纸带也算是一种输出方式。
2.简单图解冯诺依曼体系
冯诺依曼体系结构所描述的计算机运行的大致方式如下：
输入设备》------------》存储器》--------》输出设备
↑
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|
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↓
运算器、控制器
三、计算机基本硬件组成
1.CPU
根据冯诺依曼体系：运算器一般指CPU
1.1 CPU的设计模式分类及其代表系列产品
那么从CPU的设计模式来说，CPU就可以分为精简指令集（RISC）类型的CPU与复杂指令集（CISC）类型的CPU。
RISC：精简指令集较简单，CPU执行时无需对指令进行判读，执行指令更容易，因此执行速度快，编译器效率更高。
CISC：相对RISC而言指令复杂，一条指令内包含多条低级操作，因此需要CPU花费时间判读，影响了CPU的运行效率。
RISC-CPU：
ARM公司的Arm系列（多用于移动设备，手机等，但该公司只设计CPU，授权给其他厂商生产）
IBM公司的Power系列（该系列性能强大，价格相当贵，多应用于高端机器，比如大、小型机、服务器等）
Sun公司的Sparc系列（该系列多用于Sun的工作站、服务器等等）
HP公司的Alpha系列（该系列多用于HP的小型机)
CISC-CPU:
摩托罗拉公司的M68000系列（M68000是早年在摩托罗拉的小型机上使用）
X86系列（现在最常见的CPU设计模式，广泛应用于x86/64服务器与PC机、笔记本等）
备注：总的来说，那么时间发展到现在，主流的服务器CPU厂商为Intel、AMD、IBM，其他的厂商已逐渐没落
1.2 CPU在服务器上的应用
但是对于采用以上两种设计模式CPU的两类服务器而言：
1.基于RISC-CPU设计的服务器：
将很多指令精简，复杂指令由精简指令去组合完成。常用在小型机，稳定性好，性能强。多见于非X86/64架构服务器，因此很多追求高性能高稳定性的行业会选用，比如说金融行业。
2.基于CISC-CPU设计的服务器：
很多互联网企业使用基于这种CPU设计模式的服务器，稳定性相对上一种较差。多见于x86/64架构的服务器，因此性能、稳定性相比上一种而言较差，但价格便宜，兼容性较好。
1.3 CPU的架构
从CPU的架构来说，可以分为x86架构。又称为i386
x64架构。又称为AMD64（因64位CPU的架构率先由AMD公司所提出）
两种架构区别与联系如下：
x86架构的CPU一次最多处理32位二进制的数据。
x64架构的CPU一次最多处理64位二进制的数据。
x64架构可以兼容x86架构
x86架构不可兼容x64架构
原因是x64架构的诞生晚于x86，因此x64的指令集包含了x86的指令集，而x86的指令集并不包含x64新增的指令集。
1.4 CPU的硬件参数
1.CPU主频：指的就是CPU的运行速度，单位是Hz。
2.CPU外频：指的就是CPU与主板传输数据的速度。
3.CPU倍频：指的就是CPU本身的运行速度(主频)与CPU在和主板传输数据时的速度（外频）的倍数。
4.缓存：
又称Cache，是为了解决CPU速度太快，相对而言内存速度过慢而出现的中间层，加快CPU和内存间的访问速度，缓存有L1\L2\L3之分，速度由L1\L2\L3依次递减。
5.内存总线速度：指的就是CPU和内存之间的传输数据的速度（因为要通过主板传输，因此速度等同于外频）。
6.地址总线宽度：CPU最大一次可以访问的物理地址空间，现在一般为32位或者64位。所以32位的最大一次可以访问的物理地址空间为：2^32，64位的最大一次可以访问的物理地址空间为：2^64。
2.存储器
2.1 什么是存储器？
存储器：分为内部存储器与外部存储器。
外存：一大特点是断电之后不丢失数据，一般常见的有硬盘、软盘、光盘等。
内存（Ram）：一大特点是断电之后数据丢失.
2.2.1 内存的硬件参数
容量：即内存的大小，单位一般为MB或者GB
带宽：即内存与主板间的传输速度
2.2.2 内存的发展历史
1.SDRAM----->DDR------>DDR2-------->DDR3------->DDR4
2.现在较常见的是DDR3的内存，较新的是DDR4内存
2.2.3 内存在服务器上的应用
但是对于服务器而言，服务器上的内存相比普通的PC机上用的内存更稳定，因为服务器上的内存具备内存冗余、内存校验等技术。
2.3.1 什么是硬盘？
硬盘：外部存储的一种，用来存储数据。内部有磁头依靠高速马达转动在盘片上读写数据，属于机械装置，因此断电后数据可保存，但也因此速度相比内存要慢很多。
硬盘种类：SCSI、IDE、SATA、SAS、SSD
2.3.2 硬盘的硬件参数
1.硬盘尺寸：3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸。
2.硬盘容量：用来描述硬盘的可存储数据的空间的大小，单位通常为GB、TB。
3.硬盘转速：指硬盘内部的盘片在硬盘内部的高速马达的带动下，每分钟所转动的圈数，单位为rpm，现在PC机的硬盘转速有5400rpm、7200rpm，服务器的硬盘转速能达到10000rpm、15000rpm。同时硬盘转速也影响硬盘读写速度。
4.硬盘速度：指的是硬盘读取、写入的速度。单位通常为MB/S。
5.硬盘缓存：介于硬盘与上层高速存储设备间的中间层，为了解决硬盘读写速度相比上层存储设备太慢的问题而出现的，从一定程度上提高硬盘的读写速度。
2.3.3 硬盘的传输接口
硬盘接口：
1.IDE：，又称为ATA接口，早年硬盘所使用的接口，已淘汰，读写速度较慢，速度大约为66M/S。
2.SCSI：速度较块，价格贵，性能较好，稳定性较高，已淘汰，速度大约为320M/S。
3.SATA：属于新一代的ATA技术，主流硬盘接口之一，但不可兼容SAS，速度大约为6Gbps，兼容SSD硬盘。
4.SAS：属于新一代的SCSI技术，既有原先SCSI的优点，又可以和SATA接口兼容，主流硬盘接口之一，速度为12Gbps。
2.3.4 硬盘在服务器上的应用
对于服务器而言，其所用的SAS硬盘一般都支持热插拔、阵列、冗余等技术。因此具备优良的读写性能与可靠性以及拓展性，确保服务器长时间可靠运行。同时，需要明确的是，现在大部分服务器的性能短板都是在硬盘上，并且在生产环境中硬盘因为损耗较大，也是服务器各部件中更换较为频繁的部件。
3.阵列存储
3.1 什么是阵列卡？
阵列卡（Raid卡）：主要是用来实现磁盘阵列功能，借助于阵列卡，通过将多块硬盘组建为一个整体的方式既可以提高磁盘性能，又可以使得磁盘具备备份冗余的特性，从而提高磁盘的可靠性。
3.2 阵列卡的分类
阵列卡种类：IDE阵列卡：支持Raid0、1、0+1、3、5，随着IDE接口的淘汰而淘汰。
SATA阵列卡：支持Raid 0、1、0+1、5 、6，多用于服务器领域，极个别在PC领域也有应用。
SCSI阵列卡：支持Raid 0、1、0+1、3、5，伴随着SCSI接口的淘汰而淘汰。
SAS阵列卡：支持Raid 0、1、0+1、5 、50、6、60，取代了SCSI阵列卡，多用于高端与服务器领域。
3.3 阵列存储方案在服务器上的应用
DAS：直接连接存储，也就是存储区域直接内置于业务服务器上，与客户机直连访问。
NAS：将专用的存储服务器通过高速网络（千兆、万兆等方式）进行共享，客户机通过网络访问。
SAN：通过专用的存储服务器将服务器上的存储空间通过高速以太网、光纤等方式映射到用户机，使得用户在使用时不再认为该存储区域是网络共享而来，而是如同在本机的存储空间一样。
4.电源与散热风扇
对于服务器上的电源、散热风扇来说，这与普通PC机上的电源与风扇有很大不同，需要具备有电源冗余、风扇冗余等高可靠×××，以保证服务器的持续稳定可靠运行。同时，需要明确的一点是服务器在开机完成服务上线后，极少关机或重启，因此电源与散热风扇冗余的特性会非常重要。
5.网卡
5.1 什么是网卡？
网卡：通常指用于与外部网络进行连接的设备。
5.1 网卡的分类
1.在个人PC上的网卡通常表现为主板上的集成芯片，速度通常为千兆
2.在服务器上的网卡通常表现为占用一个PCI插槽的可插拔式网卡，速度有千兆、万兆等，可以添加光纤模块。并且也会有热插拔、冗余等技术加持，确保网卡可靠运行。
四、服务器
1.服务器的分类
1.塔式服务器（造型，硬件配置类似PC，但性能强劲）。
2.机架式服务器（有1U、2U、4U等尺寸的服务器，通常与机柜搭配使用）。
3.刀片服务器（通常被用于部署集群方案，价格高昂，但同时性能强，支持热插拔，拓展性非常高）。
1.服务器机柜
服务器机柜一般是尺寸为42U（约2米高）的标准配置，这种服务器机柜一般是搭配机架式服务器进行使用，通过滑槽导轨将服务器固定在各个槽位中，再通过机架后端两列所提供的电源接口供电，同时通过KVM设备统一配置管理该机柜中的所有服务器。
