第一天計算機基礎知識

一、計算機系統
計算機系統由硬件系統與軟件系統兩部分構成。

1.馮·諾依曼體系架構
基於馮·諾依曼體系架構,硬件系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五部分構成。

    運算器:負責算術運算、邏輯運算(人體神經中樞系統中的大腦)
    控制器:負責尋址等各部件的協調工作(人體神經中樞系統中的小腦)
    存儲器:主存(內存),輔助存儲(也稱外部存儲,硬盤、NAS存儲、FC IPOE-SAN存儲、U盤、光盤。)
    輸入設備:負責聲、光等外部信號數據採集(人體神經中樞系統中末梢神經負責感知)
    輸出設備:負責信號處理後的輸出(人體神經中樞系統中視網膜)
2.馮·諾依曼體系架構現實業務抽象
    輸入模塊:各種數據採集機制,如:前端傳感器、攝像機、業務數據取樣
    輸出模塊:BI數據呈現、視頻矩陣、聲光報警、短信告警
    運算模塊:調度中心、各種業務雲
    控制模塊:運維管理模塊、日誌分析管理、安全管控
    存儲模塊:數據存儲、孤島數據整合、熱點數據識別、元數據智能優化、數據存儲區域碎片整理

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二、以前一知半解的硬件標準

    1.內存:32位操作系統爲什麼支持4GB內存,因爲1Byte爲一個存儲單元需要用一個地址來表示,則內存編址是需要32位才能得到4GB,所以32位操作系統最多支持2^32=4GB的內存。有32根線,每根線只能表示0或1。Intel曾經推出PAE,物理內存擴展的技術來擴展物理內存
    2.CPU:時鐘頻率,指的是單位時間內電平可以變化的次數,每秒變化多少次,如1GHz,則每次可以變化1G次。如果傳數據的話就是每秒傳輸入1G次
    3.CPU納米技術:運算器、控制器、各種集成電路芯片、芯片內有納米級別大小的晶體管其實就是各種門電路,如與、或、非、異或等,各種門電路組合就可以實進行各種運算。我們通常所說的45納米,指的就是晶體管大小達到45納米的工藝技術。
    4.CPU與內存的處理速度,以低的爲準,爲了解決內存與CPU之間的I/O瓶頸,所以衍生了緩存cache,對內存中的數據進行預讀取,放入CPU的緩存,儘量減少CPU與內存的交互來提高整個硬件系統的性能。
    5.磁盤:不同盤片盤面的相同磁道構成了柱面,分區是由外而內的按柱面進行劃分,磁頭由外向內的划動,磁頭在最外層的柱面的磁道停留時間較長,所在最外層柱面的讀寫性能較高,分區都有編號,分區編號小的默認在最外面的柱面,所以安裝系統或應用程序應該安裝到分區編號較小的分區,這樣運行速度會快些
    6.各種進制轉換:
            3個二進制位可以表示一個八進制位
            2個二進制位可以表示一個十六進制位

三、軟件系統

    1. 操作系統爲程序開發人員屏蔽硬件裸接口,向外提供系統調用接口爲程序人員發開提供方便,但程序開發人員發現程序仍然需要掌握大量的系統調用層面的細節,爲進一步方便程序開發人員工作,操作系統廠商根據不同的功能提供了功能庫稱爲庫調用,程序人員只需要針不同功能的庫進行開發調用即可,我們接觸的庫平臺有:wincap、JRE、JDK、.net framework 等軟件運行環境。
    2.應用程序跨平臺兼容性:
    操作系統內核、庫、程序都爲二進制文件,應用程序能否跨平臺運行主要看該程序依賴的調用的二進制庫文件是否兼容。
    開發視角API:Application Program Interface 應用程序接口,程序員面對編程接口。應用系統與操作系統間的接口
    應用視角ABI:Application Binary Interface 應用二進制接口,程序應用者面對運行程序的接口,應用程序與調用庫之間的接口。
    解決方案:統一應用程序開發時調用的庫調用接口標準,POSIX標準:Portable Operating System 可移執操作系統。遵循該標準的應用程序代碼只需要在相應用的操作系統平臺下重新編譯即可安裝使用。該標準依然是API層面的兼容性解決方案。

四. Linux的發行版本介紹:該部分來源於百度

1.GNU組織:GNU負責公開源代碼,發行商將源碼編譯成爲二進制文件。
    GNU計劃,又稱革奴計劃,是由Richard Stallman在1983年9月27日公開發起的。它的目標是創建一套完全自由的操作系統。Richard Stallman最早是在net.unix-wizards新聞組上公佈該消息,並附帶《GNU宣言》等解釋爲何發起該計劃的文章,其中一個理由就是要“重現當年軟件界合作互助的團結精神”。爲保證GNU軟件可以自由地“使用、複製、修改和發佈”,所有GNU軟件都有一份在禁止其他人添加任何限制的情況下授權所有權利給任何人的協議條款,GNU通用公共許可證(GNU General Public License,GPL)。即“反版權”(或稱Copyleft)概念。
2. GNU提供的經典軟件:gcc,glibc,vi,Liunx將爲公開源碼。
3. 將Linux源碼編譯成爲二進制文件打包發行的Linux稱爲Linux發行版,著名的Linux發行廠商有:debian Linux、Slackware Linux、redhat。
4. 我們接觸到的大部分Linux是基於debian Linux、Slackware Linux、redhat廠商的產品衍生而來的二次發行版,至今有數百種Linux發行版,常見的如下:
    商業發行Slackware(SLS)的:SUSE(後賣給Novell公司)流行於歐洲、OpenSUSE、SLES企業版界面華麗
    社區發行方式Debian的:Ubuntu(桌面發行、mint)、knopix(以安全著稱)特點源汁源味的Linux難度大。
    商行業行Redhat的:Redhat9.0以後分爲Red Hat Enterprise(RHEL企業版遵循GPL可以免費下載但不提供更新只提供源碼,更新需購採操作系統,第十八個月發行一次新版本很多特性吸吶了Fedora的社區調研)和Fedora Core (社區維護每6個月發行一次相當於個人版)、Oracle Enterprise、CentOS(Community Enterprise OS由社區維護基於RHEL的二次發行版完全兼容redhat的RHEL,用以打破RHEL的不免費更新只提供源碼的限制,原因:Redhat遵循GNU/GPL就必須公開源碼,而CentOS則利用公佈的源碼就行編譯,發行後完全兼容redhat)
    Enoch的:Gentoo
    Arch的:Arch Linux ARM
    LFS:Linux form scratch
    Android: Kernel+Busybox+JavaVM

四.軟件程序版本號:

1. 版本號格式:major.minor.release(主版本號.次版本號.發行版本號)
    Ø 主版本號:大變化
    Ø 次版本號: 分支變化
    Ø 發行版本號:修復Bug
2. Linux發行社區 www.kernel.org
3. 發行版本
    Ø RHEL:5.x、6.x、7.x
    Ø Debian:8.x
    Ø OpenSuSe:13.x

五、計算機系統總結
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