第一天计算机基础知识

一、计算机系统
计算机系统由硬件系统与软件系统两部分构成。

1.冯·诺依曼体系架构
基于冯·诺依曼体系架构,硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分构成。

    运算器:负责算术运算、逻辑运算(人体神经中枢系统中的大脑)
    控制器:负责寻址等各部件的协调工作(人体神经中枢系统中的小脑)
    存储器:主存(内存),辅助存储(也称外部存储,硬盘、NAS存储、FC IPOE-SAN存储、U盘、光盘。)
    输入设备:负责声、光等外部信号数据采集(人体神经中枢系统中末梢神经负责感知)
    输出设备:负责信号处理后的输出(人体神经中枢系统中视网膜)
2.冯·诺依曼体系架构现实业务抽象
    输入模块:各种数据采集机制,如:前端传感器、摄像机、业务数据取样
    输出模块:BI数据呈现、视频矩阵、声光报警、短信告警
    运算模块:调度中心、各种业务云
    控制模块:运维管理模块、日志分析管理、安全管控
    存储模块:数据存储、孤岛数据整合、热点数据识别、元数据智能优化、数据存储区域碎片整理

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二、以前一知半解的硬件标准

    1.内存:32位操作系统为什么支持4GB内存,因为1Byte为一个存储单元需要用一个地址来表示,则内存编址是需要32位才能得到4GB,所以32位操作系统最多支持2^32=4GB的内存。有32根线,每根线只能表示0或1。Intel曾经推出PAE,物理内存扩展的技术来扩展物理内存
    2.CPU:时钟频率,指的是单位时间内电平可以变化的次数,每秒变化多少次,如1GHz,则每次可以变化1G次。如果传数据的话就是每秒传输入1G次
    3.CPU纳米技术:运算器、控制器、各种集成电路芯片、芯片内有纳米级别大小的晶体管其实就是各种门电路,如与、或、非、异或等,各种门电路组合就可以实进行各种运算。我们通常所说的45纳米,指的就是晶体管大小达到45纳米的工艺技术。
    4.CPU与内存的处理速度,以低的为准,为了解决内存与CPU之间的I/O瓶颈,所以衍生了缓存cache,对内存中的数据进行预读取,放入CPU的缓存,尽量减少CPU与内存的交互来提高整个硬件系统的性能。
    5.磁盘:不同盘片盘面的相同磁道构成了柱面,分区是由外而内的按柱面进行划分,磁头由外向内的划动,磁头在最外层的柱面的磁道停留时间较长,所在最外层柱面的读写性能较高,分区都有编号,分区编号小的默认在最外面的柱面,所以安装系统或应用程序应该安装到分区编号较小的分区,这样运行速度会快些
    6.各种进制转换:
            3个二进制位可以表示一个八进制位
            2个二进制位可以表示一个十六进制位

三、软件系统

    1. 操作系统为程序开发人员屏蔽硬件裸接口,向外提供系统调用接口为程序人员发开提供方便,但程序开发人员发现程序仍然需要掌握大量的系统调用层面的细节,为进一步方便程序开发人员工作,操作系统厂商根据不同的功能提供了功能库称为库调用,程序人员只需要针不同功能的库进行开发调用即可,我们接触的库平台有:wincap、JRE、JDK、.net framework 等软件运行环境。
    2.应用程序跨平台兼容性:
    操作系统内核、库、程序都为二进制文件,应用程序能否跨平台运行主要看该程序依赖的调用的二进制库文件是否兼容。
    开发视角API:Application Program Interface 应用程序接口,程序员面对编程接口。应用系统与操作系统间的接口
    应用视角ABI:Application Binary Interface 应用二进制接口,程序应用者面对运行程序的接口,应用程序与调用库之间的接口。
    解决方案:统一应用程序开发时调用的库调用接口标准,POSIX标准:Portable Operating System 可移执操作系统。遵循该标准的应用程序代码只需要在相应用的操作系统平台下重新编译即可安装使用。该标准依然是API层面的兼容性解决方案。

四. Linux的发行版本介绍:该部分来源于百度

1.GNU组织:GNU负责公开源代码,发行商将源码编译成为二进制文件。
    GNU计划,又称革奴计划,是由Richard Stallman在1983年9月27日公开发起的。它的目标是创建一套完全自由的操作系统。Richard Stallman最早是在net.unix-wizards新闻组上公布该消息,并附带《GNU宣言》等解释为何发起该计划的文章,其中一个理由就是要“重现当年软件界合作互助的团结精神”。为保证GNU软件可以自由地“使用、复制、修改和发布”,所有GNU软件都有一份在禁止其他人添加任何限制的情况下授权所有权利给任何人的协议条款,GNU通用公共许可证(GNU General Public License,GPL)。即“反版权”(或称Copyleft)概念。
2. GNU提供的经典软件:gcc,glibc,vi,Liunx将为公开源码。
3. 将Linux源码编译成为二进制文件打包发行的Linux称为Linux发行版,著名的Linux发行厂商有:debian Linux、Slackware Linux、redhat。
4. 我们接触到的大部分Linux是基于debian Linux、Slackware Linux、redhat厂商的产品衍生而来的二次发行版,至今有数百种Linux发行版,常见的如下:
    商业发行Slackware(SLS)的:SUSE(后卖给Novell公司)流行于欧洲、OpenSUSE、SLES企业版界面华丽
    社区发行方式Debian的:Ubuntu(桌面发行、mint)、knopix(以安全著称)特点源汁源味的Linux难度大。
    商行业行Redhat的:Redhat9.0以后分为Red Hat Enterprise(RHEL企业版遵循GPL可以免费下载但不提供更新只提供源码,更新需购采操作系统,第十八个月发行一次新版本很多特性吸呐了Fedora的社区调研)和Fedora Core (社区维护每6个月发行一次相当于个人版)、Oracle Enterprise、CentOS(Community Enterprise OS由社区维护基于RHEL的二次发行版完全兼容redhat的RHEL,用以打破RHEL的不免费更新只提供源码的限制,原因:Redhat遵循GNU/GPL就必须公开源码,而CentOS则利用公布的源码就行编译,发行后完全兼容redhat)
    Enoch的:Gentoo
    Arch的:Arch Linux ARM
    LFS:Linux form scratch
    Android: Kernel+Busybox+JavaVM

四.软件程序版本号:

1. 版本号格式:major.minor.release(主版本号.次版本号.发行版本号)
    Ø 主版本号:大变化
    Ø 次版本号: 分支变化
    Ø 发行版本号:修复Bug
2. Linux发行社区 www.kernel.org
3. 发行版本
    Ø RHEL:5.x、6.x、7.x
    Ø Debian:8.x
    Ø OpenSuSe:13.x

五、计算机系统总结
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