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Linux 计算机基础

时间:2018-07-19 10:46:33      阅读:233      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:建立   gen   tle   存储   内存   suse   选择   gnu   编程   

计算机系统

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计算机硬件

计算机(Computer):俗称电脑,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、高速地处理,然后把处理结果输出的现代化智能电子设备

发展历史:

第一代计算机(1946-1957)电子管时代

第二代计算机(1958-1964)晶体管时代

第三代计算机(1965-1970) 集成电路时代

第四代计算机(1971以后) 大规模集成电路时代

1946年,世界上第一台计算机ENIAC(electronic numerical integrator and calculator)在美国宾州大学诞生,是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的。使用了17468只电子管,占地170平方米,重达30吨,耗电174千瓦,耗资40多万美元。每秒可进行5000次加法或减法运算


CPU

主频:主频是CPU的时钟频率(CPU Clock Speed),是CPU运算时的工作的频率(1秒内发生的同步脉冲数)的简称。单位是Hz。一般说来,主频越高,CPU的速度越快,由于内部结构不同,并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样

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:倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数

三者关系是:主频=外频x倍频

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


阵列卡

Raid卡:

用来实现RAID的建立和重建,检测和修复多位错误,错误磁盘自动检测等功能。RAID芯片使CPU的资源得以释放

阵列卡(RAID卡)的作用

阵列卡把若干硬盘驱动器按照一定要求组成一个整体、由阵列控制器管理的系统。

阵列卡用来提高磁盘子系统的性能及可靠性

阵列卡参数

支持的RAID级别

阵列卡缓存

电池保护


计算机硬件组成部分

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服务器

服务器Server是计算机的一种,是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机,服务器在网络操作系统的控制下,将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享,也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务

服务器按应用功能可分为:

Web服务器、数据库服务器、文件服务器、中间件应用服务器、日志服务器、监控服务器,程序版本控制服务器、虚拟机服务器、邮件服务器、打印服务器、域控制服务器、多媒体服务器、通讯服务器、ERP服务器等

服务器按外形分类:

塔式服务器、机架式服务器、刀片式服务器


服务器分类

按照CPU体系架构来区分,服务器主要分为两类:

非x86服务器:使用RISC(精简指令集)或EPIC(并行指令代码)处理器,并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器,指令系统相对简单,它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令,CPU主要有Compaq的Alpha、HP的PA-RISC、IBM的Power PC、MIPS的MIPS和SUN的Sparc、Intel研发的EPIC安腾处理器等。这种服务器价格昂贵,体系封闭,但是稳定性好,性能强,主要用在金融、电信等大型企业的核心系统

x86服务器:又称CISC(复杂指令集)架构服务器,即通常所讲的PC服务器,它是基于PC机体系结构,使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片的服务器。目前主要为intel的Xeon E3,E5,E7系列,价格相对便宜、兼容性好、稳定性较差、安全性不算太高

存储基础知识---存储网络

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存储网络:

DAS-----直接连接存储(Direct Attached Storage)

NAS-----网络连接存储(Network Attached Storage)

SAN-----存储区域网络(Storage Area Networks)

直接存储(Direct Attached Storage)。

存储设备与主机的紧密相连

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?管理成本较低,实施简单

?储时直接依附在服务器上,因此存储共享受到限制

?CPU必须同时完成磁盘存取和应用运行的双重任务,所以不利于CPU的指令周期的优化,增加系统负担


网络连接存储(Network Attached Storage):

通过局域网在多个文件服务器之间实现了互联,基于文件的协议(NFS、SMB/CIFS ),实现文件共享

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?集中管理数据,从而释放带宽、提高性能

?可提供跨平台文件共享功能

?可靠性较差,适用于局域网或较小的网络


存储区域网络(Storage Area Networks,SAN)

利用高速的光纤网络链接服务器与存储设备,基于SCSI,IP,ATM等多种高级协议,实现存储共享

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?服务器跟储存装置两者各司其职

?利用光纤信道来传输数据﹐以达到一个服务器与储存装置之间多对多的高效能、高稳定度的存储环境

?实施复杂,管理成本高


操作系统

OS: Operating System,通用目的的软件程序

硬件驱动

进程管理

内存管理

网络管理

安全管理

文件管理

OS分类:

服务器OS:RHEL, CentOS,WindowsServer,AIX

桌面OS:Windows 10,Windows 7,Mac OS,Fedora

移动设备OS:Andriod,IOS,YunOS


开发接口标准

ABI: Application Binary Interface

ABI描述了应用程序与OS之间的底层接口,允许编译好的目标代码在使用兼容ABI的系统中无需改动就能运行

API:Application Programming Interface

API定义了源代码和库之间的接口,因此同样的源代码可以在支持这个API的任何系统中编译

POSIX: Portable Operating System Interface

IEEE在操作系统上定义的一系列API标准

POSIX兼容的程序可在其它POSIX操作系统编译执行

运行程序格式:

Windows: EXE, .dll(dynamic link library),.lib

Linux: ELF, .so(shared object), .a

Library function和system call

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用户空间:User space

用户程序的运行空间。为了安全,它们是隔离的,即使用户的程序崩溃,内核也不受影响

只能执行简单的运算,不能直接调用系统资源,必须通过系统接口(system call),才能向内核发出指令


内核空间:Kernel space

是Linux 内核的运行空间

可以执行任意命令,调用系统的一切资源

示例:

str= “www.baidu.com" // 用户空间

x = x + 100 // 用户空间

file.write(str) // 切换到内核空间

y = x + 200 // 切换回用户空间

第一行和第二行都是简单的赋值运算,在User space 执行。第三行需要写入文件,就要切换到Kernel space,因为用户不能直接写文件,必须通过内核安排。第四行又是赋值运算,就切换回User space


用户和内核空间

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编程语言

低级语言

机器语言:0和1

汇编语言:和机器语言一一对应,与硬件相关的特有代码、驱动程序开发

中级语言:C

系统级应用、驱动程序

高级语言:java,Objective-C,C#,python,php,go

应用级程序开发


兼容分时系统

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兼容分时系统Multics

为了进一步强化大型主机的功能,让主机的资源可以提供更多的使用者来利用,所以在1964年,由贝尔实验室(Bell)、麻省理工学院(MIT)及奇异公司(GE美国通用电气公司)共同发起了Multics(多路信息计算系统)的计划,Multics计划的目的是让大型主机可以同时支持300个以上的终端机连线使用。不过,到了1969年前后,由于计划进度缓慢,资金也短缺,所以该计划虽然继续在研究,但最终贝尔实验室还是选择了退出


GNU

?GNU(GNU is Not Unix)

?1984年由Richard Stallman发起并创建

?目标是编写大量兼容于Unix系统的自由软件

?官方网站:http://www.gnu.org

?GPL(GNU General Public License)

?自由软件基金会:Free Software Foundation

?允许用户任意复制、传递、修改及再发布

?基于自由软件修改再次发布的软件,仍需遵守GPL

?LGPL(Lesser General Public License)

?LGPL相对于GPL较为宽松,允许不公开全部源代码

?GNU操作系统:HurdHirdof Unix-Replacing Daemons


Linux发行版

slackware:SUSE Linux Enterprise Server (SLES)

OpenSuse桌面

debian:ubuntu,mint

redhat:RHEL: RedHatEnterprise Linux

每18个月发行一个新版本

CentOS:兼容RHEL的格式

中标麒麟:中标软件

Fedora:每6个月发行一个新版本

ArchLinux:轻量简洁

Gentoo:极致性能,不提供传统意义的安装程序

LFS: Linux From scratch 自制Linux

Android: kernel+busybox(工具集)+java虚拟机

Linux分支参考网站:

http://futurist.se/gldt/

http://www.mindpin.com/d3js-demo/linux/


Linux内核

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开源协议

世界上的开源许可证,大概有上百种

GPLv2, GPLv3, LGPL(lesser) :通用公共许可copyleft

Apache: apache

BSD: bsd

Mozilla

Apache

MIT

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Linux哲学思想

一切都是一个文件(包括硬件)

小型,单一用途的程序

链接程序,共同完成复杂的任务

避免令人困惑的用户界面

配置数据存储在文本中

Linux 计算机基础

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原文地址:http://blog.51cto.com/13854765/2147024

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