之前把这本书过了一遍,但是好长时间不用忘得又差不多了= =,所以决定拿出来重新看一遍,顺便就做下分享和记录了。全书分为了五部分,二十六章,大约780页左右,内容比较多,可能更新的时间会比较长。
第一部分 Linux的规则与安装
第0章 计算机概论
1. 计算机:辅助人脑的好工具
这一节算是计算机知识的普及,还是简单概括一下。
先谈了计算机硬件的五大单元。分别是输入单元、输出单元、控制单元(协调各组件与各单元间的工作)、算数逻辑单元(负责程序运算与逻辑判断)以及内存。
然后谈了CPU的种类。
1)精简指令集(Reduced Institution Set Computing,RISC),主要有Sun公司的SPARC系列、IBM公司的Power Architecture系列与ARM系列。
2)复杂指令集(Complex Institution Set Computing,CISC),主要有AMD、Intel、VIA等x86架构的CPU,他们的主要区别也就是微指令集不同。因为最早的Intel发展出来的CPU代号为8086,所以个人计算机常被称为x86架构的计算机。64位的个人计算机CPU又被统称为x86 64的架构。
接下来谈了接口设备。最重要的接口设备是主板,主板上最重要的组件是主板芯片组。此外还有存储设备、显示设备、网络设备等。
还有运作流程。
又谈了计算机分类。分为超级计算机、大型计算机、迷你计算机、工作站以及微电脑。
最后又谈了计算机上面常用的计算单位(大小、速度等)。0/1的单位称为bit,1Byte=8bit,再之后分别是K,M,G,T,P。文件大小使用的是二进制的方式,速度单位则常用十进制。GPU的运算速度常使用MHz或者GHz,Hz其实就是秒分之一。网络常使用的单位是Mbit/s。一般硬盘制造商会使用十进制的单位。
2. 个人计算机架构与接口设备
一般消费者常说的计算机指的就是x86的个人计算机架构。两大主流x86开发商是Intel和AMD,Intel架构的芯片组通常分为两个桥接器来控制各组件的通信:北桥负责连接速度较快的CPU、内存与显卡等组件,南桥负责连接速度较慢的周边接口。AMD架构与Intel不同的地方在于内存是直接与CPU通信而不通过北桥。下面以Intel芯片组架构与技嘉主板为例介绍。
首先谈了CPU。所谓的多核CPU就是在一个CPU封装当中嵌入了两个以上的运算内核。不同CPU型号大多具有不同的脚位,能够搭配的主板芯片组也不同。频率就是CPU每秒可以进行的工作次数,但频率目前仅能用来比较同款CPU的速度。外频是指CPU与外部组件进行数据传输/运算时的速度,倍频是CPU内部用来加速工作性能的一个倍数,两者相乘才是CPU的频率。所谓超频是指将CPU的倍频或者外频通过主板的设定功能更改为较高频率的一种方式,通常被超频的是外频。北桥的总线称为系统总线,速度较快;南桥的总线称为输入/输出(I/O)总线。北桥所支持的频率称为前端总线速度(FSB),而每次传送的位数称为总线宽度。总线频宽则是“FSB×总线宽度”,即每秒可传送的最大数据量。常见的总线宽度有32/64位。CPU每次能处理的数据量称为字组大小,依据CPU的设计有32位和64位,即平时所说的32位计算机和64位计算机。32位CPU最多只能支持最大到4G的内存。注意的是,字组大小和总线宽度可以不相同。
然后谈了内存。个人计算机的内存主要组件为动态随机访问内存(Dynamic Random Access Memory,DRAM),只能再通电时才能记录和使用,断电后数据消失,也成为挥发性内存。DRAM又可分为SDRAM和DDR SDRAM两种,现在大多使用DDR,因为其传输频率更好。对于双通道设计就是将两个内存汇整到一起,但必须将两根容量相同的内存插在相同颜色的插槽中。第二层缓存(L2 Cache)是集成到CPU内部的,速度必须要与CPU频率相同,是采用静态随机访问内存(SRAM)。BIOS是写死到主板上的一个内存芯片(ROM)中的程序,可以再没有通电时也能将数据记录下来,是在系统开机时首先去读的一个小程序。另外,固件也是使用ROM来进行软件写入的。现在的BIOS通常是写入闪存或EEPROM中。
接下来谈了显卡。又称为VGA,因为每个图像显示的颜色会占用内存,所以显卡上会有一个内存的容量,将会影响到屏幕分辨率和色彩深度。GPU是在显卡上面嵌入的一个3D加速芯片。显卡的规格由早期的PCI导向AGP,再到PCI-Express。
还有硬盘与存储设备。硬盘是由许多的盘片、机械手臂、磁头与主轴马达组成。磁盘的最小存储单位是扇区,在物理组成分面,每个扇区的大小固定为512bytes,扇区组成一个圆称为磁道,在多硬盘上面一个磁道可以组成一个柱面,柱面也是一般分割磁盘时的最小单位。硬盘的存储量计算公式是:读取头数量×每个读取头负责的柱面数量×每个柱面所含有的扇区数量×扇区的容量,即Head×Cylinder×Sector×512bytes。磁盘的传输接口分为:IDE接口,每条排线可以接两个IDE设备,需要调整跳针称为Master或Slave;SATA接口,比IDE接口小很多,每条SATA连接线仅能接一个SATA设备,排线细小有利于散热和安装,目前主要是用这个;SCSI接口,主要用于工作站等级以上的硬盘。
又谈了PCI适配卡。主要用于安插有额外需要的功能卡。
还有主板。北桥主要负责CPU/RAM/VGA等的连接,南桥负责PCI接口与速度较慢的I/O设备。集成性的芯片性能通常比独立性的要较弱,但价格便宜。每个设备都有一个唯一的I/O地址,每个设备可以通过IRQ中断信道来告知CPU该设备的工作情况,以方便CPU进行任务分配。中断共享技术就是将一些没有用到的周边接口关掉,以空出一些IRQ给真正需要使用的接口。CMOS主要用于记录主板上面的重要参数,需要花费电力,BIOS程序可以修改CMOS中的数据。主板后面连接接口设备主要有:PS/2接口,USB接口,声音输入、输出与麦克风,RJ-45接口。
又谈了电源。能源转换率就是指输出的功率与输入的功率的比值,目前主板与电源供应器的接口主要有20pin和24pin两种规格。
最后又谈到了选够须知。计算机速度的快慢与整体系统最慢的那个设备有关。系统不稳定状态常见的有:系统超频、电源不稳、内存无法负荷、系统过热等。
3. 数据表示方式
首先谈了数字系统。
然后谈了文字编码系统。常用的英文编码表为ASCII系统,每个符号都会占用1B的记录。中文常用的是big5(简体是gb2312),每个中文字会占用2B。国际上制定了Unicode编码系统,又称UTF8或统一码。
4. 软件程序运行
首先谈了机器程序与编译程序。
然后谈了操作系统。操作系统内核主要在于管理硬件与提供相关的能力,所以内核程序放置到内存中的区块是受保护的,并且开机后一直常驻内存。操作系统的内核曾直接参考硬件规格写成,所以同一操作系统程序不能够在不一样的硬件架构下运行。操作系统还提供了一整组开发接口,即系统调用层。内核至少有的功能是:系统调用接口、程序管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动。注意的是,驱动程序是由厂商提供的,与操作系统开发者无关,他们只是提供开发接口。
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