Linux学习之计算机概论

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进入网络安全行业,Linux操作系统的使用是必须掌握的一门技能,《Linux鸟哥的私房菜》这本书真的是一本很棒的书,非常适合Linux的入门学习。

1. 计算机:接收用户输入指令与数据,经过中央处理器的数据与逻辑单元运算处理后,以产生或存储成有用的信息。

2. 计算机硬件的五大单元:输入单元(包括键盘、鼠标、扫描仪、手写板等)、输出单元(例如屏幕、打印机等)、CPU内部的控制单元、算术逻辑单元和内存(CPU读取的数据都是从内存读取来的)。

我们从输入单元输入数据到内存中去,CPU将数据再从内存中读取出来,数据经CPU处理完毕后,再经过内存传输到输出单元。

3. 接口设备:存储设备(硬盘、光盘磁带等)、显示设备(它与显示的精度、色彩与分辨率都有关系)、网络设备。

4. 运作流程:

  • CPU:相当于我们人体的大脑,每个人会做的事情都不一样,但是主要都是通过大脑来进行判断和控制的。CPU的频率是指CPU每秒钟可以进行运算的工作次数。CPU每次能处理的数据量称为字组大小,字组大小依据CPU的设计而有32位和64位。我们现在所称的计算机是32和64位就是依据CPU解析的字组大小而来的。

  • 内存:相当于我们大脑中的记录区块,在我们与外界进行活动交流时,将交流互动暂时记录下来,供大脑来进行判断。

  • 硬盘:相当于大脑中的长期记忆区块,将重要的数据保存起来,以免将来再次用到这些数据。

  • 主板:相当于整个的神经系统,将所有重要的组件全部连接起来,通过神经系统来控制整个身体的活动。

  • 各项接口设备:人体与外界互动通信的关键部位。

  • 显卡:脑袋里的影像,也是受到CPU控制的。

  • 电源:人体的心脏,能量的来源。

5. 在计算机的世界,其实只有0和1,0/1的单位我们称之为bit(位),但是bit实在是太小了,我们保存一份简单的数据都需要使用8个bit的单位,所以定义了Byte(字节)这个单位,1Byte=8bit,但是Byte还是太小了,于是就定义了一系列的单位,下面是常见的单位与进位制对应表

进位制 K M G T P
二进制 1024 1024 1024 1024 1024
十进制 1000 1000 1000 1000 1000

6. 主板上最为重要的是芯片组,而芯片组通常又分为两个桥接器来控制组件之间的通信,一般分为北桥和南桥,北桥主要负责连接速度较快的CPU、内存和显卡等组件,南桥便负责速度较慢的周边的借口,比如硬盘、网卡等组件。北桥那边所支持的频率我们称为前端总线速度(Font Side Bus,FSB),而每次传送的位数则是总线宽度,那么,总线宽频便是“FSB x 总线宽度”,即每秒钟传输的最大数据量。目前常见的总线宽度有32/64位(bit)。

7. 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),随机访问内存只有在通电时才能记录与使用,断电后数据就消失了,所以也称这种RAM为挥发性内存。现在使用比较广泛的主要有SDRAM和DDR SDRAM,这两种的区别除了在引脚位与工作电压的不同之外,DDR是双倍传输速度(Double Data Rate)。对于服务器而言,内存的容量有时比CPU的速度还要重要。

8. 双信道:所有的数据都要放在内存中,所以内存的数据宽度越大越好,所以为了加大这个宽度,芯片组厂商将两个内存汇整在一起,一条内存是64,两条就是128了,这就是双通道的设计理念。启用双通道时,必须要安插两支或四支内存,容量大小一致,型号相同,必须要将两条内存插入颜色相同的插槽中。

9. 第二层高速缓存(L2 Cache):存在于CPU中,用来存储经常使用的程序或数据,这样就不用经过北桥来从内存中读取数据了,便提高了性能。因为第二层缓存时集成在CPU中的,所以L2的内存速度必须要和CPU相同,但是使用DRAM达不到这个速度,所以使用的静态随机访问内存(Static Random Access Memory,SRAM),但是SRAM成本较高,新一代的CPU都有内置不等的L2缓存。

10. BIOS:是系统开机时首先会读取的程序,之前是写在只读内存(在没有通电的情况下也能将数据记录下来,非挥发性内存)中,不过现在通常写在闪存或者EEPROM中。

11. 闪存:闪存(Flash Memory)是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器,数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位(注意:NOR Flash 为字节存储。),区块大小一般为256KB到20MB。闪存是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种,闪存与EEPROM不同的是,EEPROM能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写,而闪存的大部分芯片需要块擦除。由于其断电时仍能保存数据,闪存通常被用来保存设置信息,如在电脑的BIOS(基本程序)、PDA(个人数字助理)、数码相机中保存资料等。

12. 显卡:又称VGA(Video Graphics Array), 每个图像显示的颜色会占用内存,因此显卡上面会有一个内存的容量,这个显卡的内存容量会最终会影响到你的屏幕的分辨率和色彩深度。

13. GPU:早期的时候,一些3D的运算是交给CPU来的,但是CPU并非是完全针对这个设计的,干这一方面不专业,而且它本来就已经很忙了,所以后来显卡厂家直接在显卡上嵌入了一个3D加速的芯片,这就是GPU的由来。

14. 这里有一个问题:假设你的屏幕使用的是1024 x 768 分辨率,而且使用全彩(每个像素占用3B的容量),请问你的显卡至少需要多少内存才能使用这样的彩度?

1024 x 768的分辨率会有1024 x 768 = 786432个像素,每个像素占用3Byte的空间,那么一共占用786432 x 3 = 2 359 296 Byte,也就是2304K,即2.25M,所以至少需要2.25M以上。

15.硬盘的保护须知:在计算机通电后,就绝对不要移动主机,以免造成硬盘抖动,而导致整个硬盘数据发生问题。

16.CMOS与BIOS:

CMOS的功能主要是记录主板上面的重要参数,包括系统时间,CPU电压与频率,各项设备的I/0地址与IRQ等,由于这些数据的记录需要花费电力,因此主板上面才有电池。

BIOS为主板上某一块写到某一块FLASH 或者EEPROM的程序,可以在开机时候执行,以加载CMOS当中的参数,并尝试调用存储设备中的开机程序,进一步进入操作中。BISO程序可以修改CMOS中的数据,每种主板设定BIOS程序的按钮都不同,一般计算机常见的是按del键,进入BISO系统界面。

17.电源:选取电源时,最好选取转换率高的电源,所谓的高转换率是指输出的功率与输入的功率的比值。

18.系统不稳定的可能原因:

  • 系统超频
  • 电源不稳
  • 内存无法负荷
  • 系统过热

    以上是根据Linux鸟哥的私房菜整理而成,有兴趣的可以买来看看,非常棒的一本书。

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