第一部分Linux的规则安装_第0章计算机概论
0.1电脑：辅助人脑的好工具
0.1.1电脑硬件的五大单元
- 输入单元
- 输出单元
- CPU内部的控制单元：所有单元都由它控制，所以CPU是整个电脑的最重要部分
- CPU内部的算数逻辑单元
- 内存： CPU实际要处理的数据全部来自于内存（程序+一般文件数据），所以内存大小影响计算机系统性能
0.1.2CPU的架构
CPU内部含有一些微指令，所使用的软件都要经过CPU内部的指令集完成，按照指令集的两种设计理念，产生两种CPU架构 精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）
精简指令集（RISC）
指令集较为精简，每个指令的运行时间较短，完成的操作比较简单，指令的执行性能较佳；若要作复杂的事情，需要多个指令才能完成。
主要用途：
Oracle的SPARC CPU:学术领域的大型工作站，银行金融领域的主服务器
IBM的PowerPC: PS3
ARM的ARM CPU：手机、iPad、导航、交换机、路由器（目前世界上使用最广）
复杂指令集（CISC）
每一个小指令可以执行一些较低级的硬件操作，指令数目多而且复杂，每条指令的长度并不相同，指令执行较为复杂，每条指令花费的时间长，每条指令可以处理的工作较为丰富
主要用途：AMD/Intel的x86架构的CPU：用于个人电脑
x86-64架构中 64位或32位的含义：
其中64位代表CPU一次可以读取64位的数据
不同的X86架构的CPU有什么不同
主要在于指令集的不同，新的x86CPU具有很先进的指令集：
多媒体指令集
虚拟化指令集
省电功能
64/32位兼容技术
0.1.3其他单元的设备
系统单元
CPU（算数逻辑单元，控制单元）、内存、主板（硬件接口与相关的适配卡：网卡、磁盘阵列卡、显卡…）
存储单元
内存与辅助存储（硬盘、软盘、光盘…）
输入输出单元
…
0.1.4运作流程
0.1.5电脑的分类
超级计算机
国防军事、气象预测、太空科技
大型计算机
大型企业主机、大型企业的数据库服务器
迷你计算机
仍有支持多用户的特性，科学研究、工程分析、工厂流程管理
工作站
针对特殊用途而设计的电脑
微电脑
个人电脑
0.1.6常用计算单位 容量、速度
购买一块500GB的硬盘，只有460GB左右的容量？
硬盘制造商使用十进制单位
500GB=500x1000x1000x1000字节 =（二进制转换）=466x1024x1024x1024
0.2个人电脑架构与相关设备组件
0.2.1执行运算与判断的CPU
- CPU负责大量的运算，通常具有相当高发热量
- 多内核？
在一块CPU封装中嵌入了两个以上的运算内核 - 升级CPU需要注意？
不同的CPU型号具有不同的针脚，留意主板所支持的CPU型号 - 除了不同指令集影响CPU效率外，CPU频率也会影响
频率：CPU每秒进行的工作次数 - 前端总线速度
CPU中内存控制芯片与内存间的传输速度 - 内存工作频率的限制由CPU的内存控制器决定
- 超线程（Hyper-Threading）
在每一个CPU内部将重要的寄存器分成两组，而让程序分别使用这两组寄存器。可以有两个程序同时竞争CPU的运算单元，而非通过操作系统的多任务切换。
0.2.2内存
- 个人电脑的主存主要组件为 动态随机存取内存（DRAM）:
随机读写内存只有在通电时才能记录与使用，断电之后数据就消失，也称这种RAM为挥发性内存 - 为什么内存的容量影响计算机性能?
所有的数据都要加载到计算机中才能被CPU读取，如果内存不够大会导致某些大容量数据无法被完整的加载，此时已经存在内存中但暂时没有被使用的数据必须先被释放，所以通常越大的内存代表越快的系统，因为系统中不用常常释放内存中的数据。以服务器来说，内存的容量有时比CPU的速度还重要 - 多通道 设计理念？
内存的数据位宽越大越好，传统的总线位宽一般大约64位，想要加大，将两个大小一样，型号相同的内存集合在一起，达到128位位宽，启动双通道内存功能时，数据是同步写入/读出这一对内存中。 - DRAM与SRAM
CPU数据都由内存提供，但中间要经过内存控制器，所以将某些常用的程序或数据放在CPU内部（二级缓存（L2 Cache）），因为L2内存整合到了CPU内部，所以 L2 Cache频率与内存相同，此时就需要静态随机存取内存SRAM(价格高，容量小，速度快) - CMOS芯片
主板上如果有内置网卡或者显卡时，该功能是否启用与该功能的各项参数，被记录到主板的CMOS芯片中，记录主板上的重要参数，包括系统时间、CPU电压与频率，被记录到主板的CMOS芯片中，该芯片需要借助额外的电源供电（主板上的纽扣电池） - 只读存储器（ROM）
BIOS程序是被写道主板上的 只读存储器中，它在没有通电时也能记录数据，是一种非易失性的存储。
另外，固件（固定在硬件上面的控制软件）很多也是使用ROM来进行软件的写入，很多硬件上都有ROM来存储固件 - BIOS
BIOS是写入到主板上某一块Flash或EEPROM的程序，可以在计算机启动时执行，以加载CMOS中的参数，并尝试调用存储设备中的引导程序，进一步进入操作系统中
0.2.3显卡（VGA）
- 显存
每个图像显示的颜色会占用内存，所以显卡上会有集成内存，称为显存，显存容量影响屏幕分辨率与颜色深度 - GPU
3D加速芯片嵌入在显卡上，显卡主要通过GPU的控制芯片与CPU内存等通信
0.2.4硬盘与存储设备
- 传统机械硬盘（HDD）
圆形碟片、机械手臂、磁头、主轴马达 - 固态硬盘（SSD）
没有马达不需要转动，通过闪存直接读写，没有数据延迟，速度快。需要大量读写的环境中，使用SSD，一般，使用SSD做系统盘，数据存储放在HDD上，系统运行快速，数据存储量大 - 缓存
硬盘上有个缓冲存储器，将硬盘经常使用的数据缓存起来，加速系统的读写性能，主流64MB
0.2.5拓展卡与接口
0.2.6主板
选购新的系统时，优先查看芯片逻辑图，确认性能瓶颈不会卡在主板上
0.3数据表示方式
0.3.1数字系统
十进制二进制转换
0.3.2字符编码系统
- 常见字符编码：ASCII码
- 简体中文编码：UTF-8
0.4软件程序运行
0.4.1机器语言程序与编译型程序
0.4.2操作系统
- 操作系统内核
操作系统也是一组程序，用于管理电脑的所有活动以及驱动系统中的所有硬件，操作系统的内核用于管理硬件以及提供相关的功能（读写硬盘、网络功能、CPU资源分配…）因此内核程序放置的区块是受保护的，并且启动后就一直常驻在内存中 - 系统调用
硬件是由内核管理的，为了让程序员编程时忽略内核的功能和使用方法，操作系统提供了一套应用程序编程接口（API），作为系统调用层，只需要按照系统调用参数来开发软件，软件就能在内核中运行，所以软件与内核有较大关系，硬件和内核也有较大关系，但软件和硬件关系不大 - 内核功能
系统调用接口
进程管理：在多任务环境中控制这些任务，让CPU资源做有效的分配
内存管理：内核会提供虚拟内存的功能，内存不足时提供交换分区（swap）的功能
文件系统管理：数据的输入输出工作，还有不同文件格式的支持
设备驱动：设备的驱动依靠可加载模块，可将驱动程序加载成模块，就不需要重新编译内核 - 操作系统与驱动程序
- 操作系统必须要能够驱动硬件，应用程序才能使用该硬件功能
- 操作系统会提供API，让开发商编写他们的驱动程序
- 要使用新的硬件功能，必须安装厂商提供的驱动程序
- 驱动程序由厂商提供，与操作系统无关
0.4.3应用程序
是程序员参考操作系统提供的API所开发出来的软件