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【计算机基础知识】
计算机基础知识
- 计算机系统
- 计算机系统的相关定律
- 计算机的分类
- 按规模分类
- 按功能和角色划分
- 计算机的基本的硬件知识
- 服务器硬件☆
- 服务器硬件---CPU
- 服务器硬件 -- 主板
- 服务器硬件---内存
- 服务器硬件---硬盘
- 服务器硬件---网卡
- 服务器硬件---远程管理卡
- 服务器硬件---阵列卡
- 机房
- 插入链接与图片
- 设定内容居中、居左、居右
- SmartyPants
- 创建一个自定义列表
- 如何创建一个注脚
- 注释也是必不可少的
- 导出与导入
- 导出
- 导入
计算机系统
牢固掌握计算机系统的基本组成和工作原理对运维工作有重要的作用和意义,或者说是不可或缺的基础知识。通过掌握计算机系统的基本组成和工作原理,运维人员能够进行故障排除和维护,配置系统和管理安全性,优化性能和资源管理,处理网络管理和通信,以及进行数据备份和恢复。这些知识使运维人员能够更好地理解和管理计算机系统,保障其稳定性、安全性和高效性,确保系统能够持续正常运行。
计算机系统的相关定律
1.摩尔定律(Moore’s Law):根据摩尔定律,集成电路上可容纳的晶体管数量每两年翻倍。这导致了计算机性能的快速提升。例如,一台计算机在几年内可以从单核处理器升级到多核处理器,从而显著提高了计算速度和性能。
2.安迪·比尔定律(Andy and Bill’s Law):由安迪·格罗夫(Andy Grove)和比尔·乔伊(Bill Joy)提出,该定律指出软件的功能复杂度每年都会增长,超过硬件的性能增长速度。
3.帕金森定律(Parkinson’s Law):由西塞罗·帕金森(Cyril Northcote Parkinson)提出,该定律指出工作会在填满的时间内完成。也就是说,如果给定一个任务的时间,它通常会充满整个时间,无论任务的实际需求。
4.早期原型定律(Early Prototype Rule):该原则指出早期的原型系统或软件版本往往有更高的缺陷率。早期原型常常用于测试和反馈收集,因此在开发过程中需要预留足够的时间和资源来改善和修复问题。
5.网络效应(Network Effect):网络效应指的是当一个产品或服务的价值随着用户数量的增加而增加。在计算机系统中,网络效应可以体现为更多的用户使用特定的软件或平台,从而吸引更多的开发者和第三方服务提供商。
6.乔布斯定律(Jobs’ Law):由史蒂夫·乔布斯提出,该定律指出用户体验是计算机系统设计的关键。他强调将用户体验放在首位,注重人机交互和界面设计的重要性。
定律中文名称 | 举例 |
---|---|
摩尔定律 | 一台计算机在几年内可以从单核处理器升级到多核处理器,从而显著提高了计算速度和性能。 |
安迪·比尔定律 | 新版本的操作系统或应用程序通常需要更高的计算资源和存储空间。 |
帕金森定律 | 如果给定一个月来完成一个软件项目,开发团队可能会倾向于充分利用整个月的时间,而不是提前完成任务。 |
早期原型定律 | 在软件开发中,初步的原型版本通常会经历多次迭代和改进,以解决早期版本中发现的问题和缺陷。 |
网络效应 | 各种社交媒体平台 |
乔布斯定律 | 一个典型的例子是苹果公司的产品,如iPhone和Mac电脑,它们以直观、简洁和用户友好的界面而闻名,使用户能够更轻松地操作和享受使用体验。 |
计算机的分类
按规模分类
计算机规模 | 举例 | 运用领域 | 运算速度 |
---|---|---|---|
超级计算机(巨型计算机) | Tianhe-2(天河二号)、神威·太湖之光 | 科学研究、气象模拟、材料科学、天体物理学等 | 可达每秒百万亿次以上 |
大型计算机 | 阿里巴巴的数据中心服务器、腾讯的服务器集群和百度的数据中心服务器 | 处理大数据、云计算和并行计算方面发挥了关键作用 | 百亿次浮点运算每秒(GFLOPS)到万亿次浮点运算每秒(TFLOPS) |
小型计算机 | 单板计算机、嵌入式计算机、迷你计算机 | 教育、物联网、系统开发等 | 几百兆次浮点运算每秒(MFLOPS)至几十亿次浮点运算每秒(GFLOPS) |
微型计算机 | 个人计算机(PC) | 个人使用、学习办公、日常生活等 | 每秒浮点运算次数(FLOPS)或每秒百万次浮点运算次数(MFLOPS) |
截至日期为2021年9月,目前最快的巨型计算机是美国能源部在阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)部署的“Frontier”超级计算机。该计算机的目标是实现每秒达到超过1.5亿亿次浮点运算(ExaFLOP)的计算能力。它将采用AMD的处理器和GPU加速器,以及Cray的Slingshot互连网络。
按功能和角色划分
服务器和客户机 ( c/s架构 )
- 服务器:即 Server,计算机的一种,通常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。
- 客户机:即 Client,向服务器提出请求,需要服务器为之提供相应的服务和支持的计算机。
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、通讯服务器 、ERP 服务器等。
计算机的基本的硬件知识
- 中央处理器(CPU):中央处理器是计算机的核心组件,负责执行计算机指令并处理数据。它包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元和寄存器等。CPU的主频(GHz)和核数(多核或单核)是衡量其性能的重要指标。
- 内存(RAM):内存是计算机用于临时存储数据和程序的地方,也被称为随机存取存储器(Random Access Memory)。内存的容量通常以GB为单位,较大的内存容量可以提供更多的工作空间和更好的系统性能。
- 硬盘:硬盘是计算机的主要存储设备,用于长期存储数据。它由一个或多个盘片组成,通过磁头在盘片上读取和写入数据。硬盘的容量以GB或TB为单位,较大的容量意味着可以存储更多的数据。
- 显卡(GPU):显卡是计算机中负责处理图形和图像的硬件设备。它包含图形处理单元(GPU)和显存,用于加速图形渲染和图像处理。显卡对于图形密集型任务(如游戏、图形设计等)有重要影响。
- 主板:主板是计算机系统的核心电路板,连接并支持各个硬件组件之间的通信和交互。它提供了CPU插槽、内存插槽、扩展插槽(用于添加额外的硬件组件如显卡、声卡等)以及各种接口(如USB、HDMI等)。
- 电源供应器:电源供应器提供计算机所需的电力。它将电源插座的交流电转换为计算机所需的直流电,并为各个硬件组件提供稳定的电力供应。
其他一些重要的硬件知识,例如:
- 输入设备:键盘、鼠标、触摸板等用于将用户输入转换为计算机可识别的信号。
- 输出设备:显示器、打印机、扬声器等用于将计算机处理的数据和信息输出给用户。
- 接口和端口:USB、HDMI、网口等用于连接计算机与外部设备或网络。
- 扩展卡:如网卡、声卡、显卡等,用于扩展计算机的功能和性能。
服务器硬件☆
服务器硬件—CPU
Central Processing Unit,即中央处理器。由控制器和运算器构成,是整个计算机系统中最重要的部分
- x86 CPU:x86是一种广泛使用的CPU架构,最初由英特尔公司开发。 x86架构的CPU被广泛应用于个人计算机、服务器和工作站等领域。 其中包括英特尔的Core系列和Xeon系列,以及AMD的Ryzen系列和EPYC系列。
- ARM CPU:ARM是一种低功耗的CPU架构,主要用于移动设备和嵌入式系统。 ARM架构的CPU在智能手机、平板电脑、物联网设备等领域得到广泛应用。 常见的ARM CPU包括英特尔的Atom系列和Qualcomm的Snapdragon系列。
- RISC-V:RISC-V是一种开源指令集架构(ISA),具有简洁、模块化和可定制的特点。其中阿里玄铁910用于云计算和数据中心场景。 它具有高性能、低功耗和强大的扩展性,被广泛用于云服务器和人工智能领域。
- Power CPU:Power架构是由IBM开发的一种RISC(精简指令集计算机)架构,主要用于高性能计算和企业级服务器。 Power CPU被广泛应用于IBM Power Systems服务器和超级计算机等领域。
- PowerPC:PowerPC架构是由IBM、Apple和摩托罗拉(Motorola)共同开发的一种RISC架构。 PowerPC处理器在过去被广泛应用于苹果的Macintosh计算机、IBM的服务器和工作站等领域。
- UltraSPARC:UltraSPARC是Sun Microsystems(现在为Oracle公司所拥有)开发的一种SPARC架构的处理器。 UltraSPARC处理器主要用于Sun的服务器和工作站产品系列,具有高性能和可扩展性。
- Alpha:Alpha架构是由DEC(Digital Equipment Corporation)开发的一种RISC架构,后来被**HP(惠普)**收购。 Alpha处理器在过去用于高性能计算和企业级服务器等领域,具有出色的性能和可靠性。
- 安腾:安腾(Itanium)是由英特尔和**康柏(Compaq)**共同开发的一种64位处理器架构,主要用于高性能计算和企业级服务器。 然而,由于市场接受度不高,安腾架构的发展逐渐停止。
- MIPS 龙芯
- SPARC CPU
服务器cpu公司
-
英特尔(Intel):英特尔是全球最大的半导体制造商之一,其至强(Xeon)和安腾(Itanium)系列是服务器市场上最常见和广泛采用的CPU之一。它们有着不同的架构和应用领域。
- 至强(Xeon)系列:至强处理器是英特尔主打的服务器处理器系列,基于x86架构。 至强处理器采用了广泛使用的指令集,具有优秀的性能和可扩展性。 这使得至强处理器适用于广泛的企业级应用和工作负载,包括数据库管理、虚拟化、云计算、大数据处理等。 至强系列处理器通常提供多个产品线,以满足不同规模和需求的服务器部署。
- 安腾(Itanium)系列:安腾处理器是英特尔在过去推出的一种64位服务器处理器架构,采用EPIC(显式并行指令计算)架构。 安腾处理器旨在提供高性能、高可靠性和高安全性的计算能力,特别适用于科学计算、金融领域和一些特定的企业级应用。 然而,由于多种原因,包括软件兼容性、市场需求的变化和竞争压力,英特尔于2017年宣布停止新一代安腾处理器的开发。
-
AMD(Advanced Micro Devices):AMD是英特尔的主要竞争对手之一,在服务器市场上也有一定的份额。 AMD的EPYC系列处理器采用先进的Zen架构,提供出色的性能和可扩展性,备受关注和采用。
-
IBM:IBM的POWER架构处理器在高性能计算和企业级服务器领域有一定市场份额。 IBM Power Systems服务器使用POWER系列处理器,为大型计算和数据中心提供强大的计算和扩展性能。
主频:主频通常以赫兹(Hz)为单位表示,如1 GHz表示每秒钟执行10亿个时钟周期。可以将CPU主频类比为一个钟表的秒针每秒钟的转动次数。 较高的主频意味着CPU能够在单位时间内执行更多的指令和计算操作,从而提供更快的处理速度。
核心:双核心的CPU,就好比你有两个炉子。 你可以在一个炉子上煮熟蔬菜,同时在另一个炉子上煎肉。 这样,你可以同时进行两项(多核心多项)任务,提高整体效率,加快计算速度。
线程:线程:光有核心和频率还必须要线程才行。它是利用特殊的硬件指令,把单个物理核心模拟成两个核心(逻辑核心),让每个核心都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高CPU的运行效率。简而言之,CPU线程就是CPU可以同时处理多个任务的能力,类似于你可以同时处理多个任务的能力,这样可以提高计算机的效率和性能。
架构:CPU架构,目前没有一个权威和准确的定义,简单来说就是CPU核心的设计方案。目前CPU大致可以分为X86、IA64、RISC等多种架构,而个人电脑上的CPU架构,其实都是基于X86架构设计的,称为X86下的微架构,常常被简称为CPU架构。
缓存:缓存:在内存条的读写忙不过来的时候,CPU就可以把这部分数据存入缓存中,以此来缓解CPU的运算速度与内存条读写速度不匹配的矛盾,所以缓存是越大越好。
服务器硬件 – 主板
主板(mainboard),安装在机箱内,是计算机最基本的也是最重要的部件之一
主板一般为矩形电路板,上面安装了组成计算机的主要电路系统,一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件.
服务器硬件—内存
内存是介于CPU 和 外部存储(硬盘)之间,是CPU 对外部存储中程序与数据进行高速运算时存放程序指令、数据和中间结果的临时场所,它的物理实质就是一组具备数据输入输出和数据存储功能的高速集成电路,内存是CPU能直接寻址的存储空间,由半导体器件制成。内存的特点是存取速度快。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。
外存:硬盘,U盘,软盘,光盘
内存和外存的区别
- 内存断电后数据丢失
- 外存断电后数据可以保存
固态硬盘既可以被认为是外存,用于长期存储和持久性数据,也可以被认为是一种内存,用于存储和访问数据。 它兼具了存储设备和内存的特性,并在计算机系统中发挥着重要的作用。
DDR3、DDR4和DDR5
DDR(Double Data Rate) 内存则是一个时钟周期内传输两次数据,能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据,因此称为双倍速率同步动态随机存储器。
下面是DDR3、DDR4和DDR5之间性能参数的比较表格:
参数 | DDR3 | DDR4 | DDR5 |
---|---|---|---|
传输速度 | 800兆赫至2133兆赫 | 2133兆赫至3200兆赫 | 3200兆赫至8400兆赫 |
容量 | 2 GB - 16 GB | 4 GB - 128 GB | 8 千兆字节 |
电压 | 1.5V | 1.2V | 1.1V |
带宽 | 最高17 GB/s | 最高41 GB/s | 最高76 GB/s |
延迟 | 相对较高 | 相对较低 | 相对较低 |
功耗 | 相对较高 | 较低 | 较低 |
插槽 | 240 针 | 288 针 | 288 针 |
服务器硬件—硬盘
结构分类:
机械硬盘HDD(Hard Disk Drive)
固态硬盘SSD(Solid State Drives )
常见的磁盘接口种类:
- -IDE:Integrated Drive Electronics,电子集成[驱动器,早期家用电脑常用接口
- SCSI:Small Computer System Interface,小型计算机系统接口,早期的服务器常用接口
- SATA:Serial ATA (Advanced Technology Attachment 高技术配置),家用电脑常用的接口
- SAS:Serial Attached SCSI,是目前服务器上主流的接口
- 光纤通道:Fiber Channel,高性能服务器上采用的接口
- M.2 :固态硬盘接口,性能更强
SSD硬盘:
SSD,即固态硬盘,泛指使用NAND Flash组成的固态硬盘。其特别之处在于没有机械结构,以区块写入和抹除的方式作读写的功能,因此在读写的效率上,非常依赖读写技术上的设计SSD读写存取速度快,性能稳定,防震性高,发热低,耐低温,电耗低,无噪音。因为没有机械部分,所以长时间使用也出现故障几率也较小。缺点:价格高,容量小,相对普通机械硬盘性价比低。
服务器硬件—网卡
服务器都在主板上集成了网卡,传输速率为1Gbps,即千兆网卡
特殊应用需要高端网卡,如光纤网卡,Infiniband网卡等,传输速率能达到10Gbps、20Gbps,即万兆网卡
服务器硬件—远程管理卡
服务器硬件—阵列卡
机房
插入链接与图片
链接: link.
图片:
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居右
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第一列文本居中 | 第二列文本居右 | 第三列文本居左 |
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SmartyPants将ASCII标点字符转换为“智能”印刷标点HTML实体。例如:
TYPE | ASCII | HTML |
---|---|---|
Single backticks | 'Isn't this fun?' | ‘Isn’t this fun?’ |
Quotes | "Isn't this fun?" | “Isn’t this fun?” |
Dashes | -- is en-dash, --- is em-dash | – is en-dash, — is em-dash |
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