Linux学习笔记 -- 00 计算计概论

1.计算机五大单元
  • 输入单元
  • 输出单元
  • CPU内部的控制单元
  • CPU内部的算术逻辑单元
  • 内存
注意:CPU实际要处理的数据完全来自于内存。
2.计算机上面常用的计算单位(大小、速度)

一般的文件大小使用的二进制方式,所以:1GB=102410241024B

速度(如,CPU的主频)单位采用十进制方式,1GH=100010001000Hz, Hz就是1/s,妙分之一

注意:平时购买的硬盘等存储介质,是按十进制计算的,比如:
     500GB的硬盘,为:500*1000*1000*1000B
     换算成文件大小来表示:500*1000*1000*1000(B)/1024(KB)/1024/(M)/1024(GB)=465.66(GB)
    
    注意:上面说的两个GB是不同的。
3.两个主流CPU开发商:Intel,AMD
(1)主要区别:
  • Intel的芯片架构:
    分为南北桥,其中北桥的总线称为系统总线,是内存传输的主要信道。该桥用于和速度较快的设备交互
    南桥的总线称为输入/输出(I/O)总线,和速度较慢的部件交互,如键盘,鼠标等

因此,内存交互要通过北桥,这是它与AMD芯片的主要区别

  • AMD的芯片架构:CPU和内存直接交互,这样可以提高CPU的处理速度

注意:不同CPU之间不能以频率论性能优劣

(2)CPU的"外频"和"倍频"
外频:指的是CPU与外部组件进行数据传输/运算时的速度
倍频:是指CPU内部用来加速工作性能的一个倍数

CPU的频率 = 外频*倍频
例如:一颗3.0GHz的CPU, 外频333Hz,倍频9,则 3.0GHz=333Hz*9, 这里的1GHz=1000M

"超频":将CPU的倍频或外频通过主板的设定功能更改成较高频率的一种方式
    
    通常,倍频在出厂时已经被锁死而无法修改,因此,常被超频的就是外频了。
    虽然超频能在主观上增大CPU的频率,但是这样是CPU工作在非正常的情况下,
    容易造成电脑的死机。
4.磁盘与存储设备
磁盘的物理组成:
  • 盘片
  • 机械手臂
  • 磁头(head)
  • 主轴马达
磁盘上的数据
扇区(Sector):磁盘最小的存储单元,一般大小为512bytes
磁道(Track):有扇区组成的那个园圈(可以想象成一个圆环)
柱面(Cylinder):在同一磁道的不同的盘片组成(可以想象成一个面包圈,有厚度的),也用作分割磁盘的最小的单位
磁盘容量计算:
header(磁头) x 每个磁头负责的柱面数量 x 每个柱面含有的扇区数量 x 每个扇区的容量
即,
header*(cylinder/header)*(sector/cylinder)*(512bytes/sector)
传输接口:
IDE:老式接口,渐渐的被淘汰,最高理论传输速度:133MB
SATA:插口小,速度快,传输速率快,SATA-2可达 300MB/s, 多用个人电脑
SCSI:多用于工作站等级以上,里面含有一块处理器,除了速度快,还不消耗主机的CPU资源。
5.操作系统(Operating System, OS)

操作系统也是一组程序,这组程序的重点在于管理计算机的所有活动以及驱动系统中的所有硬件

操作系统的内核是直接与硬件打交道的(如CPU,内存,输入输出设备及系统文件等),它是直接参考硬件规格写成的。因此,同一个操作系统在不同的硬件架构下是不能运行的。

操作系统的内核主要负责整个计算机系统相关的资源分配与管理。那内核的功能:

(1)系统调用接口:方便程序员可以轻易地通过与内核通信,便于程序开发者
(2)程序管理:如何控制CPU进行高效合理的工作
(3)内存管理:很重要的,因为系统所有的程序代码与数据都必须先存放到内存中,才能被CPU读取
(4)文件系统管理:
(5)设备驱动:内核的注意工作之一就是硬件管理,因此,设备的驱动程序就是内核需要做的事情。驱动程序是厂商开发的,与操作系统开发者没有关系。操作系统只需提供开发接口即可。

注意:
    纯粹的操作系统仅是驱动并管理硬件,要想使用硬件,就得通过应用程序或者是Shell的功能,来调用操作系统操纵硬件工作。而我们生活中所安装的操作系统,或多或少包含有一些应用软件在内。
    
        
    '操作系统在整个计算机中的角色:'
                ┏━━━━━━━┓
                ┃    应用程序   ┃
                ┣━━━━━━━┫ ──────────
                ┃   系统调用   ┃      ↑
                ┣━━━━━━━┫   操作系统
                ┃     内核     ┃      ↓
                ┣━━━━━━━┫ ──────────
                ┃     硬件     ┃
                ┗━━━━━━━┛

由于操作系统是与具体的硬件打交道的,因此,一些特定机器的操作系统往往是不能用于另一类机器(或称为硬件平台)上的(不同硬件的功能函数是不同的)。因此,非要用于另一个硬件平台,就得参考该硬件平台修改操作系统的程序代码。

5.应用程序

应用程序是参考操作系统提供的开发接口所开发出来的软件,因此,应用程序是与操作系统有关系的。

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