• 计算机硬件组成(3)


    上节课回顾:

      1.计算机分类:

        个人PC:

        服务器:一直开机,不要宕机。(对硬件损耗巨大,极易损坏,要做好监控,防患于未然)

            服务器分类:

                  尺寸:1U、2U、4U

                  外形:

                     机架式

                     刀片式

                     塔式

                     小型机----》高端定制(过时)

                     云主机

                   品牌:dell、惠普、IBM

    计算机硬件组成:

    CPU(控制器+运算器)

    储存器:

    内存--------》内存条:存取速度快,断电即消失

    外存--------》机械硬盘:存取速度慢,断电不消失

    输入设备

    输出设备

    计算机三大核心硬件:CPU、内存、硬盘。

    Linux系统把内存分为两种区域:

    buffer:攒一大波数据,写入到内存中,在刷入到硬盘中,这个数据的内存空间叫缓冲区(buffer)***

    cache:把硬盘的数据在内存中缓存好,cpu取的时候可以直接从内存中读取,从内存中读取数据,这个存数据的内存空间称为缓存区(cache)***

    内核态和用户态

    内核态——>操作系统正在控制硬件
    用户态-->应用程序正在运行

    PS:

    1.x86-64

    2. 2核4线程 物理层面2核,假的4核

        真4核>2核4线程>纯2核

    cpu (计算机启动CPU先运行BIOS系统,再去安装硬盘启动win系统)

    ROM(BIOS系统)             RAM(windows系统)

    硬盘(windows系统)

    今日内容

    一.硬盘

    机械硬盘

    每个磁头可以读取一段换新区域,称为磁道

    把一个戈丁手臂位置上所以的磁道合起来,组成一个柱面

    每个磁道划成若干扇区,扇区典型的值是512字节

    磁道
    扇区:硬盘的最小读写单位是一个扇区=》512Bytes
              操作系统读写的最小单位是一个block块->8扇区的大小->4k


    柱面
    分区指的就是从一个柱面开始到另外一个柱面结束,中间所包含的所有盘片所对应的磁盘

    ps:
    buffer缓冲区-》大卡车
    操作系统的block块-》收纳箱
    硬盘的扇区-------->单个快递盒子

    大卡车里存放了n个收纳箱,每个收纳箱子里存放了8个快递盒子

    数据都存放于一段一段的扇区,即磁道这个圆圈的一小段圆圈,从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间

     转速:7200转/分------》120转/s


      转一圈花费的时间:0.008s
      平均延迟时间:转半圈花费的时间4ms
      平均寻道时间:5ms


    固态硬盘:
    依赖电子存取数据


    虚拟内存:swap分区

    许多计算机支持虚拟内存机制,该机制使计算机可以运行大于物理内存的程序,方法是将正在使用的程序放入内存取执行,而暂时不需要执行的程序放到磁盘的某块地方,这块地方成为虚拟内存,在linux中成为swap,这种机制的核心在于快速地映射内存地址,由cpu中的一个部件负责,成为存储器管理单元(Memory Management Unit MMU)

     
    PS:从一个程序切换到另外一个程序,成为上下文切换(context switch),缓存和MMU的出现提升了系统的性能,尤其是上下文切换
     
    二:计算机启动过程
     

    启动流程

    1.计算机加电

    2.BIOS开始运行,检测硬件:cpu、内存、硬盘等

    3.BIOS读取CMOS存储器中的参数,选择启动设备

    4.从启动设备上读取第一个扇区的内容(称之为主引导记录mbr)(MBR主引导记录512字节,前446为引导信息,后64为分区信息,最后两个为标志位)

    PS:

      446 bootloader=》grub程序
      64分区信息
      2结束标志位

    5.根据分区信息读入bootloader启动装载模块,启动操作系统

    6.然后操作系统询问BIOS,以获得配置信息。对于每种设备,系统会检查其设备驱动程序是否存在,如果没有,系统则会要求用户按照设备驱动程序。一旦有了全部的设备驱动程序,操作系统就将它们调入内核。然后初始有关的表格(如进程表),穿件需要的进程,并在每个终端上启动登录程序或GUI

    三:
    网线:
      橙白
      橙
      绿白
      蓝
      蓝白
      绿
      棕白
      棕

    千兆网卡-》双绞线
    万兆网卡-》光纤

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    王道8.6
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