初探计算机

2019-10-01 11:45 来源:未知

2.1.6 计算机的计数制

A、 十进制:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

B、 二进制:0 1

C、 八进制:0 1 2 3 4 5 6 7

D、 十六进制:1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

进制转换详见:https://baike.baidu.com/item/%E8%BF%9B%E5%88%B6%E8%BD%AC%E6%8D%A2

现在计算机大多是冯.诺依曼计算机的组织结构,虽有些改进,但还没超出冯·诺依曼型结构。那冯·诺依曼结构是什么呢?

2.1.3 服务器和运维

 

CPU

CPU 即 Central Processing Unit (中央处理器) 相当于计算机的大脑,是计算机的运算核心和控制核心。它的内部由数百千万乃至数亿个晶体管构成,可以让计算机的各个部件顺利工作,起到协调和控制作用。

CPU 从外部看是由许多晶体管组成的电子部件,好像没什么区别。不过从功能方面来看,CPU 的内部由寄存器、控制器、运算器和时钟四个部件组成。

寄存器可用来暂时储存指令、数据等处理对象,根据种类不同,又可以分为 eax、ebp 等若干种,一个 CPU 内部又包含20~100个寄存器。

控制器将内存上的指令、数据等读入寄存器,根据指令的执行结果来控制计算机。

运算器负责运算从内存读取至寄存器的数据。

时钟负责发出 CPU 开始计时的时钟信号。

CPU 运行时,根据时钟信号,控制器从内存读取指令和数据。通过对这些指令加以解释运行,运算器则对数据进行运算,控制器再根据运算结果来控制计算机。

2.1.1.2  冯·诺依曼体系

 

 

美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出存储程序原理,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式储存。 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼理论的要点是:计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构。

 

 

小熊:计算机里藏着什么呢?
小燕:星辰大海。
小狸:好吃的。

1.2.2 图像类

思维导图软件:xmind(做出的思维导图加深记忆,梳理关系逻辑)

图像处理类:Picpick

存储器

存储器是具有“记忆”功能的设备,能存取各种数据。根据与 CPU 的接近程度,存储器分为内存储器和外存储器,简称内存和外存。内存属于主机的组成部分,而外存属于外部设备,如硬盘。

内存:负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理; 缓存系统中的临时数据。需要注意的是,内存断电后数据会丢失。

硬盘:存储资料等数据的设备,其容量大,造价便宜,而且断电后数据不会丢失。


2.1.2.2  运算器

主要指CPU(中央处理器)是计算机中执行各种算术运算操作的零部件。运算器的基本操作包括加减乘除四则运算,与或非等逻辑操作,以及位移、比较和传送等操作,亦算数逻辑部件。

计算机里 CPU 与内存、硬盘是怎样的关系?

让我们来看一个例子,编写一个程序,将 123 和 456 两个数值相加,并将结果输出到显示器上。

int a;
a = 123 + 456;
printf("%d",a);

当我们运行程序的时候,CPU 取指令,之后 CPU 告诉硬盘,我要运行你存储的程序A,你把程序A送到内存去。CPU 对内存说,我让硬盘把程序A送到你这里来了,你保存一下。 等程序A被完整的送到内存之后。CPU 就开始执行程序A。

过程就像上面说的,我们举一个接近我们生活的例子。

如果说把硬盘看作一个大仓库,CPU 是加工车间,那么内存就是一个临时仓库。从距离上来说, 相比内存到 CPU 的距离和硬盘到内存的距离,内存和 CPU 的距离更短。所以先将常用的材料放在临时仓库,即用即取。如果需要的材料在临时仓库没找到,就向大仓库抽调,将材料从大仓库移到临时仓库去,之后才将材料从临时仓库送到加工车间加工。这个过程中,材料会存放在临时仓库一段时间,以防再次抽调,节约时间和资源。

让我们再深入一点,看看 CPU 是如何统筹控制的。

依上言,存储指令和数据的内存是通过地址来划分的。CPU 的核心是一个被称作程序计数器(PC)的字大小的储存器。在任何一个时间点上,PC 都指向内存种的某条指令。一个指令和数据通常被储存在多个地址上,但为了方便说明,下图将指令、数据分配在一个地址种。

图片 1

地址 0100 是程序开始的地方。计算机将程序从硬盘读入内存,计数器定位程序至地址 0100。CPU 每执行一个指令,程序计数器的值就会自动加1。之后,CPU 的控制器依值读取执行命令。

从计算机通电开始,CPU 一直在不知疲倦地重复执行相同的操作:从 PC 指向的存储器读指令,分析解释指令中的操作码和操作数,执行指令指示的操作,然后更新程序计数器,使之指向下一条指令,重复操作。


2.1.7 计算机中数据的表示

比特:bit(计算机中最小的单位)

字节:byte(B)

进制转换:8bit=1byte  1024byte(B)=1kb   1024kb=1mb  1024mb=1gb  1024gb=1tb  1024tb=1eb 1024eb =1pb   1024pb=1zb

市面上卖的硬盘是按1000进制算的  500G硬盘=500*1000MB*1000KB

“冯·诺依曼型结构”计算机有五大组成部分:
–运算器+控制器(CPU),存储器(内存),输入设备,输出设备。

2.1.2.4  输入设备

 

计算机中输入设备是从用户从外界输入需要处理的数据,一般包括有键盘、鼠标、光驱、麦克风等等输入设备:向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘鼠标摄像头扫描仪光笔,手写输入板,游戏杆,语音输入装置等都属于输入设备。输入设备(InputDevice)是人或外部与计算机进行交互的一种装置,用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据,既可以是数值型的数据,也可以是各种非数值型的数据,如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中,进行存储、处理和输出。

 

1945年,冯·诺依曼提出了“存储程序”的概念,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式存储,确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法。后来,人们把利用这种概念设计的电子计算机系统统称为“冯·诺依曼型结构”计算机。

2.2 综合案例

企业案例1:提升用户体验的网站解决方案

门户(大网站 )极端案例:大并发写入案例(抢红包、微博)

高并发、大数据量”写”数据:会把数据先写到内存,积累一定的量后,然后再定时或者定量的写到磁盘(j减轻磁盘的压力,减少磁盘IO Input/Output 磁盘的输入/输出 磁盘读写),最终还是会把数据加载到内存中再对外提供访问。

 

企业案例2:中小企业案例

对于并发不是很大、数据也不是特别大的网站,读多写少的业务,会先把数据写入到磁盘,然后再通过程序把写到磁盘的数据读入到内存里,再对外通过读内存提供访问服务。

计算机各部件又是怎么连接起来的?

贯穿整个系统的是一组电子管道,称作总线。它负责在各个部件间传递信息。I/O (输入/输出)设备则是系统与外界沟通的通道。如我们常见的输入设备是鼠标、键盘,输出设备则是显示器。每个 I/O 设备都是通过一个控制器或适配器和 I/O 总线连接起来的。

图片 2

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首先,CPU 执行程序指令,等待我们输入数据。当我们在键盘键入字符串,如“hello world”,程序逐一读取字符到寄存器,再把它存放在主存储器中。

当我们敲下回车键时,程序知晓输入结束。然后系统执行一系列指令,这些指令将数据从磁盘拷贝到内存,从而执行指令。数据最终将被输出至显示屏,打印出“hello world”。

至此,计算机主要部件功能及联系介绍完毕。有些不全面的地方,下次分部件深入介绍内部结构。

1.2.1 笔记类

会使用Notepad++、有道云笔记、印象笔记、马克飞象、为知笔记、Markdown(Markdown是一种可以使用普通文本编辑器编写的标记语言,通过简单的标记语言的标记语法,他可以使普通的文本内容有一定的格式,看起来更加美观上档次)

图片 3

2.1 计算机硬件的组成

2.1.2.3  存储器

 

计算机中的存储器一般包括硬盘,ROM(只读存储器)、RAM包括内存条、CMOS(断电后会丢失所有数据)

 

 

2.1.3.3  服务器的品牌

详细信息:http://detail.zol.com.cn/server_advSearch/subcate31_1.html

 

Dell(大多数公司采用Dell服务器)

HP

华为

IBM(百度)

联想

2.1.3.2  服务器分类

 

A、 机架式服务器

 

机架式服务器的外形看来不像计算机,而像交换机,有1U(1U=1.75英寸)、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。

B、 刀片式

 

刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元,是一种实现HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)的低成本服务器平台,为特殊应用行业和高密度计算环境专门设计。刀片服务器就像“刀片”一样,每一块“刀片”实际上就是一块系统主板

C、 塔式

 

塔式服务器(Tower Server)应该是见得最多也最容易理解的一种服务器结构类型,因为它的外形以及结构都跟立式PC差不多,当然,由于服务器的主板扩展性较强、插槽也多出一堆,所以个头比普通主板大一些,因此塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大,一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展。

1.2 学习工具

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