鳥哥的Linux私房菜基礎學習篇（第三版）——閱讀筆記（一）

第0章 計算機概論

0.計算機的五大單元

　　書中給出的分類是輸入單元，輸出單元，中央處理器（CPU）內部的控制器單元、算數邏輯單元和內存五大部分。通常馮諾依曼型計算機我仍是比較習慣寫成如下五個部分：

• 輸入：將程序、原始數據、文字、字符、控制命令或現場採集的數據等信息輸入到計算機。常見的輸入設備有鍵盤、鼠標器、光電輸入機、磁帶機、磁盤機、光盤機等。
• 輸出：它把計算機的計算結果、機內的各類數據符號及文字或各類控制信號等信息輸出出來。常見的輸出設備有打印機、激光印字機、繪圖儀及磁帶、光盤機等。
• 控制器：對程序規定的控制信息進行解釋，根據其要求進行控制，調度程序、數據、地址，協調計算機各部分工做及內存與外設的訪問等。
• 運算器：對數據進行算術運算和邏輯運算。
• 存儲器：存儲器的功能是存儲程序、數據和各類信號、命令等信息，並在須要時提供這些信息，通常指內存，外部存儲設備等。

1.CPU的種類

　　按照CPU內部的微指令集能夠分爲精簡指令集（RISC）和複雜指令集（CISC）。

• 精簡指令集（Reduced Instruction Set Computing，RISC）
  • 特色：微指令集精簡，每一個指令的執行時間短，操做單純，指令性能較佳。
  • 應用：Sun公司的SPARC架構系列（應用於大型工做站，銀行金融體系的主要服務器），IBM的Power Architecture，PowerPC（應用於Sony的PS3），ARM系列（收集，導航系統，網絡設備等）。
• 複雜指令集（Complex Instruction Set Computing，CISC）
  • 特色：指令數目多，複雜，指令長度不一樣，每條指令花費時間長，能夠處理的工做比較豐富。
  • 應用：AMD，Intel等x86架構的CPU。

2.計算機的分類

　　按照複雜度和運算能力，能夠分爲：超級計算機，大型計算機，迷你計算機，工做站和微電腦。

3.計算機架構

• Intel芯片架構：有兩個橋接器控制各組件的通訊，北橋鏈接速度較快的CPU、內存和顯存等，南橋鏈接速度較慢的周邊接口，如硬盤，USB，網卡等。
• AMD芯片架構：內存與CPU直接通訊，不通過北橋，加速了二者的通訊，將內存控制組件集成到了CPU中，理論上加速了CPU與內存的傳輸速度。

4.About CPU

• CPU性能的衡量：頻率，即CPU每秒能夠進行的工做次數。
• CPU的外頻：CPU與外部組件進行數據傳輸或運算時的速度。
• CPU的倍頻：CPU內部用來加速工做性能的一個倍數，CPU頻率=CPU外頻×CPU倍頻。
• CPU的超頻：將CPU的外頻或倍頻經過主板的設定功能更改爲較高頻率的一種方法，倍頻一般在出廠時被鎖定沒法修改，所以一般修改外頻來實現超頻。但由於頻率並不是正常速度，可能會出現死機等問題。
• 系統總線：北橋的總線，內存傳輸的主要信道，速度快。北橋支持的頻率稱爲前端總線速度（Front Side Bus，FSB），每次傳輸的位數是總線寬度。總線頻率=FSB×總線寬度，每秒能夠傳送的最大數據量。常見的總線寬度有32/64位（bit）。
• 輸入輸出（I/O）總線：南橋的總線。
• 字組大小（word size）：CPU每次可以處理的數據量。一般用CPU的字組大小來稱呼架構。

5.About 內存

• 內存的主要組件是動態隨機訪問內存（Dynamic Random Access Memory，DRAM），只有在通電時才能記錄和使用，斷電後數據就消失了，揮發性內存。
• CPU內部的第二層高速緩存使用靜態隨機訪問內存（Static Random Access Memory，SRAM）。
• 只讀存儲器：BIOS（Basic Input Output System）程序寫死到主板的內存芯片上中，這個芯片在沒有通電時就可以將數據記錄下來，就是隻讀存儲器（Read Only Memory，ROM）。

6.About 顯卡

• 顯卡（Video Graphic Array，VGA）經過北橋芯片與CPU、內存等通訊。

7.About 硬盤

• 硬盤由盤片、機械臂、磁頭和主軸馬達組成。運行時，主軸馬達讓盤片轉動，機械臂伸展讓讀取頭在盤片上進行讀寫操做。
• 扇區：磁盤的最小存儲單位，每一個扇區大小是512bytes。
• 柱面：分割硬盤時的最小單位。
• 硬盤的存儲量=讀取頭個數×每一個讀取頭負責的柱面數×每一個柱面的扇區數×扇區容量（即512bytes）。

8.文字編碼系統

• 相似於「字碼對照表」。
• 經常使用英文編碼表是ASCII，每一個符號（英文、數字或符號）佔用1B。
• 經常使用中文編碼是gb2312，每一箇中文佔用2B。
• 爲解決亂碼問題，使用Unicode編碼系統，稱爲UTF8或統一碼。

9.計算機系統

• 軟件分類：系統軟件和應用程序。
• 操做系統：管理計算機的全部活動以及驅動系統中的全部硬件。
• 內核：管理硬件，提供合理的計算機系統資源分配（CPU資源、內存使用資源等）。
• 內核的功能：
  • 系統調用接口：方便程序員經過與內核通訊，將硬件資源進一步利用。
  • 程序管理：CPU資源有效分配。
  • 內存管理：提供虛擬內存功能，內存不足時提供內存交換（swap）功能。
  • 文件系統管理。
  • 設備驅動。