計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)由硬件(Hardware)系統(tǒng)和軟件(Software)系統(tǒng)兩大部分組成  計算機硬件計算機（Computer）：俗稱電腦，是一種能接收和存儲信息,，并按照存儲在其 內(nèi)部的程序?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進行自動,、高速地處理,，然后把處理結果輸出的現(xiàn)代化 智能電子設備 發(fā)展歷史：
1946年,世界上第一臺計算機ENIAC(electronic numerical integrator and calculator)在美國賓州大學誕生，是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道 需要而研制成的,。使用了17468只電子管,，占地170平方米,重達30噸，耗電 174千瓦,，耗資40多萬美元,。每秒可進行5000次加法或減法運算 世界上第一臺計算機  計算機硬件組成 馮·諾依曼體系結構： 1946年數(shù)學家馮·諾依曼于提出,，計算機硬件由運算器,、 控制器、存儲器,、輸入設備和輸出設備五大部分組成  馮·諾依曼  摩爾定律  由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾于1965年提出 當價格不變時,，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個月 便會增加一倍,，性能也將提升一倍 按規(guī)模劃分 巨型計算機：應用于國防尖端技術和現(xiàn)代科學計算中,。巨型機的運算速度可達 每秒百萬億次以上， “天河一號”為我國首臺千萬億次超級計算機 大型計算機：具有較高的運算速度,，每秒可以執(zhí)行幾千萬條指令,，而且有較大 的存儲空間。往往用于科學計算,、數(shù)據(jù)處理或作為網(wǎng)絡服務器使用,，如：IBM z13 mainframe 小型計算機：規(guī)模較小、結構簡單,、運行環(huán)境要求較低,，一般應用于工業(yè)自動 控制、測量儀器,、醫(yī)療設備中的數(shù)據(jù)采集等方面 微型計算機：中央處理器（CPU）采用微處理器芯片,，體積小巧輕便，廣泛用 于商業(yè),、服務業(yè),、工廠的自動控制、辦公自動化以及大眾化的信息處理 服務器 服務器Server是計算機的一種,，是網(wǎng)絡中為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機,，服務器在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的控制下，將與其相連的硬盤,、磁帶,、打 印機及昂貴的專用通訊設備提供給網(wǎng)絡上的客戶站點共享,，也能為網(wǎng)絡用戶提 供集中計算、信息發(fā)布及數(shù)據(jù)管理等服務 服務器按應用功能可分為： Web服務器,、數(shù)據(jù)庫服務器,、文件服務器、中間件應用服務器,、日志服務器,、 監(jiān)控服務器，程序版本控制服務器,、虛擬機服務器,、郵件服務器、打印服務器,、 域控制服務器,、多媒體服務器、通訊服務器,、ERP服務器等 服務器按外形分類： 塔式服務器,、刀片式服務器、機架式服務器 塔式Tower服務器
 刀片式Blade服務器
 機架式Rack服務器
 服務器硬件組成 服務器配置示例  服務器硬件---CPU CPU是Central Processing Unit的縮寫，即中央處理器,。由控制器和運算器構 成,，是整個計算機系統(tǒng)中最重要的部分 服務器CPU公司 Intel
AMD
IBM
CPU類型
微型計算機CPU的發(fā)展 服務器分類
服務器硬件---主板
服務器硬件---內(nèi)存 內(nèi)存是介于CPU 和外部存儲之間,，是CPU 對外部存儲中程序與數(shù)據(jù)進行高速運 算時存放程序指令、數(shù)據(jù)和中間結果的臨時場所,，它的物理實質(zhì)就是一組具備 數(shù)據(jù)輸入輸出和數(shù)據(jù)存儲功能的高速集成電路 內(nèi)存是CPU能直接尋址的存儲空間,，由半導體器件制成。內(nèi)存的特點是存取速 度快 計算機中所有程序的運行都是在內(nèi)存中進行的,，因此內(nèi)存的性能對計算機的影 響非常大 外存：硬盤,，U盤，軟盤,，光盤 內(nèi)存和外存的區(qū)別： 內(nèi)存斷電后數(shù)據(jù)丟失 外存斷電后數(shù)據(jù)可以保存 容量：即該內(nèi)存的存儲容量，單位一般為“MB”或“GB” 內(nèi)存帶寬：
示例：DDR內(nèi)存帶寬計算
在線備用內(nèi)存技術
內(nèi)存鏡像
服務器硬件---硬盤 機械硬盤結構： 存儲介質(zhì)（Media）——盤片 盤片的基板是金屬或玻璃材質(zhì)制成,，為達到高密度高穩(wěn)定的質(zhì)量,，基板要求表 面光滑平整，不可有任何暇疵 讀寫頭（Read Write Head）——磁頭 磁頭是硬盤讀取數(shù)據(jù)的關鍵部件,，它的主要作用就是將存儲在硬盤盤片上的磁 信息轉化為電信號向外傳輸 馬達（ Spindle Motor & Voice Coil Motor ） 馬達上裝有一至多片盤片,，以7200，10000,，15000 RPM等定速旋轉,，為保持 其平衡不可抖動，所以其質(zhì)量要求嚴謹,，不產(chǎn)生高溫躁音 機械硬盤示例圖 硬盤基本參數(shù)： 容量 容量是硬盤最主要的參數(shù)。單位有MB,、GB,、TB 轉速 轉速是指硬盤盤片每分鐘轉動的圈數(shù)，單位為rpm?，F(xiàn)在硬盤的轉速已經(jīng)達 到10000rpm,，15000rpm 傳輸速率 傳輸速率(Data Transfer Rate) 。硬盤的數(shù)據(jù)傳輸率是指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度,，單位為兆字節(jié)每秒（MB/s） 緩存 硬盤緩存的目的是為了解決系統(tǒng)前后級讀寫速度不匹配的問題,，以提高硬盤 的讀寫速度 硬盤接口類型：
目前主流的硬盤接口為SATA和SAS接口 服務器的性能短板： 如果CPU有每秒處理1000個服務請求的能力,，各種總線的負載能力能達到500個,， 但網(wǎng)卡只能接受200個請求，而硬盤只能負擔150個的話,，那這臺服務器得處理能 力只能是150個請求/秒,，有85%的處理器計算能力浪費了 在計算機系統(tǒng)當中，硬盤的讀寫速率已經(jīng)成為影響系統(tǒng)性能進一步提高的瓶頸 SSD硬盤： SSD(Solid State Disk)泛指使用NAND Flash組成的固態(tài)硬盤,。其特別之處在于 沒有機械結構，以區(qū)塊寫入和抹除的方式作讀寫的功能，因此在讀寫的效率上,，非 常依賴讀寫技術上的設計SSD讀寫存取速度快,，性能穩(wěn)定，防震性高,，發(fā)熱低,，耐低溫，電耗低,，無噪音,。因為沒有機械部分，所以長時間使用也出現(xiàn)故障幾率也較 小,。缺點:價格高,，容量小，在普通硬盤前毫無性價比優(yōu)勢 服務器硬件---陣列卡 Raid卡： 用來實現(xiàn)RAID的建立和重建,，檢測和修復多位錯誤，錯誤磁盤自動檢測等功能,。RAID芯 片使CPU的資源得以釋放 陣列卡（RAID卡）的作用
陣列卡參數(shù)
服務器硬件---電源 電源和風扇
– 故障預警和防止 – 故障之前的預防性維護 – 保證服務器持續(xù)運行
– 智能電源和風扇
各種電源 服務器硬件---顯卡 服務器都在主板上集成了顯卡,，但是顯存容量不高，一般為16M或32M GPU： Graphic Processing Unit,，即“圖形處理器” 服務器硬件---網(wǎng)卡 服務器都在主板上集成了網(wǎng)卡，傳輸速率為1Gbps,，即千兆網(wǎng)卡 特殊應用需要高端網(wǎng)卡,，如光纖網(wǎng)卡，Infiniband網(wǎng)卡等,，傳輸速率能達到10Gbps,、 20Gbps，即萬兆網(wǎng)卡 服務器硬件---熱插拔技術 熱插拔技術
服務器硬件---機柜 機架式服務器-服務器放置在機柜中 通常使用的機柜是42U（約2米高）機柜（ 1U=44.45mm） 機架式服務器-機架及其配件 存儲基礎知識---存儲網(wǎng)絡 用于存放數(shù)據(jù)信息的設備和介質(zhì),，是計算機系統(tǒng)的外部存儲,，數(shù)據(jù)可安全存放， 長期駐留 傳統(tǒng)的存儲： 磁盤陣列： 存儲網(wǎng)絡：
直接存儲(Direct Attached Storage)。存儲設備與主機的緊密相連
網(wǎng)絡連接存儲(Network Attached Storage)： 通過局域網(wǎng)在多個文件服務器之間實現(xiàn)了互聯(lián),，基于文件的協(xié)議（ NFS,、NFS、 SMB/CIFS等 ）,，實現(xiàn)文件共享
存儲區(qū)域網(wǎng)絡(Storage Area Networks，SAN) 利用高速的光纖網(wǎng)絡鏈接服務器與存儲設備,，基于SCSI,，IP，ATM等多種高級協(xié) 議,，實現(xiàn)存儲共享
操作系統(tǒng)OS: Operating System，通用目的的軟件程序
OS分類：
開發(fā)接口標準 ABI: Application Binary Interface ABI描述了應用程序與OS之間的底層接口,允許編譯好的目標代碼在使用兼容 ABI的系統(tǒng)中無需改動就能運行 API：Application Programming Interface API定義了源代碼和庫之間的接口,，因此同樣的源代碼可以在支持這個API的任 何系統(tǒng)中編譯 POSIX: Portable Operating System Interface IEEE在操作系統(tǒng)上定義的一系列API標準 POSIX兼容的程序可在其它POSIX操作系統(tǒng)編譯執(zhí)行 運行程序格式： Windows: EXE, .dll(dynamic link library)，.lib Linux: ELF, .so(shared object), .a Library function和system call 用戶和內(nèi)核空間 用戶空間：User space 用戶程序的運行空間,。為了安全，它們是隔離的，即使用戶的程序崩潰,，內(nèi)核也不受影響 只能執(zhí)行簡單的運算,，不能直接調(diào)用系統(tǒng)資源，必須通過系統(tǒng)接口（ system call）,，才能向內(nèi)核發(fā)出指令 內(nèi)核空間：Kernel space 是 Linux 內(nèi)核的運行空間 可以執(zhí)行任意命令,，調(diào)用系統(tǒng)的一切資源 示例： str = “www.magedu.com' // 用戶空間 x = x + 100 // 用戶空間 file.write(str) // 切換到內(nèi)核空間 y = x + 200 // 切換回用戶空間 說明：第一行和第二行都是簡單的賦值運算，在 User space 執(zhí)行,。第三行需要寫入文件,，就 要切換到 Kernel space，因為用戶不能直接寫文件,，必須通過內(nèi)核安排,。第四行又是賦值運算， 就切換回 User space 編程語言 低級語言 機器語言：0和1 匯編語言：和機器語言一一對應,，與硬件相關的特有代碼、驅(qū)動程序開發(fā) 中級語言：C 系統(tǒng)級應用,、驅(qū)動程序 高級語言： java,，python，go,，php,，Objective-C，C# 應用級程序開發(fā) 服務器三大操作系統(tǒng)
System: Bell Lab
BSD: （BSRG）Berkeley System Distribution
服務器操作系統(tǒng)市場 UNIX歷史 兼容分時系統(tǒng) 兼容分時系統(tǒng)Multics 為了進一步強化大型主機的功能,，讓主機的資源可以提供更多的使用者來利用,， 所以在1964年， 由貝爾實驗室(Bell),、麻省理工學院(MIT)及奇異公司(GE美國 通用電氣公司)共同發(fā)起了Multics（多路信息計算系統(tǒng)）的計劃,， Multics計劃 的目的是讓大型主機可以同時支持300個以上的終端機連線使用。不過,，到了 1969年前后,，由于計劃進度緩慢，資金也短缺,，所以該計劃雖然繼續(xù)在研究,， 但最終貝爾實驗室還是選擇了退出 Ken Thompson:一切為了游戲 1966年從加州大學伯克利分校畢業(yè)的Ken Thompson加入了貝爾實驗室。參與 了Multics系統(tǒng)的研發(fā),。他基于Multics開發(fā)了“star travel”游戲,。不幸的是,， 1969年由于貝爾實驗室退出Multics項目，這同時意味著Ken將沒有機器可以再 玩這個游戲了,。面對此情此景,，Ken作為一個創(chuàng)造者的本性立即體現(xiàn)了出來，于 是他決定自己寫一個操作系統(tǒng)來滿足他玩游戲的需要,，Ken找到了一臺廢棄已久 的老式PDP-7,，并在這臺機器上重寫了他的游戲。在這個過程中,，Ken有了一個 主意,，要開發(fā)一個全新的操作系統(tǒng)。利用PDP-7上的匯編語言,，Ken只花了一個 月就編寫完了操作系統(tǒng)的內(nèi)核,，在這個一個月中，他一周一個內(nèi)核,，一個文件 系統(tǒng),，一個編輯器和一個編譯程序的完成 Unix歷史 1965前后 Multics 貝爾實驗室,麻省理工,通用電氣發(fā)起 1969 Unix雛形UNICS Ken Thompson 匯編語言 B語言 1973 正式命名為Unix Dennis Ritchie C語言 1977 BSD Berkeley Software Distribution 伯克利大學 1979 System V架構 版權聲明 HP-UNIX IBM AIX “不對學生提供源碼” 收回版權 1984年 Minix操作系統(tǒng) Andrew S. Tanenbaum荷蘭阿姆斯特丹自由大學計算機科學系 GNU
Linux起源 1991年的10月5日,，Torvalds在comp.os.minix新聞組上發(fā)布 消息，正式向外宣布他自行編寫的完全自由免費的內(nèi)核誕生 （Freeminix-like kernel sources for 386-AT）——— FREAX,，英文含義是怪誕的,、怪物、異想天開 類Unix的內(nèi)核,，在GPL下發(fā)布 官網(wǎng)：www.kernel.org Linux操作系統(tǒng)：
Linux團隊 Linux發(fā)行版
OpenSuse桌面
每18個月發(fā)行一個新版本 CentOS：兼容RHEL的格式 中標麒麟：中標軟件 Fedora：每6個月發(fā)行一個新版本
http:///gldt/ http://www./d3js-demo/linux/ REDHAT紅帽公司
Linux內(nèi)核 Linux的內(nèi)核版本由3部分組成 Linux版本號的命名
Linux發(fā)行版本 Linux發(fā)行版的名稱和版本號是由發(fā)行版的維護者決定的 RedHat Enterprise Linux 7.3 由Red Hat公司發(fā)布 SUSE Linux Enterprise Server 12 SP2 由Novell公司發(fā)布 Debian Linux 9 由Debian維護社區(qū)發(fā)布 Android 8.0 由Google公司發(fā)布 紅帽發(fā)行版本 開源 Open Source 開源： Open Source ,，軟件和源代碼提供給所有人
軟件分類：
開源協(xié)議 世界上的開源許可證，大概有上百種
Linux哲學思想
獲取發(fā)行版 CentOS
虛擬機虛擬機：用軟件（如：vmware,virtualbox等）模擬硬件 使用vmware workstation
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