鸟哥的Linux私房菜知识点总结（持续更新中）
第0章 计算机概论
1.电脑：辅助人脑的好工具
1、计算机
- 接受用户输入的命令与数据，经由中央处理器的算术与逻辑单元运算处理后，产生或存储成有用的信息。
2、电脑硬件的五大单元：
- 输入单元
- 输出单元
- 中央处理器（Central Processing Unit，CPU）：控制单元、算术逻辑单元、内存
tips1： CPU是一个具有特定功能的芯片，里面含有指令集
tips2： 算术逻辑单元主要负责程序运算与逻辑判断
tips3： 控制单元主要协调各周边组件与各单元间的工作
tips4： 内存是数据的中转站，负责临时存储数据
3、电脑的运作流程：
- CPU=大脑：判断与控制各部分的活动
- 内存=大脑中存放正在被思考的数据的区域：暂时存放数据，提供给大脑进行判断
- 硬盘=大脑中存放回忆的记忆区域：保存重要的数据，以备不时之需
- 主板=神经系统：连接重要的组件
- 各项接口设备=人体与外界沟通的手、脚、皮肤、眼睛等：与外界互动的重要关键部件。
- 显卡=大脑中的影像：将来自眼睛的刺激转成影像后在大脑中呈现，所以显卡所产生的数据源也是CPU控制的
- 主机电源=心脏
**tips1：**如果要由过去的经验来判断事情时，需要将经验（硬盘）挪到目前的记忆（内存）当中，再交由CPU来判断
4、电脑上面常用的计算单位（容量、速度等）
- 容量单位：
- 0/1这个二进制的单位称为位（bit，亦称比特）
- 1Byte（字节）=8bit（位）
- 进制位：Kilo、Mega、Giga、Tera、Peta、Exa、Zetta
- 数据容量使用的是二进制的方式，速度单位则常使用十进制
- 速度单位：
- CPU的命令周期常使用MHz或是GHz之类的单位，这个Hz其实就是“次数/秒”的意思。而在网络传输方面，由于网络使用的是位（bit）为单位，因此网络常使用的单位为Mbit/s，即每秒多少Mbit。举例来说，常说的“20M/5M”光纤传输速度，如果转成数据容量的字节时，其理论最大传输值为：每秒2.5MB/625KB的下载或上传速度。
2.个人电脑架构与相关设备组件
早期的芯片组通常分为两个网桥来控制各组件的通信，分别是：（1）北桥：负责连接速度较快的CPU、内存与显卡等组件；（2）南桥：负责连接速度较慢的设备接口，包括硬盘、USB设备、网卡等。不过由于北桥最重要的就是CPU与内存之间的桥接，因此在目前的主流架构中，大多将北桥的内存控制器整合到了CPU当中。
1、执行大脑运算与判断的CPU
- 不同的CPU型号大多具有不同的针脚（CPU上面的插脚），能够搭配的主板芯片组也不同
- CPU内部含有指令集，不同的指令集会导致不同CPU工作效率的高低。除此以外，CPU的性能还能通过CPU的频率（每秒钟可进行的工作次数）来衡量。
- CPU的工作频率：外频与倍频。外频指的是CPU与外部组件进行数据传输时的速度，倍频则是CPU内部用来加速工作性能的一个倍数，两者相乘就是CPU的频率速度。
- 32位与64位的CPU与总线“位宽”：
- 与CPU的频率类似，内存也有其工作频率f，这个频率的限制来自于CPU中的内存控制器所决定。
- 一般来说，每个时钟周期能够传输的数据量，大多为64位，这个64位就是所谓的“位宽”。在操作系统中，CPU可以从内存中取得的最快带宽就是f64bit=f8B。
- 与总线宽相似的，CPU每次能够处理的数据量称为字长（word size）。字长依据CPU的设计分为32位和64位。我们现在所称的电脑是32或64位主要是依据这个CPU解析的字长而来的。
- CPU等级：具有向下兼容的能力。如x86-64的硬件可以安装i386的软件，反之则不然。
- 超线程（Hyper-Threading，HT）：在每一个CPU内部将最重要的寄存器（register）分为两组，让程序分别使用这两组寄存器。也就是说，可以有两个程序“同时竞争CPU的运算单元”，而非通过操作系统的多任务切换。这一过程就会让CPU好像“同时拥有两个内核”的样子。在很多研究和测试中，大多会发现HT可以提升性能，不过有些情况下却可能导致性能降低。需要根据案例自行研究。
2、内存
- CPU所使用的数据都是来自于内存（Main Memory），不论是软件程序还是文件数据，都必须读入内存后CPU才能利用。个人电脑的内存主要组件为动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory，DRAM），随机读取内存只有在通电时才能记录与使用，断电之后数据就消失。
- DRAM根据技术的更新分为好几代，使用上较为广泛的有SDRAM与DDR SDRAM两种。差别除了在于针脚与工作电压的不同之外，DDR是所谓的双倍数据传输速度（Double Data Rate），它可以在一次工作周期中进行两次数据的传输，感觉上就好像是CPU的倍频。
- 内存除了频率/带宽与型号需要考虑之外，内存的容量也很重要。以服务器来说，内存的容量有时比CPU的速度还要重要。
- 多通道设计：由于所有的数据都必须要存放在内存，所以内存的数据位宽当然是越大越好。但传统的总线位宽一般仅为64位，为了要加大这个位宽，芯片组厂商就将两个内存集合在一起，这就是双通道的设计理念。
- DRAM与SRAM：CPU的数据都有内存提供，但CPU到内存之间还是得要通过内存控制器。如果某些很常用的程序或数据可以放置到CPU内部的话，那么CPU数据的读取就不需要跑到内存重新读取，这就是二级缓存的设计理念。因为二级缓存（L2 Cache）整合到CPU内部，因此这个L2内存的速度必须要与CPU频率相同。使用DRAM是无法达到这个频率速度的，此时就需要静态随机存取内存（Static Random Access Memory，SRAM）的帮忙。SRAM在设计上使用的晶体管数量较多，价格较高，且不易做成大容量，不过由于其速度快，因此整合到CPU内成为高速缓存以加快数据的读写是个不错的方式。
- 只读存储器（ROM）：BIOS（Basic Input Output System）是一个程序，这个程序是写死到主板上面的一个存储芯片中，这个存储芯片在没有通电时也能记录数据，这就是只读存储器（Read Only Memory，ROM）。ROM是一种非易失性的存储。现在的BIOS通常是写入类似闪存（flash）或EEPROM存储硬件中。
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