计算机基础

1、冯·诺依曼体系结构

• 数字计算机的数制采用二进制
• 计算机应该按照程序顺序执行
• 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成

2、二进制转换

2.1、二进制转换成十进制

方法一：人工计算方法

记住几个常用2的次方数据

• 2^0=1
  2^1=2
  2^2=4
  2^3=8
  2^4=16
  2^5=32
  2^6=64
  2^7=128
  2^8=256
  2^9=512

范例：二进制 101001 转换成十进制

方法二：linux bc程序

[root@master1 ~]# bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'. 
ibase=2 # i表示input的意思，这里表示输入的将是二进制
101001 # 输入二进制
41 # 自动计算出十进制换算结果

2.2、十进制装换成二进制

方法一：人工计算

方法二

[root@master1 ~]# bc
bc 1.06.95
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'. 
obase=2 # o表示output的意思，这里表示输出的将是二进制
92
1011100

3、64位、32位

​ 指的是一次能处理的多少位的数据

确认当前系统数32位还是64位

[root@master1 ~]# getconf LONG_BIT
64

4、常见单位

• 10的18次方 E
• 10的15次方 P
• 10的12次方 T 二进制 2^40
• 10的 9次方 G 二进制 2^30
• 10的 6次方 M 二进制 2^20
• 10的 3次方 K 二进制 2^10=1024

5、摩尔定律

由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔于1965年提出，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍

6、小b、大B

小b bit 位

大B byte 字节

1B=8b

7、服务器硬件

7.1 CPU

CPU 架构

• CISC：复杂指令集。例如：Intel和AMD的CPU
• RISC：精减指令集。ARM、RISC-V、MIPS、PA-RISC、PowerArchitecture(包括PowerPC)、DECAlpha和SPARC等。ARM架构在手机的CPU用的特别多

CPU类型

• X86：CISC
• ARM：Acorn RISC Machine 高通，华为麒麟
• RISC-V 阿里玄铁910
• MIPS 龙芯
• Power：IBM
• Powerpc：apple,ibm,moto
• Ultrasparc ：Sun
• Alpha：HP
• 安腾：compaq

CPU主频：主频是CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)，是CPU运算时的工作的频率（1秒内发生的同步脉冲数）的简称。单位是Hz。一般说来，主频越高，CPU的速度越快，由于内部结构不同，并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样

外频：系统总线的工作频率， CPU与外部（主板芯片组）交换数据、指令的工作时钟频率

倍频：倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数

三者关系是：主频=外频x倍频

高速缓存（cache）：高速交换的存储器。CPU缓存分为一级，二级，三级缓存，即L1，L2，L3

内存总线速度(Memory-Bus Speed)：一般等同于CPU的外频，指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度

地址总线宽度：决定了CPU可以访问的物理地址空间

7.2 内存

内存带宽：内存带宽是指内存与北桥芯片之间的数据传输率，B byte 字节 b bit位

单通道内存控制器一般都是64-bit的，8个二进制位相当于1个字节，换算成字节是64/8=8，再乘以内存的运行频率，如果是双通道内存就要再乘以2

计算公式：内存带宽=内存总线频率×数据总线位数/8

范例：

#单通道DDR（Double Data Rate双倍速率）内存带宽计算
DDR4-4000：4000MHz*64bit/8=32000MB/S=32G/s
DDR4-3600：3600MHz*64bit/8=28800MB/S

#双通道：
DDR4-4000：4000MHz*64bit*2/8=64000MB/S=64G/s

7.3 硬盘

常见的磁盘接口种类：

• IDE：Integrated Drive Electronics，电子集成[驱动器，早期家用电脑常用接口
• SCSI：Small Computer System Interface，小型计算机系统接口，早期的服务器常用接口
• SATA：Serial ATA （Advanced Technology Attachment 高技术配置），家用电脑常用的接口
• SAS：Serial Attached SCSI，是目前服务器上主流的接口
• 光纤通道：Fiber Channel，高性能服务器上采用的接口
• M.2 ：固态硬盘接口，性能更强

7.3.1 机械硬盘

• 存储介质（Media）——盘片
  盘片的基板是金属或玻璃材质制成，为达到高密度高稳定的质量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵
• 读写磁头（Read Write Head）——磁头
  磁头是硬盘读取数据的关键部件，它的主要作用就是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输
• 马达（ Spindle Motor & Voice Coil Motor ）
  马达上装有一至多片盘片，以7200，10000，15000 RPM等定速旋转，为保持其平衡不可抖动，所以其质量要求严谨，不产生高温躁音

机械硬盘基本参数：

• 容量：容量是硬盘最主要的参数。单位有MB、GB、TB，常见容量：500GB，1T，2T，3T，4T，6T
• 转速：转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm。常见：7200rpm，10000rpm，15000rpm
• 传输速率：传输速率(Data Transfer Rate) 。硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s），常见：6Gb/s,12Gb/s
• 缓存：硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度
• 磁盘尺寸：3.5”/2.5”/1.8”
• 是否支持热插拔

7.3.1 SSD硬盘

没有机械结构，快的一批