计算机硬件组成(3)

2023-10-18 11:30:12 浏览数 (1)

上节课回顾:

  1.计算机分类:

    个人PC:

    服务器:一直开机,不要宕机。(对硬件损耗巨大,极易损坏,要做好监控,防患于未然)

        服务器分类:

              尺寸:1U、2U、4U

              外形:

                 机架式

                 刀片式

                 塔式

                 小型机----》高端定制(过时)

                 云主机

               品牌:dell、惠普、IBM

计算机硬件组成:

CPU(控制器 运算器)

储存器:

内存--------》内存条:存取速度快,断电即消失

外存--------》机械硬盘:存取速度慢,断电不消失

输入设备

输出设备

计算机三大核心硬件:CPU、内存、硬盘。

Linux系统把内存分为两种区域:

buffer:攒一大波数据,写入到内存中,在刷入到硬盘中,这个数据的内存空间叫缓冲区(buffer)***

cache:把硬盘的数据在内存中缓存好,cpu取的时候可以直接从内存中读取,从内存中读取数据,这个存数据的内存空间称为缓存区(cache)***

内核态和用户态

内核态——>操作系统正在控制硬件 用户态-->应用程序正在运行

PS:

1.x86-64

2. 2核4线程 物理层面2核,假的4核

    真4核>2核4线程>纯2核

cpu (计算机启动CPU先运行BIOS系统,再去安装硬盘启动win系统)

ROM(BIOS系统)             RAM(windows系统)

硬盘(windows系统)

今日内容

一.硬盘

机械硬盘

每个磁头可以读取一段换新区域,称为磁道

把一个戈丁手臂位置上所以的磁道合起来,组成一个柱面

每个磁道划成若干扇区,扇区典型的值是512字节

磁道 扇区:硬盘的最小读写单位是一个扇区=》512Bytes           操作系统读写的最小单位是一个block块->8扇区的大小->4k

柱面 分区指的就是从一个柱面开始到另外一个柱面结束,中间所包含的所有盘片所对应的磁盘

ps: buffer缓冲区-》大卡车 操作系统的block块-》收纳箱 硬盘的扇区-------->单个快递盒子 大卡车里存放了n个收纳箱,每个收纳箱子里存放了8个快递盒子

数据都存放于一段一段的扇区,即磁道这个圆圈的一小段圆圈,从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间

 转速:7200转/分------》120转/s

  转一圈花费的时间:0.008s   平均延迟时间:转半圈花费的时间4ms   平均寻道时间:5ms

固态硬盘: 依赖电子存取数据

虚拟内存:swap分区

许多计算机支持虚拟内存机制,该机制使计算机可以运行大于物理内存的程序,方法是将正在使用的程序放入内存取执行,而暂时不需要执行的程序放到磁盘的某块地方,这块地方成为虚拟内存,在linux中成为swap,这种机制的核心在于快速地映射内存地址,由cpu中的一个部件负责,成为存储器管理单元(Memory Management Unit MMU)

PS:从一个程序切换到另外一个程序,成为上下文切换(context switch),缓存和MMU的出现提升了系统的性能,尤其是上下文切换

二:计算机启动过程

启动流程

1.计算机加电

2.BIOS开始运行,检测硬件:cpu、内存、硬盘等

3.BIOS读取CMOS存储器中的参数,选择启动设备

4.从启动设备上读取第一个扇区的内容(称之为主引导记录mbr)(MBR主引导记录512字节,前446为引导信息,后64为分区信息,最后两个为标志位)

PS:

  446 bootloader=》grub程序   64分区信息   2结束标志位

5.根据分区信息读入bootloader启动装载模块,启动操作系统

6.然后操作系统询问BIOS,以获得配置信息。对于每种设备,系统会检查其设备驱动程序是否存在,如果没有,系统则会要求用户按照设备驱动程序。一旦有了全部的设备驱动程序,操作系统就将它们调入内核。然后初始有关的表格(如进程表),穿件需要的进程,并在每个终端上启动登录程序或GUI

三: 网线:   橙白   橙   绿白   蓝   蓝白   绿   棕白   棕 千兆网卡-》双绞线 万兆网卡-》光纤

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