2017.11.14 linux学习

鸟哥linux学习

2017.11.14
计算机概论
1.计算器定义为:『接受用户输入指令不数据,由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后,
以产生或储存成有用的信息』;
2.计算机硬件五大单元
  输入单元:包括键盘、鼠标、卡片阅读机、扫描仪、手写板、触控屏幕等等一堆;
  输出单元:例如屏幕、打印机等等
  控制单元
  算术逻辑单元
  主存储器
CPU 为一个具有特定功能的芯片,里头含有微指令集,如果你想要让主机进行什么特异的功能,就得要参考这颗 CPU 是否有相关内建的微指令集就可以。
由于 CPU 的工作主要在于管理与运算,因此在 CPU 内又可分为两个主要的单元,
分别是: 算数逻辑单元与控制单元。
其中算数逻辑单元主要负责程序运算与逻辑判断,控制单元则主要在协调各周边组件与各单元间的工作。
既然 CPU 的重点是在进行运算与判断,那么要被运算与判断的数据是从哪里来的?
CPU 读取的数据都是从主存储器来的!
数据会流入/流出内存是 CPU 所发布的控制命令,而 CPU 实际要处理的数据则完全来自于主存储器。主存储器内的数据则是从输入单元所传输过来!而 CPU 处理完的数据也必须要先写回主存储器中, 最后数据才从主存储器传输到输出单元。
3.指令集
  精简指令集(Reduced Instruction Set Computing, RISC):
    指令的运行时间都很短,完成的动作单纯,指令的执行效能较佳;
    但是若要做复杂的事情,就要由多个指令来完成。
  复杂指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC):(注 5)
    每个小指令可执行一些较低阶的硬件操作,指令数目多且复杂, 指令长度不相同。
    每条指令花费时间较长, 但每条个别指令可以处理的工作较为丰富。
    常见的CISC 微指令集 CPU 主要有 AMD、Intel、VIA 等的x86 架构的CPU。
4.接口设备
  输入/输出设备
  主存储器
  主板（负责将所有的设备通通连接在一起,让所有的设备能够进行协调与沟通。
  其他重要的设备还有:
  储存装置:储存装置包括硬盘、软盘、光盘、磁带等等;
  显示设备:显示适配器对于玩 3D 游戏来说是非常重要的一环,他与显示的精致度、色彩与分辨率都有关系;
  网络装置:
5.芯片组
  芯片组通常又分为两个网桥来控制各组件的沟通, 分别是:
  (1)北桥:负责链接速度较快的 CPU、主存储器不显示适配器等组件;
  (2)南桥:负责连接速度较慢的周边接口, 包括硬盘、USB、网络卡等等。
6.cpu频率
  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 内部用来加速工作效能的一个倍数
  两者相乘就是 CPU 的频率速度。
 （超频可能会引起当机）
7.总线
  北桥的总线称为系统总线,因为是内存传输的主要信道,所以速度较快。
  南桥就是所谓的输入输出(I/O)总线,主要在联系硬盘、USB、网络卡等接口设备。
  北桥所支持的频率称为前端总线速度(Front Side Bus, FSB), 而每次传送的位数则是总线宽度。
  那所谓的总线带宽则是:『FSBx 总线宽度』亦即每秒钟可传送癿最大数据量。
  目前常见的总线宽度有 32/64 位(bits)。
  CPU 每次能够处理的数据量称为字组大小(word size), 字组大小依据 CPU 的设
计而有 32 位不与64 位。计算机是 32 或 64 位主要是依据这个 CPU 解析的字组大小
  Tips:字组大小不总线宽度是可以不同癿!
8.内存
  个人计算机癿主存储器主要组件为动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory, DRAM), 随机存取内存取有在通电时才能记录与使用,断电后数据就消失了。
DRAM 根据技术的更新又分好几代,而使用上较广泛的有所谓的 SDRAM 和 DDR SDRAM 两种。 这两种内存的差别除了于亍脚位和工作电压上的不同职务,DDR 是所谓的双倍数据传送速度(DoubleData Rate), 他可以在一次工作周期中进行两次数据的传送,感觉上就好像是 CPU 的倍频啦! 所以传输频率方面比 SDRAM 还要好。新一代PC大多使用DDR内存了。
9.BIOS(Basic Input Output System)是一套程序,这套程序是写死到主板上的一个内存芯片中, 这个内存芯片在没有通电时也能够将数据记录下来,那就是叧读存储器(Read OnlyMemory, ROM);
10.显示适配器的规格有 PCI/AGP/PCIe,目前的主流为 PCIe 接口;
11.存储、
计算机系统上面的储存设备包括有:硬盘、软盘、MO、CD、DVD、磁带机、随身碟
(闪存)、还有新一代的蓝光光驱等, 乃至于大型机器的局域网络储存设备(SAN, NAS)等等,都是可以用来储存数据的。而其中最常见的应该就是硬盘了吧!
12.磁盘
实际的数据都是写在具有磁性物质的磁盘盘上头,而读写主要是透过在机械手臂上的读取头(head)来达成。
由于单一磁盘盘的容量有限,因此有的硬盘内部会有两个以上的磁盘盘。
整个磁盘盘上头好像有多个同心圆绘制出的饼图,而由圆心以放射状的方式分割出磁盘的最小储存单位,那就是扇区(Sector), 在物理组成分面,每个扇区大小为 512Bytes。
而扇区组成一个圆就成为磁道(track), 如果是在多碟的硬盘上面,在所有磁盘盘上面的同一个磁道可以组成一个磁柱(Cylinder), 磁柱也是分割硬盘时的最小单位了!
在计算整个硬盘癿储存量时,简单的计算公式就是:
『header 数量 * 每个 header 负责的磁柱数量 *每个磁柱所含有的扇区数量 * 扇区的容量』
单位换算为『header * cylinder/header *secter/cylinder * 512bytes/secter』,简单癿写法如下: Head x Cylinder x Sector x 512 Bytes。
13.传输接口
  IDE接口：所使用的扁平电缆较宽,每条扁平电缆上面可以接两个 IDE 装置,那为了判
别两个装置的主/从架构, 因此这种磁盘驱动器上面需要调整跳针(Jump)成为 Master或 slave，这种接口的最高传输速度为 Ultra 133 规格, 亦即每秒理论传输速度为133MBytes。
  SATA接口：每条 SATA 连接线仅能接一个 SATA 装置。SATA 接口除了速度较快， 由于其扁平电缆较细小所以有利于主机机壳内部的散热与安装!
  目前 SATA 已发展到了第二代, 其速度由 SATA-1 的每秒 150MBytes 提升SATA-2 每秒 300MBytes 传输速度喔, 也因此目前主流的个人计算机硬盘已被 SATA 取代了。
14.系统不稳定的可能原因
   系统超频，电源供应器不稳，内存无法负荷，系统过热。
15.操作系统核心(Kernel)
  操作系统(Operating System, OS)其实也是一组程序, 这组程序的重点在于管理计算机的所有活动以及驱动系统中的所有硬件。操作系统的功能就是让CPU 可以开始判断逻辑与运算数值、 让主存储器可以开始加载/读出数据与程序代码、让硬盘可以开始被存取、让网络卡可以开始传输数据、 让所有周边可以开始运转等等。总之,硬件的所有动作都必须要透过这个操作系统来达成就是了。
  核心功能：
  系统呼叫接口(System call interface)为了方便程序开发者可以轻易的透过和核心的沟通,将硬件的资源进一步的利用, 于是需要有这个简易的接口来方便程序开发者。
程序管理(Process control)多任务环境，一部计算机可能同时间有很多的工作跑到CPU 等待运算处理, 核心这个时候必须要能够控制这些工作,让CPU的资源作有效的分配才行!另外, 良好的CPU 排程机制(就是 CPU 先运作那个工作的排列顺序)将会有效的加快整体系统效能呢!
  内存管理(Memory management)控制整个系统的内存管理,这个内存控制是非常重要,因为系统所有程序代码与数据都必须要先存放在内存中。 通常核心会提供虚拟内存的功能,当内存不足时可以提供内存置换(swap)的功能哩。
  文件系统管理(Filesystem management)文件系统的管理,例如数据的输入输出(I/O)等等工作啦!还有不同文件格式的支持啦等等,如果你的核心不认识某个文件系统,那么您将无法使用该文件格式的档案啰!
  装置的驱动(Device drivers)

1.装置与档名
IDE 硬盘机  /dev/hd[a-d]
SCSI/SATA/USB 硬盘机  /dev/sd[a-p]
USB 快闪碟  /dev/sd[a-p](不 SATA 相同)
软盘驱劢器  /dev/fd[0-1]
打印机 25 针: /dev/lp[0-2]
      USB: /dev/usb/lp[0-15]
鼠标  USB: /dev/usb/mouse[0-15]
     PS2: /dev/psaux
当前 CDROM/DVDROM /dev/cdrom
当前的鼠标 /dev/mouse
磁带机 IDE: /dev/ht0
      SCSI: /dev/st0
2.IDE装置
以 IDE 接口来说,由于一个 IDE 扁平电缆可以连接两个 IDE 装置,又通常主机都会提供两个 IDE 接口,因此最多可以接到四个 IDE 装置。 也就是说,如果你已经有一个光盘设备了,那样最多就叧能再接三个 IDE 接口的磁盘啰。
这两个 IDE 接口通常被称为 IDE1(primary)及 IDE2(secondary), 而每条扁平电缆上面的 IDE 装置可以被区分为 Master 和 Slave。这四个 IDE 装置的文件名为:
IDE\Jumper      Master   Slave
IDE1(Primary) /dev/hda  /dev/hdb
IDE2(Secondary) /dev/hdc /dev/hdd
3.SATA 接口
由于 SATA/USB/SCSI 等磁盘接口都是使用 SCSI 模块来驱动的, 因此这些接口的磁盘装置文件名都是/dev/sd[a-p]的格式。
但是与 IDE 接口不同的是,SATA/USB 接口的磁盘根本就没有一定的顺序,那如何决定他的装置文件名呢? 这个时候就得要根据 Linux 核心侦测到磁盘的顺序了!
4.磁盘的组成主要有磁盘盘、机械手臂、磁盘读取头和主轴马达所组成, 而数据的写入其实是在磁盘盘上面。磁盘盘上面又可细分出扇区(Sector)与磁柱(Cylinder)两种单位, 其中扇区每个为 512bytes 那么大。
磁盘的第一个扇区主要记录了两个重要的信息,分别是:
主要启动记录区(Master Boot Record, MBR):可以安装开机管理程序的地方,有 446 bytes
分割表(partition table):记录整颗硬盘分割的状态,有 64 bytes
MBR 是很重要的,因为当系统在开机的时候会主动去读取这个区块的内容,这样系统才会知道你的程序放在哪里且该如何进行开机。 如果你要安装多重引导的系统,MBR 这个区块就管理就非常非常的重要。
5.磁盘分区表(partition table)
『开始与结束磁柱』是文件系统的最小单位,也就是分割槽的最小单位啦!利用参考对照磁柱号码的方法来处理啦! 在分割表所在的 64 bytes 容量中,总共分为四组记录区,每组记录区记录了该区段的启始与结束的磁柱号码。
假设上面的硬盘装置文件名为/dev/hda 时,那举这四个分割槽在 Linux 系统中癿装置文件名如下所示, 重点在于档名后面会再接一个数字,这个数字与该分割槽所在的位置有关喔!
 P1:/dev/hda1
 P2:/dev/hda2
 P3:/dev/hda3
 P4:/dev/hda4
上图中我们假设硬盘只有 400 个磁柱,共分割成为四个分割槽,第四个分割槽所在为第 301 到 400 号磁柱的范围。 当你的操作系统为 Windows 时,那么第一到第四个分割槽的代号应该就是 C, D, E, F。
当你有资料要写入 F 槽时, 你的数据会被写入这颗磁盘的301~400 号磁柱间的意思。
由于分割表就只有 64 bytes 而已,最多只能容纳四笔分割的记录, 这四个分割的记录被称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽。 根据上面的图示说明,我们可以得到几个重点信息：
 其实所谓的『分割』只是针对那个 64 bytes 的分割表进行设定而已!
 硬盘默认的分割表仅能写入四组分割信息
 这四组分割信息我们称为主要(Primary)或延伸(Extended)分割槽
 分割槽的最小单位为磁柱(cylinder)
 当系统要写入磁盘时,一定会参考磁盘分区表,才能针对某个分割槽进行数据的处理
分割的原因：
数据的安全性，系统的效能考虑。
分割的具体操作：
延伸分割的目的是使用额外的扇区来记录分割信息,延伸分割本身并不能被拿来格式化。 然
后我们可以透过延伸分割所指向的那个区块继续作分割的记录。