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《Linux运维学习日记》0：计算机原理篇

2019-07-19 14:00:27 阅读：318 来源： 互联网

标签：架构 Intel 运维 AMD 64 原理篇指令集 Linux CPU

一、计算机的组成

1、何为计算机：

计算机其实可以解释为：授受用户输入的命令与数据，然后经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、组成：

一台主机可由：硬件系统、软件系统组成。

硬件系统：电源、主板、CPU、内存条、硬盘、输入设备、输出设备。

软件系统：系统软件、应用软件。

二、CPU的架构：

目前世界上常见的CPU架构为：精简指令集(RISC)与复杂指令集(CISC)系统。

1、精简指令集(Reduced Instruction Set Computer, RISC)

这种CPU的设计指令集较为精简，每个指令的运行时间都很短，完成的操作也很简单，指令的执行性能较佳。

常见的RISC指令集CPU主要有：甲骨文公司的SPARC系列、IBM公司的Power Architecture系列、ARM公司的ARM CPU系列。

目前世界上使用范围最广的CPU应该是ARM这种架构，因为现在的手机、导航系统、网络设备等几乎都是使用的ARM架构CPU

2、复杂指令集(Complex Instrucion Set Computer, CISC)

与RISC不同的是，CISC在指令集的每个小指令可以执行一些较低的硬件操作，指令数目多而且复杂，每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂，所以每条指令花费的时间较长，但每个单条指令可以处理的工作较为丰富。

觉的CISC指令集CPU主要有：AMD、Intel、VIA等X86架构的CPU。

由于AMD、Intel、VIA等所研发出来的X86架构CPU被大量使用于个人电脑，因此个人电脑也通常被称为X86架构电脑。

3、X86架构怎么来的

因为最早的那块Intel研发出来的CPU代号称为8086，后来依此架构又研发出来的80286、80386等，因此架构的CPU就被称为X86架构。

X86架构CPU目前有32位(bit)、64位(bit)CPU，所谓的位(bit)指的是CPU一次读取数据的最大量。64位CPU表示一次可以读写64位的数据，32位CPU则表示一次可以读写32位的数据，因为CPU读取数据量有限制，因此能够从内存中读写的数据也就是有所限制，因此一般32位的CPU所能读写的最大数据量2的32次方也就是是4GB、64位的是2的64次方也就是17179869184GB，当然这只是理论值，实际中不可能用到这么大的内存，目前64位windows系统最大只支持128GB。

4、最新的Intel、AMD的x86架构中，都有的重要指令集

多媒体指令集：MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4、AMD-3DNow!

虚拟化指令集：Intel VT-x、AMD-V

省电功能：Intel SpeedStep、AMD PowerNow!

64/32位兼容技术：Intel 64、AMD AMD64

三、电脑的分类

1、超级计算机(Supercomputer)

超级计算机是运行速度最快的电脑，但是它的维护、使用费用也最高。主要是用于需要有高速计算的项目中，比如：国防军事、气象预测、太空科技、仿真等领域。

2、大型计算机(Mainframe Computer)

大型计算机通常也具有多个高速的CPU，功能上虽然不及超级计算机，但也可用来处理大量数据与复杂计算。比如：大型企业的主机、全国性的证券交易所等每天需要处理数百万条数据的企业机构或大型企业的数据库服务器等。

3、迷你计算机(Minicomputer)

迷你计算机仍保有大型计算机同时支持多用户的特性，但是主机可以放在一般工作环境中，不必像前两个大型电脑需要特殊的空调机房。通常用来作科学研究、工程分析、工厂的流程管理等。

4、工作站(Workstation)

工作站的价格比迷你电脑便宜很多，是针对特殊用途而设计的电脑。

5、微电脑(Microcomputer)

个人电脑就属于这部分电脑分类，它具有体积小、价格低、功能俱全等特点，大致可分为桌面型(台式)、笔记本型等。

四、电脑上常用的计算单位：容量、速度

1、容量

位是最小的容量单位

1字节(byte) = 8位(bit)

1MB = 1024byte

1GB = 1024MB

1TB = 1024GB

一般来说，数据容量使用的是二进制的方式，所以1GB的文件大小实际上为：1024x1024x1024B(位)这么大。

2、速度

速度单位常用的是十进制，所以1GHz就是：1000x1000x1000Hz。

CPU的命令周期常使用MHz或GHz之类的单位，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”,比如常说的“20M/5M”光纤传输速度，如果转换成数据容量字节时，其实理论最大传输值为：每秒2.5MB/每秒625KB的下载和上传速度。

五、数据表示方式

我们的电脑只认识0和1，记录的数据也只能是记录0和1，所以电脑常用的数制是二进制(binary)，而我们人类常用的数制则是十进制，文字方面则有非常多的语言，比如：中文(简体中文、繁体中文)、英文等等。

1、数据系统

二进制：逢二进一，个位数归为0，十位数写成1。

1101010转换成十进制：

注意：任意数的0次方都为1

十进制：逢十进一，个位数归为0，十位娄写成1

3456转换成十进制：

3456转换成二进制：

注意：最后的写法就如上图所示，由最后的数据向上写，最后得到的二进制就是110110000000

2、字符编码系统

标签：架构,Intel,运维,AMD,64,原理篇,指令集,Linux,CPU
来源： https://blog.csdn.net/kissw2010/article/details/93141726