标签：01 操作系统 扇区 磁道 内存 Linux CPU 1.1
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1.1.3 显卡（Video Graphic Array，VGA）
1. 计算机概论
1.1 芯片组架构与接口设备
1.1.1 CPU
① 不同CPU支持不同的微指令集
② CPU的频率（= 外频 * 倍频）
外频：CPU与外部组件通信的频率，应该与主板的FSB相同
倍频：CPU内部用来加速工作性能的一个倍数
示例：Intel E8400，频率为3.0GHz，外频为333MHz
3.0G = 333M * 9，所以倍频为9倍
注意：此处1G = 1000M，在计算机中，一般文件大小使用二进制，速度单位使用十进制
超频：将CPU的倍频或外频通过主板的设定功能更改为较高的频率。实际使用中，CPU的倍频一般出厂时已设定，所以大多更改外频，但这种行为会导致系统工作不稳定。
③ 总线频宽（指北桥芯片）
总线频宽 = FSB * 总线宽度 //标识了总线每秒可传输的数据量
总线宽度：总线每次传递的位数，一般为32/64bit
④ CPU字组大小（字长）
CPU每次能处理的数据位数（word size），目前多为32/64bit
特别注意：字长和总线宽度可以不同
比如8088，内部字长为16位，但数据总线为8位。字长对内，总线宽度对外。
补充1：新架构中不再设计北桥芯片
① 因为北桥不可能比CPU更快，所以北桥芯片的通信速度经常是系统性能的瓶颈
② 为了解决这个问题，新的CPU设计中已经将内存控制器整合到CPU内部，同时采用新的CPU与内存 & 显卡连接技术（Intel使用QPI与DMI技术；AMD采用Hyper Transport技术）可以让CPU直接与内存 & 显卡等设备进行通信，不再需要通过外部的连接芯片
③ 因为现在没有所谓的北桥芯片，CPU的频率设计就无需考虑要同步的外频，只需考虑整体的频率即可
补充2：Intel的睿频（Turbo）技术
根据当前运行需求自动调节CPU频率（超频或降频）
1.1.2 内存
① DDR SDRAM
Double Data Rate：双倍数据传送
内存的选择与CPU及北桥芯片有关，关键是：
a. 是否支持这一类型的内存
b. 是否支持这一频率的内存
注意这些设计中的关联性，主板尤其是南北桥芯片的设计，也要参考CPU参数，只不过一种主板大多支持多种CPU
② 双通道设计
目的：提高总线宽度
使用注意：由于数据同步写入/读出这一对内存，所以他们要大小一致，最好型号也一致
③ 频率配合
内存与CPU的配合
CPU、内存和外部设备的配合
L2 Cache在CPU内部，频率必须和CPU一致，一般为SRAM
④ 只读存储器ROM
典型应用：BIOS就是烧写在ROM中
更正：BIOS的作用实际与Uboot不同，在PC中与Uboot等价的是Grub等bootloader
在嵌入式中，与BIOS地位相当的应该是iROM中固化的启动程序
1.1.3 显卡（Video Graphic Array，VGA）
① 显示图像需要占用内存
示例：
分辨率：1024 * 768
色彩深度：全彩，即每个像素占3B
那么每帧图像占用内存 1024 * 768 * 3B = 2.25MB，同时还要考虑屏幕刷新率，因此显示图像对内存要求较高
② 显卡指标
a. 内存
b. 运算能力
因此提出了GPU的概念
1.1.4 硬盘
① 接口类型
IDE：每条排线可接2个设备，通过跳针设置主从设备
SCSI：包含控制芯片，可减少CPU资源的消耗，一般用于服务器
SATA：已经替代IDE和SCSI，每条SATA连线仅可接一个SATA设备
② 硬盘数据格式
扇区：由圆心以放射状方式分割出的磁盘的最小存储单位（磁盘的读写以扇区为单位），每个扇区512B。
磁道：盘片表面以磁盘中心为圆心，不同半径的同心圆。
柱面：不同盘片相同半径的磁道组成柱面，柱面是分区的最小单位
硬盘存储容量计算公式：磁头数 * 磁道（柱面）数 * 每道扇区数 * 每扇区字节数（512B）
说明1：许多场合，磁道和柱面可以互换使用
说明2：每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头，习惯以磁头号来区分
说明3：磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段就是磁盘的扇区
也就是说，扇区是磁道的一部分，如下图所示，
针对上图补充2点，
a. 每簇扇区数可以是1 / 2 / 4 / 8 / 16 / 32 / 64 / 128，取决于文件系统格式及分区大小
b. 扇区编号
扇区编号从0磁道开始，起始扇区为1扇区，其后为2扇区、3扇区，0磁道的扇区编号结束后，1磁道的起始扇区累计编号，直到最后一个扇区
e.g. 某个硬盘有1024个磁道，每个磁道划分为63个扇区，则0磁道的扇区号为1 ~ 63，1磁道的起始扇区号为64，最后一个磁道的最后一个扇区号为1024 * 63 = 64512
补充：新的扇区设计与GPT分区
① 随着硬盘的容量越来越大，为了减少数据量的拆解，目前绝大多数的高容量硬盘已经使用4KB大小的扇区设计
② 因为扇区设计的不通，在磁盘分区方面，目前有旧式的MBR模式和较新的GPT模式
③ 在较新的GPT模式下，磁盘的分区通常使用扇区编号来划分而不再使用柱面
个人：以柱面作为分区的单位，就是考虑到，
a. 磁盘的旋转（可以访问连续的扇区）
b. 磁头的伸缩（可以访问连续的磁道）
配合这2点就可以访问连续磁道的连续扇区
1.1.5 主板
由于IRQ信道数量有限，所以有sharing IRQ（中断共享）技术
② CMOS和BIOS
CMOS：记录主板上的重要参数，包括系统时间、CPU电压与频率、各项设备的I/O地址与IRQ等，记录这些数据需要耗电，所以主板上需要纽扣电池
BIOS：写入到主板上某一块闪存或EEPROM的程序，他可以在开机时执行，以加载CMOS中的参数，并尝试调用存储设备中的开机程序，进一步进入操作系统中
补充：主板上的PCIe插槽
PCIe支持通道的概念，常见的通道数为x1、x4、x8、x16，以PCIe 1.0为例，不通通道数的带宽如下，
| 规格 | 带宽 |
| PCIe 1.0 x1 | 250MB/s |
| PCIe 1.0 x8 | 2GB/s |
| PCIe 1.0 x16 | 4GB/s |
在PCIe 3.0中，每个通道的带宽更高，可达到1GB/s，所以主板上一般不会让一个设备独占16个通道（也用不掉），可以设计为2个 x8或者2个 x4加上1个 x8的通道使用
注意：虽然通道使用方式不通，但是有些主板上会将插槽都做成x16方式，只是只有可用的通道上才有金手指
1.2 操作系统
① 操作系统也是一组程序
② 操作系统内核（kernel）的作用
a. 管理计算机的所有活动
提供系统调用接口：提供应用程序和内核间的桥梁
程序管理：任务调度
内存管理
文件系统管理
b. 驱动系统中的所有硬件
设备驱动
注：内核程序所占用的内存是受保护的，且开机后就一直常驻在内存中
③ 系统调用（system call）
系统调用是应用程序与内核交互的接口，系统调用会主动将C语言程序的相关语法转成内核可以理解的任务函数。
④ 实现多任务的前提
a. 硬件（主要是CPU）具有多任务特性
b. 操作系统具有多任务特性
2. Linux distribution版本
Redhat系列：Redhat/CentOS/SuSE/Fedora
debian系列：Debian/Ubuntu
说明：Redhat系列和debian系列最大的区别就是软件管理方式，Redhat系列使用RPM；Debian系列使用DPKG
补充：通过www.netcraft.com网站可以检测网站使用服务器的操作系统类型
3. 两种终端
① 图形界面的终端模拟器
② 字符界面终端
说明1：两者可以通过<Ctrl> + <Alt> + <F1> ~ <F7>进行切换，CentOS中，F7对应的是图形界面，其余为字符终端
说明2：默认情况下，Linux提供tty1~tty6的文字界面和tty7的图形界面
4. Linux中的文件扩展名
Linux不依靠扩展名区分文件类型（靠文件权限位中的类型字段），使用文件扩展名是为了便于使用者区分，习惯用法如下，
压缩包：.gz .bz2 .tar.gz .tgz
二进制软件包：.rpm
网页文件：.html .php
脚本文件：.sh
配置文件：.conf
标签：01,操作系统,扇区,磁道,内存,Linux,CPU,1.1 来源： https://blog.csdn.net/chenchengwudi/article/details/115397044
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