计算机基础总结

admin管理员组

文章数量:1546208

一、计算机系统

计算机（Computer）俗称电脑，是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对海量数

据进行自动、高速地处理，然后把处理结果输出的现代化智能电子设备

计算机有很多形式：生活中常见的家用电脑，笔记本，智能手机，平板电脑等，还有生产环境中提

供重要业务支撑的各种服务器（Server），都算是计算机

服务器：为别人提供服务的计算机（你的手机开了个人热点就算服务器）

客户机：需要别人提供服务的计算机（你的手机享受三大运营商服务就算客户机）

其中一个完整的计算机系统由硬件（Hardware）系统和软件（Software）系统两大部分组成

                                                                                                              运算器

                                                                          中央处理器CPU

                                                                                                              控制器

                                                          主机

                                                                                                               ROM

                                                                                内存储器

                                                                                                               RAM

                                 硬件系统

                                                                             外部存储器——硬盘、软盘、光盘、磁带

                                                                             输入设备——键盘、鼠标、扫描仪

                                                       外部设备

                                                                             输出设备——显示器、打印机、绘图仪

                                                                             其他设备——调制解调器

计算机系统

                                                                                     操作系统

                                                                                     程序语言处理系统

                                                        系统软件

                                                                                     数据库管理系统

                                                                                     服务程序——检查、诊断、调试程序

                                 软件系统

                                                                                     通用应用软件——Office办公软件包等

                                                        应用软件

                                                                                     专用应用软件——用户程序

程序：执行特定任务的一串代码

操作系统：是一种程序，代码组成，执行任务，调度硬件，指挥硬件

摩尔定律

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

二、计算机分类

1、按规模划分

（1）超级计算机（Super Computer）

又称巨型计算机，应用于国防尖端技术和现代科学计算中

运算速度可达每秒百万亿次以上，天河一号为我国首台千万亿次超级计算机

（2）大型计算机

具有较高的运算速度，每秒可以执行数千万条指令，有较大的存储空间

用于科学计算、数据处理或网络服务器使用

（3）小型计算机

采用精简指令集处理器，性能和价格介于PC服务器和大型主机之间的一种高性能64位计算机

小型机习惯上用来指UNIX服务器

（4）微型计算机

采用X86 CPU架构的PC服务器，中央处理器（CPU）采用微处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用

于商业、服务业、工厂自动控制、办公自动化以及大众化的信息处理（去IOE运动，代替小型机）

2、按功能和角色划分（C/S架构）

（1）服务器

即Server，计算机的一种，通常是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能计算机，服务器在

网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的

客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务

（2）客户机

即Client，向服务器提出请求，需要服务器为之提供相应的服务和支持的计算机

（3）服务器按应用功能分类

Web（网页）服务器，数据库服务器，虚拟机服务器，文件服务器，日志服务器，通讯服务器，

程序版本控制服务器，邮件服务器，打印服务器，ERP服务器，监控服务器，中间件应用服务器

三、服务器分类 ：PC服务器常见的三种外型

1、塔式工作站服务器

早期服务器，目前基本已淘汰。

外型结构类似于立式PC。

机箱空间大，主板扩展性较强，插槽较多。

预留足够内部空间，以便进行冗余扩展，设计基本考虑降噪。

2、刀片式服务器

高密度服务器，通常十个一组，放在框内可以整框使用。

每个竖条都是计算单元，可单独拿出。

在标高的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元。

实现高可用高密度高性能，集中管理，灵活扩展，按需配置。

应用系统软件将母板集合成一个服务器集群。

集群模式下，所有母板可连接起来提供高速的网络环境并同时共享资源，为相同的用户群服务

3、机架式服务器

现最主流服务器，在深度、高度、承重方面均有要求，统一标准设计，用于配合机柜，

便于统计管理，高密度，省空间，以U为单位。

1U=1.75英寸=44.45毫米，机箱尺寸比较小巧，机柜可同时放置多台服务器

机架式服务器的宽度为19英寸（48.26cm），厚度通常有123457U几种标准。

机柜也是采用通用标准，宽60,70,80cm，深80,90,100cm，高100,120,140,160,180,200,220cm

四、服务器硬件

1、CPU

Central Processing Unit，即中央处理器

主频：CPU主频相当于我们胳膊的肌肉（力量），主频越高，力量越大

核心：双核，四核，六核

由控制器和运算器构成，是整个计算机系统中最重要的部分

线程利用特殊的硬件指令，把单个物理核心模拟成两个核心（逻辑核心），让每个核心都能使用线

程级并行运算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高CPU的运行效率

CPU架构，目前没有一个权威和正确的定义，简单来说就是CPU核心的设计方案

目前CPU大致可以分为X86，IA64，RISC等多种架构，而个人电脑上的CPU架构，其实都是基于

X86架构设计的，称为X86下的微架构，常常被简称为CPU架构

缓存：在内存条的读写忙不过来的时候，CPU就可以把这部分数据存入缓存中，

以此来缓解CPU的运算速度与内存条读写速度不匹配的矛盾，所以缓存是越大越好

2、主板

mainboard，安装在机箱内，是计算机最基本的也是最重要的部件之一

一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、

键盘和面板控制开关接口、指示灯接插件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件

3、内存

内存是介于CPU和外部存储（硬盘）之间，是CPU对外部存储中程序与数据进行高速运算时存放

程序指令、数据和中间结果的临时场所，它的物理实质就是一组具备数据输入输出和数据存储功能

的高速集成电路，内存是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成

特点是存取速度快

计算机所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大

外存：硬盘，U盘，软盘，光盘

内存和外存的区别

内存断电后数据丢失

外存断电后数据可以保存

DDR3与DDR4

DDR（Double Data Rate）内存则是一定时间内传输两次数据，

能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器

    性能                             DDR3                            DDR4

传输速度                    800-2133MT/s              2133-4266MT/s

大小容量                        0.5-24GB                      2-128GB

    功率                  MIN 1.35V MAX 1.5V     MIN 1.05V MAX 1.2V

4、硬盘

（1）常见场景硬盘使用类型

生产环境用机械

系统用固态

储存用机械

（2）结构分类

机械硬盘HDD（Hard Disk Drive）

固态硬盘SSD（Solid State Drives）

（3）常见磁盘接口种类

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 Advanced Technology Attachment）

连续高技术配置接口，家用电脑常用的接口

SAS（Serial Attached Small Computer System Interface）

是目前服务器上主流的接口（6Gb/s）

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

（4）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，不可有任何瑕疵

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）

装有一至多片盘片，以7200,10000,15000RPM等定速旋转，为保持其平衡不可抖动，

所以其质量要求严谨，不产生高温噪音

基本参数

容量，硬盘最主要参数，单位MB、GB、TB，常见容量：500G，1T，2T，3T，4T，6T

转速，硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位rpm，常见7200,10000,15000RPM

传输速率（Data Transfer Rate）硬盘的数据传输率是硬盘读写数据是速度，单位为兆字节每秒

（MB/s），常见6Gb/s，12Gb/s

缓存，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

（5）SSD硬盘

即固态硬盘，泛指使用NAND Flash组成的固态硬盘，其特别之处在于没有机械结构，以区块写入

和抹除的方式作读写的功能，因此在读写的效率上，非常依赖读写技术上的设计，其读写存取速度

快，性能稳定，防震性高，发热低，耐低温，电耗低，无噪音，因为没有机械部分，所以长时间使

用也出现故障几率也较小

缺点：价格高，容量小，相对普通机械硬盘性价比低

（6）网卡

服务器都在主板上集成了网卡，传输速率为1Gbps，即千兆网卡

特殊应用需要高端网卡，如光纤网卡，Infiniband网卡等，

传输速率能达到10Gbps、20Gbps，即万兆网卡

（7）远程管理卡（ILO）

和内网的关系：在NCSI模式下的区别

NCSI模式是什么：NIC（Network Interface Card网卡）与IPMI（ILO）端口复用技术

IPMI智能平台管理接口（Intelligent Platform Management Interface），支持远程监视，不需要操

作系统的许可，在连接到主板或服务器的单独硬件上运行

NCSI模式下：两个网络共用一根物理网线，逻辑上是分开的两套网络，互不干扰

非NCSI模式：无关系，各自使用不同的物理网线

（8）阵列卡

raid卡用来实现raid的建立和重建，检测和修复多位错误，错误磁盘自动检测等功能，raid芯片使

CPU的资源得以释放，阵列卡把若干硬盘驱动器按照一定要求组成一个整体、由阵列控制器管理的

系统阵列卡可以用来提高磁盘子系统的性能及可靠性

阵列卡提供缓存及电池保护

raid0

存储加快倍数和盘数有关

读取加快倍数和盘数有关

无冗余功能

raid1

存储速度不变

读取速度2倍

冗余备份功能，只能坏一块

raid5

最少三块硬盘，最多掉一块盘的数据，读性能提高，写性能下降

raid10

多组raid1结合

5、大型机房

（1）定义

又称IDC（Internet Data Center）互联网数据中心

就是电信部门利用已有的互联网通信线路、带宽资源，建立标准化的电信专业级机房环境，为个人

、企业单位、事业单位、政府机构提供服务器托管、租用业务以及相关增值等方面的全方位服务

数据中心机房建设是一个系统工程，它由主机房（网络交换机、服务器群、存储器、数据输入输出

配线、通信区和网络监控终端等）、基本工作间（办公室、缓冲间、走廊、更衣室等）、第一类辅

助房间（维修室、仪器室、备件间、存储介质存放间、资料室等）、第二类辅助房间（低压配电

室、UPS电源室、蓄电池室、精密空调系统用房、气体灭火器材间等）、第三类辅助房间（储藏

室、一般休息室、洗手间等）组成的

（2）PDU

即插座，其主要功能如下：

浪涌保护：最大耐冲击电流20000A或更高

限制电压：500V或更低，通过专业检测后，可用作设备端精细电涌防护

报警保护：具有LED数字式电流显示与带报警功能的全程电流监控

滤波保护：带有精细滤波保护，输出超稳定的纯净电源

过载保护：提供两极超负荷保护，可有效防止过载所产生的问题

防误操作：PDU主控开关ON/OFF带保护栅，可防止意外关闭

（3）列头柜

列头柜从字面意义上就知道是位于一列机柜端头的柜子，其实列头柜只是一个比较形象的设备管理

与分配机柜的定义，它的摆放位置很多情况下是位于一列机柜的一个端头，但实际上它可以位于一

列机柜的任何位置上，甚至单独放置

（4）UPS蓄电池

不间断电源供给（UPS即不间断电源）

UPS电源是许多机房的动力保证，保证了供电的连续性，保证了供电系统的安全性，UPS电源时刻

发挥着重要的安全保障作用，蓄电池是UPS重要组成部分，蓄电池作为动力提供的最后保障，无疑

是UPS电源中的最后一道保险，其质量的好坏直接关系到UPS是否正常工作

大型企业的数据中心会配有柴油发电机

（5）空调系统

本文标签： 计算机基础