Linux 入门

计算机概述

计算机硬件的五大单元：
输入单元：键盘鼠标，读卡机，扫描仪
主机部分：这个就是系统单元，被主机机箱保护（控制单元，算数逻辑单元与内存）
输出单元：屏幕，打印机

通过输入单元将数据输入到主机，由主机的功能处理成图标文字，输出到输出设备上。
整部主机的重点在于中央处理器，一个具有特定功能的芯片，含有微指令集。CPU的主要个工作在于管理与运算，所以CPU可以分为连个主要的单元：算数逻辑单元与控制单元。其中算数逻辑单元负责程序运算与逻辑判断，控制单元主要协调各周边元件与各单元间的工作。
系统单元值得是机箱内的主要元件，重点在于CPU与内存。数据流进或流出内存是CPU发布的控制命令，CPU实际要处理的数据完全来自内存。

CPU的架构
两种主要架构：精简指令集与复杂指令集系统
精简：微指令集较为精简，每个指令的执行时间都很短，完成动作单纯，执行性能较佳;复杂的事情要由多个指令完成。
复杂：每个小指令可以执行一些低阶的硬件操作，指令数目多而写复杂，每条指令的长度不同，花费时间长，但处理的工作更丰富

其他单元的设备
系统单元：包括CPU与内存及主板相关元件。还有很多链接接口与相关的适配卡。
存储单元：内存（RAM）与辅助内存
输入输出：常见的键盘屏幕

电脑常用计算单位
容量单位：0/1二进制单位称为bit，存储数据时每份简单的数据都会使用8个bits记录，为byte
1gbytes=102410241024bytes
1ghz=100010001000hz
速度单位：mhz或者ghz，hz其实就是秒分之一。

CPU之间不能单纯一频率来判断运算性能，因为每颗CPU的微指令集不同，构架也不同，可使用的第二层高速缓存及其计算机制也不同，加上每次频率能够进行的工作指令数也不同

CPU工作频率：外频与倍频
早期CPU架构主要通过北桥来链接系统最重要的CPU、内存与显卡设备。因为所有设比都通过北桥链接，所以每个设备的工作频率要相同。于是就有所谓的前端总线（FSB）的产生，又因为CPU的运算速度比其他设备都快，有为了满足FSB的频率，所以厂商就在CPU内部再进行加速，于是就有所谓的外频与倍频了
在早期设计中，所谓外频指的是CPU与外部元件进行数据传输的速度，倍频则是CPU内部用来加速工作性能的一个倍数，两者相乘才是CPU的频率速度。
所谓超频就是：将CPU的倍频或者是外频通过主板的设置功能更改成为较高频率的一种方式。但因为CPU的倍频通常在出厂时已经被锁定而无法修改，因此较常被超频的为外频。
举例，3.0GHz的CPU如果想超频，可以将他的外部333MHz调整为400MHz，但如此整个主板的各个元件的运行频率可能都会被增加原本的1.333倍，虽然速率达到3.6GHz，但并非正常速度，可能会造成死机等问题。
但如此一来所有数据被北桥卡死了，北桥有不可能比CPU更快，因此常常是系统性能的瓶颈。为解决，在新的CPU设计中，已经将内存控制器整合到CPU内部，而链接CPU与内存，显卡的控制器的设计，在intel部分使用QPI（Quick Path Interconnect）与DMI技术，而AMD则哟你那个Hyper Transport，这些技术都可以让CPU直接与内存，显卡等设备分别进行沟通，而不需要通过外部芯片
因为现在没有所谓的北桥了，所以频率设计无须考虑要同步的外频，只需考虑整体的频率即可。

32位与64位的CPU与总线“宽度”
内存也有其工作的频率，这个频率的限制来自与CPU内的内存控制器所决定。CPU内置的内存控制芯片对内存工作频率最高可达到1600MHz。这只是工作频率，一般来说，每次频率能够传输的数据量，大多为64位，这就是所谓的“宽度”了。在这个系统中，CPU从内存中取得最快带宽就是1600MHz
64bit=1600MHz 8Bytes=12.8GBytes/s
与总线宽度相似的，CPU每次能够处理的数据量成为字组大小，子组大小依据CPU的设计而有32位与64位。
每个元件与CPU的沟通具有很多不同方式，例如内存使用系统总线带宽来与CPU沟通。而显卡则通过PCI-E的序列信道设计来与CPU沟通。

CPU等级
目前64位CPU统称为x86—64等级

超线程
在每一个CPU内部将重要的寄存器分成两群，而让程序分别使用这两群寄存器，也就是说有两个程序同时同时竞争CPU的运算单元，而非通过操作系统的多任务切换。让每个核心逻辑上分离，就可以同时运行多个程序了

内存
个人电脑的内存主要元件为动态随机存取内存（Dynamic Random Access Memory，DRAM），只有通电时才能使用，断电后数据就消失了，所以称这种RAM为挥发性内存。
DRAM根据技术更新分好几代，较为广泛的有SDRAM与DDR SDRAM。
多通道设计：传统的总线宽为64位，为了加大这个宽度，就将两个内存汇整到一起，就达到128位了，这就是双通道设计理念。启用双通道功能，必须要按插两只或四只内存，最好型号一样
DRAM与SRAM：内存到CPU之间要通过内存控制器。如果常用程序数据放置到CPU内部，就不需要到内存读取，大大提高了性能。这就是第二层高速缓存的概念。
因为二层高速缓存整合到CPU内部，所以速率上必须要与CPU频率相同。DRAM是无法达到这个频率速度的，需要静态随机存取内存（Static Random Access Memory，SRAM）的帮忙。
只读存储器（ROM）：主板上元件众多，而每个元件的参数又具有可调整性。主板上如果有内置的网卡或者是显卡时，该功能是否要启动与该功能的各项参数，被记录到主板上一个称为CMOS的芯片上
CMOS内的数据通过BIOS（Basic Input Ouput System）记录，这个内存芯片不通电也能够记录数据，这就是只读存储器。
固件也是用ROM来进行软件的写入，固件像软件一样也是被电脑执行的一个程序。

显卡
显卡又被称为VGA（Video Graphics Array），是图形影像显示的关键角色。一般显示图形影像重点在于分辨率与色彩深度，因为每个图像显示的颜色会占用内存，所以显卡上会有内存的容量，显存会影响分辨率与色彩深度。
GPU是因为3D流行，CPU并非针对3D，所以厂商在显卡上嵌入了3D加速芯片

硬盘与储存设备
硬盘的物理组成：硬盘盒里是由许多的圆形盘片、机械手臂、磁头与主轴马达组成。实际数据都是写在具有磁性物质的盘片上，读写主要是通过机械手臂上的磁头
盘片上的数据：盘片为圆形且通过机械手臂读写数据，要转动才能够读写。因此数据写入就是以圆圈转圈的方式读写。所以，当初设计就是在类似盘片同心圆上面切出一个一个区块，整合成一个圆形，让机械手臂的磁头存取。小区块就是磁盘的最小物理存储单位，称之为扇区，那同一个同心圆的扇区组合成的圆就是磁道。由于可能存在多个盘片，因此在所有盘片上面的同一个磁道可以组成所谓的柱面。
外圆比内圆有更多的扇区，通常数据的读写会由外圆往内圆写
传输接口：传统磁盘接口包括有SATA，SAS，IDE与SCSI等。若考虑外接式，包括了USB，eSATA等
SATA接口：