Day 1 计算机组成原理
1、计算机的组成
由五大部分组成：
控制器：计算机的指挥系统，负责控制所有其他硬件的运行
运算器：数学运算+逻辑运算
CPU=控制器+运算器
存储器：计算机的记忆设备
内存/主存：基于电信号来存储数据
优点：存取速度快
缺点：不能持久存储，断电数据就全部丢失
辅存（硬盘）：机械硬盘基于磁信号来存储数据
优点：可以持久存储
缺点：存取速度慢
输入设备：键盘、鼠标
输出设备：显示器、音响、打印机
2、一个程序在计算机中是怎么运行起来的（在计算机硬件的角度）？
在运行程序之前：程序最先一定是先存放于硬盘中的（程序的安装本质也就是把一堆代码文件放到硬盘中）
程序开始运行分两个阶段
1、加载阶段/启动阶段: 把程序的指令或数据从硬盘读入内存
2、执行阶段：cpu从内存中取出指令来运行
如何提升程序的启动速度？
加快数据从硬盘加载进内存的速度。
程序执行前需要由操作系统将其代码和数据加载到内存，如果内存不足时，就无法同时运行多个程序，因为每运行一个程序都会占用内存空间，导致系统变慢或无法加载新程序。
3、计算机组成详解：
处理器详解：
CPU内部的指令集
x86：指的是CPU的复杂指令集
64位：CPU一次性能够从内存中取出多少64位二进制数，也就是64位的CPU认为64位二进制数才是一条完整的指令
32位：CPU一次性能够从内存中取出多少32位二进制数
64位的CPU可以 运行64位、32位的程序
32位的CPU只能运行32位的程序
软件包：nginx-1:1.20.1-14.el9_2.1.x86_64 (软件的版本与cpu的兼容性‘x86_64’)
存储器详解：
CMOS：用来存储计算机的硬件配置信息（bios、时间），与内存一样断电数据就丢，但特点是耗电量非常低，由主板上的电池负责供电
1B= 8bit
1KB=2(10)B=1024B； 括号中的数字为2的指数(即多少次方)
1MB=2(10)KB=1024KB=2(20)B；
1GB=2(10)MB=1024MB=2(30)B。
1TB=2(10) GB=1024GB=2(40)B
1PB=2(10) TB=1024TB=2(50)B
1EB=2(10) PB=1024PB=2(60)B
1ZB=2(10) EB=1024EB=2(70)B
1YB=2(10) ZB=1024ZB=2(80)B
虽然计算机上存放的都是一个个的bit位，但是计算机存取硬盘的单位都是一个扇区，一个扇区512个字节
机械磁盘找到数据需要花费的时间：
平均寻道时间：机械手臂上的磁头找到存储数据的那一圈磁道所花费的时间 5ms
平均延迟时间：磁盘转半圈的速度 4ms
虚拟内存：在硬盘上分出一个空间作内存，称之为swap分区
swap分区做虚拟内存
1、是一种保命措施，而不是提效措施
2、什么时候用？
一旦物理内存不够用了，就会把物理内存中一些数据交换到swap分区上
虽然整个过程计算机的速度被降低了，但是保证不崩溃
4、硬盘接口
1、IDE
采用的并行接口。在传输数据和信号时的总线是复用的，传输速率会受到一定限制。
2、SATA
采用的串行接口。一端接电源，一端接数据，数据与电源是是分开接的。SATA仍然主要用在桌面计算机和笔记本电脑中，
3、SCSI
采用的并行接口。广泛应用于小型机上的高速数据传输技术，现在发展成SAS
4、SAS
采用的串行接口。适合于需要高性能和大数据传输的工作环境，通常在服务器和大型存储设备中使用
5、RAID
| RAID级别 | 最少需要盘数 | 安全性 | 容量 | 性能 |
|---|
| RAID0 | 至少一个 | 坏一块所有数据都损坏 | 所有盘和 | 读写都快 |
| RAID1 | 只能两个 | 可以损坏一块盘 | 一半 | 读快写慢 |
| RAID5 | 至少三个 | 可以损坏一块盘 | n-1 | 读快写稍慢 |
| RAID10 | 至少四个 | 可以损坏一半（前提是损坏的磁盘不来自同一镜像组） | 一半 | 读写快 |
