Linux知识心得02

今日内容：

1、计算机的五大组成

#1、控制器：计算机的指挥系统。控制器通过地址访问存储器，从存储器中取出指令，经译码器分析后，根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件，使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。

#2、运算器：实现算术运算和逻辑运算的部件。 

#3、存储器：是计算机用来存放所有数据和程序的记忆部件。它的基本功能是按指定的地址存（写）入或者取（读）出信息。 计算机中的存储器可分成两大类：一类是内存储器，简称内存或主存；另一类是外存储器（辅助存储器），简称外存或辅存。 存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元都有一个地址，计算机通过地址对存储单元进行读写。一个存储器所包含的字节数称为存储容量，单位有B、KB、MB、GB、TB等。

#4、输入设备：是向计算机中输入信息（程序、数据、声音、文字、图形、图像等）的设备。常见的输入设备有：键盘、鼠标、图形扫描仪、触摸屏、条形码输入器、光笔等。 外存储器也是一种输入设备。 

#5、输出设备：主要有显示器、打印机和绘图仪等。外存储器也当作一种输出设备。

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cpu是人的大脑，负责控制全身和运算
内存是人的记忆，负责临时存储
硬盘是人的笔记本，负责永久存储
输入设备是耳朵或眼睛或嘴巴，负责接收外部的信息存入内存
输出设备是你的脸部(表情)或者屁股，负责经过处理后输出的结果

以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于人的神经
综合上面所说的，我们知道其实计算机是由五大单元：CPU（控制单元、算术逻辑单元）、主存储器、输入单元、输出单元构成的。也可以说CPU+主存储器+输入输出构成了电子计算机的三大核心组件

1、控制单元+算数逻辑单元=>CPU 
2、主存储器，即内存
3、输入单元Input+输出单元Outpu=>IO设备

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2、CPU详解

# 控制器+运算器=CPU，CPU、内存(主存储器)以及其他I/O设备都由一条系统总线（bus）连接起来并通过总线与其他设备通信
# 2核4线程-->真2核假4核心
# 物理上的双核，通过超线程技术，使每个物理核心模拟出一个核心技术出来，这样可以同时处理多个任务。但实际上它还是双核，但是性能比双核要强，相当于假4核，低于真正的物理4核心处理器。
# 4核--》真4核
# 就是在一块CPU核心上集成4个CPU核心。
# 做虚拟化的宿主机（eg：安装vmware（虚拟化软件）的主机），CPU颗数4-8颗，内存总量一般是48-128G，6-10个虚拟机。

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除了在嵌入式系统中的非常简答的CPU之外，多数CPU都有两种模式，即内核态与用户态。
通常，PSW中有一个二进制位控制这两种模式。
　　内核态：当cpu在内核态运行时，cpu可以执行指令集中所有的指令，很明显，所有的指令中包含了使用硬件的所有功能，（操作系统在内核态下运行，从而可以访问整个硬件）
    用户态：用户程序在用户态下运行，仅仅只能执行cpu整个指令集的一个子集，该子集中不包含操作硬件功能的部分，因此，一般情况下，在用户态中有关I/O和内存保护（操作系统占用的内存是受保护的，不能被别的程序占用），当然，在用户态下，将PSW中的模式设置成内核态也是禁止的。

　　内核态与用户态切换　　

　　用户态下工作的软件不能操作硬件，但是我们的软件比如暴风影音，一定会有操作硬件的需求，比如从磁盘上读一个电影文件，那就必须经历从用户态切换到内核态的过程，为此，用户程序必须使用系统调用（system call），系统调用陷入内核并调用操作系统，TRAP指令把用户态切换成内核态，并启用操作系统从而获得服务。

　　请把的系统调用看成一个特别的的过程调用指令就可以了，该指令具有从用户态切换到内核态的特别能力。

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3、存储器

# 内存
# 内存相当于人脑的记忆功能，只能临时存放数据。
# 1.内存存放的都是电信号，断电数据则丢失，相当于人脑失去记忆
# 2.Cpu是从内存中取出指令来运行的，运行指令产生的数据也会放入到内存中，所以内存又称主存，因为程序运行过程中产生的数据都是先存放于内存中

# buffer：缓冲 是写入的过程 应用程序再修改文件后要求操作系统保存到硬盘，由于每次保存会消耗资源，故在内存腾出一个区域存放，待资料达到数量后操作系统指挥内存一起存到硬盘。
# cache：缓存 是读的过程 操作系统考虑到有些应用程序经常会使用到，故在内存腾出一个区域将这些程序的缓存放入，待下次读写时可以提高处理效率。
#虚拟内存swap：是指在计算机程序内存耗尽时，计算机操作系统从硬盘借出一块区域作为内存使用，避免内存溢出导致应用程序崩溃引发的数据丢失。

#硬盘
#硬盘相当与人的本子，可以永久保存数据。
#1.磁盘里存放的是磁信号，固态硬盘里存放的电子，断电数据不会消失，相当于人把事物记录到本子上，不会忘记。
#2.程序运行过程中产生的数据一定是先存放在内存中，若想永久保存，必须由内存存入硬盘。

#硬盘支架
#固定硬盘（3.5转换2.5）

# 硬盘接口
#硬盘终究是要链接到计算机上，如果把硬盘比喻一个盛水的瓶子，那么无论硬盘本身容量多大，速度多快，最终流水的速度都会开在破口上，这个瓶口就是硬盘的接口，也就是说决定硬盘读写速度不仅仅是硬盘本身，还有硬盘的接口，硬盘接口有：IDE  SATA  SCSI  SAS
# 接口方式：
#1 SSD+SAS -->土豪
#2 SSD+SATA  -->对速度要求比较高场景下的常规组合
#3 机械硬盘+SAS接口  -->对速度没有特殊要求场景下的常规组合
#4 机械硬盘+SATA接口 -->对速度要求低，通常于企业内部应用
# 冷数据+热数据
# 25%的数据--》用户经常访问 --》热数据
# 如果资金充裕，我们通常放在SSD+SAS盘；一般常规做法：15000转/分 机械硬盘+SAS口上，实惠
# 75%的数据--》用户不经常访问 --》冷数据
# 机械硬盘+SATA口

# 存储容量
# TB,PB, Eb, Zb, YB
# 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 

# raid技术
# 1、RAID 0
#　　又称为Stripe或Striping，它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。
#　　RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。

#  　这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能

# 2、RAID 1
#　　又称为Mirror或Mirroring，它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。
#　  RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。

#　　由于对存储的数据进行百分之百的备份，在所有RAID级别中，RAID 1提供最高的数据安全保障。同样，由于数据的百分之百备份，备份数据占了总存储空间的一半，因而，Mirror的磁盘空间利用率低，存储成本高。

#　　Mirror虽不能提高存储性能，但由于其具有的高数据安全性，使其尤其适用于存放重要数据，如服务器和数据库存储等领域。

# 3、RAID 5 
#　　一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。

#　　RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
#　　RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。
#　　RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。
#　　RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低

# 4、RAID 0+1
#　　正如其名字一样RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的组合形式，也称为RAID 10。
#　　RAID 0+1是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。
#　　由于RAID 0+1也通过数据的100%备份提供数据安全保障，因此RAID 0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同，存储成本高。
#　　RAID 0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。


#　  不同RAID级别的企业应用举例：根据数据的存储和访问的需求，去选择RAID
#　　互联网公司服务器一般都会买RAID卡（主板自带，独立RAID卡），RAID卡上也是有缓存的。
#　　1.主要性能排序：
#　　冗余从好到坏：raid 1  raid 10  raid 5  raid 0
#　　性能从好到坏：raid 0  raid 10  raid 5  raid 1
#　　成本从低到高：raid 0  raid 5   raid 1  raid 10

#　　2、RAID类型的选择
#　　单台服务器,很重要，盘不多，系统盘raid1
#　　数据库/存储服务器，主库raid10，从库raid5/raido（为了维护成本，raid10）
#　　web服务器，如果没有太多的数据的话，raid5，raid0（单盘）
#　　有多台监控/应用服务器raid5，raid0

4、主板

# 所有的硬件设备及其接口都会被集成在一块电路板上，这块板子称之为主板
#  主板和CPU都是电脑中最关键的部件
#  所有的板卡必须通过主板发挥作用，主板性能和质量的好坏直接影响到这个系统
#  电脑主板按不同的架构标准和各种不同的主要部件，接口组合而成

5、机箱

# 机箱一般包括外壳、支架、面板上的各种开关、指示灯等。
# 机箱作为电脑配件中的一部分，它起的主要作用是放置和固定各电脑配件，起到一个承托和保护作用。此外，电脑机箱具有屏蔽电磁辐射的重要作用。

# 补充：服务器机箱
# 对于服务器而言，机箱也是个不容忽视的问题，服务器机箱的主要问题包括：
# 1.温度：如何冷却机箱内部组件？风扇（通常来自于电源）应该直接吹向或吹过处理器。
# 2.扩展能力：选择一个具有足够空间的机箱，以备网络扩充之用。确定具有足够的空间来增添更多的硬盘和其它外设。检查一下机箱内部，以确保没有锋利的边缘。将来升级时，这对技术人员的安全和防止线缆意外被切断都是十分重要的。机箱还应使维护人员能够轻松地接触到内部组件，以备将来升级或故障排除。
# 3.安全性：因为您的服务器将保存重要的文件和网络上更昂贵的物品，因此要考虑安全性问题。服务器机箱应该能够上锁，以防止非法拆卸。

6、主板电源

# 计算机的电源相当于计算机的心脏，确保供电正常的方案如下：
# 1.服务器双电源模块
# 2.电源模块的连接线接到不同的插件板上
# 3.UPS（不间断电源）：UPS全名为Uninterruptable power sysytem or uninterruptable power supply，相当于一个蓄电池，就好比台式机配备了像笔记本电脑一样的电池。在断电情况下，一般个人pc的ups可以坚持5-20min，服务器可以支撑几个小时，期间可以为运维人员腾出时间来解决问题。
# 4.注意：在生产中一般单个服务器核心业务最好使用双电源AB线路（由IDC 机房提供双路电源，双路电源接到不同的市电电源）。如果集群（一堆机器做一件事情）的情况下可以不用双电源。
# 5.通常情况下机房会有小型柴油发电机来应急，一般机房会和附近加油站签订紧急供油协议

7、风扇组

# 功能：为CPU降温
# 作用：如果一开机CPU的温度就很高，时间长了搞不好就会一缕黑烟，所以选择一个好的风扇是十分重要的。

8、服务器分类

# 按照尺寸
# 1U服务器（U表示服务器的厚度） 1U=1.75英寸=4.445cm=4.45cm
# 2U服务器，4U服务器
# 按照外形分类
# 1.机架式服务器 
# 机架式服务器的外形看起来不像计算机，而是像“抽屉”，有1U,2U,4U等规格，机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为多功能服务器。
# 机架式服务器的放置方法：如果机柜有托盘，可以直接放进去；若没有需要安装导轨。
# 2.刀片式服务器
# 所谓刀片服务器(准确的说应叫做刀片式服务器 blade server)是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用和高密度。是一种HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块"刀片"实际上就是一块系统主板。它们可以通过"板载"硬盘启动自己的操作系统，如Windows NT/2000、Linux等，类似于一个个独立的服务器，在这种模式下，每一块母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过，管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以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。在集群中插入新的"刀片"，就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。

9、服务器品牌

# 常见的品牌有：DELL IBM 浪潮...
# dell（性价比高）；IBM（高端，比较贵）
# 2014~至今
# 1U:R420/430,R620/630     2U:R720/730/740

10、机柜

# 服务器机柜，用来组合安装面板、插件、插箱、电子元件、器件和机械零件与部件，使其构成一个整体的安装箱。
# 注意：布线时标签--》标记出每根线的用途

11、远程管理卡

# IDRAC远程控制卡作用有二：
# 1.开关服务器
# 2.查看服务器开关的过程等信息

标签：02,RAID,数据,内存,Linux,服务器,心得,机箱,硬盘
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