从传统计算机到“无处不在”的计算(下)
参考:百度百科。
2.2 计算机系统结构
2.2.1 计算机系统结构的基本概念
计算机系统结构是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性。外特性就是指概念性的结构及其功能。例如鸡有胃,而胃的功能是消化食物。胃就是概念,其功能就是消化,而我们不需要关心胃是什么形状,以及胃由什么组成。
对于计算机系统结构,不同级的程序员眼中的计算机有不同的属性,比如机器语言程序员所看到的计算机的主要属性是指令集的功能,而高级语言程序员所看到的则是该机所配置的高级语言所具有的功能。这样,程序员们可以只需要知道对自己需要知道的部分,而不用小到CPU如何制作这样的细节都知道。
2.2.2 计算机的组成
1.系列机
*系统结构相同,具有相同的指令集,却不同型号、不同性能的一系列机器,通常由同一厂家生产。
2.兼容机
*不同厂家生产的具有相同系统结构的计算机,能够实现在不同时期、不同厂家生产的机器都能正常稳定的运行。为保证计算机系统结构的发展,兼容还分有向上、向下、向前、向后兼容。
2.2.3 计算机实现
物理实现:包括CPU、ROM、RAM等硬件的制造,总之就是把计算机组成方案制作成真实的计算机。
CPU:由运算器和控制器以及寄存器组成。运算器负责执行数据操作(如加\减法),控制器负责协调计算机的运行的电路,寄存器负责存储临时数据。程序执行时,控制器将存储器中的数据传输到寄存器中,并通知运算器哪些寄存器保存了数据,激活相应运算电路,并告知运算器哪个寄存器将接收结果。
总线:为了传输二进制电路信号,CPU和存储器(ROM\RAM)通过总线这组线路进行连接。CPU通过相关存储单元的地址在存储器中读取\写入数据。
计算机系统结构将计算机物理结构与软件虚拟层面分开,并起到承上启下的作用。
2.3 移动终端
移动终端即指移动中使用的计算机设备,例如手机、笔记本电脑、POS机等。实质上就是可以随身携带的居然计算机功能的机器。
2.4 计算机网络
2.4.1 计算机网络的定义和分类
1.定义:网络即不同地理位置的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,实现信息和资源共享。通俗地说,就是多台计算机通过各种传输信息的方式建立起联系,使得可以调用彼此的各种信息和资源。每一个拥有IP地址的设备都是一个网络结点,是网络的组成部分。
2.分类:a.按覆盖范围分:(1)局域网(2)城域网(3)广域网
b.按传输媒介分:(1)无线网(2)有线网
2.4.2 计算机网络的硬件组成
1.网络传输媒介
(1)双绞线:抗干扰能力强,但传输距离近,一般不超过100m。连接器一般为RJ-45。
(2)同轴电缆:最大传输距离达到500m。
(3)光纤:抗干扰能力强,传输速率快,传输距离更远,但成本大。
(4)红外线:数据吞吐量下,多使用于遥控器。
(5)微波:地表信息传输,需要大量的中继站。
2.中继器
适用于完全相同的两类网络的互连,主要负责对数据的重新发送或转发来扩大传输距离。
3.集线器
主要功能是对接收到的信号进行放大和整形。其接收到信号后向与其相连的所有节点广播,它采用共享带宽的工作方式。
4.交换机
通过能识别MAC(网卡的唯一标识),实现数据的点对点的传输,直接将数据从源地址传输至目的地址。其采用独享带宽的工作方式。
5.路由器
一个作用是连接不同的网络,一个作用是选择最通畅快捷的信息传送的路线。
2.4.3 网络拓扑结构
1.总线型拓扑结构
各个节点都连接上主线,从而实现信息和资源共享。优点:结构简单,易实现,易维护,易扩充。缺点:排查故障难。
2.星型拓扑结构
各节点均与中心节点相连。优点:单个结点故障不影响网络。缺点:中心节点故障整个网络崩溃。
3.环形拓扑结构
各节点首尾相连。优点:易扩充。缺点:任何节点故障整个网络崩溃。
4.树形拓扑结构
类似于树状的节点连接方式。优点:易扩展,并与将故障隔离。缺点:根节点故障,整个网络崩溃。
2.4.4 计算机网络体系结构
计算机网络体系结构是为了使网络节点间的信息传递有条不紊地进行,而指定的一系列每个节点必须遵守的通信协议。
- OSI参考模型
- TCP/IP参考模型
3 .计算机网络协议
(1) HTTP(超文本传输协议)
所有Web程序都必须遵守这个协议标准。作用:对资源服务器的文件进行访问。即访问Internet上的Web资源。
(2) FTP(文件传输协议)
用于实现用户和文件服务器之间的相互传输文件,通过此协议,用户可以远程连接服务器,从而操作服务器上的文件,甚至使删除文件操作。
(3) DNS(计算机域名系统)
由解析器和域名服务器组成。域名服务器负责存储所有域名及其所对应的IP地址,每个域名都必须有IP地址,但IP地址可以没有域名。实际上就是IP地址是节点的唯一标识,计算机网络系统通过IP地址识别对象,而域名则是为了方便人类记忆与使用。网络系统通过DNS实现信息的精准传送。
(4) telnet(远程登陆协议)
该协议实现用户登陆到远程服务器上,使其连接并控制远程服务器,如同在本地一样。
2.5 云计算和物联网
2.5.1 云计算
云计算以及云服务实际上就是将大量的信息以及资源集中起来,而用户通过网络连接到“云”中,从而使用和调动这些资源的一种服务。这样有利于资源利用最大化,以及减少终端的负担,将需要处理的问题集中起来,达到降低成本的目的。
其根据将“云”中不同资源的开发程度而化为了三种模式:
(1) SaaS模式。软件即服务,即“云”中提供软件的服务。
(2) PaaS模式。平台即服务,即“云”中提供一个完整的计算机平台的服务。
(3) IaaS模式。基础设施即服务,即“云”中提供可能所有的资源
2.5.2 物联网
即将现实生活中所有具有网络连接、信息处理功能的物体都连接到网络之中,实现更大化的资源信息化。
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