计算机系统介绍
一、计算机发展简史
1.1计算机的概念
? ?计算机是一台能存储程序和数据，功能自动执行程序的机器，是一种能对各种数字化信息进行处理，协助人们获取信息、处理信息、存储信息和传递信息的工具。
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1.2计算机的发展史
1.2.1计算机的产生
? ?1822年英国人Charles Babbage提出了“自动计算机”概念，1834年他所设计的差分机及分析机已经具备了现代计算机的基本组成部件。
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1.2.2世界上第一台电子计算机
? ?1946年2月美国宾夕法尼亚大学问世，重达30吨，使用18000支电子管，70000个电阻，10000支电容，耗电150KW，运算速度5000次/秒
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1.2.3按采用的主要元器件划分为五代
? ?第一代（1946-1958）--电子管；运算速度：5000-40000次/秒；机器语言：汇编语言，用于科学计算（高等数学运算）
? ?第二代（1958-1964）--晶体管；运算速度：几十万-百万次/秒；机器语言：高级语言--vb 用于数据处理，自动控制
? ?第三代（1964-1970）--中小规模集成电路；运算速度：百万-几百万次/秒；有了操作系统，用于企业管理与辅助设计
? ?第四代（1971-1990）--大规模和超大规模集成电路；运算速度：几百万-几亿次/秒；具备软件、网络，用于到各个领域包括传统领域（金融、政府、大学）
? ?第五代 现代计算机；把信息采集、存储、处理、通信和人工智能AI结合一起具有形式推理、联想、学习和解释能力。他的系统结构将突破传统的冯·诺依曼机器概念，实现高度并行处理。
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1.3计算机的体积分类
? ?微型机和便携机---个人电脑 PC端等
? ?小型机---处理多用户任务（IBM小型机---价格：大几十万到几百万）中国互联网行业已经完成了去IOE环境（I--IBM小型机 O--Oracle数据库 E--EMC存储）
? ?大型机---运行能力强，但需要多人处理，相当于一个机柜大小（冰箱）
? ?巨型机---用于天气预报、核试验计算，数据处理量很庞大，几个人协调完成
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1.4计算机应用领域
? ?科学计算
? ?数据处理
? ?自动控制
? ?计算机辅助系统
? ?逻辑关系加工及人工智能
? ?计算机网络
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1.5计算机发展趋势
? ?智能化
? ?就是要求计算机能够模拟人的思维功能和感官，具备识别声音、图像的能力，有推理、联想学习的功能
? ?网络化
? ?利用通信技术和计算机技术，把分散在不同地点的计算机互联起来，按照网络协议相互通信，以达到所有用户均可共享软件、硬件和数据资源的目的。
? ?巨型化
? ?具有几百兆字节以上的存储容量，数万亿每秒以上的运算速度，外围设备完备的计算机系统。巨型化主要用于尖端科学技术的研究开发及军事国防系统。
? ?微型化
? ?计算机进一步向高速集成化方向发展，即计算机物理器件越来越小，计算机的运算速度更快、功能更强。
? ?多媒体化
? ?多媒体计算机是计算机技术与电视声像技术结合的产物，集多种媒体一身，被广泛用于娱乐、辅助教学和工程模拟等领域。
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二、硬件基础
? ?电脑---笔记本 台式机
? ?服务器---1U 4U ---dell服务器 （U表示厚度，1U=4.445cm） 公司常用1-2U
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? ?一台电脑/服务器是有许多零部件组成，只有这些零部件组合在一起协调工作，才称为电脑。主要包括：主板、CPU、内存、硬盘、声卡、显卡等等。
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2.1电脑组件
2.1.1电源---心脏
? ?保障电脑的电源供应（服务器一般都是提供双电源）
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2.1.2主板---骨架
? ?所有的板卡都必须通过主板发挥作用，主板按照不同架构标准和各种不同的主要部件、接口组合而成（接口类型：IDE、SATA、SAS、SCSI、iSCSI）
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2.1.3 CPU（中央处理器）---大脑
? ?负责运算和控制的控制中心，电脑里最关键的部分，比任何部件更能决定计算机的工作速度和效率
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2.1.4 CPU风扇---用铜的
? ?为CPU降温，防止电脑死机、重启
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2.1.5主板芯片组
? ?是主板上最主要的部件，负责管理CPU和内存、各种总线扩展以及外设的支持
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2.1.6 BIOS芯片
? ?负责主板通电后各部件自检，设置，保存，一切正常才能启动操作系统。记录了电脑最基本的信息，是软件与硬件打交道的最基础的桥梁，没有它电脑就不能工作。常见三种BIOS：Award、AMI、Phoenix
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2.1.7总线扩展槽
? ?按功能分为内存插槽、显卡插槽等等。各类I/O接口：磁带--软硬盘、键盘、鼠标、打印机、USB（通用串行总线）等等
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2.1.8硬盘----磁盘管理
? ?大容量存储器---企业中用LVM、RAID卡，特别是在服务器优化场景，硬盘的性能是决定网站的性能的重要因素
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2.1.9内存条
? ?是一个临时存储器，只负责电脑数据的中转而不能永久保存。容量和处理速度直接决定了电脑数据传输的快慢，和CPU、硬盘一起称为电脑的三大件，一般为4G、8G、16G
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2.1.10其他
? ?声卡、光驱、显卡等等
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三、操作系统及Unix系统概述
3.1什么是操作系统
? ?定义：操作系统是沟通使用者和硬件之间传递信息的工具或者程序，是电子计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的基础系统软件，同时也是计算机系统的核心。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。
? ?功能：包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持，让计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，提供各种形式的用户界，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口等。实际上，用户是不用接触操作系统的，操作系统管理着计算机硬件资源，同时按照应用程序的资源请求，分配资源，如：划分CPU时间，内存空间的开辟，调用打印机等。
? ?目前微机（PC 服务器）上比较常见的操作系统有DOS、Windows、Unix、Linux等等
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3.2什么是Unix
? ?是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，最早由KenThompson、Dennis Ritchie和Douglas McIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。经过长期发展与晚上，目前成为了主流的操作系统。由于Unix具有技术成熟、可靠性高、网络和数据库功能强、伸缩性突出和开放性好等特色，满足各行各业的实际需要，曾经是操作系统的首选，但它是收费的，最早使用于企业上，根据自己的环境开发，对外售卖
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3.3Unix发展史
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四、Linux简介
4.1Linux简介与历史
? ?Linux是一套免费使用和开放源代码并且可以自由传播的类Unix操作系统。
? ?Linux以它的高效性和灵活性著称。能够在PC计算机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的。
? ?Linux之所以被大家喜爱，主要有两个原因: 一个原因是它属于自由软件，用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码。并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改，无偿使用，并且无约束传播；另一个原因，具备Unix的全部功能，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获取
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4.2GNU与GPL知识
? ?自由软件基金会（FSF）的主要项目是GNU，目标是建立可以自由发布和可移植的类Unix操作系统；GNU项目软件包括：Emacs编辑软件（类似Vim编辑器）、gcc编译软件、bash命令解释程序和编程语言等等；
GPL许可核心思想，是保证任何共享和修改自由软件的自由，任何人有权取得、修改和重发布自由软件的源代码权利，但是要求把具体的改动发布出来。
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4.3 Linux优点
? ?1）Unix系统在PC系统上的克隆，仿Unix内核构建，同Unix指令集向下兼容
? ?2）完善的多用户，多任务，多进程系统
? ?3）很高的系统稳定性和可靠性
? ?4）较高的系统安全性
? ?5）完善的网络服务：HTTP、FTP、SMTP、POP、SAMBA、SNMP、DNS、DHCP、SSH、TELNET等
? ?6）GNU开放式系统
? ?7）大量第三方免费应用程序
? ?8）众多业界厂商支持：IBM、ORACLE、INTEL、HP、Google等
? ?9）完善的大型数据库平台：ORACLE、DB/2、MySQL等（互联网企业以Mysq居多；传统行业以Oracle居多）
? ?10）完善的图形用户界面：GNOME、KDE ---软件（图形软件）
? ?11）完善的开发平台：C/C++ 嵌入式、java-tomcat/resin、Perl/shell 、python
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4.4Linux版本（https://www.kernel.org/）
? ?1）Linux操作系统=内核+系统软件+应用程序
? ?2）Linux内核（kernel）版本 cat /etc/redhat-release
? ?3）Linux发行商：Redhat，Debian，Fedora，CentOS，Ubuntu，SUSE，OpenSUSE，红旗等
? ?4）Redhat 从9.0后，不再遵循GPL，为收费产品，但仍开源（公开源代码）
? ?5）虚拟化用的不多，KVM架构用6.5或6.8稳定版，否则7.3为主
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4.5图形桌面的支持
? ?1）X Windows系统
? ?2）GNOME
? ?3）KDE
? ?一般生产场景运维，都不使用桌面环境，甚至连桌面如那件包都不安装，除了一些特殊的软件需要（如ORACLE需要VNC）
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4.6Linux系统当前应用领域
? ?1）IT服务器Linux系统应用（RHEL企业版—收费；RHEL 社区版—免费）
? ?? ?IT服务器领域主要是Linux、Unix、Windows，Linux逐步占据主导位置Linux作为企业级服务器应用广泛，利用Linux系统可以为企业架构www服务器、数据库服务器、代理服务器（集群服务器）、邮件服务器、透明网关、路由器等等，降低了运营成本，同时高稳定性、高可靠性以及无软件版权之争，电信、金融、政府、教育、银行、石油等等领域已经在使用Linux
? ?2）嵌入式系统应用领域
? ?? ?由于Linux系统开放源代码，功能强大、可靠、稳定性强、灵活而且具有极大的伸缩性，在加上它广泛支持大量的微处理器体系结构、硬件设备、图形支持和通信协议，因此，在嵌入式应用的领域里，从因特网设备（路由器，交换机，防火墙，负载均衡器）到专用的控制系统（手机，PDA，各种家用电器），Linux操作系统都有不小的应用市场。特别是Linux经过这几年的发展，已经成功跻身于主流嵌入式开发平台。例如，在智能手机领域，Linux经过与Windows Mobile和Symbian的激烈争夺，已经在智能手机开发平台牢牢占据一席之地，形成三足鼎立。
? ?3）个人桌面系统应用领域
? ?? ?常见的应用：
? ?? ?浏览器上网浏览 ---firefox 支持火狐浏览器（系统自带的）
? ?? ?办公室软件 --- open office（兼容微软office）
? ?? ?收发电子邮件--- webmail
? ?? ? 实时通讯---qq、msn 等等
? ?? ?文字编辑---vim、Emacs等等（类似word）
? ?? ? 多媒体应用---摄像头、打印机等
? ?? ?虽然Linux个人桌面系统支持已经很广泛了，但是Linux个人桌面系统在桌面市场份额还远远无法和windows竞争，这其中的最大障碍不在于Linux桌面系统产品本身，而是用户的使用观念、操作习惯和应用技能以及曾经在windows上开发过的软件的移植问题。在Linux桌面系统普及的道路上，还需要一段时间。
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