計算機基礎

計算機系統

計算機系統由兩大部分組成硬件系統（Hartware）和軟件系統（Software）

硬件系統：主要由中央處理器、存儲器、輸入輸出控制系統和各種外部設備組成。中央處理器是對信息進行高速運算處理的主要部件，其處理速度可達每秒幾億次以上操作。存儲器用于存儲程序、數據和文件，常由快速的主存儲器（容量可達數百兆字節，甚至數G字節）和慢速海量輔助存儲器（容量可達數十G或數百G以上）組成。各種輸入輸出外部設備是人機間的信息轉換器,由輸入-輸出控制系統管理外部設備與主存儲器(中央處理器)之間的信息交換。 

軟件系統分為系統軟件、支撐軟件和應用軟件。系統軟件由操作系統、實用程序、編譯程序等組成。操作系統實施對各種軟硬件資源的管理控制。實用程序是為方便用戶所設，如文本編輯等。編譯程序的功能是把用戶用匯編語言或某種高級語言所編寫的程序，翻譯成機器可執行的機器語言程序。支撐軟件有接口軟件、工具軟件、環境數據庫等，它能支持用機的環境，提供軟件研制工具。支撐軟件也可認為是系統軟件的一部分。應用軟件是用戶按其需要自行編寫的專用程序，它借助系統軟件和支援軟件來運行，是軟件系統的最外層。

服務器的硬件

服務器（Server)：是計算機的一種，是網絡中為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機，服務器在網絡操作系統的控制下，將與其相連的硬盤、磁帶、打印機及昂貴的專用通訊設備提供給網絡上的客戶站點共享，也能為網絡用戶提供集中計算、信息發布及數據管理等服務。

• 服務器硬件由CPU、網卡、PCI、硬盤、電源、內存、風扇等重要部件組成。
• 服務器硬件-CPU:CPU是Central Processing Unit的縮寫，即中央處理器。由 控制器和運算器構成，是整個計算機系統中最重要的部分。目前主流服務器CPU公司有Inter（至強Xeon、安騰Itanium ）和AMD(Althlon MP)
• 服務器硬件-主板：主板mainboard、系統板systemboard或母板motherboard，安裝在機箱內，是計算機最基本的也是最重要的部件之一。主板上面安裝組成計算機的主要電路系統，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件 。
• 服務器硬件-內存：內存(Memory)是計算機中重要的部件之一，它是與CPU進行溝通的橋梁。計算機中所有程序的運行都是在內存中進行的，因此內存的性能對計算機的影響非常大。內存也被稱為內存儲器，其作用是用于暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。
• 服務器硬件-硬盤：是服務器的核心的數據倉庫，所有的軟件和用戶數據都存儲在其中。對用戶來講，服務器上的數據最為寶貴，則對服務器上的硬盤可靠性是非常重要的。目前主流的硬盤有SATA和SAS硬盤。
• 服務器硬件-電源和風扇：支持服務器的電力負載、支持沉余，防止電源故障。電源子系統還包括智能電源和風扇。冗余電源是用于服務器、工業電腦(Industrial PC;IPC)安全監控等中的一種電源，是由兩個完全一樣的電源組成，由芯片控制電源進行負載均衡。當一個電源出現故障時，另一個電源馬上接管其工作，在更換電源后，又是兩個電源協調工作。冗余電源是為了實現服務器系統的高可用性。
• 服務器硬件-網卡：網卡為服務器的必備設備，為其在網絡上的其他計算機提供通信，一般在其主板上集成網卡。

存儲網絡

存儲網絡分三大類：

  1.DAS-----直接連接存儲(Direct Attached Storage)
  
  2. NAS-----網絡連接存儲(Network Attached Storage)
  
  3. SAN-----存儲區域網絡(Storage Area Networks)

一. DAS:直接連接存儲，存儲設備與主機緊密相連

• 管理成本較低，實施簡單。
• 存儲時直接依附在服務器上，因此存儲共享受到限制。
• CPU必須同時完成磁盤存取和應用運行的雙重任務，所以不于CPU的指令周期的優化，增加系統負擔。

二. 通過局域網在多個文件服務器之間實現了互聯，基于文件的協議（ NFS、SMB/CIFS ），實現文件共享。

• 集中管理數據，從而釋放帶寬、提高性能
• 可提供跨平臺文件共享功能
• 可靠性較差，適用于局域網或較小的網絡

三. 存儲區域網絡(Storage Area Networks，SAN) 利用高速的光纖網絡鏈接服務器與存儲設備，基于SCSI，IP，ATM等 多種高級協議，實現存儲共享。

• 服務器跟儲存裝置兩者各司其職
• 利用光纖信道來傳輸數據﹐以達到一個服務器與儲存裝置之間多對多的高效能、高穩定度的存儲環境
• 實施復雜，管理成本高

四. 三種網絡的形態對比： 

操作系統

1. OS：: Operating System，通用目的的軟件程序。
2.  

• 硬件驅動
• 進程管理
• 內存管理
• 網絡管理
• 安全管理
• 文件管理

2. OS 分類

• 服務器OS：RHEL, CentOS,Windows Server,AIX
• 桌面OS：Windows 10,Windows 7,Mac OS，Fedora
• 移動設備OS：Andriod,IOS,YunOS