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管理器的主题构成,系统结构

 

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冯·诺依曼体系结构(von Neumann architecture)

系统结构: 研究的是 有吧?几位的

1.1.1 计算机定义及发展

电子数字计算机(electronic computer)是一种自动地、高速地、精确地进行信息处理的电子设备,是20世界的重大发明之一。
自1946年世界上第一台电子计算机诞生以来,计算机发展十分迅速。

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计算机的发展

 

小熊:计算机里藏着什么呢?
小燕:星辰大海。
小狸:好吃的。

冯·诺依曼体系结构是由1946年美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出的,是一种将程序(指令序列的集合)和数据存放在同一存储器的不同地址的电脑设计概念结构。

组成:研究的是怎么做 存取指令

1.1.2 冯·诺依曼计算机模型

虽然计算机的发展很迅速,然而从整齐结构上而言其仍属于冯·诺依曼计算机的发展,冯·诺依曼计算机的特征有:

  • 采用二进制数表示程序和数据;
  • 能存储程序和数据,并能自动控制程序的执行;
  • 具备运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分。

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冯·诺依曼计算机模型

第1章 学习方法及工具

现在计算机大多是冯.诺依曼计算机的组织结构,虽有些改进,但还没超出冯·诺依曼型结构。那冯·诺依曼结构是什么呢?

简介

从ENIAC到当前最先进的计算机都采用的是冯·诺依曼体系结构。所以冯·诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。

实现:研究的是 具体做的实现了

1.1.3计算机系统的构成

计算机是一个系统[[1]](https://www.jianshu.com/p/39fdb231bdac#fn1)的集合,由硬件和软件两部分构成,只有硬件的计算机只能算裸机,硬件是筋骨,软件是灵魂。计算机的构成可以概括如下:

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计算机系统的构成

  • CPU
    CPU是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
    中央处理器主要包括运算器高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。

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CPU的逻辑结构

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CPU

  • 存储器
    计算机中的存储器按用途存储器可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。

  • 软件

  • 系统软件:系统软件是指控制和协调计算机及外部设备,支持应用软件开发和运行的系统,是无需用户干预的各种程序的集合,主要功能是调度,监控和维护计算机系统;
    操作系统属于系统软件

  • 应用软件:应用软件是和系统软件相对应的,一般指用于实现某种用途或特定行业需求的软件。


  1. 系统:由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的,能够完成特定功能的有机整体。 ↩

1.1 学习方法

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1945年,冯·诺依曼提出了“存储程序”的概念,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式存储,确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法。后来,人们把利用这种概念设计的电子计算机系统统称为“冯·诺依曼型结构”计算机。

发展背景

电子计算机的问世,最重要的奠基人是英国科学家艾兰· 图灵(Alan Turing)和美籍匈牙利科学家冯· 诺依曼(John Von· Neumann)。图灵的贡献是建立了图灵机的理论模型,奠定了人工智能的基础。而冯· 诺依曼则是首先提出了计算机体系结构的设想。

1946年美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出存储程序原理,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式存储,并确定了存储程序计算机的五大组成部分和基本工作方法。

半个多世纪以来,计算机制造技术发生了巨大变化,但冯· 诺依曼体系结构仍然沿用至今,人们总是把冯· 诺依曼称为“计算机鼻祖”。

计算机的存储程序工作原理和硬件系统                

1.2 学习工具

“冯·诺依曼型结构”计算机有五大组成部分:
–运算器 控制器(CPU),存储器(内存),输入设备,输出设备。

体系结构

(1)采用存储程序方式,指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中,数据和程序在内存中是没有区别的,它们都是内存中的数据,当EIP指针指向哪 CPU就加载那段内存中的数据,如果是不正确的指令格式,CPU就会发生错误中断. 在现在CPU的保护模式中,每个内存段都有其描述符,这个描述符记录着这个内存段的访问权限(可读,可写,可执行).这就变相的指定了哪些内存中存储的是指令哪些是数据)
指令和数据都可以送到运算器进行运算,即由指令组成的程序是可以修改的。

(2)存储器是按地址访问的线性编址的一维结构,每个单元的位数是固定的。

(3)指令由操作码和地址组成。操作码指明本指令的操作类型,地址码指明操作数和地址。操作数本身无数据类型的标志,它的数据类型由操作码确定。

(4)通过执行指令直接发出控制信号控制计算机的操作。指令在存储器中按其执行顺序存放,由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址。指令计数器只有一个,一般按顺序递增,但执行顺序可按运算结果或当时的外界条件而改变。

(5)以运算器为中心,I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器。

(6)数据以二进制表示。

  冯·诺依曼结构 

1.2.1 笔记类

会使用Notepad 、有道云笔记、印象笔记、马克飞象、为知笔记、Markdown(Markdown是一种可以使用普通文本编辑器编写的标记语言,通过简单的标记语言的标记语法,他可以使普通的文本内容有一定的格式,看起来更加美观上档次)

CPU

CPU 即 Central Processing Unit (中央处理器) 相当于计算机的大脑,是计算机的运算核心和控制核心。它的内部由数百千万乃至数亿个晶体管构成,可以让计算机的各个部件顺利工作,起到协调和控制作用。

CPU 从外部看是由许多晶体管组成的电子部件,好像没什么区别。不过从功能方面来看,CPU 的内部由寄存器、控制器、运算器和时钟四个部件组成。

寄存器可用来暂时储存指令、数据等处理对象,根据种类不同,又可以分为 eax、ebp 等若干种,一个 CPU 内部又包含20~100个寄存器。

控制器将内存上的指令、数据等读入寄存器,根据指令的执行结果来控制计算机。

运算器负责运算从内存读取至寄存器的数据。

时钟负责发出 CPU 开始计时的时钟信号。

CPU 运行时,根据时钟信号,控制器从内存读取指令和数据。通过对这些指令加以解释运行,运算器则对数据进行运算,控制器再根据运算结果来控制计算机。

特点

(1)计算机处理的数据和指令一律用二进制数表示

(2)顺序执行程序计算机运行过程中,把要执行的程序和处理的数据首先存入主存储器(内存),计算机执行程序时,将自动地并按顺序从主存储器中取出指令一条一条地执行,这一概念称作顺序执行程序。

(3)计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。

  计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。美藉匈牙利科学家冯·诺依曼结构(John von                 Neumann)奠定了现代计算机的基本结构,其特点是: 

1.2.2 图像类

思维导图软件:xmind(做出的思维导图加深记忆,梳理关系逻辑)

图像处理类:Picpick

存储器

存储器是具有“记忆”功能的设备,能存取各种数据。根据与 CPU 的接近程度,存储器分为内存储器和外存储器,简称内存和外存。内存属于主机的组成部分,而外存属于外部设备,如硬盘。

内存:负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理; 缓存系统中的临时数据。需要注意的是,内存断电后数据会丢失。

硬盘:存储资料等数据的设备,其容量大,造价便宜,而且断电后数据不会丢失。


作用

冯.诺依曼体系结构是现代计算机的基础,现在大多计算机仍是冯.诺依曼计算机的组织结构,只是作了一些改进而已,并没有从根本上突破冯体系结构的束缚。冯.诺依曼也因此被人们称为“计算机之父”。然而由于传统冯.诺依曼计算机体系结构天然所具有的局限性,从根本上限制了计算机的发展。

根据冯·诺依曼体系结构构成的计算机,必须具有如下功能:把需要的程序和数据送至计算机中。必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。能够根据需要控制程序走向,并能根据指令控制机器的各部件协调操作。能够按照要求将处理结果输出给用户。

将指令和数据同时存放在存储器中,是冯·诺依曼计算机方案的特点之一 计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成 冯·诺依曼提出的计算机体系结构,奠定了现代计算机的结构理念。

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冯·诺依曼体系结构

  1)使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。 

1.2.3 博客

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计算机里 CPU 与内存、硬盘是怎样的关系?

让我们来看一个例子,编写一个程序,将 123 和 456 两个数值相加,并将结果输出到显示器上。

int a;
a = 123   456;
printf("%d",a);

当我们运行程序的时候,CPU 取指令,之后 CPU 告诉硬盘,我要运行你存储的程序A,你把程序A送到内存去。CPU 对内存说,我让硬盘把程序A送到你这里来了,你保存一下。 等程序A被完整的送到内存之后。CPU 就开始执行程序A。

过程就像上面说的,我们举一个接近我们生活的例子。

如果说把硬盘看作一个大仓库,CPU 是加工车间,那么内存就是一个临时仓库。从距离上来说, 相比内存到 CPU 的距离和硬盘到内存的距离,内存和 CPU 的距离更短。所以先将常用的材料放在临时仓库,即用即取。如果需要的材料在临时仓库没找到,就向大仓库抽调,将材料从大仓库移到临时仓库去,之后才将材料从临时仓库送到加工车间加工。这个过程中,材料会存放在临时仓库一段时间,以防再次抽调,节约时间和资源。

让我们再深入一点,看看 CPU 是如何统筹控制的。

依上言,存储指令和数据的内存是通过地址来划分的。CPU 的核心是一个被称作程序计数器(PC)的字大小的储存器。在任何一个时间点上,PC 都指向内存种的某条指令。一个指令和数据通常被储存在多个地址上,但为了方便说明,下图将指令、数据分配在一个地址种。

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地址 0100 是程序开始的地方。计算机将程序从硬盘读入内存,计数器定位程序至地址 0100。CPU 每执行一个指令,程序计数器的值就会自动加1。之后,CPU 的控制器依值读取执行命令。

从计算机通电开始,CPU 一直在不知疲倦地重复执行相同的操作:从 PC 指向的存储器读指令,分析解释指令中的操作码和操作数,执行指令指示的操作,然后更新程序计数器,使之指向下一条指令,重复操作。


参考资料

百度百科

冯诺依曼体系结构

  2)存储单元是定长的线性组织。 

第2章 计算机硬件与组成原理基础

计算机各部件又是怎么连接起来的?

贯穿整个系统的是一组电子管道,称作总线。它负责在各个部件间传递信息。I/O (输入/输出)设备则是系统与外界沟通的通道。如我们常见的输入设备是鼠标、键盘,输出设备则是显示器。每个 I/O 设备都是通过一个控制器或适配器和 I/O 总线连接起来的。

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首先,CPU 执行程序指令,等待我们输入数据。当我们在键盘键入字符串,如“hello world”,程序逐一读取字符到寄存器,再把它存放在主存储器中。

当我们敲下回车键时,程序知晓输入结束。然后系统执行一系列指令,这些指令将数据从磁盘拷贝到内存,从而执行指令。数据最终将被输出至显示屏,打印出“hello world”。

至此,计算机主要部件功能及联系介绍完毕。有些不全面的地方,下次分部件深入介绍内部结构。

  3)存储空间的单元是直接寻址的。 

2.1 计算机硬件的组成

  4)使用低级机器语言,指令通过操作码来完成简单的操作。 

2.1.1 理论

  5)对计算进行集中的顺序控制。 

2.1.1.1  图灵机理论

 

 

图灵机,又称图灵计算、图灵计算机,是由数学家艾伦·麦席森·图灵(1912~1954)提出的一种抽象计算模型,即将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象,由一个虚拟的机器替代人们进行数学运算。

所谓的图灵机就是指一个抽象的机器,它有一条无限长的纸带,纸带分成了一个一个的小方格,每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态,还有一些固定的程序。在每个时刻,机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息,然后结合自己的内部状态查找程序表,根据程序输出信息到纸带方格上,并转换自己的内部状态,然后进行移动。

 

  6)计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。             

2.1.1.2  冯·诺依曼体系

 

 

美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出存储程序原理,把程序本身当作数据来对待,程序和该程序处理的数据用同样的方式储存。 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼理论的要点是:计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构。

 

 

   7)彩二进制形式表示数据和指令。 

2.1.2 计算机硬件的组成

计算机硬件一般有控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。

  8)在执行程序和处理数据时必须将程序和数据道德从外存储器装入主存储器中,然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。              

2.1.2.1  控制器

A、计算机控制器是计算机的神经中枢,指挥全机中各个部件自动协调工作。在控制器的控制下,计算机能够自动按照程序设定的步骤进行一系列操作,以完成特定任务。

 

B、控制器内部的主要部件如下:

①管理器的主题构成,系统结构。指令寄存器:存放由存储器取得的指令。

②译码器:将指令中的操作码翻译成控制信号。

③时序节拍发生器:产生时序脉冲节拍信号,使计算机有节奏、有次序地工作。

④操作控制部件:将控制信号组合起来,控制各个部件完成相应的操作。

⑤指令计数器:计算并指出下一条指令的地址。

 

   这就是存储程序概念的基本原理。 

2.1.2.2  运算器

主要指CPU(中央处理器)是计算机中执行各种算术运算操作的零部件。运算器的基本操作包括加减乘除四则运算,与或非等逻辑操作,以及位移、比较和传送等操作,亦算数逻辑部件。

  计算机指令 

2.1.2.3  存储器

 

计算机中的存储器一般包括硬盘,ROM(只读存储器)、RAM包括内存条、CMOS(断电后会丢失所有数据)

 

  计算机根据人们预定的安排,自动地进行数据的快速计算和加工处理。人们预定的安排是通过一连串指令(操作者的命令)来表达的,这个指令序列就称为程序。一个指令规定计算机执行一个基本操作。一个程序规定计算机完成一个完整的任务。一种计算机所能识别的一组不同指令的集合,管为该种计算机的指令集合或指令系统。在微机的指令系统中,主要使用了单地址和二地址指令。其中,第1个字节是操作码,规定计算机要执行的基本操作,第2个字节是操作数。计算机指令包括以下类型:数据处理指令(加、减、乘、除等)、数据传送指令、程序控制指令、状态管理指令。整个内存被分成若干个存储单元,每个存储单元一般可存放8位二进制数(字节编址)。每个在位单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地存取该单元内存储的内容,每个单元都给出了一个唯一的编号来标识,即地址。             

2.1.2.4  输入设备

 

计算机中输入设备是从用户从外界输入需要处理的数据,一般包括有键盘、鼠标、光驱、麦克风等等输入设备:向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。管理器的主题构成,系统结构。键盘,鼠标,摄像头,扫描仪,光笔,手写输入板,游戏杆,语音输入装置等都属于输入设备。输入设备(InputDevice)是人或外部与计算机进行交互的一种装置,用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据,既可以是数值型的数据,也可以是各种非数值型的数据,如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中,进行存储、处理和输出。

 

   计算机的工作原理

2.1.2.5  输出设备

 

输出设备(Output Device)是计算机硬件系统的终端设备,用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等

 

   按照冯·诺依曼存储程序的原理,计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中,在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令,然后再取出下一条指令并执行,如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程,最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。计算机工作过程中所要涉及的计算机硬件部件有内存储器、指令寄存器、指令译码器、计算器、控制器、运算器和输入/输出设备等,在以后的内容中将会着重介绍。               

2.1.3 服务器和运维

 

   (一)计算机硬件系统

2.1.3.1  运维规则

 

运维人员的核心职责

A、数据的不能丢

B、可靠性(7*24小时正常运行)

C、提升用户体验à访问快

 

   硬件通常是指构成计算机的设备实体。一台计算机的硬件系统应由五个基本部分组成:运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作,当计算机在接受指令后,由控制器指挥,将数据众输入设备传送到存储器存放,再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器,由运算器进行处理,处理后的结果由输出设备输出。               

2.1.3.2  服务器分类

 

A、 机架式服务器

 

机架式服务器的外形看来不像计算机,而像交换机,有1U(1U=1.75英寸)、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。

B、 刀片式

 

刀片服务器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,是一种实现HAHD(High Availability High Density,高可用高密度)的低成本服务器平台,为特殊应用行业和高密度计算环境专门设计。刀片服务器就像“刀片”一样,每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。

C、 塔式

 

塔式服务器(Tower Server)应该是见得最多也最容易理解的一种服务器结构类型,因为它的外形以及结构都跟立式PC差不多,当然,由于服务器的主板扩展性较强、插槽也多出一堆,所以个头比普通主板大一些,因此塔式服务器的主机机箱也比标准的ATX机箱要大,一般都会预留足够的内部空间以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展。

   中央处理器

2.1.3.3  服务器的品牌

详细信息:

 

Dell(大多数公司采用Dell服务器)

HP

华为

IBM(百度)

联想

   CPU(central processing unit)意为中央处理单元,又称中央处理器。CPU由控制器、运算器和寄存器组成,通常集中在一块芯片上,是计算机系统的核心设备。计算机以CPU为中心,输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。               

2.1.3.4  服务器硬件

 

机箱:硬件的骨架

电源:就像人的心脏(AB双路电源,保证服务器持续运行)

CPU:

Intel:主要用Intel至强系列的CPU

AMD:采用的相对比较少

CPU风扇:降低CPU的温度使CPU正常运行

硬盘:

机械硬盘:

SATA:串口、自用、容量大、价格便宜、但速度比较慢

SAS:串口、线上环境主选SAS,结合了SATA和SCSI的优点

IED:并行、已经淘汰

SCSI:并行、已经淘汰

固态硬盘SSD:高并发、数据量小、选择SSD、价格较贵

光纤接口:FC Fibre Channel

 

内存:作用解决CPU和硬盘之间速度差距较大的问题

缓存:

Buffer:缓冲区 数据写入到内存的buffer区域  写buffer

Cacha:缓冲区 从内存中的cache区中进行读取 读cache

   控制器

2.1.4 Raid(阵列卡)

磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID),有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意

 

详见:

 

   控制器是对输入的指令进行分析,并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。计算机的工作方式是执行程序,程序就是为完成某一任务所编制的特定指令序列,各种指令操作按一定的时间关系有序安排,控制器产生各种最基本的不可再分的微操作的命令信号,即微命令,以指挥整个计算机有条不紊地工作。当计算机执行程序时,控制器首先从指令指针寄存器中取得指令的地址,并将下一条指令的地址存入指令寄存器中,然后从存储器中取出指令,由指令译码器对指令进行译码后产生控制信号,用以驱动相应的硬件完成指纹操作。简言之,控制器就是协调指挥计算机各部件工作的元件,它的基本任务就是根据种类指纹的需要综合有关的逻辑条件与时间条件产生相应的微命令。               

2.1.5 远程管理卡

A、 提供一个独立的网络接口

B、 远程控制安装操作系统,可以投递自己电脑上的ISO文件到服务器上面

C、 电源控制功能  开机 重启 关机

D、 检查服务器硬件状态  监控电池 CPU 内存 磁盘等设备的工作状态

E、 Dell远程控制卡的配置:

   运算器

2.1.6 计算机的计数制

A、 十进制:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

B、 二进制:0 1

C、 八进制:0 1 2 3 4 5 6 7

D、 十六进制:1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

进制转换详见:

   运算器又称积极态度逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算,比如:加、减、乘、除等。逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算,比如:与、或、非、比较、移位等。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的,根据指令规定的寻址方式,运算器从存储或寄存器中取得操作数,进行计算后,送回到指令所指定的寄存器中。运算器的核心部件是加法器和若干个寄存器,加法器用于运算,寄存器用于存储参加运算的各种数据以及运算后的结果。               

2.1.7 计算机中数据的表示

比特:bit(计算机中最小的单位)

字节:byte(B)

进制转换:8bit=1byte  1024byte(B)=1kb   1024kb=1mb  1024mb=1gb  1024gb=1tb  1024tb=1eb 1024eb =1pb   1024pb=1zb

市面上卖的硬盘是按1000进制算的  500G硬盘=500*1000MB*1000KB

   (二)存储器

2.2 综合案例

企业案例1:提升用户体验的网站解决方案

门户(大网站 )极端案例:大并发写入案例(抢红包、微博)

高并发、大数据量”写”数据:会把数据先写到内存,积累一定的量后,然后再定时或者定量的写到磁盘(j减轻磁盘的压力,减少磁盘IO Input/Output 磁盘的输入/输出 磁盘读写),最终还是会把数据加载到内存中再对外提供访问。

 

企业案例2:中小企业案例

对于并发不是很大、数据也不是特别大的网站,读多写少的业务,会先把数据写入到磁盘,然后再通过程序把写到磁盘的数据读入到内存里,再对外通过读内存提供访问服务。

   存储器分为内存储器(简称内存或主存)、外存储器(简称外存或辅存)。外存储器一般也可作为输入/输出设备。计算机把要执行的程序和数据存入内存中,内存一般由半导体器构成。半导体存储器可分为三大类:随机存储器、只读存储器、特殊存储器。               

   RAM

   RAM是随机存取存储器(Random Access Memory),其特点是可以读写,存取任一单元所需的时间相同,通电是存储器内的内容可以保持,断电后,存储的内容立即消失。RAM可分为动态(Dynamic                 RAM)和静态(Static RAM)两大类。所谓动态随机存储器DRAM是用MOS电路和电容来作存储元件的。由于电容会放电,所以需要定时充电以维持存储内容的正确,例如互隔2ms刷新一次,因此称这为动态存储器。所谓静态随机存储器SRAM是用双极型电路或MOS电路的触发器来作存储元件的,它没有电容放电造成的刷新问题。只要有电源正常供电,触发器就能稳定地存储数据。DRAM的特点是集成密度高,主要用于大容量存储器。SRAM的特点是存取速度快,主要用于调整缓冲存储器。               

   ROM

   ROM是只读存储器(Read Only Memory),它只能读出原有的内容,不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是由厂家一次性写放的,并永久保存下来。ROM可分为可编程(Programmable)ROM、可擦除可编程(Erasable                 Programmable)ROM、电擦除可编程(Electrically Erasable Programmable)ROM。如,EPROM存储的内容可以通过紫外光照射来擦除,这使它的内可以反复更改。               

   特殊固态存储器

   包括电荷耦合存储器、磁泡存储器、电子束存储器等,它们多用于特殊领域内的信息存储。

   此外,描述内、外存储容量的常用单位有:

   ①位/比特(bit):这是内存中最小的单位,二进制数序列中的一个0或一个1就是一比比特,在电脑中,一个比特对应着一个晶体管。               

   ②字节(B、Byte):是计算机中最常用、最基本的存在单位。一个字节等于8个比特,即1                 Byte=8bit。

   ③千字节(KB、Kilo Byte):电脑的内存容量都很大,一般都是以千字节作单位来表示。1KB=1024Byte。               

   ④兆字节(MB Mega Byte):90年代流行微机的硬盘和内存等一般都是以兆字节(MB)为单位。1                 MB=1024KB。

   ⑤吉字节(GB、Giga Byte):目前市场流行的微机的硬盘已经达到4.3GB、6.4GB、8.1GB、12G、13GB等规格。1GB=1024MB。               

   ⑥太字节(TB、Tera byte):1TB=1024GB。

   (三)输入/输出设备

   输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序,并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。               

   输出设备用于将存入在内存中的由计算机处理的结果转变为人们能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。               

   (四)总线

   总线是一组为系统部件之间数据传送的公用信号线。具有汇集与分配数据信号、选择发送信号的部件与接收信号的部件、总线控制权的建立与转移等功能。典型的微机计算机系统的结构如图2-3所示,通常多采用单总线结构,一般按信号类型将总线分为三组,其中AB(Address                 Bus)为地址总线;DB(Data Bus)为数据总线;CB(Control Bus)控制总线。

   (五)微型计算机主要技术指标

   ①CPU类型:是指微机系统所采用的CPU芯片型号,它决定了微机系统的档次。

   ②字长:是指CPU一次最多可同时传送和处理的二进制位数,安长直接影响到计算机的功能、用途和应用范围。如Pentium是64位字长的微处理器,即数据位数是64位,而它的寻址位数是32位。               

   ③时钟频率和机器周期:时钟频率又称主频,它是指CPU内部晶振的频率,常用单位为兆(MHz),它反映了CPU的基本工作节拍。一个机器周期由若干个时钟周期组成,在机器语言中,使用执行一条指令所需要的机器周期数来说明指令执行的速度。一般使用CPU类型和时钟频率来说明计算机的档次。如Pentium                 III 500等。

   ④运算速度:是指计算机每秒能执行的指令数。单位有MIPS(每秒百万条指令)、MFLOPS(秒百万条浮点指令)               

   ⑤存取速度:是指存储器完成一次读取或写存操作所需的时间,称为存储器的存取时间或访问时间。而边连续两次或写所需要的最短时间,称为存储周期。对于半导体存储器来说,存取周期大约为几十到几百毫秒之间。它的快慢会影响到计算机的速度。               

   ⑥内、外存储器容量:是指内存存储容量,即内容储存器能够存储信息的字节数。外储器是可将程序和数据永久保存的存储介质,可以说其容量是无限的。如硬盘、软盘已是微机系统中不可缺少的外部设备。迄今为止,所有的计算机系统都是基于冯·诺依曼存储程序的原理。内、外存容量越大,所能运行的软件功能就越丰富。CPU的高速度和外存储器的低速度是微机系统工作过程中的主要瓶颈现象,不过由于硬盘的存取速度不断提高,目前这种现象已有所改善。(俭文)

 

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