计算机系统与Linux基础-优快云博客

linux相关

　计算机基础

　　计算机系统

计算机系统由硬件(Hardware)系统和软件(Software)系统两大部分组成

　　发展历史

第一代计算机(1946-1957) 电子管时代
第二代计算机(1958-1964) 晶体管时代
第三代计算机(1965-1970) 集成电路时代
第四代计算机(1971以后) 大规模集成电路时代

1946年,世界上第一台计算机ENIAC(electronic numerical integrator and calculator)在美国宾州大学诞生，是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的。使用了17468只电子管，占地170平方米,重达30吨，耗电174千瓦，耗资40多万美元。每秒可进行5000次加法或减法运算

　　世界第一台计算器

　　计算机硬件组成

冯·诺依曼体系结构： 1946年数学家冯·诺依曼于提出，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

　　划分

　　按规模划分

巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代科学计算中。巨型机的运算速度可达每秒百万亿次以上， “天河一号”为我国首台千万亿次超级计算机
大型计算机：具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空间。往往用于科学计算、数据处理或作为网络服务器使用，如：IBM z13 mainframe
小型计算机：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面
微型计算机：中央处理器（CPU）采用微处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大众化的信息处理

　　服务器

服务器Server是计算机的一种，是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，服务器在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机及昂贵的专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发布及数据管理等服务
服务器按应用功能可分为： Web服务器、数据库服务器、文件服务器、中间件应用服务器、日志服务器、监控服务器、程序版本控制服务器、虚拟机服务器、邮件服务器、打印服务器、域控制服务器、多媒体服务器、通讯服务器、ERP服务器等
服务器按外形分类：塔式服务器、刀片式服务器、机架式服务器

　　塔式Tower服务器

早期的服务器形式
外形以及结构和平时使用的立式PC差不多
机箱空间大，主板扩展性较强，插槽较多
预留了足够的内部空间，以便日后进行硬盘和电源的冗余扩展，设计一般都考虑降噪
目前较少使用

　　刀片式Blade服务器

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
更高的密度，集中管理，高性能，灵活扩展，按需配置
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

　　机架式Rack服务器

按照统一标准设计，配合机柜统一使用
便于统计管理，高密度，节省空间
机架服务器的宽度为19英寸（48.26cm），高度以U为单位，如42U
1U=1.75英寸=44.45毫米，通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U几种标准的服务器。机柜的尺寸也是采用通用的工业标准
现阶段销售数量最多的服务器
机箱尺寸比较小巧
在机柜中可以同时放置多台服务器

　　服务器硬件组成

　　服务器硬件-CPU

CPU是Central Processing Unit的缩写，即中央处理器。由控制器和运算器构成，是整个计算机系统中最重要的部分
服务器CPU公司
- Intel
  - Xeon 至强
  - Itanium 安腾
- AMD
  - Althlon MP
- IBM
  - Power

　　服务器分类

按照CPU体系架构来区分，服务器主要分为两类：

非x86服务器：使用RISC（精简指令集）或EPIC（并行指令代码）处理器，并且主要采用UNIX和其它专用操作系统的服务器，指令系统相对简单，它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令，CPU主要有Compaq的Alpha、HP的PA-RISC、IBM的Power PC、MIPS的MIPS和SUN的Sparc、Intel研发的EPIC安腾处理器等。这种服务器价格昂贵，体系封闭，但是稳定性好，性能强，主要用在金融、电信等大型企业的核心系统
x86服务器：又称CISC（复杂指令集）架构服务器，即通常所讲的PC服务器，它是基于PC机体系结构，使用Intel或其它兼容x86指令集的处理器芯片的服务器。目前主要为intel的Xeon E3，E5，E7系列，价格相对便宜、兼容性好、稳定性较差、安全性不算太高

　　服务器硬件---主板

主板mainboard、系统板systemboard或母板motherboard，安装在机箱内，是计算机最基本的也是最重要的部件之一
主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件

　　服务器硬件---内存

内存是介于CPU 和外部存储之间，是CPU 对外部存储中程序与数据进行高速运算时存放程序指令、数据和中间结果的临时场所，它的物理实质就是一组具备数据输入输出和数据存储功能的高速集成电路
内存是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成。内存的特点是存取速度快
计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大
外存：硬盘，U盘，软盘，光盘
内存和外存的区别：
- 内存断电后数据丢失
- 外存断电后数据可以保存

　　服务器硬件---硬盘

机械硬盘结构：

存储介质（Media）——盘片盘片的基板是金属或玻璃材质制成，为达到高密度高稳定的质量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵
读写头（Read Write Head）——磁头磁头是硬盘读取数据的关键部件，它的主要作用就是将存储在硬盘盘片上的磁信息转化为电信号向外传输
马达（ Spindle Motor & Voice Coil Motor ）马达上装有一至多片盘片，以7200，10000，15000 RPM等定速旋转，为保持其平衡不可抖动，所以其质量要求严谨，不产生高温躁音

硬盘接口类型：

IDE接口：硬盘接口规范，采用ATA技术规范
SCSI接口：应用于小型机上的高速数据传输技术
SATA接口： Serial ATA，提高传输速率，支持热插拔
SAS接口： Serial Attached SCSI，兼容SATA
目前主流的硬盘接口为SATA和SAS接口

　　服务器硬件---阵列卡

Raid卡：

用来实现RAID的建立和重建，检测和修复多位错误，错误磁盘自动检测等功能。RAID芯片使CPU的资源得以释放
阵列卡（RAID卡）的作用
- 阵列卡把若干硬盘驱动器按照一定要求组成一个整体、由阵列控制器管理的系统。
- 阵列卡用来提高磁盘子系统的性能及可靠性
- 阵列卡参数
- 支持的RAID级别(0 1 5 6 10)
- 阵列卡缓存
- 电池保护

　　服务器硬件---电源

电源和风扇

支持服务器的电力负载
支持冗余，防止电源故障
- 故障预警和防止
- 故障之前的预防性维护
- 保证服务器持续运行
电源子系统包括
- 智能电源和风扇
- 冗余电源和风扇

　　服务器硬件---显卡

服务器都在主板上集成了显卡，但是显存容量不高，一般为16M或32M GPU： Graphic Processing Unit，即“图形处理器”

　　服务器硬件---网卡

服务器都在主板上集成了网卡，传输速率为1Gbps，即千兆网卡特殊应用需要高端网卡，如光纤网卡，Infiniband网卡等，传输速率能达到10Gbps、20Gbps，即万兆网卡

　　服务器硬件---热插拔技术

热插拔技术

称为热交换技术（Hot Swap），允许在不关机的状态下更换故障热插拔设备
常见的热插拔设备：硬盘，电源，PCI设备，风扇等
热插拔硬盘技术与RAID技术配合起来，可以使服务器在不关机的状态下恢复故障硬盘上的数据，同时并不影响网络用户对数据的使用

　　服务器硬件---机柜

机架式服务器-服务器放置在机柜中通常使用的机柜是42U（约2米高）机柜（ 1U=44.45mm）外观尺寸一般为：宽600深1000高2000（mm）

　　服务器配置实例

　　操作系统

OS: Operating System，通用目的的软件程序
- 硬件驱动
- 进程管理
- 内存管理
- 网络管理
- 安全管理
- 文件管理
OS分类：
- 服务器OS：RHEL, CentOS,Windows Server,AIX
- 桌面OS：Windows 10,Windows 7,Mac OS，Fedora
- 移动设备OS：Andriod,IOS,YunOS

　　服务器三大操作系统

windows
Linux
Unix

　　UNIX历史

1965前后 Multics 贝尔实验室,麻省理工,通用电气发起
1969 Unix雏形UNICS Ken Thompson 汇编语言 B语言
1973 正式命名为Unix Dennis Ritchie C语言
1977 BSD Berkeley Software Distribution 伯克利大学
1979 System V架构版权声明 HP-UNIX IBM AIX “不对学生提供源码” 收回版权
1984年 Minix操作系统 Andrew S. Tanenbaum荷兰阿姆斯特丹自由大学计算机科学系

　　linux起源

1991年初，林纳斯·托瓦兹开始在一台386sx兼容微机上学习minix操作系统。1991年4月，林纳斯·托瓦兹开始酝酿并着手编制自己的操作系统。

1991 年4 月13 日在comp.os.minix 上发布说自己已经成功地将bash 移植到了minix 上，而且已经爱不释手、不能离开这个shell软件了。

1991年7月3日，第一个与Linux有关的消息是在comp.os.minix上发布的（当然此时还不存在Linux这个名称，当时林纳斯·托瓦兹的脑子里想的可能是FREAX，FREAX的英文含义是怪诞的、怪物、异想天开等）。

1991年的10月5日，林纳斯·托瓦兹在comp.os.minix新闻组上发布消息，正式向外宣布Linux内核的诞生（Freeminix-likekernel sources for 386-AT）。

　　linux内核

linux的内核版本由三部分组成

主版本号
次版本号
末版本号

系统的版本号组成

主版本号
次版本号
末版本号
打包版本号（第多少次打包）
厂商版本

　　linux发型版本

　　开源协议

GPLv2, GPLv3, LGPL(lesser) :通用公共许可 copyleft
Apache: apache
BSD: bsd
Mozilla
MIT
。。。

　　Linux哲学思想

一切都是一个文件（包括硬件）
小型，单一用途的程序
链接程序，共同完成复杂的任务
避免令人困惑的用户界面
配置数据存储在文本中

　　获取发行版

https://wiki.centos.org/Download

http://mirrors.aliyun.com

http://mirrors.sohu.com

http://mirrors.163.com

　　安装centos

直接在机器上安装一个系统
双系统
通过虚拟软件在windows上安装linux

　　虚拟软件：通过软件来模拟生成硬件信息

vmvare
virtualbox
mac

　　安装系统需知

第一次可以安装桌面版本
可以设置简单的密码（但是要说明密码的复杂程度）
- 　　密码要求：
  - 12位及其以上
  - 必须包含大写字母，小写字母，数字，特殊字符
  - 3个月或者半年更换一次
  　　弱口令
第一次安装需要选择稍后安装系统
介绍32位和64位的区别
- 32位的操作系统，最多支持4G的内存，实际内存为3.25G；64位系统支持4G 8G 16G 32G 64G 128G 256G内存，理论上可以无限支持，只要你主板上有足够的内存条。
- 64位的操作系统支持基于64位的处理器，而32位的系统却不能完全支持64位的处理器。
- 32位的操作系统，支持基于32位的软件，不能运行64位的软件；而64位的系统一般这两种类型的都支持，基本上与各种软件都兼容，特别是adobe公司的软件，现在的新版本的都只支持64位。

vmware-15安装过程：
1.打开安装包，下一步，接受下一步，
2.指定安装位置，选项不选，下一步
3.取消更新选中，下一步，下一步
4.安装，
5.选一个激活码（UG5J2-0ME12-M89WY-NPWXX-WQH88

GA590-86Y05-4806Y-X4PEE-ZV8E0

YA18K-0WY8P-H85DY-L4NZG-X7RAD

UA5DR-2ZD4H-089FY-6YQ5T-YPRX6

B806Y-86Y05-GA590-X4PEE-ZV8E0

ZF582-0NW5N-H8D2P-0XZEE-Z22VA），安装结束许可证填入，以后不可更新，永久pro
6.打开桌面的vmware图标
7.创建虚拟机，选自定义，下一步，下一步
8.选第三项，稍后安装操作系统，下一步
9.选择linux，系统版本CentOS 7 64位，下一步
10.虚拟机名称位置，默认也行，下一步
11.处理器2，1，生成2，下一步
12.内存，2048，最少1024，下一步
13.第二项，NAT，（桥接：会跟你的windows机器获取同一个网段的ip地址

                                    net：不会跟windows机器获取同一个网段的ip地址）

网络地址转换，下一步
14.硬盘io控制器，默认第二项，下一步
15.磁盘类型，SCSI默认，下一步
16.默认创建新的虚拟磁盘，下一步
17.磁盘大小，默认20G，用多少占多少，默认选择拆分多文件，下一步
18.起名，下一步，出现虚拟机信息
19.左下自定义硬件，第三项CD，
20.右侧连接使用ISO镜像，目录选中到现有镜像，打开，再关闭
21.点完成，生成虚拟机
     注意：生成后运行可能电脑虚拟设备禁用，重启F2进boss开启
22.运行虚拟机，黑窗鼠标消失，按上下使install CentOS 7 为白色，回车
23.出现安装界面，语言，建议英文，continue
24.出现界面，进入date，选时区亚洲上海，时间-8，左上done
25.SOFTWARE SELECTION 安装可视化桌面 GNOME Desktop，左上done
26.installation source ,点进去，左上done，
27.NETWORK ，又上选为on，可获取IP地址，左上done，
28.右下角Begin installation，开始安装
29.安装左侧选择passeord，输入两次系统密码，弱口令要点两次此done才能退出
30.系统安装完毕，右下reboot
31.第一项，进去最下方，勾选，左上done
32.user创建用户，name，pwd，弱密码两次done，页面最下方，下一步
33.出现身份，点击输密码，默认英文，下一步键盘，下一步，下一步
34.选项选第一个，再右上角skip跳过，开始使用centos