day12计算机硬件组成

Posted 2021-06-11 橘子皮卡丘

今日内容

计算机硬件组成

• 计算机五大组成部分

  1.控制器
  2.运算器
  3.存储器
  4.输入设备
  5.输出设备
  
  硬件系统：
      主机
      外部设备
  主机：                  
      中央处理器
      内存
  中央处理器：
      运算器
      控制器
      寄存器
  内存：
      随机存储器RAM
      只读存储器ROM
  输入设备：
      键盘
      鼠标
      光笔
      扫描仪
  输出设备：
      显示器
      打印机
      绘图仪
  外部存储器：
      磁带
      磁盘
      光盘
  通讯设备：
      网卡
      调制解调器
  

• cup(中央处理器)

  1.相当于人类的大脑，负责计算机的运算和控制，是服务器型性能效率的最核心部件。（常见品牌：Intel,AMD）
  2.双CPU时，只能同时装同一型号的
  3.一般的企业里的服务器，CPU个(颗）数2-4颗，单个(颗)CPU是四核。内存总量一般是16-256G(32G,64G)。
  4.做虚拟化的宿主机（eg:安装vmware(虚拟化软件）的主机)，CPU颗数4-8颗，内存总量一般是48-128G，6-10个虚拟机。   5.
  2核4线程=》真2核假4核
  物理上的双核，通过超线程技术，使每个物理核心模拟出一个虚拟核心出来，这样可以同时处理多个任务。但实际上它还是双核，但是性能比双核要强，相当于假4核，低于真正的物理四核心处理器。               
  4核=》真4核 
  就是在一块CPU芯片上集成4个CPU核心。现在的l3就是2核心4线程，l5是4核心8线程，酷睿2双核是单纯的双核，酷睿2四核就是单纯的四核。另外由于上下两代产品的框架不同，必然造成性能的巨大差异，所以现在同档次，Il3要比酷睿2双核强，l5，I7要比酷睿2四核强~~~                  
  

• 存储器

  内存：内存条相当于人脑的记忆功能,只能临时存放数据
  #1、内存里存放的都是电信号，断电数据则丢失，相当于人脑失去记忆
  # 2、cpu是从内存中取出指令来运行的，运行指令产生的数据也会放入内存中，所以内存又称之为主存,因为程序运行过程中产生的数据都是先存放于内存中
  
  buffer与cache
  虚拟内存swap
  
  硬盘：硬盘相当于人的本子，可以永久保存数据
  #1、磁盘里存放的是磁信号，固态硬盘里存放的电子，断电数据都不会丢失，相当于人把事物记录到本子上，肯定不会忘记了
  # 2、程序运行过程中产生的数据一定是先存放于内存中的，若想永久保存，必须由内存刷如硬盘
  ps∶硬盘上也有缓存芯片
  
  硬盘支架：常用的磁盘（硬盘〉都是3.5英寸的(sas,sata, pai-e,nvme)，固态硬盘有2.5英寸的，所以需要购买3.5转2.5的硬盘支架
  
  硬盘接口：毫无疑问，硬盘终究是要链接到计算机上，如果把硬盘比喻一个盛水的瓶子，那么无论硬盘本身容量多大、速度多快，最终流水的速度都会卡在瓶口上，这个瓶口就是硬盘的接口，也就是说决定硬盘读写速度不仅仅是硬盘本身，还有硬盘的接口，硬盘接口有例如：
      IDE
      SATA
      SCSl
      SAS
  
  硬盘与接口的组合
  硬盘及接口性能：
      硬盘:SsD(固态)>机械硬盘
      硬盘接口:SAS > SATA
  硬盘与接口的组合玩法：
      ssD硬盘+sAs接口=》土豪玩法
      SSD硬盘+SATA接口=》对速度要求比较高场景下的常规组合
      机械硬盘+sAs接口=》对速度没有特殊要求场景下的常规组合
      机械硬盘+sATA接口=》穷人套餐，对速度要求较低，通常用于企业内部应用
  
  
  raid技术：RAID技术的本质就是对硬盘做集群，将多块合并成为一块虚拟的大盘，可以带来好处
      容量的增大
      读写速度提升3、防止单点故障
  RAID有多种整合方式,常见的有
      raid0
      raid1
      raid5
      Raid10
  
  存储容量
  容量单位
  1DB=1024NB;// DB( DoggaByte)
  1NB=1024BB，// NB(NonaByte)
  1BB=1024YB; // BB (BrontoByte)
  1YB=1024zB;  // 尧字节(YB， YottaByte)
  1ZB=1024EB;  // 泽字节(ZB，ZettaByte)
  1EB=1024PB;  // 艾字节(EB，ExaByte)
  1PB=1024TB;  // 拍字节(PB，PetaByte)
  1TB=1024GB; // 太字节(TB，TeraByte)
  1GB=1024MB;  // 吉字节(GB，Gigabyte)
  1MB=1024KB;  // 兆字节(MB，MegaByte)
  1KB=1024B; // 千字节(KB，KiloByte)
  1B=8bit; // 字节(B，Byte)
  市面上卖硬盘的都是按1000计算，号称500G硬盘=500*1000B*1000KB*1000MB
  
  
  
  

• 主板

  1.主板介绍
  所有的硬件设备及期接口都会被集成在一块电路板上，这块板子称之为主板
  主板和CPU都是电脑中最关键的部件。
  所有的板卡必须通过主板发挥作用，主板性能和质量的好坏直接影响到整个系统。·电脑主板按不同的架构标准和各种不同的主要部件、接口组合而成。
  不同计算机厂商主板略有不同，下面我们来看三幅图主板，简单了解─下即可
  
  2.主板芯片组
  主板芯片组是主板上最重要的部件，主板的功能主要取决于芯片组。芯片组负责管理CPU和内存、各种总线扩展以及外设的支持。
  
  3.Bios芯片
  BlOS (basic input output system )芯片(CMOS芯片)∶负责主板通电后各部件自检，设置，保存，一切正常后才能启动操作系统。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。
  常见的三种BIOS: Award、AMI、Phoenix
      
  4. PCI槽
  PCI-Ex16插槽常用于插显卡,PCI-E X16插槽可以插所有PCI-E接口的显卡。
  PCI扩展槽可以插
  
  
  

• 机箱

  主机内部一般是由：主板、CPU、内存、硬盘、显卡、电源、光驱这些配件组成的。
  

• 主板电源

  1、服务器双电源模块
  
  2、电源模块的连接线接到不同的插件板上
  
  3、UPS(不间断电源):UPS全名为Uninterruptable Power System(或Uninterruptable PowerSupply)，相当于一个蓄电池，相当于服务器的电池，就好比为我们的台式机配备了像笔记本电脑一样的电池，可以在突然断电的情况下，为电话供电一段时间，至于可能供电多久，具体得看ups的功率，在市电停掉的情况下，一般个人pc的ups可以成5到20分钟，服务器ups可以撑到几个小时，期间可以为运维人员腾出时间来解决电的问题。
      
  4、生产中一般单个服务器核心业务最好使用双电源AB线路（由IDC机房提供双路电源，双路电源接到不同的市电电源)。如果集群（一堆机器做―件事)的情况可以不用双电源。
  
  5、点背的话，双路电源全停，ups为服务器续命，续到一定时间ups也快没电了，咋整?通常机房会有小型柴油发电机来应急，一般机房会和附近的加油站签订紧急供油协议。
  
  

• 风扇组

  功能:为CPU降温
  作用:如果一开机CPU的温度就很高，时间长了搞不好就是一屡黑烟。然后你上千大元的CPU就完了，所以，选一个好的风扇是十分重要的。
  
  

• 服务器分类

  按照尺寸:
  1U服务器(U表示服务器的厚度) 1U=1.75英寸=4.445CM=4.45CM
  4U服务器(U表示服务器的厚度)
  
  按照外形分类:
  (1)机架式服务器
  机架式服务器的外形看来不像计算机，而像"抽屉"，有1U(1U=1.75英寸=44.45毫米)、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。
  (2)刀片式服务器
  所谓刀片服务器(准确的说应叫做刀片式服务器)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，实现高可用和高密度。每一块"刀片"实际上就是一块系统主板。它们可以通过"板载"硬盘启动自己的操作系统，如Windows NT/2000、Linux等，类似于一个个独立的服务器，在这种模式下，每一块母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联，因此相较于机架式服务器和机柜式服务器，单片母板的性能较低。不过，管理员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。在集群中插入新的"刀片"，就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。
  
  

• 服务器品牌

  常见品牌有
  dell(性价比高)
  IBM(高端,比较贵)
  

• 机柜

• 远程管理卡

  IDRAC远程控制卡作用有二
   1、开关服务器
   2、查看服务器开关的过程等信息。
  
  详细的介绍如下︰
  1、iDRAC卡相当于是附加在服务器上的一台独立运行的小型pc，通过与服务器主板上的管理芯片BMC进行通信，监控与管理服务器的硬件状态信息。它拥有自己的系统和IP地址，与服务器上的OS无关，是服务器管理员进行远程访问和管理的便利工具。
  
  2、iDRAC分为Express和Enterprise两种版本，iDRAC Express默认是用服务器1号网口来连接，iDRAC Enterprise默认使用专用网口连接。专用网口的位置可参考下图所示（不同机型存在差异)。R630,R730,R830,R930 默认均使用专用网口进行连接。
  3、远程管理卡有服务器自带的，也有独立的。
  
  服务器自带的远程管理卡，可以关机、开机，但是看不到开关的显示过程。所以，最好选择独立的远程管理卡，大概200块钱。有了远程管理卡就可以快速恢复服务。此外，大客户有KVM远程管理，特大客户会有自己的人员驻扎机房。
  
  

• 服务器采购清单

• 计算机体系结构与优化

  1、三大核心硬件
  与运行程序有关的三大核心硬件为
      cpu
      内存
      硬盘
  程序的运行与三大核心硬件的关系
      程序最先存放与硬盘中，程序的运行会先把程序相关内容从硬盘读入内存-》称之为程序的加载或启动
      然cpu从内存中读取指令来运行-》称之为程序的运行过程
  所以，
      若想加快程序的启动速度，应该换一块好硬盘+接口若想能同时运行的程序数比较多，应该加内存
  
  2、三层结构
      应用程序
      操作系统
      计算机硬件 (cpu、内存、硬盘)
  
  3、优化思想
      硬件优化-》缓存、集群
      操作系统内核优化
      应用程序优化
      网络优化
  
  4、buffer与cache
  大家都说linux系统效率高，到底高在哪里呢?其中一个方面就是buffer与cache的设计
  linux系统觉得我们日常内存都不会用满，所以它自作主张，会从free内存中借走一部分内存这些借走的内存一部分用作buffer、一部分用作cache
  buffer称之为缓冲区: linux系统会将要写入硬的数据先缓冲到buffer，然后一次性刷入硬盘，以此减少io次数
  cache称之为高速缓存:linux系统会将硬盘读入内存的数据缓存到cache里，下次读的时候直接从cache取即可
  cache空间可以随便清理，而buffer空间在清理之前最好先执行刷新命令
  
  5、企业案例
  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（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。
  特点:
  a.优点:写数据到内存，性能高速度快(微博，微信，SNS，秒杀)。
  b.缺点:可能会丢失一部分在内存中还没有来得及存入磁盘的数据。
      
  解决数据不丢的方法:
  a.服务器主板上安装蓄电池，在断电瞬间把内存数据回写到磁盘。
  b.UPS (一组蓄电池)不间断供电（持续供电10分钟，IDC数据中心机房-UPS1小时)。
  UPS (Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply) ，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。
  c.选双路电的机房，使用双电源、分别接不同路的电，服务器要放到不同的机柜、地区。d.柴油发电机+油罐，一般机房会和附近的加油站签订紧急供油协议。
  
  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。