Linux核心知识

电脑：辅助人脑的工具

现在的人们几乎无时无刻都会碰电脑！不管是桌上型电脑(桌机)、笔记型电脑(笔电)、平板电脑、智慧型手机等等，这些东西都算是电脑。虽然接触的这么多，但是，你了解电脑里面的元件有什么吗？以桌机来说，电脑的机壳里面含有什么元件？不同的电脑可以应用在哪些工作？你生活周遭有哪些电器用品内部是含有电脑相关元件的？底下我们就来谈一谈这些东西呢！

所谓的电脑就是一种计算机，而计算机其实是：『接受使用者输入指令与资料，经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后，以产生或储存成有用的资讯』。因此，只要有输入设备(不管是键盘还是触控式萤幕)及输出设备(例如电脑萤幕或直接由印表机列印出来)，让你可以输入资料使该机器产生资讯的，那就是一部计算机了。

好了，根据这个定义你知道哪些东西是计算机了吗？其实包括一般商店用的简易型加减乘除计算机、打电话用的手机、开车用的卫星定位系统(GPS)、提款用的提款机(ATM)、你上课会使用的桌上型个人电脑、外出可能会带的笔记型电脑(包括notebook与netbook)，还有近几年(2015前后)非常热门的平板电脑与智慧型手机，甚至是未来可能会大流行的单版电脑(Xapple pi, banana pi, Raspberry pi, )与智慧型手表，甚至于更多的智慧型穿戴式电脑等等，这些都是计算机喔！

电脑硬件的组成

关于电脑的硬件组成部分，其实你可以观察你的桌上型电脑来分析一下，依外观来说这家伙主要可分为三部分，分别是：

• 输入单元：包括键盘、滑鼠、读卡机、扫描器、手写板、触控萤幕等等一堆；
• 主机部分：这个就是系统单元，被主机机壳保护住了，里面含有一堆板子、CPU 与主记忆体等；
• 输出单元：例如萤幕、印表机等等

我们主要透过输入设备如滑鼠与键盘来将一些资料输入到主机里面，然后再由主机的功能处理成为图表或文章等资讯后， 将结果传输到输出设备，如萤幕或印表机上面。那主机里面含有什么元件呢？如果你曾经拆开过电脑主机机壳(包括拆开你的智慧型手机也一样喔！)， 会发现其实主机里面最重要的就是一片主机板，上面安插了中央处理器(CPU) 以及主记忆体、硬碟(或记忆卡) 还有一些介面卡装置而已。当然大部分智慧型手机是将这些元件直接焊接在主机板上面而不是插卡啦！

整部主机的重点在于中央处理器(Central Processing Unit, CPU)，CPU为一个具有特定功能的晶片，里头含有微指令集，如果你想要让主机进行什么特异的功能，就得要参考这颗CPU是否有相关内建的微指令集才可以。由于CPU的工作主要在于管理与运算，因此在CPU内又可分为两个主要的单元，分别是： 算数逻辑单元与控制单元。其中算数逻辑单元主要负责程式运算与逻辑判断，控制单元则主要在协调各周边元件与各单元间的工作。

如果不是很了解电脑的运作流程的话，超哥拿个简单的想法来思考好了～假设电脑是一个人体，那么每个元件对应到那个地方呢？可以这样思考：

• • CPU=脑袋瓜子：每个人会作的事情都不一样(微指令集的差异)，但主要都是透过脑袋瓜子来进行判断与控制身体各部分的活动；

  • 主记忆体=脑袋中放置正在被思考的资料的区块：在实际活动过程中，我们的脑袋瓜子需要有外界刺激的资料(例如光线、环境、语言等)来分析，那这些互动资料暂时存放的地方就是主记忆体，主要是用来提供给脑袋瓜子判断用的资讯。

  • 硬碟=脑袋中放置回忆的记忆区块：跟刚刚的主记忆体不同，主记忆体是提供脑袋目前要思考与处理的资讯，但是有些生活琐事或其他没有要立刻处理的事情，就当成回忆先放置到脑袋的记忆深处吧！那就是硬碟！主要目的是将重要的资料记录起来，以便未来将这些重要的经验再次的使用；

  • 主机板=神经系统：好像人类的神经一样，将所有重要的元件连接起来，包括手脚的活动都是脑袋瓜子发布命令后，透过神经(主机板)传导给手脚来进行活动啊！

  • 各项周边设备=人体与外界沟通的手、脚、皮肤、眼睛等：就好像手脚一般，是人体与外界互动的重要关键！

  • 显示卡=脑袋中的影像：将来自眼睛的刺激转成影像后在脑袋中呈现，所以显示卡所产生的资料来源也是CPU控制的。

  • 电源供应器(Power)=心脏：所有的元件要能运作得要有足够的电力供给才行！这电力供给就好像心脏一样，如果心脏不够力， 那么全身也就无法动弹的！心脏不稳定呢？那你的身体当然可能断断续续的～不稳定！

电源

既然是人体的心脏，保障电源供应，就需要质量好的电源，生产环境中单个核心服务器最好是双电源AB线路。

一个接220V电路，一个可能接蓄电池UPS(不间断电源)

CPU

常见品牌：Intel、AMD，想当于人体的大脑

内存

是CPU和磁盘之间的缓冲设备，也叫临时存储器（存放数据），断电时数据丢失

一般程序运行时会被调度到内存中执行，服务器关闭或程序关闭后，数据从内存中释放掉。

电脑用途的分类

知道了电脑的基本组成与周边装置，也知道其实电脑的CPU种类非常的多，再来我们想要了解的是，电脑如何分类？电脑的分类非常多种，如果以电脑的复杂度与运算能力进行分类的话，主要可以分为这几类：

• 超级电脑(Supercomputer)
  
  超级电脑是运作速度最快的电脑，但是他的维护、操作费用也最高！主要是用于需要有高速计算的计画中。例如：国防军事、气象预测、太空科技，用在模拟的领域较多。详情也可以参考：国家高速网路与计算中心http://www.nchc.org.tw的介绍！至于全世界最快速的前500大超级电脑，则请参考：http://www.top500.org。

• 大型电脑(Mainframe Computer)
  
  大型电脑通常也具有数个高速的CPU，功能上虽不及超级电脑，但也可用来处理大量资料与复杂的运算。例如大型企业的主机、全国性的证券交易所等每天需要处理数百万笔资料的企业机构，或者是大型企业的资料库伺服器等等。

• 迷你电脑(Minicomputer)
  
  迷你电脑仍保有大型电脑同时支援多使用者的特性，但是主机可以放在一般作业场所，不必像前两个大型电脑需要特殊的空调场所。通常用来作为科学研究、工程分析与工厂的流程管理等。

• 工作站(Workstation)
  
  工作站的价格又比迷你电脑便宜许多，是针对特殊用途而设计的电脑。在个人电脑的效能还没有提升到目前的状况之前，工作站电脑的性能/价格比是所有电脑当中较佳的，因此在学术研究与工程分析方面相当常见。

• 微电脑(Microcomputer)
  
  个人电脑就属于这部份的电脑分类，也是我们本章主要探讨的目标！体积最小，价格最低，但功能还是五脏俱全的！大致又可分为桌上型、笔记型等等。

若光以效能来说，目前的个人电脑效能已经够快了，甚至已经比工作站等级以上的电脑运算速度还要快！但是工作站电脑强调的是稳定不当机，并且运算过程要完全正确，因此工作站以上等级的电脑在设计时的考量与个人电脑并不相同啦！这也是为啥工作站等级以上的电脑售价较贵的原因。

互联网常见服务器介绍

• DELL（大多数公司在用）
• HP
• IBM（百度，银行，政府）（贵）
• 浪潮
• 联想

服务器：
服务器指的是网络中能对其他机器提供某些服务的计算机系统，相对普通PC，服务器指的是高性能计算机，稳定性、安全性要求更高
服务器的高性能体现在高速的运转能力，长时间的可靠运行，强大的数据吞吐能力

服务器分类

包括大型机、小型机和UNIX服务器，价格昂贵，体系封闭，但是稳定性极强，性能强、主要用在金融、电信等大型企业核心系统中。

也就是通常所说的PC服务器，价格便宜、兼容性好，稳定性差，不够安全，常用在中小型企业。

机房托管服务器是按照服务器的厚度来收费的，每一个机柜规格有限，标准机柜可以放16台1u服务器，如果你的服务器太厚太大，机柜能放的服务器就少一些

1U 单位是unit厚度是4.45cm

总结

• 计算机必须有的组成部分（cpu、硬盘、内存、电源）
• 服务器 > 个人台式机　　 -稳定性更高