Linux鸟哥的私房菜（硬件）

Linux 鸟哥的私房菜

CPU 组成

逻辑算术单元控制单元主储存器
主储存器：输入单元传入数据到主存储器，处理后再传回
控制单元：协调周边组建和各单元工作
指令集分为精简指令集（RISC）Reduced Instruction set computer 复杂指令集（CISC）Complex instruction set computer
RISC：指令时间较短，执行效能佳
CISC: 低阶的硬件操作，指令数多，且复杂。指令的长度不同，每条指令花费时间较长
ARM架构内部的微指令集
64位一次读取64 bit。
1 byte = 8 bit
Hz 秒分之一
Mbps Mbits per second
硬盘为扇区，所以为10进制
1600Mhz64bit = 16008byte = 12.8Gbyte/s
超线程（Hyper- Threading）：将CPU假象的执行多个程序，从而使得系统效能增加，每个CPU缓存器分成2群，程序分别使用这个两群缓存器，两个程序竞争CPU的运算单元。
SDRAM（:Synchronous Dynamic Random Access Memory）同步动态存储器
DDR(Double data Rate):一次工作周期中两次数据传送
多通道设计：传统总线宽度为64位，汇整在一起为128位
数据是同步读入内存中

CPU主存储器透过内存控制器，L2快取到CPU内部， SRAM（Static Random Access memory）从静态存储
ROM(只读存储器)：没有通电的时候将数据记录起来。BIOS就是从ROM读取的
firmware固件韧体升级ROM BIOS程序
扇区
SATA接口 SATA cable with separate power and signal attachments(附加装置)
传统硬盘HDD（Hard Disk driver）
固态硬盘SSD（Solid State driver)
硬盘上含有缓冲存储器，硬盘内快速使用的数据快取起来
PCI-Express （peripheral component interconnect express ）高速串行计算机扩展总线标准

扩充卡安装哪个槽里效能也是差别很大

设备I/O地址与IRQ中断信道：每个装置有自己的I/O地址，I/O地址为各个装置的门牌号，IRQ各个门派连接到邮件中心（CPU）专门路径，IRQ中断信道来告知CPU该装置的工作情况。
电源供应机器：需要300W电力，需要400W以上的电源供应器。eg：主板用电量为250W，电源供应器使用320W的电力，250/320 =0.78 数值越高，电源供应器用掉的电力越少

文字记录在计算机中，编码系统中字码对照表ASCI保护I系统

操作系统让CPU开始判断逻辑与运算数值，让主存储器可以开始加载/读出数据与程序代码，让硬盘可以开始被存取，让网络卡可以传输数据，周边可以开始运算。擦欧走系统的核心，kernel。

操作系统核心程序放置到内存当中区块受保护。开机常住在内存当中。

自顶向下：应用-系统呼叫-核心-硬件

应用程序开发参考操作系统提供的开发接口，应用程序只能在操作系统上面运作

硬件不同，核心要进行修改

为了保护核心，操作系统提供一整组开发接口（系统呼叫层）
操作系统核心层直接参考硬件规格写成，同一个操作系统程序不能在不一样的硬件架构下运行

OS只是在管理硬件资源，包括CPU，内存，输入输出装置以及文件系统文件

OS core function: 系统呼叫接口（System call interface）:程序开发者轻易透过核心沟通，硬件资源进一步的利用

程序管理（Process control）:很多的工作跑到CPU，等待运算处理，CPU的资源需要有效分配，CPU排程机制加快整体系统效能

内存管理（Memory management）：控制整个系统内存管理，内存控制比较重要，系统程序代码与数据存放内存当中，核心提供虚拟内存功能,内存不足时候提供内存置换的功能

文件管理系统（Filesystem management）:文件系统管理，数据输入输出等工作，不同文件格式的支持

装置的驱动（Device drivers），硬件管理是核心的主要工作，装置驱动程序核心要做的事情

OS and Diver : OS 有不同的driver去对接硬件
OS 要能够驱动hardware， it makes program to use the function of hardware
Normally, OS can provide interfaces of develop,
驱动是厂商提供的
计算器定义为：接受用户输入指令与数据，经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后，以产生或储存有用的信息
计算机五大单元：输入输出控制算数逻辑与记忆单元
CPU 占有控制算数逻辑，主储存器，
记忆单元：主储存器与辅助内存
数据流进流出内存是CPU所发布的控制命令，CPU处理的数据来自于主存储器
CPU主存储器主要组件为DRAM（动态随机存取内存），CPU内部第二层快取则使用静态随机存取内存（SRAM）