一、计算机系统
1.1 计算机系统由硬件系统(Hardware)和软件系统(Software)两大部分组成。
二、计算机硬件
2.1 计算机概念
计算机俗称电脑，是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对海量数据进行自动、高速地处理，然后把处理结果输出到现代化智能电子设备。
2.2 计算机发展历史
第一代计算机(1946-1957):计算机进入电子管时代
第二代计算机(1958-1964):计算机进入晶体管时代
第三代计算机(1965-1970):计算机进入集成电路时代
第四代计算机(1971以后):计算机进入大规模集成电路时代
2.3 1946年，世界上第一台计算机ENIAC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机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。
2.4 计算机现在都遵循冯.诺依曼体系结构，1946年数学家冯诺依曼提出了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。
2.5 计算机按规模划分：巨型计算机(天河一号)、大型计算机(IBMz13)、小型计算机和微型计算机
摩尔定律
由英特尔（Intel）创始人之一戈登.摩尔于1965年提出来当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
三、服务器
3.1 服务器概念
3.1.1 服务器是计算机的一种，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。
3.1.2 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。
3.2 服务器按应用功能可分为：
3.2.1 web服务器、数据库服务器、邮件服务器、文件服务器、日志服务器、监控服务器等等。
3.3 服务器按外形分类：
3.3.1 塔式服务器、机架式服务器、刀片式服务器。
塔式服务器
机架式服务器
①按照统一标准设计，配合机柜统一使用。
②机架式服务器宽度为19英寸，高度以U为单位。
③1U=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。
④在机柜中可以同时放置多台服务器。
刀片式服务器
①更高的密度，集中管理高性能，灵活扩展，按需配置。
四、服务器硬件
4.1 服务器硬件-CPU
4.1.1 CPU是Central Processing Unit的缩写，即中央处理器。由运算器和控制器构成，是整个计算机系统中最重要的部分
4.2 服务器CPU公司
4.2.1 Intel公司
Xeon 至强
Itanium 安腾
4.2.2 AMD公司
Althlon MP
4.2.3 IBM公司
Power
4.3 主频、外频、倍频、高速缓存、内存总线速度、地址总线宽度
4.3.1 主频：主频是CPU的时钟频率（CPU Clock Speded）,是CPU运算时工作的频率的简称。单位是Hz。一般来说，主频越高，CPU的速度越快。由于内部结构不同，并非所有的时钟频率相同的CPU性能都一样。
4.3.2 外频：系统总线的工作频率，CPU与外部（主板芯片组）交换数据、指令的工作时钟频率。
4.3.3 倍频：倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。
三者关系：主频=外频X倍频
4.3.4 高速缓存（Cache）：高速交换的存储器。CPU缓存分为一级、二级、三级缓存，即L1，L2，L3。
4.3.5 内存总线速度（Memory-Bus Speed）:一般等同于CPU的外频，指CPU与二级高速缓存和内存之间的通信速度。
4.3.6 地址总线宽度：决定了CPU可以访问的物理地址空间。
4.4 CPU类型
x86、x64（CISC）、ARM（Acorn RISC Machine）、m68000、m68k（moto）、Power（IBM）、Powerpc（Apple,IBM,moto）、Ultrasparc（Sun）、Alpha（HP）、安腾（compaq）
4.5 按CPU个数分类
①4路及4路以上服务器（企业级服务器）
②2路服务器（部门级服务器）
③1路服务器（入门级服务器）
4.6 服务器分类
4.6.1 按照CPU体系架构来区分，服务器主要分为两类。
①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指令，CPU主要有IBM的PowerPC,Sun的Ultrasparc,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。
②x86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。
4.7 主板
①主板（mainboard）、系统板（systemboard）或母板（motherboard）它安装在机箱内，它是计算机最基本也是最重要的部件之一。
②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。
4.8 内存
①内存是介于CPU和外部存储之间，是CPU对外部存储中程序和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。
②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。
③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。
④外存：硬盘、光盘、软盘、U盘。
⑤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。
容量
即内存的存储容量，单位一般为“MB”或“GB”
内存宽带
①内存宽带是指内存与北桥芯片之间的数据传输率
②单通道内存节制器一般都是64-bit的，8个二进制位相当于一个字节，换算成字节是64/8=8，再乘以内存的运行频率，如果是DDR内存就要在乘以2。
③内存宽带=内存总线频率=数据总线位数/8
内存技术
4.8.1 在线备用内存技术
①当主内存或者是扩展内存中的内存出现多位错误时或者出现物理内存故障时，服务器仍继续运行。
②由备用内存接替出现故障内存的工作。
③备用的内存区域必须比其它区域的内存容量要大或者相同。
4.8.2 内存镜像
①镜像为系统在出现多位错或内存物理故障时提供数据保护功能，以保证系统仍能正常的运行。
②数据同时写入两个镜像的内存区域。
③从一个区域进行数据的读取。
4.9 硬盘
4.9.1 硬盘结构
①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，不可有任何瑕疵。
②读写头（Read Write Head）——磁头
磁头是磁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。
③马达（Spindle Motor）
马达上装有一至多片盘片，以7200或15000RPM定速旋转，为保持其平衡不可抖动，所以其质量要求严谨，不产生高温噪音。
4.9.2 硬盘基本参数
①容量
容量是硬盘的主要参数。单位有MB、GB、TB。1TB=1024GB、1GB=1024MB。
②转速
转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为RPM。现在硬盘的转速已达10000RPM、15000RPM，所以读写速率也有了很大的提高。
③传输速率
传输速率（Data Transfer Rate）。硬盘的传输速率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（MB/s）。
④缓存
硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。
4.9.3 硬盘接口类型
①IEEE 1394接口
②IDE接口——硬盘接口规范，采用ATA技术规范。
③SCSI接口——应用于小型机上的高速数据传输技术。
④SATA接口——Serial ATA,提高传输速率，支持热插拔。
⑤SAS接口——Serial Attached SCSI,兼容SATA。
目前主流硬盘接口为SATA接口和SAS接口，因此，硬盘按接口类型可分为SATA硬盘和SAS硬盘。
4.9.4 常见的磁盘种类
①SATA磁盘
②SAS磁盘
③SSD磁盘
4.9.5 磁盘的主要参数
①磁盘尺寸：3.5、2.5、1.8
②磁盘容量：146GB、300GB、500GB......
③磁盘转速：10K、15K、7200K
④接口速度：3GB、6GB
4.9.6 SATA硬盘
①容量：250GB、320GB、500GB、750GB、1T、2T。
②转速：5400转、7200转。
③缓存：8M、16M、32M
4.9.7 SAS硬盘
①容量：146GB、300GB、450GB、600GB、1T、2T
②转速：10000转、15000转
③缓存：16M、32M、64M
4.9.8 SSD硬盘
①SSD（Solid State Disk）泛指使用NAND Flash组成的固态硬盘，其特别之处在于没有机械结构，以区块写入和抹除的方式做读写的功能。因此，在读写的效率上，非常依赖读写技术上的设计。
②SSD读写存取速度快，性能稳定，防震性高，发热低，耐低温，电耗低，无噪音。因为没有机械部分，所以长时间使用出现故障的几率也比较小。缺点：价格高，容量小，在普通硬盘面前毫无性价比优势。
4.9.9 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）作用
①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。
②阵列卡用来提高磁盘子系统的性能及可靠性，
阵列卡参数
①支持的RAID级别。
②阵列卡缓存
③电池保护
（11）显卡
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。
（12）网卡
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。
（13）热插拔技术
①热插拔技术：又称为热交换技术（Hot Swap）,允许在不关机的状态下更换故障热插拔设备。
②常见热插拔设备：电源、硬盘、PCI设备、风扇等。
③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。
（14）机柜
①机架式服务器都是放在机柜中使用。
②通常使用的机柜是42U机柜（高度约2米）。
五、存储基础知识-存储网络
存储网络
DAS——直接连接存储（Direct Attached Storage）
NAS——网络连接存储（Network Attached Storage ）
SAN——存储区域网络（Storage Area Networks）
DAS:存储设备与主机紧密相连。
优缺点：
①管理成本较低，实施简单。
②存储时直接依附在服务器上，因此存储共享受到限制。
③CPU必须同时完成磁盘存取和应用运行的双重任务，所以不利于CPU的指令周期优化，增加系统负担。
NAS：通过局域网在多个文件服务器之间实现互联，基于文件的协议（NFS、SMB/CIFS）,实现文件共享。
优缺点：
①集中管理数据，从而释放带宽、提高性能。
②可提供跨平台文件共享功能。
③可靠性较差，适用于局域网或较小的网络。
SAN:利用高速的光纤网络链接服务器与存储设备，基于SCSI,IP,ATM等多种高级协议，实现存储共享。
优缺点
①服务器跟存储装置两者各司其职。
②利用光纤信道来传输数据，以达到一个服务器与存储装置之间多对多的高效能，高稳定度的存储环境。
③实施复杂，管理成本高。
三种网络形态对比：
| DAS | NAS | SAN | |
| 传输类型 | SCSI、FC | IP | IP、FC、SAS |
| 数据类型 | 数据块 | 文件 | 数据块 |
| 典型应用 | 任何 | 文件服务器 | 数据库应用 |
| 优点 | 磁盘与服务器分离，便于统一管理。 |
不占用应用服务器资源；广泛支持操作系统；扩展较容易；即插即用，安装简单方便。 |
高扩展性； 高可用性； 数据集中，易管理； |
| 缺点 | 链接距离短；数据分散，共享困难；存储空间利用率不高；扩展性有限 | 不适合存储量大的块级应用数据备份及恢复占用网络带宽； |
相比NAS成本较高； 安装和升级比NAS复杂； |
本文转自wzcLINUXER 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/yacheng0316/1947264，如需转载请自行联系原作者
