计算机的基础知识-创新互联

一，计算机的定义

计算机(computer)俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。 

二，计算机的分类

中国的超级计算机：天河2号,神威蓝光,曙光星云

1.“天河二号”是由国防科大研制的超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算机。

①2014年11月，全球超级计算机500强排行榜在美国公布，中国“天河二号”以比第二名美国“泰坦”近快一倍的速度获得冠军

②2019年11月18日，全球超级计算机500强榜单发布，中国超算“天河二号”排名第四位。

2.神威蓝光，中国以国产微处理器为基础制造出本国第一台超级计算机 。这台名为"神威蓝光"的计算机2012年9月16日安装在山东省的国家超级计算济南中心。神威系统每秒能进行约1千万亿次运算，很可能排在世界最快的20台计算机之列。更为重要的是，该系统采用的8700片神威1600微处理器是由本国的一家计算机研究所设计、在上海制造的。

优点：神威蓝光的优势是集成度高，水冷散热高效，可以一个机柜内堆放更多的CPU，神威蓝光仅仅靠9个运算机柜就达到了很高的运算能力。要知道，排名靠前的计算机动辄数百上千个机柜。而神威蓝光做成世界第一只需要100多个机柜。

3.曙光星云

中国自主研发的第一台实测性能超千万亿次的超级计算机，是世界上第三台同类计算机。这台计算机名为"星云"，由曙光信息产业(北京)有限公司、中国科学院计算技术研究所、国家超级计算深圳中心共同研制，是中国制造的拥有部分自主知识产权的超级计算机。2010年6月1日，该超级计算机在北京正式亮相。2010年5月31日在全球最快超级计算机前500名排行榜上，"星云"超级计算机及其相关系统经过众多专家测评，跻身排行榜第二的位置，超越欧洲和日本的同类产品，其运算速度达每秒1270万亿次。是中国历史上在全球超级计算机中排名最好的一次。

IPC (Pc总线工业电脑)

PLC(可编程控制系统)

Dcs(分散型控制系统)

Fcs(现场总线系统)

cNC(数控系统)

三，计算机的硬件

1.CPU

定义：cpu，计算机的核心部件，负责程序的控制和运算，是计算机组成的最重要部分。CPU架构是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范，主要目的是为了不同类型CPU的重要标示

①cpu常见故障

电脑无法开机：cpu针脚和主板接口接触不良[intel cpu是触电的会氧化]或者确诊针[AMD的cpu是针式]

故障表面：计算机死机，重启

②处理器特点

inter 稳定

AMD 速度

③操作系统的作用：1.管理底层硬件设备 2.整合资源提供给上层软件使用驱动

④硬件资源分类：1.计算资源 2.存储资源 3.网络资源

⑤计算资源分类：CPU,内存,GPU

⑥存储资源：光驱，U盘,硬盘

⑦网络资源：网卡（网络接口卡）

2.内存

解决了cpu和硬盘之间速度严重不对等的问题

cpu从内存读写数据，内存从硬盘读写数据

内存条的常见故障

例：台式机开机点不亮显示器

解决：内存上的金手指氧化，拔下来用橡皮或者粗糙的纸擦擦就好了

四，云计算

定义：基于互联网实现一种资源提供，可自由扩展伸缩的，按需提供

网络：计算机网络基础:路由交换机简单配置

操作系统：红帽系列

1.通信三要素

①ip地址：网络地址标识符，ip地址分网络位和主机位

IP地址根据网络号和主机号来分，分为A、B、C三类及特殊地址D、E。    全0和全1的都保留不用。

A类：(1.0.0.0-126.0.0.0)（默认子网掩码：255.0.0.0或 0xFF000000）第一个字节为网络号，后三个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“0”，所以地址的网络号取值于1~126之间。一般用于大型网络。

B类：(128.0.0.0-191.255.0.0)（默认子网掩码：255.255.0.0或0xFFFF0000）前两个字节为网络号，后两个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“10”，所以地址的网络号取值于128~191之间。一般用于中等规模网络。

C类：(192.0.0.0-223.255.255.0)（子网掩码：255.255.255.0或 0xFFFFFF00）前三个字节为网络号，最后一个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“110”，所以地址的网络号取值于192~223之间。一般用于小型网络。

D类：是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的网络号取值于224~239之间。一般用于多路广播用户[1]  。

E类：是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的网络号取值于240~255之间。

在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下： 
A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255 
B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255 
C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255

回送地址：127.0.0.1。 也是本机地址，等效于localhost或本机IP。一般用于测试使用。例如：ping 127.0.0.1来测试本机TCP/IP是否正常。

②子网掩码

子网掩码:决定ip的范围（划分网络位和主机位）

连续的1表示网络位，连续的0表示主机位

③网关

网络是连接外网的一个接口

注：网关与ip地址需要是同一个网段

2.OSI七层模型/TCP五层模型

①物理层：网线

双绞线：8根细线，4根负责电，2根输入，2根输出

注：当输入或输出任意一根断连，会导致网速衰减

注：材质问题也会导致网速不达标

②数据链路层：依靠mac地址完成通信

mac：物理地址，有48位二进制。前24位决定厂商。

设备：二层交换机

注：一个二层交换机可以构建一个局域网/以太网

VLAN划分：虚拟局域网（具备交换机功能上配）

交换机工作原理:依靠MAC地址进行通信

学习：MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成的

广播：如果目标地址在MAC地址表中没有，交换机就会广播数据帧

转发：交换机根据MAC地址表单播转发数据帧（物理端口号--此端口上连接的设备MAC地址）

更新：交换机mac地址表老化时间是300秒

③网络层：

功能：帮助信号实现跨网络通信

设备：路由器/三层交换机

注：当这些设备实现路由功能时，所有路由端口处于不同网段

原理：依靠路由表完成通信（路由器物理端口--端口ip地址）

主要完成：1.识别数据包的目标ip地址

2.识别数据包的源ip地址（主要用于策略路由）

3.在路由表中发现可能的路径

4.选择路由表中到达目标的最好路径

5.维护和检查路由信息

路由协议：动态路由协议：RIP  OSPF  通过广播/单播的方式获取相邻路由设备上的路由表

ARP   ICMP 

直连路由：路由器接口配置IP并激活自动生成直连路由条目（主网络）

非直连路由

静态路由：由管理员在路由器上手工指定

动态路由：根据网络拓扑或流量变化，由路由器通过路由协议，自动设置

路由协议：协议和版本要相同，路由表是增量复制还是全量复制，广播还是单播

RIP路由协议全量传

④传输层

TCP：面向对象连接。先建立连接，再传输指令

建立连接：TCP三次握手   断开连接：TCP四次断开/挥手

UDP：面向连接。指令和路径一起进行广播发出

⑤会话层

会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

⑥表示层

表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

⑦应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

会话层、表示层和应用层重点：

• 1>数据传输基本单位为报文；
• 2>包含的主要协议：FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。

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