一些简单的硬件知识-创新互联

计算机硬件组成（运维关注的重要部分）：

CPU：中央处理器，是一个计算机的运算核心和控制核心，他的主要功能是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

     中央处理器主要包括：运算器  高速缓冲存储器

                         (ALU)    （cache）

内存：内存（内存储器）可用于存储数据，由于是电子部件，内存中数据会在断电后消失，存取速度快，容量相对较小。

硬盘：是计算机的主要外部存储器，可分为机械硬盘和固态硬盘，可以永久的保留数据，但是速度相对较慢，容量大

硬件知识深度理解

内存部分（以具体案例为为前提）

1.高并发写入

    将需要写入的数据优先存在内存之中，当内存中的数据达到一定数量时，再将数据全部写入到磁盘之中

    优点：利用内存的速度优势，可以加快写入速度，提高用户体验，在高并发的情况下十分适用

    缺点：内存只能临时存储数据，如果断电，数据全部丢失

    解决方案：

             1.主板装电池，在断电后支持快速将数据写入硬盘，

         以便恢复

             2.使用（不间断电源）UPS电源

             3.选用双电路机房

2高读取

     将硬盘中热点数据写入内存之中，方便用户读取，提高访问友好度。

     将需要存储的外部数据直接存入硬盘之中，再读取到内存之中，以备访问之用。

     优点：热点数据在内存之中，用户读取速度快，增加了用户体验，同时也减小了服务

           器的IO压力。

     Tips:将数据写入内存，这部分被使用的内存称之为 缓冲区（Buffer）

         从内存中读取预存的数据，这部分被使用的内存称之为 缓存区（cache）

3.目前大部分网站的IO比例  Input : Output = 1 : 10,即大部分网站均是以用户读取其内容

                           为主，写入数据的比例不大，在架构及优化时，应以高读取

                           的方案进行，具体案例具体分析。

4.多台机器集群内存缓存架构（以软件形式）： memcache (纯内存) redis(内存与磁盘结合)

硬盘部分

1.分类： 机械硬盘 ，固态硬盘

2.接口类型：IDE , SCSI

          SAS ： 价格较贵转速相对较高，同等价位容量较小。

          SATA ：价格最低，同等价位容量大，速度慢。

          SSD(固态硬盘)：价格最贵，同等价位容量最小，速度最快。

3.按照工作环境的硬盘选择

    （1）常规工作环境： SAS  速度，容量与价格兼顾的良好选择

    （2）线下备份或内部工作环境： SATA 容量大，且对硬盘速度要求不高。

    （3） 高并发，且数据量少： SDD 速度快，但价格贵，适用于极端生产环境。

4.RATD

  磁盘阵列（Redundant Arrays of IndependentDisks）, 有‘独立磁盘构成的具有荣誉能力的阵列’之意。

  磁盘阵列是由很多价格便宜的磁盘，组成一个容量为所有磁盘之和的大磁盘，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘的系统效能。

  （1）实现形式 ： 硬RAID ：通过 RAID卡 实现，价格较贵，效率高，安全

                   软RAID ：通过软件模拟实现，价格低廉，对降低系统效率，并且

                             在软件出现问题时，会影响数据安全

  （2）RAID分类 ：

       RAID 0   条带化（Data Stripping） 将多个磁盘整合为一个磁盘。

       在整合后单个磁盘的读取数据方式并没有发生变化，但是整个磁盘阵列的数据读取方式变得十分有趣。首先，每个磁盘都被以合理的大小分割为很多个block,且每个磁盘的分割情况必须一样。在数据写入的时候将数据依次写入三个磁盘，即三个数据块 [block1]

[block2] [block3] ,第一块磁盘写入[1],第二块磁盘写入[2],第三块写入[3],依次类推，直至数据写完。

       在从磁盘阵列读取数据时，同时读取磁盘阵列中的第一个block,那么用了读取一个block的时间，读取了N个block (N 为磁盘阵列中的磁盘数量)。 这样数据的读取速度就加快了N陪。

        由于RAID 0 只是多个硬盘进行了整合，没有做冗余处理，那么其中一块硬盘出错，整个阵列就会出现问题。所以RAID 0 的可靠性为一块磁盘的1/N ，可靠性大大降低

         速度：单个磁盘的N倍

         容量：单个磁盘的N倍

         可靠性：单个磁盘的1/N

         适用场景：只是在对那些对数据安全性要求不高的场景使用

       RAID 1     镜像  把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，作为冗余

        在RAID 1中，数据进行写入一块磁盘时，也会同时写入另一块作为镜像的磁盘中。当正在被使用的磁盘发生问题，系统会抛弃他，转而去它的镜像磁盘读取数据，这是将坏掉的磁盘更换即可。这样数据的安全性大大增加，但是成本也随之增加，磁盘利用率为50%，下降一半。

        在更换磁盘后，系统会对原有数据进行同步，需要一定时间，在同步期间会影响系统的IO效率。

         速度 ：不变

         容量 ：所有磁盘的50%

         可靠性： 大大增加

         使用场景： 数据重要，数据量不大

       RAID 5     分布式奇偶校验的独立磁盘结构

         RAID 5在结构上与RAID 0类似，将磁盘条带化，有很高的读取速度。在写入数据时，会在每块磁盘上都写入奇偶校验信息，因此会造成写损失。在从磁盘阵列读取信息的时候会进行校验数据是否出错。当一块磁盘出错的时候，更换新磁盘后，可以通过其他磁盘的数据和奇偶校验信息，经过计算恢复其数据。

          速度：N块磁盘之和

          容量： 略小于N块磁盘

          可靠度： 在一块磁盘出错时，可修复：有奇偶校验码，可纠错

      RAID 10 （先1 后 0）  先镜像，再条带化

         RAID 10既是RAID 1 与 RAID 0 的结合产物。先对每一块磁盘进行镜像处理（RAID 1），然后将每个形成的RAID 1 做条带化（RAID 0）。这样总体来看整个磁盘阵列是 RAID 0的形式，而且每一块磁盘都有做镜像处理。那么即拥有了RAID 0 高速的读取速度，又拥有了RAID 1 的高数据安全性。RAID 10的不足之处也显而易见，磁盘利用率低，导致价格较高。

          速度：N块硬盘之和

          容量：50%

          可靠度: 有 RAID 0的支持，可高度高

5.企业中PC服务器主要品牌

  DELL（大部分企业）,HP,IBM(去IOE 估计不会再有人用了)

  DELL PC服务器型号

         2010-2013:1u R410 R610

                  2u R710

         2014-2015:1u R420 R430  R620 R630

                  2u R720

对于这部分内容 我会在之后的过程中关注，《大型网站技术架构分析》《淘宝这10年》这2本书将会作为我的参考书籍。

学习思想总结

 在大学我的专业是软件工程专业，as you know,是个理科专业，但是我觉得将其成为工科更为合适，动手做的学科。学习C语言，把变量，指针，函数，数组的概念你都记得滚瓜烂熟，理解的不能再透彻，还是没用 。只是理解了书面知识，你上手编程还是啥都不会。

所以 练 才是最有意义的，在练的时候遇到问题要 想，思考问题出现在哪里，结合书本知识。之后，分享和 讨论。这样才能加深你只是的广度和宽度，是对你最有利的。

  而在学习的过程中要克服的就是懒惰。懒惰并不是一种病，而是你对理想的懈怠，对未来的不负责任。既然选择了就要坚持下去，别无他路。

  我的兴趣就在Linux这部分，对于服务器的后台系统架构有浓厚的兴趣，所以我有理由相信我可以做到。对自己抱有信心是非常重要的。

  写到这，还要感谢一下我的 操作系统 老师，蔡青松博士。这写东西都是我在他身上认识到的，Linux也是通过它了解到的。正如他所说：“现在的学生都是狗屎，啥都不会”这句话其实是对我们最好的激励，既然不会，就学会！

  看起来这段话并不像学习思想总结，好像不是很正式的样子，当时我觉得表达出自己的思想就要说出自己想的东西。如果真的弄得条条框框，什么 努力，坚持，信心之类，就没意思了。

UNIX与LINUX的发展历程

   Unix是用90%的C语言和10%汇编语言混合编写的，因此对于硬件平台的移植时还是需要更改代码，因此各个公司都推出了针对自家机型的Unix系统；

   到了AT&TSystem V第七版时，终于推出了针对X86的Unix，因此终于能够在个人计算机上安装Unix，但是有一条规定：“不能向学生公开源码”，因此Tanebaum教授就不看Unix源码，编写了兼容Unix的针对X86的Minix操作系统；

四．因为Minix只是教学使用，因此功能并不强，因此Torvalds利用GNU的bash当做开发环境，gcc当做编译工具，编写了Linux内核-v0.02，但是一开始Linux并不能兼容Unix，即Unix上跑的应用程序不能在Linux上跑，即应用程序与内核之间的接口不一致，因为Unix是遵循POSIX规范的，因此Torvalds修改了Linux，并遵循POSIX（PortableOperating System Interface，他规范了应用程序与内核的接口规范）；

   一开始Linux只适用于386，后来经过全世界的网友的帮助，最终能够兼容多种硬件；

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