计算机与网络
- 2021 年 10 月 23 日
- 筆記
1、计算机简介
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计算机诞生目的取代人力。就是人类奴隶。
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程序员是就是计算机硬件灵魂,硬件以外是软件。
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软件可以分为两大类::
- 操作系统:就是协调、管理、控制计算机硬件资源与高级应用软件资源得一个控制程序
- 应用软件:app、网页
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操作流程图:
2、项目开发流程
PM(产品经理伪需求)——UE (页面交互)——UI(画页面)——FE前端(展示页面)——RD后端(数据)——QA(测试人员)——OP(运维人员系统架构)
3、计算机分类
- 个人 PC :
- 台式机
- 笔记本:断电有电池续命
- 服务器:最好一直开机运行,不要宕机
- 分类:
- 尺寸: 1u 2u 4u
- 外型:机架式 刀片 塔式 云主机 小型机=>高端定制
- 品牌:dell 惠普 IBM
- 分类:
4、计算机组成
- cpu (控制器 + 运算器)
- 2核4线程 物理层面2核,每核2线,假的4核 真4核>2核4线>纯2核
- 存储器:
- 内存:
- 内存条:存储数据快,断电数据丢失
- 外存:
- 机械磁盘:存储速度慢,断电数据不丢失
- 内存:
- 输入设备
- 输出设备
- 三大核心硬件:cpu 内存 硬盘
- 内核态与用户态:
- 内核态—>操作系统正在控制硬件(系统返回消息)
- 用户态—>应用程序正在运行(用户发送消息)
5、计算机启动过程
- 计算机加电
- 启动 BIOS (计算机启动一定会先启动 bios系统) 扫描启动设备,从某一个启动设备中找到操作系统
- 读取启动设备的第一个扇区的大小(称之为主引导记录 mbr)
- grub 程序负责将操作系统内核装入内存,启动操作系统
- 操作系统会让 bios 去检测驱动程序
6、操作系统
前言: 操作系统核心就是进程
进程:指的就是一个程序运行过程中,具体来说是指操作系统控制硬件来运行程序的过程,资源单位
线程:执行单位,cpu 执行的线程,进程内代码的运行
1、2代计算机 批处理系统:
- 一次只把一道程序读入内存,运行完毕后,在执行下个程序,没有并发,称之为串行
- 优点:充分利用计算机资源
- 缺点:
- 整个过程需要人参与
- 让程序员明显感觉到等待
- 程序运行串行
2. 三代计算机
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串行:多个任务是一个运行完毕在运行下一个
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并发:多个任务看起来同时运行
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并行:真正意义上的同时运行,只有多个 cpu 才能实现
6个核只能并行6个任务,但可以并发 n 任务
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多道技术=>并发
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空间上的复用,多道技术在运行前必须加载到内存中
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时间上的复用,多个任务复用 cpu 时间片,通俗讲就是 cpu 在多个程序间来回切换
什么时候切换:
- 当一个任务遇到 IO 肯定要切换=>提升效率
- 一个任务没有遇到 IO 但是占用 cpu 时间过长,也要切换=> 降低效率
ps: 多个进程的内存空间是相互隔离的,而且是物理隔离
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分时操作系统 多用户多任务
应用多道技术来实现多个任务并发运行
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windows系统 : 单用户多任务 linux系统 : 多用户多任务
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linux 发展历程:multics => unix => minix => linux(redhat/centos)
7、一个任务运行的三种状态
- 运行:拿到 cpu 正在运行
- 就绪:等待被分配 cpu ,一旦拿到 cpu 就可以立即执行
- 阻塞态:拿到 cpu 也无法执行,必须等待 io 结束,进入就绪状态,然后。。。
8、计算机网络
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什么是网络?
网络 = 物理连接介质 + 互联网通信协议
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为何要有网络?
为了方便数据传输/通信,打破地域限制,信息高速公路
1、 以太网
- 以太网的数据称之为数据帧,分为head+data两部分,其中head长度固定
- 规定但凡是接入互联网的主机必须有一块网卡,网卡上有一个 mac 地址,全世界唯一
- 以太网协议的通信采用广播通信方式=>计算机通信靠吼
ps: 局域网通信通过以太网协议,mac 地址
- ip 协议
- ip 地址+ mac 地址 => 全世界范围内唯一一台计算机
2、 OSI 七层网络协议
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应用层 http, ftp , 可以自定义协议
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表示层
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会话层
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传输层
- tcb/udp
- head+data:head 放的源端口 目标端口
- 端口在本机唯一即可
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网络层
- ip 协议:
分为head+data两部分,head 放 ip 地址
- ip 协议:
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数据链路层
- ethernet 以太网协议
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物理层
- 转换成电信号 01010101,然后发送
3、 ARP 协议
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arp 协议—->获取目标 mac ,怎么获取
把自己mak地址和对象mak地址和需要发送数据封装包,发给局域网所有机器,机器匹配对应的mac地址
前提:在一个局域网 LAN 内,靠的是目标 mac 地址找到对方在哪里,即目标地址是谁,文件就传给谁 -
ARP会将 ip 地址转换成 mac 地址,(要么是局域网mac地址,要么是网关mac地址,不肯能是公网mac地址)
4、tcp 与 udp 协议
- tcp 通信之前必须建立双向通道,可靠协议
- udp 协议=> 不可靠协议
- dhcp
想实现网络通信,每台计算机必须具备四要素:- 本机 ip 地址
- 子网掩码
- 网关 ip 地址
- DNS 的 ip 地址
- 获取以上地址,有2种方式:
- 手动配置=> 静态获取
- 动态获取=> dhcp
- 获取以上地址,有2种方式:
- DNS
- 什么是dns: domain name server 域名解析服务,负责把域名解析成 ip 地址
- dns的查询方式:
递归查询
迭代查询
浏览器缓存=>操作系统缓存=>本地hosts文件=>本地dns服务=>递归or迭代查询