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Contents contributed and discussions participated by 張 旭

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張 旭

What is Kubernetes Ingress? | IBM - 0 views

www.ibm.com/...kubernetes-ingress

kubernetes networking

shared by 張 旭 on 27 Aug 21 - No Cached
  • expose an application to the outside of your Kubernetes cluster,
  • ClusterIP, NodePort, LoadBalancer, and Ingress.
  • A service is essentially a frontend for your application that automatically reroutes traffic to available pods in an evenly distributed way.
  • ...23 more annotations...
  • Services are an abstract way of exposing an application running on a set of pods as a network service.
  • Pods are immutable, which means that when they die, they are not resurrected. The Kubernetes cluster creates new pods in the same node or in a new node once a pod dies. 
  • A service provides a single point of access from outside the Kubernetes cluster and allows you to dynamically access a group of replica pods. 
  • For internal application access within a Kubernetes cluster, ClusterIP is the preferred method
  • To expose a service to external network requests, NodePort, LoadBalancer, and Ingress are possible options.
  • Kubernetes Ingress is an API object that provides routing rules to manage external users' access to the services in a Kubernetes cluster, typically via HTTPS/HTTP.
  • content-based routing, support for multiple protocols, and authentication.
  • Ingress is made up of an Ingress API object and the Ingress Controller.
  • Kubernetes Ingress is an API object that describes the desired state for exposing services to the outside of the Kubernetes cluster.
  • An Ingress Controller reads and processes the Ingress Resource information and usually runs as pods within the Kubernetes cluster.  
  • If Kubernetes Ingress is the API object that provides routing rules to manage external access to services, Ingress Controller is the actual implementation of the Ingress API.
  • The Ingress Controller is usually a load balancer for routing external traffic to your Kubernetes cluster and is responsible for L4-L7 Network Services. 
  • Layer 7 (L7) refers to the application level of the OSI stack—external connections load-balanced across pods, based on requests.
  • if Kubernetes Ingress is a computer, then Ingress Controller is a programmer using the computer and taking action.
  • Ingress Rules are a set of rules for processing inbound HTTP traffic. An Ingress with no rules sends all traffic to a single default backend service. 
  • the Ingress Controller is an application that runs in a Kubernetes cluster and configures an HTTP load balancer according to Ingress Resources.
  • The load balancer can be a software load balancer running in the cluster or a hardware or cloud load balancer running externally.
  • ClusterIP is the preferred option for internal service access and uses an internal IP address to access the service
  • A NodePort is a virtual machine (VM) used to expose a service on a Static Port number.
  • a NodePort would be used to expose a single service (with no load-balancing requirements for multiple services).
  • Ingress enables you to consolidate the traffic-routing rules into a single resource and runs as part of a Kubernetes cluster.
  • An application is accessed from the Internet via Port 80 (HTTP) or Port 443 (HTTPS), and Ingress is an object that allows access to your Kubernetes services from outside the Kubernetes cluster. 
  • To implement Ingress, you need to configure an Ingress Controller in your cluster—it is responsible for processing Ingress Resource information and allowing traffic based on the Ingress Rules.
張 旭

Monitor Node Health | Kubernetes - 0 views

kubernetes.io/...monitor-node-health

kubernetes monitor system

shared by 張 旭 on 21 Jul 21 - No Cached
  • Node Problem Detector is a daemon for monitoring and reporting about a node's health
  • Node Problem Detector collects information about node problems from various daemons and reports these conditions to the API server as NodeCondition and Event.
  • Node Problem Detector only supports file based kernel log. Log tools such as journald are not supported.
  • ...2 more annotations...
  • kubectl provides the most flexible management of Node Problem Detector.
  • run the Node Problem Detector in your cluster to monitor node health.
張 旭

Improving Kubernetes reliability: quicker detection of a Node down | Fatal failure - 0 views

fatalfailure.wordpress.com/...icker-detection-of-a-node-down

kubernetes HA

shared by 張 旭 on 21 Jul 21 - No Cached
  • when a Node gets down, the pods of the broken node are still running for some time and they still get requests, and those requests, will fail.
  • 1- The Kubelet posts its status to the masters using –node-status-update-frequency=10s 2- A node dies 3- The kube controller manager is the one monitoring the nodes, using –-node-monitor-period=5s it checks, in the masters, the node status reported by the Kubelet. 4- Kube controller manager will see the node is unresponsive, and has this grace period –node-monitor-grace-period=40s until it considers the node unhealthy.
  • node-status-update-frequency x (N-1) != node-monitor-grace-period
  • ...2 more annotations...
  • 5- Once the node is marked as unhealthy, the kube controller manager will remove its pods based on –pod-eviction-timeout=5m0s
  • 6- Kube proxy has a watcher over the API, so the very first moment the pods are evicted the proxy will notice and update the iptables of the node, removing the endpoints from the services so the failing pods won’t be accessible anymore.
張 旭

从字节跳动到火山引擎（二）：私有云 PaaS 场景下的 Kubernetes 集群部署实践 - InfoQ 写作平台 - 0 views

xie.infoq.cn/...fbcb4e15472a517b858a76819

kubernetes system

shared by 張 旭 on 16 Jul 21 - No Cached
  • 在集群部署时，etcd、Kubelet、Containerd 等服务以二进制的方式运行，其他 Kubernetes 组件都以容器的方式运行。
  • 張 旭 on 16 Jul 21
     
    "Static Pod 的形式运行一个 Nginx 服务，用于监听本地 localhost:6443 端口。Nginx 服务使用反向代理的方式，在 upstream 中填写所有 Master 节点 IP 和 6443 端口。这时 node 上的 Kubelet 服务在请求 API Server 时，其实请求的是本地的 6443 端口。再通过 Nginx 把流量/请求转发到 Master 节点上，即实现了 Node 节点的请求。这样就可以避免上述 load balancer 单点的问题。"
張 旭

How to force HTTPS in a Laravel project? » Robin Dirksen - 0 views

robindirksen.com/...ps-a-middleware-to-force-https

php nginx https

shared by 張 旭 on 06 Jul 21 - No Cached
  • nginx (preferred)
  • To force redirect a http url to https I use in some cases a middleware to handle the redirect. This is just a simple solution and don't require a change to the server or nginx configuration.
  • To force your HTTP website to be redirected to HTTPS, you can force it by changing your nginx configuration.
張 旭

kubernetes 简介：service 和 kube-proxy 原理 | Cizixs Write Here - 0 views

cizixs.com/...duction-service-and-kube-proxy

kubernetes system networking

shared by 張 旭 on 01 Jul 21 - No Cached
  • kubernetes 对网络的要求是：容器之间（包括同一台主机上的容器，和不同主机的容器）可以互相通信，容器和集群中所有的节点也能直接通信。
  • 跨主机网络配置：flannel
  • flannel 也能够通过 CNI 插件的形式使用。
  • ...8 more annotations...
  • 从集群中获取每个 pod ip 地址，然后也能在集群内部直接通过 podIP:Port 来获取对应的服务。
  • pod 是经常变化的，每次更新 ip 地址都可能会发生变化，如果直接访问容器 ip 的话，会有很大的问题。
  • “服务”（service），每个服务都一个固定的虚拟 ip（这个 ip 也被称为 cluster IP），自动并且动态地绑定后面的 pod，所有的网络请求直接访问服务 ip，服务会自动向后端做转发。
  • 实现 service 这一功能的关键，就是 kube-proxy。
  • kube-proxy 运行在每个节点上，监听 API Server 中服务对象的变化，通过管理 iptables 来实现网络的转发。
  • kube-proxy 要求 NODE 节点操作系统中要具备 /sys/module/br_netfilter 文件，而且还要设置 bridge-nf-call-iptables=1
  • iptables 完全实现 iptables 来实现 service，是目前默认的方式，也是推荐的方式，效率很高（只有内核中 netfilter 一些损耗）。
  • 可以在终端上启动 kube-proxy，也可以使用诸如 systemd 这样的工具来管理它
張 旭

LXC vs Docker: Why Docker is Better | UpGuard - 0 views

www.upguard.com/...docker-vs-lxc

docker container devops

shared by 張 旭 on 28 Jun 21 - No Cached
  • LXC (LinuX Containers) is a OS-level virtualization technology that allows creation and running of multiple isolated Linux virtual environments (VE) on a single control host.
  • Docker, previously called dotCloud, was started as a side project and only open-sourced in 2013. It is really an extension of LXC’s capabilities.
  • run processes in isolation.
  • ...35 more annotations...
  • Docker is developed in the Go language and utilizes LXC, cgroups, and the Linux kernel itself. Since it’s based on LXC, a Docker container does not include a separate operating system; instead it relies on the operating system’s own functionality as provided by the underlying infrastructure.
  • Docker acts as a portable container engine, packaging the application and all its dependencies in a virtual container that can run on any Linux server.
  • a VE there is no preloaded emulation manager software as in a VM.
  • In a VE, the application (or OS) is spawned in a container and runs with no added overhead, except for a usually minuscule VE initialization process.
  • LXC will boast bare metal performance characteristics because it only packages the needed applications.
  • the OS is also just another application that can be packaged too.
  • a VM, which packages the entire OS and machine setup, including hard drive, virtual processors and network interfaces. The resulting bloated mass usually takes a long time to boot and consumes a lot of CPU and RAM.
  • don’t offer some other neat features of VM’s such as IaaS setups and live migration.
  • LXC as supercharged chroot on Linux. It allows you to not only isolate applications, but even the entire OS.
  • Libvirt, which allows the use of containers through the LXC driver by connecting to 'lxc:///'.
  • 'LXC', is not compatible with libvirt, but is more flexible with more userspace tools.
  • Portable deployment across machines
  • Versioning: Docker includes git-like capabilities for tracking successive versions of a container
  • Component reuse: Docker allows building or stacking of already created packages.
  • Shared libraries: There is already a public registry (http://index.docker.io/ ) where thousands have already uploaded the useful containers they have created.
  • Docker taking the devops world by storm since its launch back in 2013.
  • LXC, while older, has not been as popular with developers as Docker has proven to be
  • LXC having a focus on sys admins that’s similar to what solutions like the Solaris operating system, with its Solaris Zones, Linux OpenVZ, and FreeBSD, with its BSD Jails virtualization system
  • it started out being built on top of LXC, Docker later moved beyond LXC containers to its own execution environment called libcontainer.
  • Unlike LXC, which launches an operating system init for each container, Docker provides one OS environment, supplied by the Docker Engine
  • LXC tooling sticks close to what system administrators running bare metal servers are used to
  • The LXC command line provides essential commands that cover routine management tasks, including the creation, launch, and deletion of LXC containers.
  • Docker containers aim to be even lighter weight in order to support the fast, highly scalable, deployment of applications with microservice architecture.
  • With backing from Canonical, LXC and LXD have an ecosystem tightly bound to the rest of the open source Linux community.
  • Docker Swarm
  • Docker Trusted Registry
  • Docker Compose
  • Docker Machine
  • Kubernetes facilitates the deployment of containers in your data center by representing a cluster of servers as a single system.
  • Swarm is Docker’s clustering, scheduling and orchestration tool for managing a cluster of Docker hosts. 
  • rkt is a security minded container engine that uses KVM for VM-based isolation and packs other enhanced security features. 
  • Apache Mesos can run different kinds of distributed jobs, including containers. 
  • Elastic Container Service is Amazon’s service for running and orchestrating containerized applications on AWS
  • LXC offers the advantages of a VE on Linux, mainly the ability to isolate your own private workloads from one another. It is a cheaper and faster solution to implement than a VM, but doing so requires a bit of extra learning and expertise.
  • Docker is a significant improvement of LXC’s capabilities.
張 旭

The differences between Docker, containerd, CRI-O and runc - Tutorial Works - 0 views

www.tutorialworks.com/ocker-containerd-runc-crio-oci

docker container devops

shared by 張 旭 on 28 Jun 21 - No Cached
  • Docker isn’t the only container contender on the block.
  • Container Runtime Interface (CRI), which defines an API between Kubernetes and the container runtime
  • Open Container Initiative (OCI) which publishes specifications for images and containers.
  • ...20 more annotations...
  • for a lot of people, the name “Docker” itself is synonymous with the word “container”.
  • Docker created a very ergonomic (nice-to-use) tool for working with containers – also called docker.
  • docker is designed to be installed on a workstation or server and comes with a bunch of tools to make it easy to build and run containers as a developer, or DevOps person.
  • containerd: This is a daemon process that manages and runs containers.
  • runc: This is the low-level container runtime (the thing that actually creates and runs containers).
  • libcontainer, a native Go-based implementation for creating containers.
  • Kubernetes includes a component called dockershim, which allows it to support Docker.
  • Kubernetes prefers to run containers through any container runtime which supports its Container Runtime Interface (CRI).
  • Kubernetes will remove support for Docker directly, and prefer to use only container runtimes that implement its Container Runtime Interface.
  • Both containerd and CRI-O can run Docker-formatted (actually OCI-formatted) images, they just do it without having to use the docker command or the Docker daemon.
  • Docker images, are actually images packaged in the Open Container Initiative (OCI) format.
  • CRI is the API that Kubernetes uses to control the different runtimes that create and manage containers.
  • CRI makes it easier for Kubernetes to use different container runtimes
  • containerd is a high-level container runtime that came from Docker, and implements the CRI spec
  • containerd was separated out of the Docker project, to make Docker more modular.
  • CRI-O is another high-level container runtime which implements the Container Runtime Interface (CRI).
  • The idea behind the OCI is that you can choose between different runtimes which conform to the spec.
  • runc is an OCI-compatible container runtime.
  • A reference implementation is a piece of software that has implemented all the requirements of a specification or standard.
  • runc provides all of the low-level functionality for containers, interacting with existing low-level Linux features, like namespaces and control groups.
張 旭

鳥哥的 Linux 私房菜 -- 第二章、主機規劃與磁碟分割 - 0 views

linux.vbird.org/...0130designlinux.php

linux system

shared by 張 旭 on 23 Jun 21 - Cached
  • BIOS會依據使用者的設定去取得能夠開機的硬碟， 並且到該硬碟裡面去讀取第一個磁區的MBR位置。 MBR這個僅有446 bytes的硬碟容量裡面會放置最基本的開機管理程式， 此時BIOS就功成圓滿，而接下來就是MBR內的開機管理程式的工作了。
  • 開機管理程式的目的是在載入(load)核心檔案， 由於開機管理程式是作業系統在安裝的時候所提供的，所以他會認識硬碟內的檔案系統格式，因此就能夠讀取核心檔案， 然後接下來就是核心檔案的工作，開機管理程式與 BIOS 也功成圓滿
  • 開機管理程式除了可以安裝在MBR之外， 還可以安裝在每個分割槽的開機磁區(boot sector)
  • 張 旭 on 23 Jun 21
     
    "BIOS會依據使用者的設定去取得能夠開機的硬碟， 並且到該硬碟裡面去讀取第一個磁區的MBR位置。 MBR這個僅有446 bytes的硬碟容量裡面會放置最基本的開機管理程式， 此時BIOS就功成圓滿，而接下來就是MBR內的開機管理程式的工作了。"
張 旭

Think Before you NodePort in Kubernetes - Oteemo - 0 views

oteemo.com/think-nodeport-kubernetes

kubernetes networking

shared by 張 旭 on 23 Jun 21 - No Cached
  • Two options are provided for Services intended for external use: a NodePort, or a LoadBalancer
  • no built-in cloud load balancers for Kubernetes in bare-metal environments
  • NodePort may not be your best choice.
  • ...15 more annotations...
  • NodePort, by design, bypasses almost all network security in Kubernetes.
  • NetworkPolicy resources can currently only control NodePorts by allowing or disallowing all traffic on them.
  • put a network filter in front of all the nodes
  • if a Nodeport-ranged Service is advertised to the public, it may serve as an invitation to black-hats to scan and probe
  • When Kubernetes creates a NodePort service, it allocates a port from a range specified in the flags that define your Kubernetes cluster. (By default, these are ports ranging from 30000-32767.)
  • By design, Kubernetes NodePort cannot expose standard low-numbered ports like 80 and 443, or even 8080 and 8443.
  • A port in the NodePort range can be specified manually, but this would mean the creation of a list of non-standard ports, cross-referenced with the applications they map to
  • if you want the exposed application to be highly available, everything contacting the application has to know all of your node addresses, or at least more than one.
  • non-standard ports.
  • Ingress resources use an Ingress controller (the nginx one is common but not by any means the only choice) and an external load balancer or public IP to enable path-based routing of external requests to internal Services.
  • With a single point of entry to expose and secure
  • get simpler TLS management!
  • consider putting a real load balancer in front of your NodePort Services before opening them up to the world
  • Google very recently released an alpha-stage bare-metal load balancer that, once installed in your cluster, will load-balance using BGP
  • NodePort Services are easy to create but hard to secure, hard to manage, and not especially friendly to others
張 旭

作業系統 - 維基百科，自由的百科全書 - 0 views

zh.wikipedia.org/...%8D%E4%BD%9C%E7%B3%BB%E7%BB%9F

system linux

shared by 張 旭 on 22 Jun 21 - No Cached
  • 作業系統位於底層硬體與使用者之間，是兩者溝通的橋樑。
  • 行程管理（Processing management）
  • 安全機制（Security）
  • ...20 more annotations...
  • 記憶體管理（Memory management）
  • 核心 - 作業系統之最核心部分，通常執行在最高特權級，負責提供基礎性、結構性的功能。
  • 驅動程式 - 最底層的、直接控制和監視各類硬體的部分，它們的職責是隱藏硬體的具體細節，並向其他部分提供一個抽象的、通用的介面。
  • 作業系統的分類沒有一個單一的標準，可以根據工作方式分為批次處理作業系統、分時作業系統、即時作業系統、網路作業系統和分散式作業系統等
  • 根據帕金森定律：「你給程式再多記憶體，程式也會想盡辦法耗光」
  • 大部分的現代電腦記憶體架構都是階層式的，最快且數量最少的暫存器為首，然後是快取、記憶體以及最慢的磁碟儲存裝置。
  • 虛擬記憶體管理的功能大幅增加每個行程可獲得的記憶空間
  • 當年運用馮·諾伊曼結構建造電腦時，每個中央處理器最多只能同時執行一個行程。
  • 現代的作業系統，即使只擁有一個CPU，也可以利用多行程（multitask）功能同時執行多個行程。行程管理指的是作業系統調整多個行程的功能。
  • 作業系統尚有擔負起行程間通訊（IPC）、行程異常終止處理以及死結（Dead Lock）偵測及處理等較為艱深的問題。
  • 檔案系統，通常指稱管理磁碟資料的系統，可將資料以目錄或檔案的型式儲存。每個檔案系統都有自己的特殊格式與功能，例如日誌管理或不需磁碟重整。
  • 現代的作業系統都具備操作主流網路通訊協定TCP/IP的能力。也就是說這樣的作業系統可以進入網路世界，並且與其他系統分享諸如檔案、印表機與掃描器等資源。
  • 作業系統提供外界直接或間接存取數種資源的管道
  • 作業系統有能力認證資源存取的請求
  • 通常是一個正在執行的程式發出的資源請求。在某些系統上，一個程式一旦可執行就可做任何事情（例如DOS時代的病毒），但通常作業系統會給程式一個識別代號，並且在此程式發出請求時，檢查其代號與所需資源的存取權限關係。
  • 一個高安全等級的系統也會提供記錄選項，允許記錄各種請求對資源存取的行為（例如「誰曾經讀了這個檔案？」）
  • 大部分的作業系統都包含圖形化使用者介面（GUI）。有幾類較舊的作業系統將圖形化使用者介面與核心緊密結合，例如最早的Windows與Mac OS實作產品。
  • 驅動程式（Device driver）是指某類設計來與硬體互動的電腦軟體。通常是一設計完善的裝置互動介面，利用與此硬體連接的電腦匯排流或通訊子系統，提供對此裝置下令與接收資訊的功能；以及最終目的，將訊息提供給作業系統或應用程式。
  • 驅動程式是針對特定硬體與特定作業系統設計的軟體，通常以作業系統核心模組、應用軟體包或普通電腦程式的形式在作業系統核心底下執行，以達到通透順暢地與硬體互動的效果
  • 適合的驅動程式一旦安裝，相對應的新裝置就可以無誤地執行。此新驅動程式可以讓此裝置完美地切合在作業系統中，讓使用者察覺不到這是作業系統原本沒有的功能。
  • 張 旭 on 22 Jun 21
     
    "作業系統位於底層硬體與使用者之間，是兩者溝通的橋樑。"
張 旭

鳥哥的 Linux 私房菜 -- 第一章、Linux是什麼與如何學習 - 0 views

linux.vbird.org/...0110whatislinux.php

system linux

shared by 張 旭 on 22 Jun 21 - Cached
  • Linux就是核心與系統呼叫介面那兩層
  • 核心與硬體的關係非常的強烈
  • Linux提供了一個完整的作業系統當中最底層的硬體控制與資源管理的完整架構， 這個架構是沿襲Unix良好的傳統來的，所以相當的穩定而功能強大
  • ...31 more annotations...
  • Linux的核心是由Linus Torvalds在1991年的時候給他開發出來的， 並且丟到網路上提供大家下載，後來大家覺得這個小東西(Linux Kernel)相當的小而精巧， 所以慢慢的就有相當多的朋友投入這個小東西的研究領域裡面去
  • 1960年代初期麻省理工學院(MIT)發展了所謂的： 『相容分時系統(Compatible Time-Sharing System, CTSS)』， 它可以讓大型主機透過提供數個終端機(terminal)以連線進入主機，來利用主機的資源進行運算工作
  • 為了更加強化大型主機的功能，以讓主機的資源可以提供更多使用者來利用，所以在1965年前後， 由貝爾實驗室(Bell)、麻省理工學院(MIT)及奇異公司(GE, 或稱為通用電器)共同發起了Multics的計畫
  • 以組合語言(Assembler)寫出了一組核心程式，同時包括一些核心工具程式， 以及一個小小的檔案系統。那個系統就是Unix的原型！ 當時Thompson將Multics龐大的複雜系統簡化了不少，於是同實驗室的朋友都戲稱這個系統為：Unics。(當時尚未有Unix的名稱)
  • 所有的程式或系統裝置都是檔案
  • 不管建構編輯器還是附屬檔案，所寫的程式只有一個目的，且要有效的完成目標。
  • Dennis Ritchie (註3) 將B語言重新改寫成C語言，再以C語言重新改寫與編譯Unics的核心， 最後正名與發行出Unix的正式版本！
  • 由於Unix是以較高階的C語言寫的，相對於組合語言需要與硬體有密切的配合， 高階的C語言與硬體的相關性就沒有這麼大了！所以，這個改變也使得Unix很容易被移植到不同的機器上面喔！
  • AT&T此時對於Unix是採取較開放的態度，此外，Unix是以高階的C語言寫成的， 理論上是具有可移植性的！亦即只要取得Unix的原始碼，並且針對大型主機的特性加以修訂原有的原始碼(Source Code)， 就可能將Unix移植到另一部不同的主機上頭了。
  • 柏克萊大學的Bill Joy (註4)在取得了Unix的核心原始碼後，著手修改成適合自己機器的版本， 並且同時增加了很多工具軟體與編譯程式，最終將它命名為Berkeley Software Distribution (BSD)。
  • 每一家公司自己出的Unix雖然在架構上面大同小異，但是卻真的僅能支援自身的硬體， 所以囉，早先的Unix只能與伺服器(Server)或者是大型工作站(Workstation)劃上等號！
  • AT&T在1979年發行的第七版Unix中，特別提到了 『不可對學生提供原始碼』的嚴格限制！
  • 純種的Unix指的就是System V以及BSD
  • AT&T自家的System V
  • 既然1979年的Unix第七版可以在Intel的x86架構上面進行移植， 那麼是否意味著可以將Unix改寫並移植到x86上面了呢？在這個想法上， 譚寧邦教授於是乎自己動手寫了Minix這個Unix Like的核心程式！
  • 『既然作業系統太複雜，我就先寫可以在Unix上面運行的小程式，這總可以了吧？』
  • 如果能夠寫出一個不錯的編譯器，那不就是大家都需要的軟體了嗎？ 因此他便開始撰寫C語言的編譯器，那就是現在相當有名的GNU C Compiler(gcc)！
  • 他還撰寫了更多可以被呼叫的C函式庫(GNU C library)，以及可以被使用來操作作業系統的基本介面BASH shell！ 這些都在1990年左右完成了！
  • 有鑑於圖形使用者介面(Graphical User Interface, GUI) 的需求日益加重，在1984年由MIT與其他協力廠商首次發表了X Window System ，並且更在1988年成立了非營利性質的XFree86這個組織。所謂的XFree86其實是 X Window System + Free + x86的整合名稱呢！
  • 譚寧邦教授為了教育需要而撰寫的Minix系統！ 他在購買了最新的Intel 386的個人電腦後，就立即安裝了Minix這個作業系統。 另外，上個小節當中也談到，Minix這個作業系統是有附上原始碼的， 所以托瓦茲也經由這個原始碼學習到了很多的核心程式設計的設計概念喔！
  • 托瓦茲自己也說：『我始終是個性能癖』^_^。 為了徹底發揮386的效能，於是托瓦茲花了不少時間在測試386機器上！ 他的重要測試就是在測試386的多功性能。首先，他寫了三個小程式，一個程式會持續輸出A、一個會持續輸出B， 最後一個會將兩個程式進行切換。他將三個程式同時執行，結果，他看到螢幕上很順利的一直出現ABABAB...... 他知道，他成功了！ ^_^
  • 為了讓所有的軟體都可以在Linux上執行，於是托瓦茲開始參考標準的POSIX規範。
  • POSIX是可攜式作業系統介面(Portable Operating System Interface)的縮寫，重點在規範核心與應用程式之間的介面， 這是由美國電器與電子工程師學會(IEEE)所發佈的一項標準喔
  • 因為托瓦茲放置核心的那個FTP網站的目錄為：Linux， 從此，大家便稱這個核心為Linux了。(請注意，此時的Linux就是那個kernel喔！ 另外，托瓦茲所丟到該目錄下的第一個核心版本為0.02呢！)
  • Linux其實就是一個作業系統最底層的核心及其提供的核心工具。 他是GNU GPL授權模式，所以，任何人均可取得原始碼與可執行這個核心程式，並且可以修改。
  • Linux參考POSIX設計規範，於是相容於Unix作業系統，故亦可稱之為Unix Like的一種
  • 為了讓使用者能夠接觸到Linux，於是很多的商業公司或非營利團體， 就將Linux Kernel(含tools)與可運行的軟體整合起來，加上自己具有創意的工具程式， 這個工具程式可以讓使用者以光碟/DVD或者透過網路直接安裝/管理Linux系統。 這個『Kernel + Softwares + Tools + 可完整安裝程序』的咚咚，我們稱之為Linux distribution， 一般中文翻譯成可完整安裝套件，或者Linux發佈商套件等。
  • 在1994年終於完成的Linux的核心正式版！version 1.0。 這一版同時還加入了X Window System的支援呢！且於1996年完成了2.0版、2011 年釋出 3.0 版，更於 2015 年 4 月釋出了 4.0 版哩！ 發展相當迅速喔！此外，托瓦茲指明了企鵝為Linux的吉祥物。
  • Linux本身就是個最陽春的作業系統，其開發網站設立在http://www.kernel.org，我們亦稱Linux作業系統最底層的資料為『核心(Kernel)』。
  • 常見的 Linux distributions 分類有『商業、社群』分類法，或『RPM、DPKG』分類法
  • 事實上鳥哥認為distributions主要分為兩大系統，一種是使用RPM方式安裝軟體的系統，包括Red Hat, Fedora, SuSE等都是這類； 一種則是使用Debian的dpkg方式安裝軟體的系統，包括Debian, Ubuntu, B2D等等。
張 旭

鳥哥的 Linux 私房菜 -- 第零章、計算機概論 - 0 views

linux.vbird.org/...0105computers.php

system

shared by 張 旭 on 22 Jun 21 - No Cached
  • 但因為 CPU 的運算速度比其他的設備都要來的快，又為了要滿足 FSB 的頻率，因此廠商就在 CPU 內部再進行加速， 於是就有所謂的外頻與倍頻了。
  • 中央處理器 (Central Processing Unit, CPU)，CPU 為一個具有特定功能的晶片， 裡頭含有微指令集，如果你想要讓主機進行什麼特異的功能，就得要參考這顆 CPU 是否有相關內建的微指令集才可以。
  • CPU 內又可分為兩個主要的單元，分別是： 算數邏輯單元與控制單元。
  • ...63 more annotations...
  • CPU 讀取的資料都是從主記憶體來的！ 主記憶體內的資料則是從輸入單元所傳輸進來！而 CPU 處理完畢的資料也必須要先寫回主記憶體中，最後資料才從主記憶體傳輸到輸出單元。
  • 重點在於 CPU 與主記憶體。 特別要看的是實線部分的傳輸方向，基本上資料都是流經過主記憶體再轉出去的！
  • CPU 實際要處理的資料則完全來自於主記憶體 (不管是程式還是一般文件資料)！這是個很重要的概念喔！ 這也是為什麼當你的記憶體不足時，系統的效能就很糟糕！
  • 常見到的兩種主要 CPU 架構， 分別是：精簡指令集 (RISC) 與複雜指令集 (CISC) 系統。
  • 微指令集較為精簡，每個指令的執行時間都很短，完成的動作也很單純，指令的執行效能較佳； 但是若要做複雜的事情，就要由多個指令來完成。
  • CISC在微指令集的每個小指令可以執行一些較低階的硬體操作，指令數目多而且複雜， 每條指令的長度並不相同。因為指令執行較為複雜所以每條指令花費的時間較長， 但每條個別指令可以處理的工作較為豐富。
  • 多媒體微指令集：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, AMD-3DNow! 虛擬化微指令集：Intel-VT, AMD-SVM 省電功能：Intel-SpeedStep, AMD-PowerNow! 64/32位元相容技術：AMD-AMD64, Intel-EM64T
  • 若光以效能來說，目前的個人電腦效能已經夠快了，甚至已經比工作站等級以上的電腦運算速度還要快！ 但是工作站電腦強調的是穩定不當機，並且運算過程要完全正確，因此工作站以上等級的電腦在設計時的考量與個人電腦並不相同啦
  • 1 Byte = 8 bits
  • 檔案容量使用的是二進位的方式，所以 1 GBytes 的檔案大小實際上為：1024x1024x1024 Bytes 這麼大！ 速度單位則常使用十進位，例如 1GHz 就是 1000x1000x1000 Hz 的意思。
  • CPU的運算速度常使用 MHz 或者是 GHz 之類的單位，這個 Hz 其實就是秒分之一
  • 在網路傳輸方面，由於網路使用的是 bit 為單位，因此網路常使用的單位為 Mbps 是 Mbits per second，亦即是每秒多少 Mbit
  • (1)北橋：負責連結速度較快的CPU、主記憶體與顯示卡界面等元件
  • (2)南橋：負責連接速度較慢的裝置介面， 包括硬碟、USB、網路卡等等
  • CPU內部含有微指令集，不同的微指令集會導致CPU工作效率的優劣
  • 時脈就是CPU每秒鐘可以進行的工作次數。 所以時脈越高表示這顆CPU單位時間內可以作更多的事情。
  • 早期的 CPU 架構主要透過北橋來連結系統最重要的 CPU、主記憶體與顯示卡裝置。因為所有的設備都得掉透過北橋來連結，因此每個設備的工作頻率應該要相同。
  • 前端匯流排 (FSB)
  • 外頻指的是CPU與外部元件進行資料傳輸時的速度
  • 倍頻則是 CPU 內部用來加速工作效能的一個倍數
  • 新的 CPU 設計中， 已經將記憶體控制器整合到 CPU 內部，而連結 CPU 與記憶體、顯示卡的控制器的設計，在Intel部份使用 QPI (Quick Path Interconnect) 與 DMI 技術，而 AMD 部份則使用 Hyper Transport 了，這些技術都可以讓 CPU 直接與主記憶體、顯示卡等設備分別進行溝通，而不需要透過外部的連結晶片了。
  • 如何知道主記憶體能提供的資料量呢？此時還是得要藉由 CPU 內的記憶體控制晶片與主記憶體間的傳輸速度『前端匯流排速度(Front Side Bus, FSB)
  • 主記憶體也是有其工作的時脈，這個時脈限制還是來自於 CPU 內的記憶體控制器所決定的。
  • CPU每次能夠處理的資料量稱為字組大小(word size)， 字組大小依據CPU的設計而有32位元與64位元。我們現在所稱的電腦是32或64位元主要是依據這個 CPU解析的字組大小而來的
  • 早期的32位元CPU中，因為CPU每次能夠解析的資料量有限， 因此由主記憶體傳來的資料量就有所限制了。這也導致32位元的CPU最多只能支援最大到4GBytes的記憶體。
  • 在每一個 CPU 內部將重要的暫存器 (register) 分成兩群， 而讓程序分別使用這兩群暫存器。
  • 可以有兩個程序『同時競爭 CPU 的運算單元』，而非透過作業系統的多工切換！
  • 大多發現 HT 雖然可以提昇效能，不過，有些情況下卻可能導致效能降低喔！因為，實際上明明就僅有一個運算單元
  • 個人電腦的主記憶體主要元件為動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory, DRAM)， 隨機存取記憶體只有在通電時才能記錄與使用，斷電後資料就消失了。因此我們也稱這種RAM為揮發性記憶體。
  • 要啟用雙通道的功能你必須要安插兩支(或四支)主記憶體，這兩支記憶體最好連型號都一模一樣比較好， 這是因為啟動雙通道記憶體功能時，資料是同步寫入/讀出這一對主記憶體中，如此才能夠提升整體的頻寬啊！
  • 第二層快取(L2 cache)整合到CPU內部，因此這個L2記憶體的速度必須要CPU時脈相同。 使用DRAM是無法達到這個時脈速度的，此時就需要靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory, SRAM)的幫忙了。
  • BIOS(Basic Input Output System)是一套程式，這套程式是寫死到主機板上面的一個記憶體晶片中， 這個記憶體晶片在沒有通電時也能夠將資料記錄下來，那就是唯讀記憶體(Read Only Memory, ROM)。
  • BIOS對於個人電腦來說是非常重要的， 因為他是系統在開機的時候首先會去讀取的一個小程式
  • 由於磁碟盤是圓的，並且透過機器手臂去讀寫資料，磁碟盤要轉動才能夠讓機器手臂讀寫。因此，通常資料寫入當然就是以圓圈轉圈的方式讀寫囉！ 所以，當初設計就是在類似磁碟盤同心圓上面切出一個一個的小區塊，這些小區塊整合成一個圓形，讓機器手臂上的讀寫頭去存取。 這個小區塊就是磁碟的最小物理儲存單位，稱之為磁區 (sector)，那同一個同心圓的磁區組合成的圓就是所謂的磁軌(track)。 由於磁碟裡面可能會有多個磁碟盤，因此在所有磁碟盤上面的同一個磁軌可以組合成所謂的磁柱 (cylinder)。
  • 原本硬碟的磁區都是設計成 512byte 的容量，但因為近期以來硬碟的容量越來越大，為了減少資料量的拆解，所以新的高容量硬碟已經有 4Kbyte 的磁區設計
  • 拿快閃記憶體去製作成高容量的設備，這些設備的連接界面也是透過 SATA 或 SAS，而且外型還做的跟傳統磁碟一樣
  • 固態硬碟最大的好處是，它沒有馬達不需要轉動，而是透過記憶體直接讀寫的特性，因此除了沒資料延遲且快速之外，還很省電
  • 硬碟主要是利用主軸馬達轉動磁碟盤來存取，因此轉速的快慢會影響到效能
  • 使用作業系統的正常關機方式，才能夠有比較好的硬碟保養啊！因為他會讓硬碟的機械手臂歸回原位啊！
  • I/O位址有點類似每個裝置的門牌號碼，每個裝置都有他自己的位址，一般來說，不能有兩個裝置使用同一個I/O位址， 否則系統就會不曉得該如何運作這兩個裝置了。
  • IRQ就可以想成是各個門牌連接到郵件中心(CPU)的專門路徑囉！ 各裝置可以透過IRQ中斷通道來告知CPU該裝置的工作情況，以方便CPU進行工作分配的任務。
  • BIOS為寫入到主機板上某一塊 flash 或 EEPROM 的程式，他可以在開機的時候執行，以載入CMOS當中的參數， 並嘗試呼叫儲存裝置中的開機程式，進一步進入作業系統當中。
  • 電腦都只有記錄0/1而已，甚至記錄的資料都是使用byte/bit等單位來記錄的
  • 常用的英文編碼表為ASCII系統，這個編碼系統中， 每個符號(英文、數字或符號等)都會佔用1bytes的記錄， 因此總共會有28=256種變化
  • 中文字當中的編碼系統早期最常用的就是big5這個編碼表了。 每個中文字會佔用2bytes，理論上最多可以有216=65536，亦即最多可達6萬多個中文字。
  • 國際組織ISO/IEC跳出來制訂了所謂的Unicode編碼系統， 我們常常稱呼的UTF8或萬國碼的編碼
  • CPU其實是具有微指令集的。因此，我們需要CPU幫忙工作時，就得要參考微指令集的內容， 然後撰寫讓CPU讀的懂的指令碼給CPU執行，這樣就能夠讓CPU運作了。
  • 編譯器』來將這些人類能夠寫的程式語言轉譯成為機器能看懂得機器碼
  • 當你需要將運作的資料寫入記憶體中，你就得要自行分配一個記憶體區塊出來讓自己的資料能夠填上去， 所以你還得要瞭解到記憶體的位址是如何定位的，啊！眼淚還是不知不覺的流了下來... 怎麼寫程式這麼麻煩啊！
  • 作業系統(Operating System, OS)其實也是一組程式， 這組程式的重點在於管理電腦的所有活動以及驅動系統中的所有硬體。
  • 作業系統的功能就是讓CPU可以開始判斷邏輯與運算數值、 讓主記憶體可以開始載入/讀出資料與程式碼、讓硬碟可以開始被存取、讓網路卡可以開始傳輸資料、 讓所有周邊可以開始運轉等等。
  • 只有核心有提供的功能，你的電腦系統才能幫你完成！舉例來說，你的核心並不支援TCP/IP的網路協定， 那麼無論你購買了什麼樣的網卡，這個核心都無法提供網路能力的！
  • 核心程式所放置到記憶體當中的區塊是受保護的！ 並且開機後就一直常駐在記憶體當中。
  • 作業系統通常會提供一整組的開發介面給工程師來開發軟體！ 工程師只要遵守該開發介面那就很容易開發軟體了！
  • 系統呼叫介面(System call interface)
  • 程序管理(Process control)
  • 記憶體管理(Memory management)
  • 檔案系統管理(Filesystem management)
  • 通常核心會提供虛擬記憶體的功能，當記憶體不足時可以提供記憶體置換(swap)的功能
  • 裝置的驅動(Device drivers)
  • 『可載入模組』功能，可以將驅動程式編輯成模組，就不需要重新的編譯核心
  • 驅動程式可以說是作業系統裡面相當重要的一環
  • 作業系統通常會提供一個開發介面給硬體開發商， 讓他們可以根據這個介面設計可以驅動他們硬體的『驅動程式』，如此一來，只要使用者安裝驅動程式後， 自然就可以在他們的作業系統上面驅動這塊顯示卡了。
  • 張 旭 on 22 Jun 21
     
    "但因為 CPU 的運算速度比其他的設備都要來的快，又為了要滿足 FSB 的頻率，因此廠商就在 CPU 內部再進行加速， 於是就有所謂的外頻與倍頻了。"
張 旭

第 06 章 - 計算機概論 - 作業系統概論 - 0 views

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system

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  • 自行參考電腦硬體來設計出運算的軟體，當時的系統並沒有『作業系統』的概念，因為應用程式與作業系統是同時設計的。
  • 電腦裡面有儲存設備 (不論是硬碟還是記憶體)， 所以電腦硬體裡面會執行一隻監督程式 (monitor)，使用者可以預先將自己的程式讀進系統，系統先儲存該程式到佇列 (queue)，等到輪到該程式運作後， 就將該程式讀入讓 CPU 開始運作，直到運作結束輸出到印表機之後，將該工作丟棄，然後開始讀入在 queue 裡面的新的程式，依序執行。
  • 將 CPU 與 I/O 分離開
  • ...38 more annotations...
  • 透過卡片與讀卡機，將程式碼一次性的讀進大機器，然後就是等待大機器的運作， 結果再交由印表機印出。如果打卡紙打洞錯誤呢？只好重新打洞，重新排隊去運作程式了。
  • 允許兩個以上的程序在記憶體中等待被 CPU 執行，當 CPU 執行完其中一隻程式後， 第二隻程式就可以立刻被執行，因此效能會比較好。
  • 程序的狀態進入中斷狀態，CPU 不會理會該程序
  • CPU 的排程 (cpu scheduling)
  • 早期單核 CPU 的運作中，CPU 一次只能運作一個工作，因此，若有多個工作要同時進行， 那麼 CPU 就得要安排一個 CPU 運作時間給所有的工作，當該程序達到最大工作時間後，CPU 就會將該工作排回佇列，讓下一隻程序接著運作。
  • 你會覺得 CPU 是同時運作所有的程序，其實不是的！而是 CPU 在各個程序之間切換工作而已。
  • 分時系統其實與多元程式處理系統有點類似， 只是工作的輸入改為透過終端機操作輸入，CPU 可以在各個用戶操作間切換工作，於是每個使用者感覺似乎都是在同步操作電腦系統一般， 這就是分時系統。
  • 早期的程式設計師要設計程式是件苦差事，因為得要了解電腦硬體，並根據該電腦硬體來選擇程式語言，然後根據程式語言來設計運算工作、記憶體讀寫工作、 磁碟與影像輸入輸出工作、檔案存取工作等。等於從硬體、軟體、輸入輸出行為都得要在自己的程式碼裡面一口氣完成才行。
  • 在 1971 年開始的 unix 系統開發後，後續的系統大多使用 unix 的概念
  • 將硬體管理的工作統一交給一組程式碼去進行，而且這組程式碼還提供了一個開發界面
  • 軟體工程師只要依據這組程式碼規範的開發界面後，該軟體開發完成就能夠在這組程式碼上面運作了
  • 程式的執行
  • 作業系統需要將使用者交付的軟體程序分配到記憶體中， 然後透過 CPU 排程持續的交錯的完成各項任務才行。
  • CPU 中斷 (interrupt) 的功能
  • CPU 根據硬體擁有許多與週邊硬體的中斷通道， 當接收到中斷訊號時，CPU 就會嘗試將該程序列入等待的狀態下，讓該硬體自行完成相關的任務後，然後再接管系統。
  • 記憶體管理模組
  • 舊的環境底下，程式設計師需要自己判斷自己的程式會用到多少記憶體，然後自行指定記憶體使用位址的任務。
  • 系統會自動去偵測與管理主記憶體的使用狀態，避免同一個記憶體位址同時被兩個程序所使用而讓程序工作損毀
  • 作業系統核心也在記憶體中， 因此核心也會被這個子系統放入受保護的記憶體區段，一般用戶是無法直接操作該受保護的記憶區段的。
  • 虛擬記憶體 (virtual memory)
  • 主記憶體當中的資料並不是連續的，主記憶體的資料就像磁碟一樣，重複讀、刪、寫之後， 記憶區段是不會連續的
  • CPU 主要讀出虛擬記憶體，記憶體管理模組就會主動讀出資料
  • 一隻程序的資料是連續的 (左側)，但是實際上對應的是在主記憶體或其他位置上
  • CPU 排程
  • 作業系統好不好的重要指標之一！如何讓 CPU 在多工的情況下以最快速的方式將所有的工作完成，這方面的演算法是目前各主要作業系統持續在進步的部份。
  • 磁碟存取與檔案系統
  • 作業系統則需要驅動磁碟(不論是傳統硬碟還是 SSD)，然後也需要了解該磁碟內的檔案系統格式， 之後透過檔案系統這個子系統來進行資料的處理。
  • 裝置的驅動程式
  • 作業系統必須要能夠接受硬體裝置的驅動，所以硬體製造商可以推出給各個不同作業系統使用的驅動程式 (dirver / modules)， 這樣作業系統直接將該驅動程式載入後，即可開始使用該硬體，而不需要重新編譯作業系統。
  • 網路子系統
  • 使用者界面
  • 現代 CPU 設計的主要思考依據，讓一個 CPU 封裝 (單一一顆 CPU 硬體) 裡面，整合多個 CPU 核心，也就是多核心 CPU 製造的思考方向。
  • 對於單執行緒的程式來說， 多核心的 CPU 不見得會跑得比單核的快！這是因為單執行緒只有一個程序在進行，所以 CPU 時脈越高，代表會越快執行完畢。
  • 軟體會將單一工作拆分成數個小工作，分別交給不同的核心去執行，這樣每個核心只要負責一小段任務， 當然 CPU 時脈不用高，只要數量夠大，效能就會提昇很明顯
  • 由於 CPU 是由作業系統控制的，因此，你要使用到多核心的硬體系統，你的作業系統、應用程式都需要設計程可以支援多核心才行！
  • 所謂的平行處理功能，讓一件工作可以拆分成數個部份，讓這些不同的部份丟給不同的 CPU 去運算， 然後再透過一支監控程式，將各別的計算在一定的時間內收回統整後，再次的細分小工作發派出去，持續這些動作後，直到程式執行完畢為止。
  • 對於 Linux 來說，大部分都可以支援到 4096 個 CPU 核心數。
  • 銀行商用大型主機 Unix 系統
張 旭

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張 旭

第 05 章 - 計算機概論 - 主機系統與 I/O 界面 - 0 views

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  • 接受使用者輸入指令與資料，經由中央處理器的數學與邏輯單元運算處理後，以產生或儲存成有用的資訊
  • CPU 為一個具有特定功能的晶片， 裡頭含有微指令集，如果你想要讓主機進行什麼特異的功能，就得要參考這顆 CPU 是否有相關內建的微指令集才可以。
  • CPU 讀取的資料都是從主記憶體來的！ 主記憶體內的資料則是從輸入單元所傳輸進來！而 CPU 處理完畢的資料也必須要先寫回主記憶體中，最後資料才從主記憶體傳輸到輸出單元。
  • ...49 more annotations...
  • 算數邏輯單元與控制單元。其中算數邏輯單元主要負責程式運算與邏輯判斷，控制單元則主要在協調各周邊元件與各單元間的工作。
  • 資料會先寫入到主記憶體，然後 CPU 才能開始應用
  • CPU 其實內部已經含有一些微指令，我們所使用的軟體都要經過 CPU 內部的微指令集來達成才行。
  • 世界上常見到的兩種主要 CPU 架構， 分別是：精簡指令集 (RISC) 與複雜指令集 (CISC) 系統。
  • 微指令集較為精簡，每個指令的執行時間都很短，完成的動作也很單純，指令的執行效能較佳； 但是若要做複雜的事情，就要由多個指令來完成。
  • CISC在微指令集的每個小指令可以執行一些較低階的硬體操作，指令數目多而且複雜， 每條指令的長度並不相同。因為指令執行較為複雜所以每條指令花費的時間較長， 但每條個別指令可以處理的工作較為豐富。
  • 最早的那顆Intel發展出來的CPU代號稱為8086
  • AMD依此架構修改新一代的CPU為64位元
  • CPU 位元指的是CPU一次資料讀取的最大量！64位元CPU代表CPU一次可以讀寫64bits這麼多的資料
  • 因為CPU讀取資料量有限制，因此能夠從記憶體中讀寫的資料也就有所限制
  • ：(1)北橋：負責連結速度較快的CPU、主記憶體與顯示卡界面等元件；
  • (2)南橋：負責連接速度較慢的裝置介面， 包括硬碟、USB、網路卡等等。不過由於北橋最重要的就是 CPU 與主記憶體之間的橋接，因此目前的主流架構中， 大多將北橋記憶體控制器整合到 CPU 封裝當中
  • CPU 與可接受的晶片組是有搭配性的，尤其目前每種 CPU 的腳位都不一樣
  • 時脈越高，代表單位時間內可進行的工作越多
  • 大概都只看總頻寬或基準時脈
  • CPU 時脈越高的情況下，會產生很多諸如散熱、設計及與週邊元件溝通的問題。
  • 其他的程序還在等待 CPU ，但是 CPU 又在等待 I/O
  • Intel 在同一個運算核心底下安裝兩個暫存器來模擬出另一個核心，實際上是兩個暫存器 (可以想成是程式的執行器) 共用一個實體核心。 這就是超執行緒的簡易認知
  • 時脈的意思是每秒鐘能夠進行的工作次數，而每次工作能夠讀進的資料量就是位元數
  • 每個用戶端大多是短時間的大運算，所以通常不會有一隻程序一直佔用著系統資源。
  • CPU 的所有資料都是從記憶體讀寫來的，所以記憶體的容量與頻寬就相當的重要了
  • DRAM 根據技術的更新又分好幾代，而使用上較廣泛的有所謂的 SDRAM 與 DDR SDRAM 兩種。 這兩種記憶體的差別除了在於腳位與工作電壓上的不同之外，DDR 是所謂的雙倍資料傳送速度 (Double Data Rate)
  • 晶片組廠商就將兩個主記憶體彙整在一起，如果一支記憶體可達 64 位元，兩支記憶體就可以達到 128 位元了，這就是雙通道的設計理念。 在某些比較多核心的伺服器主機上面，甚至還使用了 3 通道到 4 通道的設計
  • CPU 內部的暫存器與少量記憶體被稱為第一、第二層快取 (L1, L2 cache)，而放在核心間的快取記憶體就被稱為第三層快取記憶體 (L3 cache)
  • CPU 的暫存器是直接設計在 CPU 核心內部，可以用來幫助 CPU 的運算。
  • 在多核心 CPU 的核心之間，會有另一個共享的快取記憶體存在，讓所有的 CPU 核心可以共享某些資源。
  • 靜態隨機存取記憶體 (Static Random Access Memory, SRAM)
  • 各項參數， 是被記錄到主機板上頭的一個稱為 CMOS 的晶片上，這個晶片需要藉著額外的電源來發揮記錄功能， 這也是為什麼你的主機板上面會有一顆電池的緣故。
  • BIOS(Basic Input Output System)是一套程式，這套程式是寫死到主機板上面的一個記憶體晶片中， 這個記憶體晶片在沒有通電時也能夠將資料記錄下來，那就是唯讀記憶體(Read Only Memory, ROM)。
  • BIOS對於個人電腦來說是非常重要的， 因為他是系統在開機的時候首先會去讀取的一個小程式喔
  • 韌體(firmware)很多也是使用ROM來進行軟體的寫入的。 韌體像軟體一樣也是一個被電腦所執行的程式，然而他是對於硬體內部而言更加重要的部分。例如BIOS就是一個韌體， BIOS雖然對於我們日常操作電腦系統沒有什麼太大的關係，但是他卻控制著開機時各項硬體參數的取得！
  • 現在的 BIOS 通常是寫入類似快閃記憶體 (flash) 或 EEPROM
  • 顯示卡能夠傳輸的資料量當然也是越大越好！這時就得要考慮到傳輸的界面了！當前 (2018) 主流的傳輸界面為 PCI-E，這個 PCI-E 又有三種版本， version 1, 2, 3 ，這三個版本的速度並不相同
  • PCI-E (PCI-Express) 使用的是類似管線的概念來處理，在 PCI-E 第一版中，每條管線可以具有 250MBytes/s 的頻寬效能，管線越多(通常設計到 x16 管線)則總頻寬越高
  • 通常 CPU 製造商會根據 CPU 來設計搭配的南橋晶片，由於現在只有一個晶片 (北橋整合到 CPU 內了)，所以目前只有一顆主機板晶片組。
  • 插槽上面的資料要傳輸到 CPU 就得要經過晶片組，然後透過 DMI 通道傳上去！所以，在某些情況下，系統的效能會被卡住在這條通道上喔！
  • 晶片組接的設備相當多喔！有 PCI-E 插槽、USB設備、網路設備、音效設備、硬碟設備等，這全部的裝置共用那一條 DMI 喔！ 所以，整個系統效能的瓶頸通常不在 CPU 啦！通常就是在南橋接的設備上面！所以，當你有非常複雜的程式要運作的時候，讓這些程式越少通過南橋， 他的系統效能就會比較好一點
  • 物理組成
  • 讀寫主要是透過在機械手臂上的讀取頭(head)來達成
  • 由於磁碟盤是圓的，並且透過機器手臂去讀寫資料，磁碟盤要轉動才能夠讓機器手臂讀寫。
  • 磁碟的最小物理儲存單位，稱之為磁區 (sector)，那同一個同心圓的磁區組合成的圓就是所謂的磁軌(track)。 由於磁碟裡面可能會有多個磁碟盤，因此在所有磁碟盤上面的同一個磁軌可以組合成所謂的磁柱 (cylinder)。
  • 通常資料的讀寫會由外圈開始往內寫
  • 目前主流的硬碟連接界面就是 SATA
  • 雖然 SATA III 界面理論傳輸可到達 600Mbytes/s，不過傳統硬碟由於物理設計的限制因素，通常存取速度效能大多在 150~200Mbytes/s 之間
  • 串列式 SCSI (Serial Attached SCSI, SAS)
  • 傳統硬碟有個很致命的問題，就是需要驅動馬達去轉動磁碟盤～這會造成很嚴重的磁碟讀取延遲
  • 快閃記憶體去製作成高容量的設備
  • 沒有讀寫頭與磁碟盤啊！都是記憶體！
  • 各個繪圖卡的運算晶片 (GPU) 設計的理念不同，加上驅動程式與軟體搭配的問題，並不是一張高效能繪圖卡就可以完勝其他的繪圖卡， 還得要注意相關的軟體才行。
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