导图社区 计算机软硬件基础
这是一篇关于计算机软硬件基础思维导图，主要包含计算机工作原理、计算机系统组成、操作系统OS等。
Windows操作系统是一种由微软公司开发的计算机操作系统，它是当今最流行的操作系统之一。它广泛应用于个人电脑和工作场所，为用户提供了高效、便捷的计算机使用体验。
计算机基础：信息、数据， 信息与数据既有联系又有区别。数据是信息的载体，信息是数据的内涵。数据本身没有意义，只有对数据进行解释和加工后才能得到对客观世界有影响的信息。
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计算机操作系统思维导图
计算机组成原理
IMX6UL(A7)
考试学情分析系统
计算机软硬件基础
计算机工作原理
基本原理：存储程序、程序控制
冯诺依曼体系结构计算机
组成部分
运算器
控制器
存储器
输入设备
输出设备
采用二进制表示数据
物理易实现
工作稳定性高
运算简单（加减乘除）
易于实现逻辑运算（与、或、非、异或）
可靠性高
通用性强
“存储程序”：程序和数据一起存储在内存中，计算机按照程序顺序执行-自动执行
计算机指令
指令
概念：能够被计算机直接识别和执行的二进制代码，又称计算机指令
组成
操作码：描述了该条指令执行的功能
操作数（地址码）：参与操作的数本身（操作数）和存放操作数的存储器地址（地址码）
指令执行过程
取指令
分析指令
执行指令
指令系统：计算机的CPU所能执行的全部指令集合，不同的CPU拥有不同的指令系统，不同计算机指令系统的指令种类和数目不同
程序和软件
计算机程序：有序的指令序列
软件：由具有特定功能的一系列程序和相应的文档组成，
软件=文档+数据+程序
计算机系统组成
两大部分
硬件系统
软件系统
只有硬件系统没有软件系统的称为“裸机”
整个计算机的控制指挥中心、全机控制
基本功能
从内存取指令
向其他部分发出控制信号
部件组成 实现全机控制
指令寄存器
指令译码器
操作控制器
时序电路
执行各种算术和逻辑运算
功能：用来存放程序和数据
分类
主存储器（内存）
CPU能够直接访问的存储器
RAM随机存储器
可读可写，断电后数据会丢失
静态随机存储器SRAM
动态随机存储器DRAM
区别：是否每隔一段时间刷新一次地址
读写速度：SRAM＞DRAM
ROM只读存储器
只读不写，断电不会丢失
PROM：可编程只读存储器
EPROM：可擦除可编程只读存储器
EEPROM：电可擦除可编程只读存储器存储器
UVEPROM：紫外线可擦除可编程只读存储器
Cache：高速缓冲存储器
缓解高速CPU和低俗内存之间的速度差
BIOS：基本输入输出系统，被固化到主板ROM芯片上的程序，能够识别各种硬件；如何访问系统、加载操作系统
特点：速度快，价格高
存储介质：半导体介质
内存中有很多存储单元，每个存储单元有唯一一个编号-地址，内存按字节进行编址，一个字节对应一个地址
地址编号数=容量字节数
CPU+内存-“主机”
辅助存储器（外存）
特点：大容量、能够长期保存数据
软盘：写保护口，打开-只读不写，防止病毒；关闭-能读能写
机械硬盘
计算机存储数据最常用的外存
盘片
磁道
扇区：基本读写单位，容量：512B
格式化：扇区和磁道重新划分
固态硬盘SSD：读写速度快、容量小、价格高、使用寿命有限
移动存储设备
flash存储器：新型半导体存储器，断电长期保存数据，加电易擦除和重写 如U盘，采用USB接口，USB2.0，USB3.0
移动硬盘
笔记本电脑硬盘
带有数据接口电路外壳
接口：USB接口
光盘
CD-ROM：只读光盘
CD-R：一次性可写光盘
CD-RW：可重复擦写光盘
DVD：数字多功能光盘
读写速度：CPD＞Cache＞内存＞外存（硬盘＞U盘＞软盘）
向计算机输入数据和信息的设备
设备
键盘
鼠标
扫描仪
手写板
数字化仪
条形码阅读器
A/D转换器
麦克风
摄像头
用二进制代码所表示的信息转换为所需的文字、图像、声音等
显示器
CRT阴极射线管显示器
LCD液晶显示器
3D显示器
PDP等离子显示器
性能
分辨率：显示器所能显示的像素的多少
分辨率1920×1200：横向、纵向像素点
刷新频率HZ：刷新频率越高，屏幕上图像闪烁感越小，稳定性越高
色深：单位bit，色深24位，则颜色数量2∧24种
显示系统组成
显示器（监视器）
显示适配器（显卡）：
接口：AGP、PCI-E接口
打印机
击打式
针式打印机：打印质量差、噪音大、价格便宜、速度慢
非击打式
喷墨打印机：体积小、重量轻、价格便宜、需经常更换墨水、专用墨水价格较高
激光打印机：打印速度最快、质量最好、噪音最小，价格高，与喷墨式相比成本较低
3D打印机：以计算机模型文件为基础，运用粉末状塑料或金属等可黏合材料，逐层打印、构造物体的技术
绘图仪
音响装置
D/A转换器
外存+I/O设备=外部设备
主板和I/O设备
主板（母版）
芯片
接口
功能
其他部件和设备连接载体
I/O接口
主机-CPU-总线-I/O设备-外设
实现CPU通过总线把I/O电路和外围设备联系起来
总线
概念：将计算机各个部件联系起来的一组公共信号线，用于各个部件之间传递信息的公用通道
数据总线DB：CPU与主存储器、I/O接口之间双向传输数据通道；与字长有关
地址总线AB：传送地址信息，单向总线；位数反应计算机直接寻址能力，计算机系统最大内存容量
控制总线CB：传送控制信息、双向进行
常用总线：ISA、EISA、PCI、AGP（显卡）、USB（通用串行总线）
计算机性能指标
CPU的性能指标
字长：CPU一次性处理的二进制位数，反应计算机处理能力、速度
主频：CPU的时钟频率-单位时间内运算次数
高速缓冲存储器容量
多核和多线程
运算速度：MIPS、BIPS
存储容量
存取周期：访问一次内存储器所花时间
外设配置
RASIS特征：可靠性、可用性、可维护性、完整性、安全性
性能价格比
概念：管理、调度、监控、维护计算机的软件集合
系统软件
控制计算机的运行，管理计算机各种资源，为用软件提供支持和服务
操作系统OS：用户与计算机之间的接口；其他软件运行的平台
语言处理程序
数据库管理系统DBMS
建立、使用和维护数据库，对数据库进行统一管理和控制
常见：Access、SQL Server、My SQL、Oracle
实用系统
程序设计语言
机器语言（低级语言）：二进制代码表示、计算机软硬件系统能够直接识别和执行的机器指令的集合
汇编语言（低级语言）：符号表示，不具有通用性和可移植性
高级语言：自然语言和数学公式表示，具有很强的通用性和可移植性；
面向过程：C语言、fortran、basic、pascal
面向对象：C++、Java、VB、VF、C#、Python
源程序：计算机不能直接识别和执行
目标程序：源程序汇编程序或者编译程序后的代码
汇编程序、将汇编语言源程序翻译成机器语言程序的翻译程序
源程序（汇编语言）-汇编程序（工具）-目标程序
源程序（高级语言）_编译程序（工具）-目标程序
解释程序可将高级语言源程序翻译并识别，边翻译边执行，不产生目标程序
应用软件
为满足应用目的而专门开发的软件
办公软件、图像图像处理软件、音频视频播放软件
操作系统OS
概念：是系统软件的核心；用户和计算机的接口；控制和管理计算机各种资源；自动调度用户各种作业程序；处理中断的程序集合；使计算机硬件系统的第一次扩充
作用：管理计算机中的硬件、软件资源，支持其他软件开发和运行，使计算机能够自动、协调、高效的工作
特点
并发性
共享性
异步性
虚拟性
常见
Windows
MacOS
Linux
Unix
功能：对计算机的资源进行合理有效的管理，控制计算机的工作流程
处理器管理
作业管理
进程管理
存储管理
设备管理
文件管理（按名存取）
用户接口
资源分类
中央处理器CPU
内外存储器
外部设备
程序和数据（软件）
系统分类
与用户交互界面
命令行界面操作系统：DOS
图形界面操作系统：Windows、Mac OS
能同时支持用户数目
单用户操作系统：DOS、Windows95/98/Me
多用户操作系统：Unix、Linux、Windows XP、Windows7
能够同时运行多个任务
单任务操作系统：DOS
多任务操作系统：Windows、MAC OS、unix、Linux
其他
批处理操作系统：DOS/VSE、MVX
分时操作系统（时间片轮转处理）：Windows、unix、MAC OS
实时操作系统：IEMX、VRTX、RTOS、RTLinux
网络操作系统：Unix、Linux、Windows 2000/2003NTServer
子主题
分布式操作系统
