计算机系统思维导图
详细地归纳总结了CPU、存储器、输入设备、输出设备等硬件系统以及系统软件、应用软件等软件系统的知识要
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思维导图大纲
计算机系统思维导图模板大纲
硬件系统
CPU
运算器（算术逻辑部件ALU）
整数（定点数）运算
实数（浮点数）运算
控制器
指令计数器 指令
操作码
操作数
指令寄存器 工作原理：匈牙利冯诺依曼“存储程序控制”
寄存器组
存储器
外存储器磁盘光盘
硬盘存储器
组成：磁盘盘片，主轴与主轴电机，移动臂，磁头，控制电路（柱面号，扇区号，刺头号）
性能指标：容量，平均存取时间，缓存容量，数据传输速率
串行ATA接口（SATA)
SATA1.0 150MB/S
SATA2.0 300MB/S
SATA3.0 600MB/S
文件系统格式：FAT16,FAT32,NTFS,exFAT
光盘
CD光盘存储器与CD光驱
容量约600-700MB
文件系统格式CDFS,UDF
DVD光盘存储器与DVD光驱 4.7GB 红色激光
蓝光(BD)光盘存储器与蓝光光驱
单层25GB 双层50GB
BD-ROM只读，BD-R单次刻录，BD-RE多次刻录
U盘，存储卡（SD,CF,MS,MMC卡）与固态硬盘（SSD）
内存储器半导体芯片
随机存取存储器RAM
静态随机存取存储器SRAM（构造高速cache）
动态随机存取存储器DRAM（构造主存储器）
只读存储器ROM
电可擦可编程只读存储器EEPROM
快擦除存储器或闪存Flash Memory
输入设备
键盘 键盘接口（PS/2,USB）
鼠标器 分辨率dpi
机械鼠标
光电鼠标 数字信息处理器DSP
无线鼠标 红外线 无线电波
触摸屏
扫描仪 光电转换原理
性能指标：扫描仪的光学分辨率,色彩位数(像素深度),扫描幅面,与主机的接口
分类：手持式(较小图片)，平板式(反射式原稿 家用和办公自动化)，胶片和滚筒(专业印刷排版)
数码相机
性能指标：CCD像素的数目,存储卡容量
工作原理：模拟信号(成像芯片CCD,CMOS) 电信号 数字信号
传感器
输出设备
显示控制器
显示器
数字信号 光信号
液晶显示器LCD
显示方式：反射型,透射型,半穿透反射式
特点：工作电压低,辐射危害小,功耗少,不闪烁,适合大规模集成电路驱动,易实现大画面显示
性能指标：显示屏尺寸(对角线),显示器分辨率,刷新速率,响应时间,色彩亮度的对比度,背光源的类型,辐射与环保
阴极射线管显示器CRT
显示器接口(并行,单向)：VGA,DVI,HDMI
显示卡
组成：显示控制电路,图形处理器(GPU),显示存储器(VRAM),接口电路(PCI-E X16接口)
独立显卡与集成显卡
打印机
针式打印机 色带 击打式 多层套打 打印票据 激光打印机 碳粉硒鼓 非击打式 激光成像静电吸附碳粉 喷墨打印机 墨水 非击打式 不产生臭氧
性能指标：打印精度dpi,打印速度,色彩表现能力,
声音与力反馈
扬声器，耳机，音箱
微型振动马达
软件系统
系统软件️
基本输入/输出系统BIOS
操作系统OS 外存
用户与硬件,用户与计算机,硬件与其他软件之间的接口
作用️为计算机中运行的程序管理和分配各种软硬件资源，为用户操作使用计算机提供友善人机界面 图形用户界面GUI，为应用程序的开发和运行提供高效率平台
加载过程️加电自检,执行引导装入程序,读出主引导记录,装入引导程序,执行引导程序,装入操作系统,执行操作系统
功能️多任务处理与处理器管理:时间片轮转，存储管理:虚拟内存VM技术:主板上的RAM与硬盘上虚拟内存pagefile.sys文件，文件管理，设备管理:用户或程序的I/O操作
分类️分时操作系统:时间片轮转，实时操作系统:完成任务有严格时间约束:军事指挥和武器控制系统,电力网调度和工业控制系统,银行证券交易信息处理系统
常用操作系统️
Windows系统:GUI，即插即用PnP，提供通信软件连接到Internet上
UNIX操作系统:多用户多任务，芬兰林纳斯·托瓦兹
Mac OS操作系统:运行与于苹果Macintosh系列电脑上，首个在商用领域成功的GUI
iOS操作系统:手持设备，系统结构️:核心操作系统,核心服务层,媒体层,触摸框架层，Objective-C语言
Android操作系统:基于Linux，用于移动设备智能手机平板电脑，由Google公司和开放手机联盟开发
程序设计语言处理系统
分类️机器语言:二进制，汇编语言:助记符，高级语言
程序执行速度快,可移植性差,可读性差,占用存储空间小,难于编写与调试
,劣于包括️汇编程序:汇编语言到机器语言的翻译程序， 解释程序:边解释边执行,中间不产生目标程序,优于算法简单,易修改调试运行效率低，
编译程序:高级语言到汇编机器语言,优于产生高效运行目标程序并保存在磁盘上多次执行,劣于实现算法较复杂
基本成分️数据（数据对象,类型,结构）运算（算数,逻辑表达式）控制（条件if,循环for,while语句）传输（赋值,输入输出语句）
结构化程序设计
程序易读性方法️自顶向下,逐步求精,模块化,结构化编码
基本结构️顺序结构:自上而下按顺序执行，选择结构:是否满足，循环结构:给定条件是否需要反复执行
数据库管理系统 （ORACLE,Access）
实用程序 （磁盘清理程序,备份程序）
应用软件
通用应用软件 （文字处理软件,电子表格软件,媒体播放软件,网络通信软件,个人信息管理软件,演示软件,信息检索软件,游戏软件）
定制应用软件 （销售管理和市场预测系统,教务系统,客房管理系统）
商品软件\共享软件(免费试用期,试用部分功能)\自由/开源软件(Apache HTTP服务器软件,Firefox浏览器,Linux,Android操作系统)\免费软件
发展
一:20世纪40年代中期到50年代中期，数值数据,机器汇编语言
二:20年代50年代中期到60年代后期，高级FORTRAN及翻译程序出现,产生操作系统,数据库及管理系统
60年代中期"软件危机"原因:用户需求不明确,缺乏正确理论指导,软件开发规模越来越大,软件开发复杂度加大
三:20世纪60年代后期至今，软件工程
软件技术️软件工程,软件设计,软件工具环境,系统软件,数据库,网络软件,与实际工作相关的软件技术
开发模型
瀑布模型
增量模型
软件重用模型
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