Volker Schillings informatik. uni-trier

Präsentation zum Thema: "Volker Schillings informatik. uni-trier"—  Präsentation transkript:

1 Volker Schillings http://www. informatik. uni-trier
Volker Schillings

2 Umfang: Ort: Anforderungen Organisatorisches 60 Stunden
Di. & Do Uhr Ort: HWK Trier Raum C1.6 Anforderungen

3 Theorie & Praxis Anspruch Kursziele & Wege dort hin
Kursübersicht Theorie & Praxis Anspruch Kursziele & Wege dort hin Gegliedert in 2 Hauptgebiete PC-Technik PC-Support

4 PC – Technik - Übersicht
Rechnerarchitektur CPU & Mainboard Bussysteme Speicher BIOS I/O Ports, DMA, IRQ, ... Grafikkarten

5 PC – Technik – Übersicht (2)
Erweiterungskarten Schnittstellen Externe Speichergeräte Ein- & Ausgabegeräte PC Komplettsysteme PCs warten

6 PC – Technik – Übersicht (3)
Aktuelle Betriebssysteme Installation eines BS Anpassung eines BS Backup Datenrettung MS-DOS ?! Viren

7 PC – Support - Übersicht
Systembetreuung aktueller BS Windows 98, 2000 & XP Linux SuSE, Red Hat, debian Installation Systemstart Anpassung Hardwarekonfiguration

8 PC – Support – Übersicht (2)
Druckerkonfiguration Systemtuning Datenträgerverwaltung Benutzerverwaltung Netzwerkbetrieb Netzgrundlagen (Theorie ) Praxis  Troubleshooting

9 PC – Technik - Rechnerarchitektur
Verwendung des binären Systems Datenrepräsentation im binären System Zahlen und Buchstaben 16, 32, 64 Bit Computer Beispiel: Buchstabe A hat ASCII Code 65 Interne Repräsentation:

10 PC – Technik – Funktion einer CPU
EVA Prinzip Von-Neumann-Architektur Konzept aus dem Jahre 1945. Entwickler Herr von Neumann. Prägt bis jetzt alle gängigen Rechner

11 Von-Neumann-Architektur
Aufbau

12 Von-Neumann-Architektur - Steuerwerk
Das Herz des Rechners Laden der Befehle aus dem Speicher Decodierung der Befehle Interpretation der Befehle Versorgung der Funktionseinheiten mit Steuersignalen

13 Von-Neumann-Architektur - Rechenwerk
Arithmetische und logische Verknüpfung ALU Prozessor (CPU) = Rechenwerk und Steuerwerk

14 Von-Neumann-Architektur - Speicher
Der Speicher ist die Rechnerkomponente zum "Aufbewahren" von Daten. Speicher bestehen aus Speicherelementen. binärer Speicher (0,1) 8bit = 1Byte = Gruppe aus acht Elementerspeichern

15 Von-Neumann-Architektur – I/O Input Output
Abkürzung: I/O (Input / Output) Informationsaustausch zwischen einem Computer und seiner Peripherie (den angeschlossenen Geräten) Beispiele: Drucker / Monitor / Tastatur Von Neumann-Flaschenhals

16 CPU – Central Processing Unit
Fertigungstechniken Leistungsmerkmale Taktfrequenz (M|G) IPS (M|G) FLOPS CISC/RISC Pipelining Caching

17 Ursprung im 8088/8086 Prozessor
Intel Prozessoren Ursprung im 8088/8086 Prozessor 20 Adressleitungen Beschränkung auf 1 MB HS Real / Protected Mode Virtual Real Mode Exkurs Multitasking

18 Aktuelle Intel & AMD Prozessoren
Intel Prozessoren: Celeron Zur Zeit bis 2.6 GHz 128 KB Cache 100/400 MHz Front Side Bus Ca € Pentium 4 Bis zu 3.2 GHz 512 KB L2 Cache 200/800 MHz Front Side Bus Ca. 180 – 690 €

19 Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (2)
Intel Prozessoren: Xeon Prozessor Multiprozessor System größerer Cache (bis 2 MB) Bis 2.8 GHz Preis: ca. 350 € Itanium 64 Bit Prozessor Liefer- & Absatzschwierigkeiten

20 Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (3)
Duron Bis 1.3 GHz 128 KB L1 (!) & L2 Cache 100 MHz FSB Ca. 35 € Athlon XP Bis 3000+ Bis 2167 MHz 512 KB Cache Ca. 50 bis 250 €

21 Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (4)
Opteron 1.8 GHz MP fähig 128 KB L1 und 1024 KB L2 Cache 64 Bit (!) Lieferbar Preis ca €

22 Slot / Socket Prozessoren
Viele Standards SPGA und Edge Connector in verschiedenen Ausführungen Achtung beim Kauf CPU & Mainboard

23 Montieren von CPUs  Praktische Übung 

24 Aufgaben eines MB Bestandteile eines MB Mainboard
Verteilung der Spannungsversorgung Datentransport Zusammenschluss von Komponenten Bestandteile eines MB Sockel/Slot für CPU EPROM für BIOS Taktgeber Chipsatz für Steuer-/Logikbausteine

25 Bestandteile eines MB (...)
Mainboard (2) Bestandteile eines MB (...) Controller für Massenspeicher Batterie für Systemuhr/Bios Daten Steckplätze für Hauptspeicher Steckplätze für Erweiterungskarten Schnittstellenanschlüsse Tastatur- / Mausanschluss Infrarot Port Anschluss für Spannungsversorgung Jumper zur Konfiguration

26 Bindeglied zwischen Komponenten Northbridge
Chipsatz Bindeglied zwischen Komponenten Eng verbunden mit CPU und Bussystem Northbridge Datenfluß zwischen CPU, Cache und HS Auch AGP Ansteuerung Southbridge Kommunikation zwischen PCI, DIE und ISA Slots Hersteller: Intel, SIS, Opti, Via und Ali

27 Standard AT und Baby AT Format
MB - Bauformen Standard AT und Baby AT Format Verwendet bis P1 MB Keine permanente Stromversorgung Keine gute Wärmeabfuhr ATX & microATX Aktuelle Bauform Permanente Stromversorgung (Soft Power On/Off) IO Panel

28 Aufgabe: Bestandteile: Bussysteme
Kommunikationskanal für einzelne Komponenten Vgl. von-Neumann-Architektur Bestandteile: Datenbus Adressbus Steuerbus Siehe Skript Seite 21

29 I/O Bussysteme Bussysteme (2) AGP (Accelerated Graphics Port)
PCI (Peripheral Component Interconnect) CNR (Communication and Networking Riser) ISA, EISA und Vesa Local Bus

30 1992 entwickelt 33 MHz und 32 Bit breit Bis zu 10 Geräte Plug & Play
Bussysteme (3) – PCI Bus 1992 entwickelt 33 MHz und 32 Bit breit Bis zu 10 Geräte Plug & Play Busmastering Heute bis 66 MHz

31 Grafikkarten zu schnell für PCI Bus 66 MHz
Bussysteme (4) – AGP Bus Grafikkarten zu schnell für PCI Bus 66 MHz Unabhängig vom übrigen Bussystem für North-Bridge AGPx1 bis AGPx8 mit 266 MB/s bis 2100 MB/s Vorsicht mit Versorgungsspannung

32 Bussysteme (5) – CNR / AMR
CNR (Communication & Networking Riser Card) AMR (Audio & Modem Riser) Veraltet Dienen zur kostengünstigen Erweiterung

33 Nichtflüchtiger Speicher
ROM EPROM EEPROM Flash Speicher MM Cards, Memory Stick, ...

34 Flüchtiger Speicher Speicher (2) Cache RAM Speicher PS/2 (32 Bit)
SDRAM (64 Bit) DDR (Double Data RAM) RDRAM Speichertaktung beachten!

35 Basic Input Output System Grundlegende Ein-/Ausgabebefehle Aufgaben
BIOS Basic Input Output System Grundlegende Ein-/Ausgabebefehle Aufgaben Selbsttest des PCs (Power On Self Test, POST) Ausgabe von Status bzw. Fehlern Prüfen der Systemkonfiguration Initialisierung der Komponenten Medium suchen für Bootvorgang MBR laden

36 Bios Typen Bios Setup BIOS (2) AMI AWARD Phoenix
Aktivierung durch Entf. Taste oder F2 Auswahl im Menu durch Cursor Tasten, +, -, Bild auf/ab

37 Standard CMOS Setup Advanced BIOS Setup BIOS (3) Zeit / Datum
IDE Konfiguration Diskettenlaufwerke Fehlerbehandlung Advanced BIOS Setup Virenschutz für Bootsektor Suchreihenfolge für Laufwerksauswahl beim Booten

38 Advanced Chipset Features Setup
BIOS (4) Advanced Chipset Features Setup USB Speichertiming Integrated Periphals Konfiguration von internen Komponenten Load Defaults Save and Exit Setup Exit without saving

39 BIOS (5)  Praktische Übung 

40 Löst oft Hardwareprobleme Speedup BIOS update Vorbereitung
Erstellen einer DOS Bootdiskette Flash Utility auf Floppy speichern Neues BIOS auf Floppy sichern Praktische Übung 

41 Adressierung der Hardware
I/O Ports, DMA & IRQ Adressierung der Hardware i.d.R. 16 Bit breite Adresse Hex Schreibweise Z.B. 0220h oder ox0220 Memory Mapped I/O I/O Mapped I/O

42 Von-Neumann-Flaschenhals
DMA Von-Neumann-Flaschenhals Reduktion der Kommunikation zwischen CPU, I/O Komponenten und HS DMA Controller Beispiel: IDE Controller

43 Woher weiß die CPU wann I/O Geräte arbeiten Polling
IRQ Woher weiß die CPU wann I/O Geräte arbeiten Polling Einsatz von Buffern Hardware IRQ

44 Aufgaben & Eigenschaften Standards
Grafikkarten Aufgaben & Eigenschaften Standards VGA 640*480 SVGA 800*600, später 1024*768 XGA 1024*768 SXGA 1280*1024 SXGA+ 1400*1050 UXGA 1600*1200

45 Farbtiefe Grafikkarten (2) 8 Bit (256 Farben)
15 Bit (Realcolor, ca Farben) 16 Bit (Highcolor, ca Farben) 24 Bit (Truecolor, ca. 16,7 Millionen Farben) 32 Bit

46 Bestandteile einer Grafikkarte (vgl. S. 44 Skript)
Grafikkarten (3) Bestandteile einer Grafikkarte (vgl. S. 44 Skript) Grafikprozessor Video Ram Ramdac Bios-Rom Busschnittstelle Monitorschnittstelle

47 Grafikprozessor Schnittstellen Grafikkarten (4)
Pin # Signal Name 1 Red 2 Green 3 Blue 4 No Connect 5 Ground 6 Ground 7 Ground 8 Ground 9 No Connect 10 Ground 11 No Connect 12 DDC DAT 13 Horizontal Synchronization 14 Vertical Synchronization 15 DDC Clock Grafikprozessor Aufgaben 2D & 3D Berechnung Vodoo, ATI, nvidia, ... Softwareschnittstellen Anwendungsgebiete Schnittstellen

48 Speicherbedarf Grafikkarten (5) [Pixel H] * [Pixel V] * [3 Byte]
Bsp: 1024*768*3Byte = 2,25 Mbyte Rechenaufgabe: 640 * 480 bei 256 Farben 800 * 600 bei High Color 1024*768 bei True Color 1600*1400 bei True Color Ergonomie Bildwiederholfrequenz

49 Aufgaben einer Netzwerkkarte Schnittstellen Wichtigster Standard:
Netzwerkkarten Aufgaben einer Netzwerkkarte Schnittstellen Wichtigster Standard: Ethernet BNC Verkabelung Twisted Pair Geschwindigkeit

50 Remoteverbindung zu anderen Rechnern Modem
Modem, ISDN und DSL Remoteverbindung zu anderen Rechnern Modem Modulator/Demodulator Anschluß Geschwindigkeit ISDN Unterschied zu Modem

51 ... DSL (Digital Subscriber Line)
ADSL/SDSL Geschwindigkeit

52 Wie funktioniert eine SK?
Soundkarte Aufgaben Komponenten Synthesizer Midi AD/DA Wandler Wie funktioniert eine SK?

53 Controller und Multi I/O Karten
EIDE Karten Raid Controller SCSI USB Karten Firewire ...

54 Serielle Schnittstelle (COM Ports, RS232C)
Schnittstellen Serielle Schnittstelle (COM Ports, RS232C) Bis max. 128 Kbit/s Parallele Schnittstelle (LPT, RS232) SPP, EPP und ECP Modus

55 USB Universal Serial Bus 1.0 USB 2.0 Hot Plugging fähig
1,5 Mbit/s bis 12 Mbits/s Max. 127 Geräte Betriebssystemunterstützung Kabelart Max. 3-5 Meter Kabellänge USB Hubs USB 2.0 Bis zu 480 Mbit/s

56 IEEE-1394 Schnittstelle Firewire Hot-plugging fähig
Aus Unterhaltungselektronik 400 Mbit/s, bei IEEE-1394b bis 800 Mbit/s Max. 63 Geräte Max. 5 Meter Kabellänge Firewire Hubs

57 Externe Speichermedien
Floppy 3.5 ´´ 1,4 MB ZIP 100 MB bis 250 MB ParallelPort, USB und intern (IDE, SCSI) LS120 MO Flash

58 Aufbau und Funktion (vgl. Skript S. 64) Eigenschaften
Festplatten Aufbau und Funktion (vgl. Skript S. 64) Eigenschaften MB/s UPM Cache Mittle Zugriffszeit Schnittstelle

59 IDE / EIDE Master / Slave Prinzip Standards DMA Modus IDE Festplatten
ATA33,66,100,133,166 DMA Modus

60 SCSI Standards SCSI Festplatten SCSI 1 SCSI 2 SCSI 3
8 Geräte, 3 Mbit/s, max. 8 Meter SCSI 2 16 Geräte, 5 Mbit/s SCSI 3 Ultra SCSI (20 Mbit/s, 1,5 m) Ultra SCSI 2 (40 Mbits/s, 6 m) Ultra2 SCSI (80 Mbit/s, 12 m) SCSI160,SCSI320 (160 bzw. 320 Mbit/s, 12 m)

61 Ansteuerung von SCSI Geräten Terminierung
Vorteile Busmastering Viele Geräte Kabellänge Externe Geräte Ansteuerung von SCSI Geräten Terminierung

62 Redundant Array of Inexpensive Disks Raid Levels:
Level 0: Striping  Verteilung der Daten (unsicher) Level 1: Mirroring (sicher) Level 3: Leistungssteigerung mit Fehlerkorrektur Level 5: Clusterweises Striping mit Fehlerkorrektur (sehr hohe Ausfallsicherheit)