Wirtschaftsinformatik Die Hardware des PC im Überblick Definition und Hauptaufgaben der Hardware Grundprinzipien der Rechentechnik Die Hardwarekomponenten eines PCs Beispiele Staatliche Berufsoberschule Nürnberg Folie 1

Wirtschaftsinformatik Die Hardware des PC im Überblick Unter „Hardware“ versteht man alle technischen Geräte einer Rechenanlage, welche zur Durchführung von DV-Aufgaben notwendig und sinnvoll sind: Hauptaufgaben: Datenspeicherung Dateneingabe Datenverarbeitung Datenausgabe Prof. Dr.-Ing. Herbert Fischer, Fachhochschule Deggendorf, Studiengang Wirtschaftsinformatik Folie 2

E V A Die Hardware des PC im Überblick Das E-V-A-Prinzip und der von-Neumann-Rechner 1 3 7 9 10 E-V-A-Prinzip von-Neumann-Rechner: - 1903 bis 1957 - sequentielle Abarbeitung der DV-Aufgabe - 2 bis 9 Zyklus 2 4 5 6 8 E V A Prof. Dr.-Ing. Herbert Fischer, Fachhochschule Deggendorf, Studiengang Wirtschaftsinformatik Folie 3

Die Hardware des PC im Überblick Beispiel: Zentraleinheit eines PCs Hauptspeicher Prozessor Dateneingabe und Datenausgabe PROZESSOR Leistungsfähigkeit: MIPS = Million Instructions Per Second Taktfrequenz: MHz = Megahertz Verarbeitungsgeschwindigkeit: Kommunikation zwischen Steuerwerk, Rechenwerk und Hauptspeicher Kommunikation: über Busse Hersteller: INTEL, MOTOROLA HAUPTSPEICHER Arbeitsspeicher: RAM, bei PC 8 MB bis 128 MB Paging Festwertspeicher: ROM Prof. Dr.-Ing. Herbert Fischer, Fachhochschule Deggendorf, Studiengang Wirtschaftsinformatik Quelle: http://www.intel.com Folie 4

Die Hardware des PC im Überblick Beispiel: Prozessor eines PCs Quelle: HaufeWirtschaftsPraxis 2.0 (CD-ROM) Prof. Dr.-Ing. Herbert Fischer, Fachhochschule Deggendorf, Studiengang Wirtschaftsinformatik Folie 5

Die Hardware des PC im Überblick Die Hardwarekomponenten eines PCs Diskette Festplatte Modem Tastatur 400 MHz Bildschirm Maus Tastatur: Bildschirm: Grafikkarte, Auflösung, LCD 14 Zoll: 640*480 15 Zoll: 800*600 17 Zoll: 1024*768 21 Zoll: 1600*1200 (CAD) Festplatte: Massenspeicher, bei PCs 2 GB bis 10 GB Maus: CD-ROM: Optischer Speicher (Laser) 640 MB, CD-R, CD-RW WORM (write once read many): 600 MB bis 3 GB DVD (digital versatile disk): 4,7 GB bis 17 GB Diskette: 5,25 Zoll, 3,5 Zoll (1,44 MB) Drucker: Nadel, Tintenstrahl, Laser Modem: Analog (56 kBps), Digital (ISDN: 64 kBps) Scanner: SW oder Farbe, OCR (optical character recognition) MO (Magneto-Optical Disk) bis GB beliebig oft read/write CD-ROM PC Drucker Scanner Prof. Dr.-Ing. Herbert Fischer, Fachhochschule Deggendorf, Studiengang Wirtschaftsinformatik Folie 6

Die Hardware des PC im Überblick Beispiel: Hardwarekonfiguration eines PCs Quelle: http://www.acer.com Folie 7

Die Hardware des PC im Überblick Beispiel: Innenansicht einer Festplatte Quelle: HaufeWirtschaftsPraxis 2.0 (CD-ROM) Folie 8

Die Hardware des PC im Überblick Beispiel: Flachbettscanner Quelle: HaufeWirtschaftsPraxis 2.0 (CD-ROM) Folie 9

Die Hardware des PC im Überblick Das E-V-A-Prinzip und der von-Neumann-Rechner Der Hauptspeicher besteht aus... E-V-A-Prinzip von-Neumann-Rechner: - 1903 bis 1957 - sequentielle Abarbeitung der DV-Aufgabe - 2 bis 9 Zyklus ... dem Arbeitsspeicher (RAM) ... und dem Festwertspeicher (ROM). Folie 10

Die Hardware des PC im Überblick Das E-V-A-Prinzip und der von-Neumann-Rechner Der Arbeitsspeicher ... ...wird auch RAM (Random Access Memory) genannt, weil er gelesen und beschrieben werden kann;... ...ist ein flüchtiger Speicher, d.h. nach Abschalten des Rechners gelöscht;... E-V-A-Prinzip von-Neumann-Rechner: - 1903 bis 1957 - sequentielle Abarbeitung der DV-Aufgabe - 2 bis 9 Zyklus und setzt sich aus direkt zu adressierenden Speicherzellen zusammen, die als Speicherworte bezeichnet werden. Diese bestehen bei einem PC i.d.R aus 2 oder 4 Byte. ...ist zur Bearbeitung von Daten durch den Prozessor unbedingt erforderlich... Folie 11

Die Hardware des PC im Überblick Das E-V-A-Prinzip und der von-Neumann-Rechner Der Arbeitsspeicher und seine Aufgaben Alle Programme stehen zum Zeitpunkt ihrer Ausführung vollständig oder partiell (nämlich mit dem aktuell auszuführenden Teil) im Arbeitsspeicher zur Verfügung. Stehen die Programme nur zum Teil im Arbeitsspeicher zur Verfügung bieten neuere Betriebssysteme eine virtuelle Speichertechnik an: Dabei lagert das Betriebssystem Programmteile auf Magnetplatte aus. Dies sind Programmteile die nicht mehr in den Arbeitsspeicher geladen werden können, wenn andere Programme ebenfalls zur schnellen Ausführung im Hauptspeicher abgelegt sein müssen. Das Betriebssystem bringt bei Bedarf diese ausgelagerten Programmteile in den Arbeitsspeicher, wodurch sich der Arbeitsspeicher logisch, nicht jedoch physisch, vergrößert. Das Ein- und Auslagern von Programmteilen auf Magnetplatte bezeichnet man auch als paging. Das Auslagern und Nachladen der pages erfolgt automatisch durch das Betriebssystem. E-V-A-Prinzip von-Neumann-Rechner: - 1903 bis 1957 - sequentielle Abarbeitung der DV-Aufgabe - 2 bis 9 Zyklus Folie 12

Die Hardware des PC im Überblick Das E-V-A-Prinzip und der von-Neumann-Rechner Der Festwertspeicher und seine Aufgaben Ein Festwertspeicher (ROM = Read Only Memory) kann nur gelesen und nicht verändert werden. Festwertspeicher werden von den Herstellern beschrieben. Der Festwertspeicher dient u.a. der Aufbewahrung wichtiger grundlegender Teile des Betriebssystems, auf die beim Einschalten des Rechners automatisch zugegriffen wird (z.B. hardwarenahe Programme zur Ansteuerung des Bildschirms oder zur Kommunikation mit der Tastatur). Eine alternative Vorgehensweise besteht darin, den Festwertspeicher außerhalb des normalen DV-Betriebs einmalig und dauerhaft zu beschreiben (programable ROM = PROM). Schließlich gibt es Speicher, bei denen man den Inhalt löschen und durch einen anderen Inhalt ersetzen kann (erasable PROM = EPROM). Dies erfordert jedoch einigen Sonderaufwand und wird außerhalb der Nutzung im Tagesgeschäft vorgenommen. . E-V-A-Prinzip von-Neumann-Rechner: - 1903 bis 1957 - sequentielle Abarbeitung der DV-Aufgabe - 2 bis 9 Zyklus Folie 13

Die Hardware des PC im Überblick Das E-V-A-Prinzip und der von-Neumann-Rechner Neumann, John von (1903-1957), amerikanischer Mathematiker ungarischer Herkunft, der den als Spieltheorie bezeichneten Zweig der Mathematik entwickelte. Er wurde in Budapest geboren und in Zürich sowie an den Universitäten von Berlin und Budapest ausgebildet. Von Neumann wurde auch durch seine schnellen elektronischen Computer bekannt; er entwarf 1952 den MANIAC I, den ersten Computer mit einem flexiblen Speicherprogramm. "Neumann, John von," Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. © 1993-1999 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten. E-V-A-Prinzip von-Neumann-Rechner: - 1903 bis 1957 - sequentielle Abarbeitung der DV-Aufgabe - 2 bis 9 Zyklus Folie 14

Die Hardware des PC im Überblick Die Hardwarekomponenten eines PCs: Die Festplatte Daten werden in Form von Bitketten in konzentrischen Spuren durch Magnetisierung dargestellt. Eine Spur besteht aus mehreren Sektoren. Die Platten drehen sich mit konstanter Geschwindigkeit. Auf die Daten greifen Schreib-Lese-Köpfe zu, die auf einem Zugriffskamm befestigt sind. Diese Köpfe können radial auf die gewünschte Spur positioniert werden und warten darauf dass der Sektor mit den zu verarbeitenden Daten vorbeikommt. Diese Zugriffsform wird wegen der Wartezeit je Umdrehung auch als halbdirekter Zugriff bezeichnet . Folie 15

Die Hardware des PC im Überblick Die Hardwarekomponenten eines PCs: Externe Speichermedien im Vergleich Speicher-medium Preis Zugriff und Geschw. Kapazität Ändern od. Löschen des Inhalts Datenaus-tausch zwi-schen PCs Festplatte Diskette Magnet-band CD-ROM CD-R CD-RW hoch (abs.) gering (rel.) sehr hoch bis 80 GB (1 GB=230 Byte) ja nein (ja) gering (abs.) hoch (rel.) 1,44 MB gering ja ja gering gering (sequen.) mehrere GB ja ja gering (abs.) gering (rel.) hoch 650 und 700 MB nein ja gering (abs.) gering (rel.) hoch 650 und 700 MB nein ja ja Folie 16

Die Hardware des PC im Überblick Die Hardwarekomponenten eines PCs: Auflösung und Bildwiederholfrequenz eines Monitors Für jede der drei Grundfarben gibt es eine Elektronenkanone, welche die Punkte einer bestimmten Farbe beschießt. Die Lochmaske sorgt dafür, dass keine benachbarten Punkte getroffen werden,... ... wobei ein komplettes Bild von links oben... ...nach rechts unten aufgebaut wird. Folie 17

Die Hardware des PC im Überblick Die Hardwarekomponenten eines PCs: Auflösung und Bildwiederholfrequenz eines Monitors Aus dem Festgestellten ergeben sich folgende Zusammenhänge zwischen der Horizontalfrequenz, welche in kHz ausgedrückt wird und der Bildwiederholfrequenz, die in Hz angegeben wird: Ist ein Monitor mit einer Horizontalfrequenz von 85 kHz bei einer Auflösung von 1024 * 768 als ergonomisch empfehlenswert zu betrachten? Faktor, welcher das Zurückfahren der Elektronenkanone an den Bildanfang berücksichtigt. Folie 18