Volker Schillings http://www. informatik. uni-trier Volker Schillings http://www.informatik.uni-trier.de/~schillings schillings@uni-trier.de 25.03.2017

Umfang: Ort: Anforderungen Organisatorisches 60 Stunden Di. & Do. 18-21 Uhr Ort: HWK Trier Raum C1.6 Anforderungen 25.03.2017

Theorie & Praxis Anspruch Kursziele & Wege dort hin Kursübersicht Theorie & Praxis Anspruch Kursziele & Wege dort hin Gegliedert in 2 Hauptgebiete PC-Technik PC-Support 25.03.2017

PC – Technik - Übersicht Rechnerarchitektur CPU & Mainboard Bussysteme Speicher BIOS I/O Ports, DMA, IRQ, ... Grafikkarten 25.03.2017

PC – Technik – Übersicht (2) Erweiterungskarten Schnittstellen Externe Speichergeräte Ein- & Ausgabegeräte PC Komplettsysteme PCs warten 25.03.2017

PC – Technik – Übersicht (3) Aktuelle Betriebssysteme Installation eines BS Anpassung eines BS Backup Datenrettung MS-DOS ?! Viren 25.03.2017

PC – Support - Übersicht Systembetreuung aktueller BS Windows 98, 2000 & XP Linux SuSE, Red Hat, debian Installation Systemstart Anpassung Hardwarekonfiguration 25.03.2017

PC – Support – Übersicht (2) Druckerkonfiguration Systemtuning Datenträgerverwaltung Benutzerverwaltung Netzwerkbetrieb Netzgrundlagen (Theorie ) Praxis  Troubleshooting 25.03.2017

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: 01000001 25.03.2017

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 25.03.2017

Von-Neumann-Architektur Aufbau 25.03.2017

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 25.03.2017

Von-Neumann-Architektur - Rechenwerk Arithmetische und logische Verknüpfung ALU Prozessor (CPU) = Rechenwerk und Steuerwerk 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

CPU – Central Processing Unit Fertigungstechniken Leistungsmerkmale Taktfrequenz (M|G) IPS (M|G) FLOPS CISC/RISC Pipelining Caching 25.03.2017

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 25.03.2017

Aktuelle Intel & AMD Prozessoren Intel Prozessoren: Celeron Zur Zeit bis 2.6 GHz 128 KB Cache 100/400 MHz Front Side Bus Ca. 79 - 100 € Pentium 4 Bis zu 3.2 GHz 512 KB L2 Cache 200/800 MHz Front Side Bus Ca. 180 – 690 € 25.03.2017

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 25.03.2017

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 € 25.03.2017

Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (4) Opteron 1.8 GHz MP fähig 128 KB L1 und 1024 KB L2 Cache 64 Bit (!) Lieferbar Preis ca. 1000 € 25.03.2017

Slot / Socket Prozessoren Viele Standards SPGA und Edge Connector in verschiedenen Ausführungen Achtung beim Kauf CPU & Mainboard 25.03.2017

Montieren von CPUs  Praktische Übung  25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

Aufgabe: Bestandteile: Bussysteme Kommunikationskanal für einzelne Komponenten Vgl. von-Neumann-Architektur Bestandteile: Datenbus Adressbus Steuerbus Siehe Skript Seite 21 25.03.2017

I/O Bussysteme Bussysteme (2) AGP (Accelerated Graphics Port) PCI (Peripheral Component Interconnect) CNR (Communication and Networking Riser) ISA, EISA und Vesa Local Bus 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

Bussysteme (5) – CNR / AMR CNR (Communication & Networking Riser Card) AMR (Audio & Modem Riser) Veraltet Dienen zur kostengünstigen Erweiterung 25.03.2017

Nichtflüchtiger Speicher ROM EPROM EEPROM Flash Speicher MM Cards, Memory Stick, ... 25.03.2017

Flüchtiger Speicher Speicher (2) Cache RAM Speicher PS/2 (32 Bit) SDRAM (64 Bit) DDR (Double Data RAM) RDRAM Speichertaktung beachten! 25.03.2017

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 25.03.2017

Bios Typen Bios Setup BIOS (2) AMI AWARD Phoenix Aktivierung durch Entf. Taste oder F2 Auswahl im Menu durch Cursor Tasten, +, -, Bild auf/ab 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

BIOS (5)  Praktische Übung  25.03.2017

Löst oft Hardwareprobleme Speedup BIOS update Vorbereitung Erstellen einer DOS Bootdiskette Flash Utility auf Floppy speichern Neues BIOS auf Floppy sichern Praktische Übung  25.03.2017

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 25.03.2017

Von-Neumann-Flaschenhals DMA Von-Neumann-Flaschenhals Reduktion der Kommunikation zwischen CPU, I/O Komponenten und HS DMA Controller Beispiel: IDE Controller 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

Farbtiefe Grafikkarten (2) 8 Bit (256 Farben) 15 Bit (Realcolor, ca. 32.000 Farben) 16 Bit (Highcolor, ca. 64.000 Farben) 24 Bit (Truecolor, ca. 16,7 Millionen Farben) 32 Bit 25.03.2017

Bestandteile einer Grafikkarte (vgl. S. 44 Skript) Grafikkarten (3) Bestandteile einer Grafikkarte (vgl. S. 44 Skript) Grafikprozessor Video Ram Ramdac Bios-Rom Busschnittstelle Monitorschnittstelle 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

Aufgaben einer Netzwerkkarte Schnittstellen Wichtigster Standard: Netzwerkkarten Aufgaben einer Netzwerkkarte Schnittstellen Wichtigster Standard: Ethernet BNC Verkabelung Twisted Pair Geschwindigkeit 25.03.2017

Remoteverbindung zu anderen Rechnern Modem Modem, ISDN und DSL Remoteverbindung zu anderen Rechnern Modem Modulator/Demodulator Anschluß Geschwindigkeit ISDN Unterschied zu Modem 25.03.2017

... DSL (Digital Subscriber Line) ADSL/SDSL Geschwindigkeit 25.03.2017

Wie funktioniert eine SK? Soundkarte Aufgaben Komponenten Synthesizer Midi AD/DA Wandler Wie funktioniert eine SK? 25.03.2017

Controller und Multi I/O Karten EIDE Karten Raid Controller SCSI USB Karten Firewire ... 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

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 25.03.2017

Externe Speichermedien Floppy 3.5 ´´ 1,4 MB ZIP 100 MB bis 250 MB ParallelPort, USB und intern (IDE, SCSI) LS120 MO Flash 25.03.2017

Aufbau und Funktion (vgl. Skript S. 64) Eigenschaften Festplatten Aufbau und Funktion (vgl. Skript S. 64) Eigenschaften MB/s UPM Cache Mittle Zugriffszeit Schnittstelle 25.03.2017

IDE / EIDE Master / Slave Prinzip Standards DMA Modus IDE Festplatten ATA33,66,100,133,166 DMA Modus 25.03.2017

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) 25.03.2017

Ansteuerung von SCSI Geräten Terminierung Vorteile Busmastering Viele Geräte Kabellänge Externe Geräte Ansteuerung von SCSI Geräten Terminierung 25.03.2017

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) 25.03.2017