Systemtechnik.

Präsentation zum Thema: "Systemtechnik."—  Präsentation transkript:

1 Systemtechnik

2 Eingabegeräte Tastatur Maus Scanner Gamepad Joystick Grafiktablet Touchpad Kamera Mikrofon Whiteboard Fernbedienung Beschleunigungssensor Ausgabegeräte Monitor Drucker Lautsprecher Brailezeilendisplay (Gesteuerte Maschinen) Beamer LED Ein-/Ausgabegeräte Touchpad Force Feedback Joypad Tastatur mit Display

3 Netzwerk EVA Eingabe Ausgabe Speicher

4 Speicher: Festplatte RAM Flashspeicher CD/DVD/BluRay Disketten Magnetband MO-Disk ROM Register Cache Papier Mikrofilm /-fiche Kategorisierung nach: Flüchtig nicht flüchtig Transportabel Zeitgemäss Lese und Schreibgeschwindigkeit Wiederbeschreibbar Speicherherachie: Sekundärspeicher Teil des Systems, aber der Prozessor kann nicht direkt drauf zurückgreifen. Tertiärspeicher Herausnehmbar

5 Langfristige Speicherung von Daten
Papier MO-Disk M-Disk Mikro-flim/-fish

6 IT-Handbuch für Systemkaufmann/frau
Festplatten IT-Handbuch für Systemkaufmann/frau Seite 138 ISBN:

7 Festplatten Geometrie
CHS (Cylinder Head Sector) LBA (Logical Block Addressing) Festplattenadressierung 3 bit Head 5 bit Sektor 8 bit Zylinder 512 Byte/Block A = Spur/Zylinder B = Sektor C = Block D = Cluster

8 32 bit Adressen 512 Bytes/Block 2hoch32 * 2hoch9 = 2hoch41 2 TiB

9 Partitionen Vorteile: Organisation der Dateien
Schnellerer Datenzugriff Datensicherung durch Verlagerung Effizientere Nutzung der Festplattenkapazität Mehr dazu im IT-Handbuch auf Seite 138

10 Festplattenanschlüsse
SATA IDE/PATA/ATA SCSI ATA SAS Fibre Channel

11 X N.F F Transportabel Zeitgemäß Lese/ Schreib Geschwindigkeit
Funktionsprinzip Wiederbeschreibbar Primär speicher Sekundär Speicher Tertiärspeicher Flüchtig/nicht Flüchtig Festplatte X Magnetisch N.F Flashspeicher Elektronisch Arbeitsspeicher F CD/DVD/Bluray Optisch Disketten Magnetband MO-Disk ROM Cache Register Papier Digital Mikrofilm/-Fiche Chemisch

12 Es sind Metalllbeschichtete Scheiben die fest auf einem Antriebsmotor
Grundprinzip: Festplatten bestehen wie ihr Name schon sagt zum wichtigsten aus Platten. Es sind Metalllbeschichtete Scheiben die fest auf einem Antriebsmotor geschraubt sind. Meistens 1-4 Stück übereinander. Zu jeder Scheibe gehört ein Schreib und Lesekopf der ein wenig an die Schallplattenspieler erinnert. Das innere einer Festplatte ist staubfrei und darf auch in normalen Räumen nicht geöffnet werden. Festplatten speichern die Daten auf den rotierenden Scheiben. Sie schreiben die mit dem Schreib/-Leseköpfen. Die Scheiben haben viele einzelne Spuren im Gegensatz zur Schallplatte und CDs.

13 Mehrere Spuren sind gleich ein Zylinder
Block An den Armen sind Schreib und Leseköpfe Bewegen sich alle zusammen!! Scheiben Sektoren Mehrere Spuren sind gleich ein Zylinder Spuren: konzentrische Kreispfade auf jeder Scheibenseite Jede Spur erhält eine Nummer; die Spur 0 liegt am äußeren Rand. Zylinder: Der Spurensatz, der auf allen Seiten der Platten im gleichen Abstand von der Mitte angelegt wird, sind die Zylinder. Hardware und Software arbeiten häufig mit diesen Zylindern. Sektoren: Die Ausschnitte der Spuren werden als Sektoren bezeichnet In Ihnen kann eine bestimmte Datenmenge gespeichert werden.

14 CHS: Geometrie wird angegeben LBA: Die Blöcke werden einzeln Adressiert 32 Bit Adresse 512 Byte große Blöcke 2^32*2^9=2^41=2Tibi

15 Festplatten Arten: Hard Disk Drive wird auch Festplatte genannt. Es ist ein Magnetisches Speichermedium wo die Daten auf sich drehende Platten geschrieben werden. Dabei wird die Magnetische Oberfläche der Scheibe entsprechend der aufzuzeichnenden Informationen magnetisiert. SDD Solid State Drives sind sogenannte Flash speicher. Es ist ein Elektronisches Speichermedium. Es wurden keine Mechanischen teile verbaut und sind somit Robuster.

16 Anschluss Arten: IDE (P-ATA) mit paralleler Datenübertragung 5 cm breites Kabel (Integrated Drive Technology) S-ATA 8 Millimeter breites Kabel Übertragungsrate höher (Serial Advanced Technology Attachment) SCSI werden in Server-Umgebungen eingesetzt. kaum Onboard-Controller, separate SCSI-Controller-Karten auf PCI-BASIS Handling: Nicht fallen lassen! Nicht gegen treten! Nicht öffnen! Thermische Probleme (Temperatur Schwankungen)!

17 Einsatz PC Server RAID´s Laptops Transportabel SAS: Serial Attached SCSI ist eine Computerschnittstelle, die 2004 die Nachfolge der bisherigen parallelen SCSI-Schnittstelle antrat.

18 Fibre Channel ist Übertragungssystem gedacht, um Server mit entfernten
Speichergeräten zu verbinden. Damit etabliert sich neben TCP/IP over Ethernet eine eigenständige Netzwerktechnik. Vorteil von Fibre Channel ist die Optimierung des Transfers von Massendaten, also blockorientiertem Datentransfer. Diesen Vorteil gegenüber Ethernet führte dazu, dass Fibre Channel das am häufigsten verwendete Verbindungsmedium in SANs (Storage Area Networks) ist. Als Verbindungsmedium ist Fibre Channel auf den höheren Schichten des OSI-Schichtenmodells auf ein anderes Protokoll angewiesen. Z. B. das erwähnte SCSI oder sogar IP. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass an Treibern und Software nur geringfügige Änderungen erforderlich sind. Fibre Channel hat eine Nutzdatenauslastung von über 90%, während z. B. Ethernet nur zwischen 20 und 60% der maximal möglichen Übertragungsrate mit Nutzlast belegen kann

19 Eigenschaften von Fibre Channel
serielle Übertragungstechnik geringe Fehlerrate geringe Latenz Implementierung in der Hardware Fibre Channel definiert: Transportmedium Übertragungstechnik Adressierung Schnittstellen zu höheren Protokollen

20 Storage Systeme sind Speicher-Einrichtungen, die als Massenspeicher
große Datenmengen zuverlässig und mit hohen Geschwindigkeiten speichern. Grundsätzlich werden Storage Systeme nach der Art der technischen Realisierung unterschieden in: DAS (Direct Attached Storage: direkt zugeordneter Speicher) Ist die herkömmliche Art, die Speichereinrichtungen direkt mit den Applikationsservern zu verbinden. Ist geeignet für blockweise Datenspeicherung Nachteilig sind die hohen Kosten und die geringe Zuverlässigkeit Application File System Disk Storage Standalone Computer

21 NAS NAS (Network Attached Storage: Netzwerk zugeordnete Speicher) Direkter Anschluss der Speicher an das lokale Datennetzwerk Arbeitet wie ein Server in einer Client-Server- Architektur Der Datenzugriff erfolgt mittels Internet-Protokoll Gut geeignet für File-Sharing-Betrieb Application Network File System Disk Storage Kombinationen aus NAS und SAN nutzen die Vorteile beider Systeme und bauen auf IP-Kiommunikation auf IP-Kommunikation auf wie z.B. Internet SCSI (iSCSI) oder Internet Fibre Channel Protocol (IFCP)

22 Partitionen: Eine Festplatte kann in einzelne in sich zusammenhängende
Bereiche (Partitionen) Aufgeteilt werden. Sie wirken wie separate Laufwerke und werden deshalb durch fortlaufende eigne Buchstaben gekennzeichnet. Primärpatition Gespeichert sind: Betriebssysteme Anwendungsprogramme, Dateien usw. Der PC wird von einer Primäpartition (C) aus gebootet. Auf der Festplatte können mehrere Primärpartitionen für verschiedene Betriebssysteme eingerichtet sein. Es kann allerdings nur eine aktiv sein. Erweiterte Partitionen Es handelt sich dabei um weitere physikalische Unterteilungen der Festplatte, für die eine logische Formatieren (logische Laufwerke) vorgenommen wird.

23 Drei primäre Partitionen
Logische Partition (FAT) OS/2 (HPFS) c:\sofern aktiv Logische Formatierung Es handelt sich um die Einrichtung eines Datensystems für Partition Aufgaben eine Dateisystems Verwaltung der belegten und freien Speicher Verwaltung der Verzeichnisse und Dateiname. Festhalten, wo die unterschiedlichen Teile einer Datei auf der Festplatte gespeichert sind. Windows XP (NTFS) c:\sofern aktiv DOS/Windows 95/98 (FAT) c:\sofern aktiv Logische Partition (FAT) Drei primäre Partitionen Eine erweiterte mit zwei logischen Partitionen Dateisysteme: FAT 16 (File Allocation Table Dos, Windows NT OS/2 FAT 32 (für WIN 95 ab OSR/2, WIN 98 NTFS (New Technology File System für NT, WIN XP, HPFS (High Performance File System für OS/2

24 Partitionen C: D: E: F: …… Z: Vorgang
Partitionieren ist das Aufteilen eines Datenträgers (Festplatte) in einzelne, von einander unabhängige Speicherbereiche. Die einzelnen Partitionen werden vom Betriebssystem wie logische Laufwerke behandelt, deren Verwaltung durch eigene Dateisysteme erfolgt. Ein Betriebssystem kann bis zu vier Partitionen verwalten 1:drei bootfähige Partitionen 2 und eine erweiterte Partition Die erweiterte Partition kann in nicht bootfähige logische Laufwerke 4 aufgeteilt werden. maximal vier Partitionen 1 drei primäre Partitionen 2 eine erweiterte Partition 3 C: D: E: F: …… Z: logische (virtuelle) Laufwerke 4 gesamtes Laufwerk (Festplatte)

25 Partitionen Jede primäre Partition und jedes logische Laufwerk können
unabhängig voneinander formatiert werden und durch unterschiedliche Dateiformate (z.B. NTFS, FAT 3) organisiert werden. Jede Partition erhält zur Kennzeichnung einen Buchstaben mit Doppelpunkt (C bis Z). Die Partitionierung kann durch Programme (z.B. bei DOS mit fdisk-Befehl) oder direkt über das Betriebssystem (Vista) erfolgen.

26 Gründe und Aufteilung Die Installation mehrerer Betriebssysteme ist es möglich (z.B. Windows Vista, Windows 7 und Linux). In den einzelnen Partitionen können verschiedene Dateisysteme angelegt werden. Separate Partition können für die Speicherung bestimmter Daten (Texte, Bilder,…) verwendet oder für Mitbenutzer reserviert werden. Datensicherheit wird durch Partitionierung erreicht. Wenn eine Partition Fehler aufweist, sind andere Partitionen nicht davon betroffen. Die Partition C: wird häufig für das Betriebssystem und die Programme verwendet.

27 R edundant A rray I ndependent D isks

28 Warum ist Raid keine 100% Sicherung
Umwelteinflüsse: wie Brand, Hurrican, Hochwasser, etc. Mensch: Ausversehend löschen, Absichtlich löschen, Fehler beim Backup aufspielen.

29 RAID 0 RAID 1 RAID 5 A C E G B D F H A B C D A B C D Parity A B C D A Parity B C D A B Parity C D Mirroring

30 RAID 0 RAID 0 Daten werden in Blöcke aufgeteilt und auf die vorhandenen Festplatten verteilt. Keine Paritätserzeugung Bei Ausfall einer Festplatte müssen die Daten von einem Backup-Medium zurückgelesen werden. Anwendung bei hohen Geschwindigkeitsanforderungen. Bietet geringsten Schutz gegen Ausfall A C E G B D F H

31 RAID 0 ABCDEFGH ACEG BDFH AE CG BF DH

32 RAID 1 RAID 1 Jeder primären Festplatte ist eine Spiegelplatte (Mirror) zugeordnet. Inhalte der primären Festplatte und der Spiegelplatte sind identisch. Der Spiegelvorgang ist unsichtbar für den Anwender. Raid-Level 1 kann in Kombination mit Level 0 auf mehrere Festplatten angewendet werden. A B C D A B C D Mirroring

33 RAID 5 RAID 5 Verwendet Datenblöcke und Paritätsbildung.
Anwenderdaten und Paritätsdaten sind auf allen Festplatten gleich verteilt. Unabhänginge und/oder parallele Schreib-/ Leseoptionen werden unterstützt. Bietet ausreichend Geschwindigkeit und ausreichenden Datenschutz Parity A B C D A Parity B C D A B Parity C D A B C Parity D

34 RAID 51 RAID 1 RAID 5 RAID 5 HD1 A1 A2 P3 B4 HD2 B1 P2 A3 A4 HD3 P1 B2

35 RAID 6 RAID 6 Mind. 4 Festplatten Kapatzität (n-2) 6
A B C D Parity Parity2 A B C D Parity Parity2 A B C D Parity Parity2 A B C D Parity Parity2 Mind. 4 Festplatten Kapatzität (n-2) 6 2 Festplatten können ausfallen 2 unterschiedliche Paritätsabbildungen

36 Backupstrategien und das Archiv-Attribut
Je nach Backupstrategie wird das Archivbit unterschiedlich behandelt. Bei der Kopie-Sicherung, also dem Brennen von Daten zu Sicherungszwecken auf CD bzw. Kopieren auf eine externe Festplatte, bleibt das Archiv-Attribut meist[5] unverändert. Das Vollbackup sichert alle Dateien - ungeachtet deren Attribute - und setzt das Archiv-Attribut zurück. Die differenzielle Sicherung sichert alle Dateien, die sich seit der letzten Vollsicherung verändert haben und demzufolge über ein gesetztes Archivbit verfügen. Das Archivbit bleibt dabei unverändert. Das inkrementelle Backup verhält sich je nach der Umsetzung in dem jeweiligen Backup-Programm So kann es sein, dass das Archivbit zurückgesetzt wird[6] oder auch nicht, wie es meist bei täglichen Sicherungen der Fall ist. Einzelne Programme können anstelle dieses Dateiattributs auf andere Eigenschaften zurückgreifen, z. B. Backup-Programme, die md5 oder progressive Sicherung verwenden, wo Dateiname, Datum und Größe maßgeblich sind.[8] Generell kann man sagen, dass moderne, professionelle Software das Archivbit zwar unterstützt, aber normalerweise nicht mehr damit arbeitet. Im unternehmerischen Umfeld werden mittlerweile Schattenkopien (z. B. Volume Shadow Service, VSS), Snapshots und progressive Datensicherung angewendet.

37 Setze A-BIT auf gesichert
A-Bit ungesichert Sichere Alles Vollsicherung Kopie Sicherung Sichere A-Bit Ungesichert Inkrementelle Sicherung Differenzielle Sicherung

38 Der Gesamtdatenbestand bleibt im wesentlichen unverändert und passt auf 12 Bänder.
Tagessicherungen (diff) Passen auf ein Band. Langfrisstig möchten sie auf: Jeden Jahresendzustand, Jeden monatsendzustand der letzten 12 Monate. Die letzten 4 wochen. Jeden Tag der aktuellen Woche Sie eröffnen das Unternehmen am , berechnen sie den Bedarf an Bändern bis Ins Jahr 2020 72 Bänder für die Jahre 48 für die letzten 4 Wochen 7 für die Aktuelle Woche 144 für jeden monat der letzten 12 monate 271 Bänder

39 Aufgabendatenbestand 10 TB
Arbeitszeit Uhr Jede Stunde (Arbeitszeit) ändern sich 20GB Daten. Sicherungskonzept: Freitag Abend Vollsicherung Mo-Do: 17:00 Uhr Inkrementelle Mo-Fr: Jeweils um 11:00 Uhr und um 14:00 Uhr Differentielle Sicherung Wir sichern 1 TB Bänder Aufgabe: Berechnen sie die Grössen der jeweiligen Sicherung. Freitag Abend Vollsicherung: 10 TB Mo-Do jeweils um 17:00 Uhr sind Täglich 180 GB und in 4 Tagen (Mo-Do) 720GB Mo-Fr Differentiell (11 Uhr = 60GB, 14 Uhr 120GB) 600GB

40 Drucker unterscheidungskriterien
Aufbringverfahren Farbe oder Schwarz Weiss Druckgeschwindigkeit Einzelseiten o. Endlospapier Auflösung Netzwerkfähig Anschlusstyp Format Einseitiger oder zweiseitiger Druck Durchschlagsfähig Impact Haltbar (gegen äußere Einflüsse) Farbechtheit Preis Verbrauchskosten Wartungskosten Emissionen(Feinstaub, Lärm, Wärme, Ozon, EM, Vibration, Chemikalien) Design Zusatzfunktionen

41 Druckertypen Laserdrucker Nadeldrucker
Thermodrucker Tintenstrahldrucker Thermotransferdrucker 3D Drucker Plotter Typen(rad/hebel/kopf)drucker (Offsetdrucker)

42 Farbmodelle Im IT-Handbuch S.157

43 Aufgabe 6 Kameras 256 graustufen 640*480 Pixel 5 FPS Kompression 90%
Wie lange dauert es bist eine 1 TB vollgeschrieben ist?

44 USB USB 2.0 Kabellänge max. 5m Max Strom 500mA
USB 3.1 Kabellänge max. 1m Max Strom 5Ampere

45 Aufgaben eines Betriebssystem
Starten und Beenden des Rechnerbetriebs Organisation und Verwaltung des Arbeitsspeichers Steuerung der Hardwarekomponenten Organisation und Verwaltung der Speichermedien Organisation der Bildschirmanzeige Laden und Kontrollieren der Anwenderprogramme, Weitergabe von Benutzereingaben, Behandlung von Fehlern, Verwaltung von Benutzerrechten Bereitstellung von Dienstprogrammen für verschiedenste Zwecke: Datensicherung, Texteingabe, Telekommunikation, Spracheingabe, Zeichen, Rechnen etc.

46 RAID nochmal anschauen
MB pro Pixel nochmal anschauen Tabelle mit was is sekundärerspeicher was ist primär was ist tertiärspeicher PCI S. 143 – 145 USB S. 150