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Volker Schillings http://www.informatik.uni-trier.de/~schillings [email protected] Organisatorisches. Umfang: 60 Stunden Di. & Do. 18-21 Uhr Ort: HWK Trier Raum C1.6 Anforderungen. Kursübersicht. Theorie & Praxis Anspruch Kursziele & Wege dort hin Gegliedert in 2 Hauptgebiete

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Presentation Transcript


Volker schillings http www informatik uni trier de schillings schillings@uni trier de

Volker Schillingshttp:[email protected]


Organisatorisches

Organisatorisches

  • Umfang:

    • 60 Stunden

    • Di. & Do. 18-21 Uhr

  • Ort:

    • HWK Trier Raum C1.6

  • Anforderungen


Kurs bersicht

Kursübersicht

  • Theorie & Praxis Anspruch

  • Kursziele & Wege dort hin

  • Gegliedert in 2 Hauptgebiete

    • PC-Technik

    • PC-Support


Pc technik bersicht

PC – Technik - Übersicht

  • Rechnerarchitektur

  • CPU & Mainboard

  • Bussysteme

  • Speicher

  • BIOS

  • I/O Ports, DMA, IRQ, ...

  • Grafikkarten


Pc technik bersicht 2

PC – Technik – Übersicht (2)

  • Erweiterungskarten

  • Schnittstellen

  • Externe Speichergeräte

  • Ein- & Ausgabegeräte

  • PC Komplettsysteme

  • PCs warten


Pc technik bersicht 3

PC – Technik – Übersicht (3)

  • Aktuelle Betriebssysteme

  • Installation eines BS

  • Anpassung eines BS

  • Backup

  • Datenrettung

  • MS-DOS ?!

  • Viren


Pc support bersicht

PC – Support - Übersicht

  • Systembetreuung aktueller BS

    • Windows 98, 2000 & XP

    • Linux

      • SuSE, Red Hat, debian

  • Installation

  • Systemstart

  • Anpassung

  • Hardwarekonfiguration


Pc support bersicht 2

PC – Support – Übersicht (2)

  • Druckerkonfiguration

  • Systemtuning

  • Datenträgerverwaltung

  • Benutzerverwaltung

  • Netzwerkbetrieb

    • Netzgrundlagen (Theorie )

    • Praxis 

  • Troubleshooting


Pc technik rechnerarchitektur

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


Pc technik funktion einer cpu

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


Von neumann architektur

Von-Neumann-Architektur

  • Aufbau


Von neumann architektur steuerwerk

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


Von neumann architektur rechenwerk

Von-Neumann-Architektur - Rechenwerk

  • Arithmetische und logische Verknüpfung

  • ALU

  • Prozessor (CPU) = Rechenwerk und Steuerwerk


Von neumann architektur speicher

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


Von neumann architektur i o input output

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


Cpu central processing unit

CPU – Central Processing Unit

  • Fertigungstechniken

  • Leistungsmerkmale

    • Taktfrequenz

    • (M|G) IPS

    • (M|G) FLOPS

    • CISC/RISC

    • Pipelining

    • Caching


Intel prozessoren

Intel Prozessoren

  • Ursprung im 8088/8086 Prozessor

    • 20 Adressleitungen

    • Beschränkung auf 1 MB HS

  • Real / Protected Mode

    • Virtual Real Mode

      • Exkurs Multitasking


Aktuelle intel amd prozessoren

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 €


Aktuelle intel amd prozessoren 2

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


Aktuelle intel amd prozessoren 3

Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (3)

  • AMD Prozessoren:

    • 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 €


Aktuelle intel amd prozessoren 4

Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (4)

  • AMD Prozessoren:

    • Opteron

      • 1.8 GHz

      • MP fähig

      • 128 KB L1 und 1024 KB L2 Cache

      • 64 Bit (!)

      • Lieferbar

      • Preis ca. 1000 €


Slot socket prozessoren

Slot / Socket Prozessoren

  • Viele Standards

    • SPGA und Edge Connector in verschiedenen Ausführungen

    • Achtung beim Kauf CPU & Mainboard


Montieren von cpus

Montieren von CPUs

 Praktische Übung 


Mainboard

Mainboard

  • Aufgaben eines MB

    • Verteilung der Spannungsversorgung

    • Datentransport

    • Zusammenschluss von Komponenten

  • Bestandteile eines MB

    • Sockel/Slot für CPU

    • EPROM für BIOS

    • Taktgeber

    • Chipsatz für Steuer-/Logikbausteine


Mainboard 2

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


Chipsatz

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


Mb bauformen

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


Bussysteme

Bussysteme

  • Aufgabe:

    • Kommunikationskanal für einzelne Komponenten

    • Vgl. von-Neumann-Architektur

  • Bestandteile:

    • Datenbus

    • Adressbus

    • Steuerbus

    • Siehe Skript Seite 21


Bussysteme 2

Bussysteme (2)

  • I/O Bussysteme

    • AGP (Accelerated Graphics Port)

    • PCI (Peripheral Component Interconnect)

    • CNR (Communication and Networking Riser)

    • ISA, EISA und Vesa Local Bus


Bussysteme 3 pci bus

Bussysteme (3) – PCI Bus

  • 1992 entwickelt

  • 33 MHz und 32 Bit breit

  • Bis zu 10 Geräte

  • Plug & Play

  • Busmastering

  • Heute bis 66 MHz


Bussysteme 4 agp bus

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


Bussysteme 5 cnr amr

Bussysteme (5) – CNR / AMR

  • CNR (Communication & Networking Riser Card)

  • AMR (Audio & Modem Riser)

    • Veraltet

  • Dienen zur kostengünstigenErweiterung


Speicher

Speicher

  • Nichtflüchtiger Speicher

    • ROM

    • EPROM

    • EEPROM

    • Flash Speicher

      • MM Cards, Memory Stick, ...


Speicher 2

Speicher (2)

  • Flüchtiger Speicher

    • Cache

    • RAM Speicher

      • PS/2 (32 Bit)

      • SDRAM (64 Bit)

      • DDR (Double Data RAM)

      • RDRAM

      • Speichertaktung beachten!


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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


Bios 2

BIOS (2)

  • Bios Typen

    • AMI

    • AWARD

    • Phoenix

  • Bios Setup

    • Aktivierung durch Entf. Taste oder F2

    • Auswahl im Menu durch Cursor Tasten, +, -, Bild auf/ab


Bios 3

BIOS (3)

  • Standard CMOS Setup

    • Zeit / Datum

    • IDE Konfiguration

    • Diskettenlaufwerke

    • Fehlerbehandlung

  • Advanced BIOS Setup

    • Virenschutz für Bootsektor

    • Suchreihenfolge für Laufwerksauswahl beim Booten


Bios 4

BIOS (4)

  • Advanced Chipset Features Setup

    • USB

    • Speichertiming

  • Integrated Periphals

    • Konfiguration von internen Komponenten

  • Load Defaults

  • Save and Exit Setup

  • Exit without saving


Bios 5

BIOS (5)

 Praktische Übung 


Bios update

BIOS Update

  • Löst oft Hardwareprobleme

  • Speedup

  • BIOS update Vorbereitung

    • Erstellen einer DOS Bootdiskette

    • Flash Utility auf Floppy speichern

    • Neues BIOS auf Floppy sichern

  • Praktische Übung 


I o ports dma irq

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


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DMA

  • Von-Neumann-Flaschenhals

  • Reduktion der Kommunikation zwischen CPU, I/O Komponenten und HS

  • DMA Controller

  • Beispiel: IDE Controller


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IRQ

  • Woher weiß die CPU wann I/O Geräte arbeiten

  • Polling

  • Einsatz von Buffern

  • Hardware IRQ


Grafikkarten

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


Grafikkarten 2

Grafikkarten (2)

  • Farbtiefe

    • 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


Grafikkarten 3

Grafikkarten (3)

  • Bestandteile einer Grafikkarte (vgl. S. 44 Skript)

    • Grafikprozessor

    • Video Ram

    • Ramdac

    • Bios-Rom

    • Busschnittstelle

    • Monitorschnittstelle


Grafikkarten 4

Grafikkarten (4)

Pin #Signal Name

1Red

2Green

3Blue

4No Connect

5Ground

6Ground

7Ground

8Ground

9No Connect

10Ground

11No Connect

12DDC DAT

13Horizontal Synchronization

14Vertical Synchronization

15DDC Clock

  • Grafikprozessor

    • Aufgaben 2D & 3D Berechnung

    • Vodoo, ATI, nvidia, ...

    • Softwareschnittstellen

    • Anwendungsgebiete

  • Schnittstellen


Grafikkarten 5

Grafikkarten (5)

  • Speicherbedarf

    • [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


Netzwerkkarten

Netzwerkkarten

  • Aufgaben einer Netzwerkkarte

  • Schnittstellen

  • Wichtigster Standard:

    • Ethernet

      • BNC Verkabelung

      • Twisted Pair

      • Geschwindigkeit


Modem isdn und dsl

Modem, ISDN und DSL

  • Remoteverbindung zu anderen Rechnern

  • Modem

    • Modulator/Demodulator

    • Anschluß

    • Geschwindigkeit

  • ISDN

    • Unterschied zu Modem

    • Anschluß

    • Geschwindigkeit


Dsl digital subscriber line

... DSL (Digital Subscriber Line)

  • ADSL/SDSL

  • Geschwindigkeit


Soundkarte

Soundkarte

  • Aufgaben

  • Komponenten

    • Synthesizer

    • Midi

    • AD/DA Wandler

  • Wie funktioniert eine SK?


Controller und multi i o karten

Controller und Multi I/O Karten

  • EIDE Karten

  • Raid Controller

  • SCSI

  • USB Karten

  • Firewire

  • ...


Schnittstellen

Schnittstellen

  • Serielle Schnittstelle (COM Ports, RS232C)

    • Bis max. 128 Kbit/s

  • Parallele Schnittstelle (LPT, RS232)

    • SPP, EPP und ECP Modus


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USB

  • Universal Serial Bus 1.0

    • 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


Firewire

Firewire

  • IEEE-1394 Schnittstelle

    • Hot-plugging fähig

    • Aus Unterhaltungselektronik

    • 400 Mbit/s, bei IEEE-1394b bis 800 Mbit/s

    • Max. 63 Geräte

    • Max. 5 Meter Kabellänge

    • Firewire Hubs


Externe speichermedien

Externe Speichermedien

  • Floppy 3.5 ´´

    • 1,4 MB

  • ZIP

    • 100 MB bis 250 MB

    • ParallelPort, USB und intern (IDE, SCSI)

  • LS120

  • MO

  • Flash


Festplatten

Festplatten

  • Aufbau und Funktion (vgl. Skript S. 64)

  • Eigenschaften

    • MB/s

    • UPM

    • Cache

    • Mittle Zugriffszeit

    • Schnittstelle


Ide festplatten

IDE Festplatten

  • IDE / EIDE

  • Master / Slave Prinzip

  • Standards

    • ATA33,66,100,133,166

  • DMA Modus


Scsi festplatten

SCSI Festplatten

  • SCSI Standards

    • SCSI 1

      • 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)


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SCSI

  • Vorteile

    • Busmastering

    • Viele Geräte

    • Kabellänge

    • Externe Geräte

  • Ansteuerung von SCSI Geräten

  • Terminierung


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RAID

  • 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)


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