Was versteht man unter elektronischer Daten- bzw. Informationsverarbeitung ?

1. Was versteht man unter elektronischer Daten- bzw. Informationsverarbeitung? • Verarbeitung von Informationen mit Hilfe des Computers Folie 1

2. Was wird mit den Informationen gemacht? • Eingabe • Verarbeitung, Speicherung, Übertragung • Ausgabe Folie 1

3. Welche Informationen werden verarbeitet? • Daten • Bilder • Texte • Sprache • Klänge Folie 1

4. Wie können Informationen gespeichert werden? • 2 Zustände können dargestellt werden = BIT • kein Strom = 0 Strom = 1 Folie 1

5. Bits - Byte 8 Bits = 1 Byte = 256 Zeichen 1024 Byte = 1 Kilobyte (KB) 1024 KB = 1 Megabyte (MB) 1024 MB = 1 Gigabyte (GB) 1 Buchseite = 2 KB 1 Buch (ca. 500 Seiten) = 1 MB 1000 Bücher = 1 GB Folie 1

6. Grundlagen der Hardware Beispiel: Hardwarekonfiguration eines PCs Folie 1

7. 400 MHz Grundlagen der Hardware Die Hardwarekomponenten eines PCs Diskette Festplatte Modem MO Tastatur Bildschirm Maus CD-ROM PC Drucker Scanner Folie 1

8. Datenspeicherung Dateneingabe Datenausgabe Grundlagen der Hardware Definition und Hauptaufgaben der Hardware Unter „Hardware“ versteht man alle technischen Geräte einer Rechenanlage, welche zur Durchführung von DV-Aufgaben notwendig und sinnvoll sind: Hauptaufgaben: Datenverarbeitung Folie 1

9. Grundlagen der Hardware Das E-V-A-Prinzip und der von-Neumann-Rechner Folie 1

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11. Grundlagen der Hardware Beispiel: Prozessor eines PCs Folie 1

12. Das Motherboard Auf dem Motherboard, manchmal auch Mainboard oder Hauptplatine genannt, befinden sich alle zentralen Bestandteile des Computers, ohne die nach dem Anschalten wohl nichts außer des Netzteilsurrens stattfinden würde. Hier laufen alle Informationen zusammen, die Aufgaben werden verteilt und die Eingaben des Benutzers verwaltet. Es handelt sich also um den Ort im Computer, an dem die Hauptverarbeitung stattfindet. Beim Computereinkauf spielt das Motherboard meist eine geringe Rolle, da die Leistungsfähigkeit eines Motherboards größtenteils durch den Chipsatz bestimmt wird, von dem es für jeden Prozessor nur sehr wenige verschiedene gibt. Folie 1

13. Hauptspeicher Prozessor Dateneingabe und Datenausgabe Grundlagen der Hardware Beispiel: Zentraleinheit eines PCs Folie 1

14. Aufbau eines Motherboards am Beispiel des ASUS P2B • Slot 1 für CPU (hier Intel Celeron und Pentium II, III) • Steckplätze für den Arbeitsspeicher (hier: SD-RAM-Module • Chipsatz (hier: Intel BX) • Steckplätze für Erweiterungskarten mit ISA-Bus Interface • Anschlüsse für Disketten-Laufwerk(e), sowie primären und sekundären E-IDE-Festplatten-Anschluss • Externe Schnittstellen: PS/2 für Tastatur und Maus, USB sowie serielle und parallele Schnittstellen • AGP-Port für Grafikkarten • Steckplätze für Erweiterungskarten mit PCI-Interface Folie 1

15. Grundlagen der Hardware Beispiel: Innenansicht einer Festplatte Folie 1

16. Grundlagen der Hardware Beispiel: Flachbettscanner Folie 1

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21. Arten von Speichermedien • Diskette • Festplatte • CD-ROM • DVD • Magnetbandkassette Folie 1

22. Diskette - wichtige Punkte • Spuren • Sektoren • Formatieren • Schreibschutz • Unterscheidungs-merkmale • Bedienungshinweise Folie 1

23. Bedienungshinweise für Disketten • Temperaturbereich beachten • Keine direkte Sonnenbestrahlung • Sichtbaren Bereich der Diskettenoberfläche niemals berühren • Disketten vorsichtig ins Laufwerk einlegen • Disketten nicht knicken • Beschriftungen nur mit weichem Stift • Disketten in Schutzhülle aufbewahren • Defekte Disketten nicht mehr verwenden Folie 1

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25. Leistungsfähigkeit der CPU • Taktfrequenz des Prozessors • Übertragungsbreite des Bussystems • Kapazität des Arbeitsspeichers Folie 1

26. Arbeitsspeicher • Enthält alle Programme und Daten, welche momentan ausgeführt werden • RAM • ROM Folie 1

27. Speichermodule RAM (Random Access Memory) Speicher, der auch beschrieben werden kann. ROM (Read Only Memory) Speicher, der nicht beschrieben werden kann. Folie 1

28. Der Cache-Zwischenspeicher Der Cache ist ein schneller Zwischenspeicher, der zwischen die CPU und den im Vergleich dazu relativ langsamen Arbeitsspeicher geschaltet wird. In ihm werden oft benutzte Daten abgelegt, so dass der Prozessor nicht immer auf die Daten aus dem Arbeitsspeicher warten muss. Ein Teil des Caches (der First-Level-Cache) befindet sich direkt auf der CPU und wird mit voller Prozessortaktfrequenz angesprochen, der sogenannte Second-Level-Cache befindet sich auf dem Motherboard, in letzter Zeit sind Intel und AMD aber dazu übergegangen auch den 2nd-L-Cache auf die CPU zu integrieren, wo er mit halbem oder vollem CPU-Takt betrieben wird, was zu einer erheblichen Geschwindigkeitssteigerung führt. Folie 1

29. Auswahlkriterien für Monitore • Bildschirmauflösung • Punktabstand (dpi) • Bildwiederholfrequenz (Hz) • Zeilenfrequenz (kHz) • Bildschirmgröße • On-Screen-Menüs • Bildschirmoberfläche Folie 1

30. Graphikkarten Wichtig: Abstimmung mit Monitor!!! Hochauflösende Graphikkarte => entsprechend hochwertigen Monitor verwenden! Folie 1

31. Die Bildwiederholfrequenz oder Vertikalfrequenz besagt, wie oft der gesamte Bild auf dem Bildschirm in der Sekunde neu aufgebaut wird. Die meisten Menschen nehmen ab einer Frequenz von 75 Hz kein Flimmern mehr wahr. Um diese Bildwiederholfrequenz zu erreichen muß der Elektronenstarhl bei 768 Zeilen (d.h. 1024x768 Auflösung) 768 x 75 = 57600 mal pro Sekunde die Bildzeile wechseln. Das ergibt dann eine benötigte Horizontal- bzw. Zeilenfrequenz von 58 kHz. In Wirklichkeit braucht der Elektronenstrahl jedoch eine gewisse Zeit um das jeweilige Bildende zu erkennen, was aber durch 36 sogenannte Synchronisationszeilen ausgeglichen. Die benötigte Horizontalfrequenz beträgt demnach also 60 Hz. Hier sehen Sie die Horizontalfreqeunzen für bestimmte Bildwiederholfrequenzen: Folie 1

32. Monitor Horizontalfrequenz Maximale Bildwiederholfrequenzbei gegebener Auflösung 35 kHz 70 Hz bei 640x480 38 kHz 75 Hz bei 640x480 48 kHz 96 Hz bei 640x480 64 kHz 72 Hz bei 800x600 64 kHz 96 Hz bei 800x600 64 kHz 80 Hz bei 1024x768 82 kHz 98 Hz bei 1024x768 85 kHz 80 Hz bei 1280x1024 112 kHz 100 Hz bei 1280x1024 112 kHz 80 Hz bei 1600x1200 Folie 1

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34. Druckerkriterien • Geschwindigkeit • Schriftqualität (Auflösung) • Geräuschintensität • Zeichensatz • Kosten • Papierformate • Druckerspeicher Folie 1

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36. Die internen Bussysteme Die verschiedenen Bussysteme in einem Computer dienen der Kommunikation der Komponenten untereinander. Ein kleines Beispiel für Kommunikation im Rechner: Der Benutzer drückt den Buchstaben "A" auf der Tastatur, die Taste A schließt einen Stromkreis, wodurch ein Chip eine Kombination von Nullen und Einsen über das Tastaturkabel zum Tastatur-Controller schickt. Der Controller schickt das A über einen Bus zum Prozessor. Der wiederum stellt fest, dass der Nutzer ein A gedrückt hat und leitet dies über den Speicherbus in den Arbeitsspeicher in den Text, den der Nutzer gerade schreibt. Da nun der Inhalt des Speichers verändert wurde, muss auch der Bildschirminhalt aktualisiert werden. Der Prozessor holt also die Daten des Textes aus dem Arbeitsspeicher (über den Memory-Bus) und schickt die Daten über einen anderen Bus zu Grafikkarte. Die Grafikkarte wandelt das Signal um und schickt es über ein Kabel zum Monitor. Und was sich hier so kompliziert anhört, geschieht in Sekundenbruchteilen. Nun haben sich im Laufe der PC-Geschichte verschiedene Bussysteme für verschiedene Aufgaben und mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeit herausgebildet. Hier die Busse in Kurzform, über die man bescheid wissen sollte. Folie 1

37. Der PCI-Bus Der PCI-Bus wurde in der frühen Mitte der 90er Jahre von Intel eingeführt um dem gestiegenen Datenvolumen Herr zu werden. Er zeichnet sich durch eine (theoretische) maximale Übertragungsrate von über 100 MB pro Sekunde und eine Breite von 32 Bit aus. Der ISA-Bus Der AGP-Bus Der USB (Universal Serial Bus) Der SCSI-Bus Folie 1

38. Interne Busse Unter einem Bus versteht man einen Übertragungskanal, der die verschiedenen Einheiten der ZE miteinander verbindet. Über solche Leitungen , die in der ZE wie eine Autobahn wirken, werden alle Informationen ausgetauscht. Man unterscheidet folgende 3 Busarten: Folie 1

39. Adressbus: über den festgelegt wird, welche Speicherzelle im Zentralspeicher angesprochen werden soll (z. B. Exceltabelle; ins Feld C5) Datenbus: er transportiert/überträgt Daten zwischen Zentralspeicher und den übrigen Einheiten der ZE Steuerbus: Übertragung der Steuersignale zwischen Steuerwerk und den anderenTeilsystemen (z. B. schreib in .....) Folie 1

40. Externe Busse SCSI - eine Abkürzung für Small Computer System Interface. SCSI ist generell teurer als EIDE Festplatten. Bandlaufwerke, CD-ROM Laufwerke, Scanner, Drucker werden unterstützt. SCSI erlaubt es bis zu 7 Geräte anzuschliessen. Bis zu 10 Megabyte pro Sekunde können übertragen werden. Folie 1

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42. Der wesentliche Unterschied zwischen beiden ergibt sich eigentlich schon aus dem Namen: Während seriellen Schnittstellen die Daten seriell, d. h. Bit für Bit nacheinander, übertragen, geschieht dies Bei der parallelen Schnittstelle "parallel", d.h. es werden 8 Bit gleichzeitig übertragen. Dadurch ist die parallele Schnittstelle auch achtmal schneller als die serielle. An der parallelen Schnittstelle hängt der Drucker und seit neuestem (Die Datenübertragungsrate des Parallel-Ports wurde kontinuierlich gesteigert) auch Massenspeicher, wie Zip-Laufwerke und Wechselfestplatten, und Scanner. Wobei Parallelport-Scanner meiner Meinung nach doch recht langsam sind. Geräte mit einem geringeren Hunger nach Bandbreite sind mit der seriellen Schnittstelle zur Genüge bedient. Hierzu gehören in erster Linie Mäuse und Modems bzw. ISDN-Terminaladapter. Serielle und Parallele Schnittstelle Folie 1

43. Der USB Der "Universal Serial Bus" gehört, wie der Name schon sagt, eigentlich zu den Bus-Systemen. Er ist hier nur kurz erwähnt, da sich auf den meisten Motherboards USB-Anschlüsse befinden. An den USB werden externe Geräte angeschlossen, die keine sehr hohen Datenübertragungsraten zum PC benötigen. Näheres kann man in der Rubrik Bus-Systeme erfahren. Folie 1

44. USB – Der universelle serielle Bus (USB) ist eine Anschlussnorm für den Computer. Vorteile sind das viele Geräte an einem Bus Anschlussmöglichkeiten finden. USB unterstützt die sogenannte Hot-Plug Technologie, d.h. es können im laufenden Betrieb Geräte an und abgeklemmt werden. Es können theoretisch bis zu 127 Geräte angeschlossen werden. Geräte, welche weniger Strom verbrauchen kommen meist ohne Netzteil aus und werden direkt über USB mit Strom versorgt. Folie 1

45. EIDE/IDE - (Integreated Drive Electronics) / EIDE (Enhanced IDE) ist zur Zeit der typische Standard bei PC-Bussystemen. Der Controller befindet sich entweder direkt auf dem Motherboard oder auf einer separaten Steckkarte. Der IDE-Bus (auch AT-Bus genannt) ist standardmäßig auf eine Kapazität von 528 MB (63 Sektoren, 16 Köpfe, 1.024 Zylinder) pro Festplatte beschränkt. EIDE unterstützt Festplatten bis zu 127 GB (255 Sektoren, 16 Köpfe, 65.536 Zylinder - wenn es im BIOS vorgesehen ist.). Folie 1

46. Das BIOS Das BIOS (Basic Input/Output System) ist "festverdrahtete" Software (stimmt heute nicht mehr ganz), die dafür sorgt, dass der Rechner beim Start weiß, was seine wesentlichen Komponenten sind. Das BIOS führt bei jedem Start einen System-Check durch, initialisiert die Hardware und startet das Betriebssystem Folie 1

47. Was versteht man unter Betriebssystem? • Das Betriebssystem ist ein Bündel von Programmen zwischen Ihnen und dem Computer, das aber nach außen als ein Programm auftritt. Folie 1

48. Welche Probleme löst ein Betriebssystem? • Der PC erkennt : • von welchem externen Speicher er Daten laden soll • welches Ausgabegerät er verwenden soll • wo er Daten speichern kann, ohne andere zu löschen Folie 1

49. Betriebssysteme für Personal Computer: WINDOWS 98 Ist ein 32-Bit-Betriebssystem mit einer grafischen Benutzeroberfläche. Die gleichzeitige Verarbeitung von 32 Bit je Takt ermöglicht es, dass speicher-fressende grafische Verarbeitungen in einer zumutbaren Geschwindigkeit durch-geführt werden. Folie 1

50. Betriebssysteme für Personal Computer: WindowsNT ist ein professionelles 32-Bit-Betriebssystem, das ebenfalls von Microsoft entwickelt wurde und vor allem in Arbeitsumgebungen eingesetzt wird. Wie Windows 98 ist es netzwerkfähig und enthält ebenfalls Software für den Internetzugang. Der große Unterschied besteht darin, dass sich der Zugang zur Hardware und zu den Daten mit Windows NT sehr gut schützen lässt. Folie 1