Leseprobe - PCT-Solutions

Auszug aus unseremBestsellerKapitel:Funktion von Einzel-Komponenten im PCAutor: Rainer EgewardtCopyright © by PCT-Solutions1. Auflage 600 Seiten 2. Auflage 1200 SeitenKompaktes Hardware-Wissen rund um dieFunktion der einzelnen Komponenten im PCStand 2002Unsere Bücher „Das PC-Wissen für IT-Berufe“als Print-Medien, sind zu Bestsellern im IT-Buchmarkt geworden.Powered by

IT-Lösungen • Dokumentationen • PräsentationenWeitere Kapitel zum Download aus „Das PC-Wissen für IT-Berufe“„Das PC-Wissen fürIT-Berufe“ ist in dennebenstehenden einzelnenKapiteln alsDownload verfügbarCopyright © 2000für Text, Illustrationenund grafische Gestaltungby PCT-SolutionsRainer EgewardtÜberblick über die weiteren Kapitel- Micro-Prozessor-Technik- Funktion von einzelnen Komponenten im PC- Installation von einzelnen Komponenten im PC- Netzwerk-Technik- DOS- Windows NT4 Server- Windows 2000 Server- Novell Netware Server- Unix (Linux) ServerBei allen Kapiteln handelt es sich um die Original-Verlags-Dateien,die zuletzt 2002 als Print-Medium veröffentlicht wurden.PCT-Solutionsinfo@pct-solutions.dewww.pct-solutions.deDas nachfolgende Kapitel wurde auf der Basis von fundierten Ausbildungen, Weiterbildungenund umfangreichen Praxixerfahrungen erstellt und vom Verlag lektoriert.Für Schäden aus unvollständigen oder fehlerhaften Informationen übernehmen wirjedoch keinerlei Haftung.

IT-Lösungen • Dokumentationen • PräsentationenTop-aktuelle Ebooks als DownloadUnsere top-aktuellenNeuveröffentlichungenals EBooks zum Downloadvon unserer Web-SiteCopyright © 2010für Text, Illustrationenund grafische Gestaltungby PCT-SolutionsRainer EgewardtPCT-Solutionsinfo@pct-solutions.dewww.pct-solutions.de- Computer-Netzwerke Teil 1 Netzwerk-Design (Netzwerk-Hardware)- Computer-Netzwerke Teil 2 Konfiguration eines Windows-Server basiertenNetzwerkes- Computer-Netzwerke Teil 3 DNS-, WINS-, DHCP-Konfiguration- Computer-Netzwerke Teil 4 Optimieren von Windows-Netzwerken- Computer-Netzwerke Teil 5 Netzwerkanbindung von Windows-Clients- Computer-Netzwerke Teil 6 Scripting-Host in IT-Netzwerken- Computer-Netzwerke Teil 7 Projekt-Management in IT-Netzwerken- Datenbank Teil 1 MS-SQL-Server als Datenbank-Backend- Datenbank Teil 2 MS-Access als Datenbank-Frontend- Datenbank Teil 3 SQL-Programmierung (Transact-SQL)- Mailing Teil 1 MS-Exchange-Server als Mail-Server- Mailing Teil 2 Outlook als Mail-Client- Internet Teil 1 Internet-Information-Server als HTML-Server- Internet Teil 2 MS-Frontpage zum Erstellen eines HTML-Pools- Internet Teil 3 Internet-Browser- Web-Programmierung Teil 1 HTML- Web-Programmierung Teil 1 DHTML- Web-Programmierung Teil 1 CSS- Web-Programmierung Teil 1 PHP- Web-Programmierung Teil 1 JavaScript- Web-Programmierung Teil 1 XML- Software Teil 1 Professionelle Bildbearbeitung Corel PhotoPaint- Software Teil 2 Professionelle Layouts mit Adobe Illustrator- Software Teil 3 Grafisches Allerlei mit MS-Visiound viele weitere EBooks zum Download auf unserer Internetseite

1.2 Funktionsweise von PC-Komponenten(Grundkonfiguration)Abb. 18 serielle Schnittstelle RS232Schnittstelle PC9serielle1.2.10 Bus-SystemeParallele BUS-Systeme internUnter einem Bus-System versteht man mehrere parallellaufende Daten-, Adress- und Steuerleitungen,die in einer bestimmten Bit-Breite Daten-oder Adressen vom/zum Prozessor zu/von denPeripherie-Einheiten (Festplatte, Laufwerk,Grafikkarte etc.) übertragen.Dabei sind verschiedene parallele BUS-Systemeauf einem Mainboard enthalten, die alle in einerHierarchie aufgebaut sind, wobei die langsamerenBUSse mit den nächst schnelleren verbundensind.Alle Komponenten im System sind mit einem derBUSse verbunden, wobei vor allem der Chip-Satzeine Brücke zwischen allen BUSsen darstellt.Es werden folgende BUS-Systeme unterschieden:Prozessor-BUS (Frontside-BUS(FSB)):Der Prozessor-BUS ist der schnellste BUS aufeinem Mainboard. Auf ihm werden Daten zwischenProzessor, Cache und RAMübertragen.• 64 Bit Datenbus (volle Breite des Prozessors)• Bus-Takt 66, 100 oder 133 MHzAGP-BUS:45(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1 Hardware-TechnikDieser wurde speziell für Grafikkarten entwickelt,da für heutige umfangreiche 3D-Anwendungen der PCI-BUS nicht mehr ausreicht.An den AGP-BUS ist nur ein einzelner Slot angeschlossen,in dem spezielle AGP-Grafikkartenverwendet werden müssen.• 32 Bit Datenbus• Bus-Takt 66 MHzISA-Bus:• 8/16 Bit Datenbus• Bus-Takt = 8,33 MHz• 24 Bit Adress-Bus (16 MB Speicher adressierbar)• 8/16 Bit DMA Zyklus• 1–4 MB/s ÜbertragungsrateEISA-Bus:• Erweiterung des ISA Busses• 32 Bit Datenbus• Bus-Takt 10 MHz (asynchron zur CPU)• 32 Bit Adressbus (4 GB Speicher adressierbar)• 32 Bit DMA Zyklus• 20 MB/s Übertragungrate• spezieller Chip-SatzMicro-Channel:• 32 Bit Datenbus• Bus-Takt = 10 MHz (asynchron zur CPU)• 32 Bit Adressbus (4 GB Speicher adressierbar)• 32 Bit DMA Zyklus• 20 MB Datenübertragungsrate• spezieller Chip-SatzVesa-Local-Bus:Bis auf die VLB Slots keine Veränderung desBoards gegenüber einer ISA Architektur• 32 Bit Datenbus46(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1.2 Funktionsweise von PC-Komponenten(Grundkonfiguration)• Bus-Takt +/– 33 MHz (synchron zur CPU)• 32 Bit Adressbus (4 GB Speicher adressierbar)• 32 Bit DMA Zyklus• höhere Datenübertragungsrate wegen höheremBustakt als ISA/EISA• geringfügig veränderter Chip-Satz gegenüberISA• max. 3 Einsteckkarten (VLB) da sonst großeProbleme auftreten• mehrere ISA SlotsPCI-Local-Bus:• 32 Bit Daten-/Adressbus (gemultiplext)• 17 × 109 TB Speicher adressierbar• Bus-Takt = 20–33 MHz (neu 66–100 MHz) (synchronzur CPU), aber von der CPU unabhängig(bei INTEL-Boards aber abhängig)• sehr hohe Übertragungsrate wegen größererBus-Breite• völlig neue Chip GenerationUnter den BUS-Systemen haben sich auf heutigenBoards der PCI-BUS und der ISA-BUS durchgesetzt,die beide parallel auf gängigen Boardsvorhanden sind. EISA, Micro-Channel und Vesa-Local sind nur noch sehr vereinzelt in älterenPC’s zu finden.AGP und FSB sind sowieso zum Standard geworden.47(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1 Hardware-TechnikAbb. 19BUS-System 16–32 Bit (Daten-, Steuer-, Adress-Leitungen)48(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1.2 Funktionsweise von PC-Komponenten(Grundkonfiguration)Abb. 20Prinzip des Daten-, Steuer- und Adress-BUSAchtung: Jedes BUS-System benötigt seine eigenenEinsteckkarten.Durch das Einstecken einer Erweiterungskarte ineinen Slot, oder durch das Einstecken desFlachbandkabels für Floppy / Festplatte, werdendiese Komponenten mit dem System-BUS verbunden.Wichtiges Kriterium beim BUS ist die Taktfrequenz,mit der der BUS getaktet wird. Je größerdieser ist, umso schneller werden Daten zwischender Peripherie und dem Prozessor übertragen.Funktion (Prinzip der BUS-Technik):Hinter der BUS-Technik verbirgt sich nichts anderesals eine Parallelverdrahtung, unter deru.a. Prozessor, Speicher, I/O-Einheiten, Festplatten-Controller,Laufwerks-Controller unddie Einsteck-Slots miteinander verbunden sind.Damit alle an dem BUS hängenden Komponenten nunnicht wahllos durcheinander ihre Informationenauf die BUS-Leitungen schalten, muss ein Gerät49(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1 Hardware-Technikdie Kontrolle über den Informationsaustauschübernehmen. Diese Aufgabe übernimmt der Prozessor.Dazu sind noch weitere BUS-Leitungen erforderlich.Unter dem BUS-System werden im allg. Steuerleitungen,Adressleitungen und Datenleitungen verstanden.In älteren Computern waren dies auchnoch alles voneinander getrennte Leitungen. Inneueren Computern ist man allerdings zu gemultiplextenBUS-Systemen übergegangen. GemultiplexteBUS-Systeme beinhalten Daten-, SteuerundAdressleitungen in einem BUS. Ob nun Steuersignale,Daten oder Adressen über den BUSverschickt werden, regelt der Prozessor mitentsprechenden Steuersignalen.Im Beispiel Abb. 20 ist der Daten-BUS 4 Bitbreit (D0–D3), der Adress-BUS 3 Bit (A0–A2) undder Steuer-BUS 2 Bit (S0–S1). In modernen Systemenhandelt es sich natürlich um 32 Bit, aberzu Erklärung reichen diese Leitungen.Über den Adress-BUS zeigt der Prozessor an,welches Gerät sich für die Abgabe bzw. den Empfangvon Daten bereithalten soll. Mit 3 Adress-Leitungen können 2 ³ = 8 verschiedene Geräte angesprochenwerden. In folgender Tabelle sinddie möglichen Signalzustände mit 3 Adress-Leitungen aufgeführt:Adress-BUS SignaleGerät Nr.A2 A1 A00 0 0 00 0 1 10 1 0 20 1 1 31 0 0 41 0 1 51 1 0 61 1 1 750(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1.2 Funktionsweise von PC-Komponenten(Grundkonfiguration)Signalpegel = 0 keine Spannung,Signalpegel = 1 Spannung vorhandenJedes am BUS angeschlossene Gerät hat eine Geräte-Nummerund eine elektronische Schaltung,die mit der entsprechenden Geräte-Nummer in Bereitschaftversetzt werden kann, sobald die zugehörigeGeräte-Nummer vom Prozessor auf denAdress-BUS geschaltet wird.Mit den Steuersignalen „empfangen“ bzw. „senden“aktiviert der Prozessor über den Steuer-BUS dann das ausgewählte Gerät, damit es entwederDaten auf den Daten-BUS schaltet (sendet)oder Daten übernimmt (empfängt) (die Pfeile inAbb. 20 zeigen an, in welchen Richtungen Informationenfließen können).Lesen von DatenBenötigt der Prozessor Daten von der Eingabe(Geräte-Nummer 2), so werden folgende Schritteausgeführt:1. er wählt Gerät 2 aus (Signal 010 wird aufden Adress-BUS geschaltet),2. er aktiviert das Signal „senden“,3. er liest den Signalzustand vom Daten-BUS,4. er beendet den Vorgang, in dem er das Signal„senden“ vom Steuer-BUS nimmt.Schreiben von DatenSollen die empfangenen Daten nun an die Ausgabe(Geräte-Nummer 3) weitergeleitet werden, sowerden dann noch folgende Schritte vom Prozessorausgeführt:1. er wählt Gerät 3 aus (Signal 011 wir auf denAdress-BUS geschaltet),2. er schaltet die Daten auf den Daten-BUS,3. er schaltet das Signal „empfangen“ auf denSteuer-BUS,51(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1 Hardware-Technik524. er beendet den Vorgang, in dem er das Signal„empfangen“ vom Steuer-BUS nimmt.Vorteil der BUS-Technik ist, dass über eine geringeAnzahl von Leitungen viele Komponentenangesprochen werden können, die Daten miteinanderaustauschen können.In modernen Computern ist ein BUS-System, wiegesagt, 32 Bit breit. Damit lassen sich entsprechendmehr „Komponenten“ auswählen, dennnicht nur einzelne Geräte oder I/O-Einheitenfallen in den Adressraum, sondern auch die einzelnenSpeicherzellen im RAM werden über denAdress-BUS adressiert, wenn Daten aus ihm gelesenoder in ihn geschrieben werden sollen.Auch die Datenübertragungen erfolgen in 32-Bit-Breite mit jedem Takt-Impuls.Serielle externe BUS-Systeme(Hochgeschwindigkeitsbusse):Serielle Hochgeschwindigkeitsbusse wie USB, FireWire oder Fibre Channel sind in der Computertechnikimmer mehr auf dem Vormarsch, da dieDatenübertragungsraten dieser seriellen Technikenherkömmliche serielle oder parallele Systemebei weitem übertreffen. In parallelen Verbindungengibt es das Problem, dass Bits aufden parallelen Leitungen nicht gleichzeitig ankommen,weswegen parallele Verbindungen nursehr kurz sein können und nicht sehr hoch getaktetwerden dürfen. Serielle Verbindungenkennen dieses Problem nicht, da alle Bits nacheinandergesendet werden, wodurch höhere Taktratenerzielt werden können.USB (Universal Serial BUS)Beim USB handelt es sich um eine Schnittstelle,an der Peripheriegeräte wie Tastatur, Maus,Joystick und Scanner oder auch USB-HUB’s angeschlossenwerden können. Dabei sind alle Steckerund Buchsen der USB-Verbindungen gleich(keine verschiedenen Adapter mehr). Die meisten(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1.2 Funktionsweise von PC-Komponenten(Grundkonfiguration)Pentium-Mainboards sind heute mit dieserSchnittstelle ausgestattet, die über Steckerauf dem Mainboard und Kabel mit der Außenweltverbunden sind.USB-Geräte werden von Windows 95B/98/ME/2000(nicht Win95A, NT4) sofort über PnP erkannt undalle Treiber werden automatisch installiert.Dies kann auch bei laufendem Betrieb des Computerspassieren. PC’s müssen nicht mehr heruntergefahren werden (Hot-Plug). Geräte können integrierteHUB’s besitzen, an die weitere Geräteangeschlossen werden können.Abb. 21Abb.2253(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1 Hardware-TechnikAbb. 23Topologie von USBAn einen USB können bis zu 127 Geräte angeschlossenwerden. Datenübertragungsraten sindbei USB1 1,5 oder 12 Mbit/s. USB2 soll es auf480 Mbit/s bringen (theor.).Mögliche Geräte:• Tastaturen• Mäuse• Joysticks• Digitalkameras mit geringer Auflösung• Langsame Laufwerke• Modems• Drucker• Scanner mit geringer Auflösung54(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1.2 Funktionsweise von PC-Komponenten(Grundkonfiguration)Fire Wire (IEEE 1394-Technologie oder i.Link):Fire Wire ist eine Schnittstellentechnologiefür Computer und Video-Geräte und soll auch inerster Linie für die Übermittlung von Video-/Audio-Daten eingesetzt werden. Fire Wire arbeitetdabei mit paketorientierter Datenübermittlung.Die Datenübertragungsrate von FireWire beläuft sich auf bis zu 400 Mbit/s (50Mbyte/s). Es gibt auch Standards mit 100 Mbit/s(12,5 Mbyte/s) oder 200 Mbit/s (25 Mbyte/s).Immer das langsamste Gerät bestimmt die Übertragungsrate.Fire Wire ist Hot-Plug-fähig undes können bis zu 16 Geräte (63 in Daisy-Chain-Technik) an einen PCI-Host-Adapter angeschlossenwerden, die bidirektional arbeiten. Die Topologiegestattet allerdings bis zu 63 Knoten,an denen je bis zu 16 Geräte angeschlossen werdenkönnen. Auch externe Festplatten sind mitFire Wire einsetzbar. Eine automatische Konfigurationder Adressen der Geräte ist gegeben.Unterstützung findet Fire Wire unter Windows95/98/NT/2000.Mögliche Geräte:• DV-Camcorder• Hochauflösende Digitalkameras• HDTV• Hochgeschwindigkeitslaufwerke• Hochauflösende Scanner• Elektrische Musikinstrumente• Drucker• CD-ROM55(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1 Hardware-TechnikAbb. 24 Topologie von Fire WireAbb. 25Kabelquerschnitt eines Fire-Wire-KabelsFibre ChannelFibre Channel ist ursprünglich als eine Hochgeschwindigkeitsverbindungzwischen Computern undPeripherie-Geräten entwickelt worden, kann inkleineren Bereichen aber auch als Netzwerk verwendetwerden. Dabei verwendet Fibre Channeleine schnelle Vollduplex-Verbindung zwischen 2Geräten, durch welche sich sehr viel größereÜbertragungsstrecken realisieren lassen als mitparallelen Techniken (bis zu 10 km). Allen56(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1.2 Funktionsweise von PC-Komponenten(Grundkonfiguration)Teilnehmern im Fibre Channel wird die gleicheBandbreite zur Verfügung gestellt, so dass einLeistungsabfall bei vielen Knoten nicht eintritt.Für die Realisation von seriellem BUS-Systemund Netz-System gibt es ein Konzept, das FABRICgenannt wird, welches die Verbindung zwischenden Knoten herstellt und die Intelligenz vonFibre Channel enthält. Die Knoten selber regelnnur die Kommunikation untereinander.Fibre Channel kann mit verschiedenen Topologienarbeiten. Point-to-Point-Verbindungen zwischenzwei Knoten, Busse, Crosspoint Switches (Sterne,durch einen oder mehrere Switches realisiert)und Ringe (Arbitrated Loop). Ein Port ineinem Endgerät heißt N_port, in einem SwitchF_port (Fabric) und in einem Arbitrated LoopL_port. Bis zu 16 Millionen Knoten können ineinem einzigen Fabric existieren, jeder Knotenbesitzt eine eindeutige Adresse.Abb. 26 Mögliche Topologien von Fibre Channel57(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))

1 Hardware-TechnikFibre Channel kann über viele Medien realisiertwerden. Neben Multi- und Monomode-Glasfaser-Kabel kommen auch Koax- und verdrillte Kupferkabelzum Einsatz. Nutzlastraten von 12,5 bis100 MByte/s, je nach Medium, können Entfernungenbis zu 10 Kilometern überbrücken. Dabeikönnen bestehende Protokolle aus dem BUS-Bereich, aber auch aus dem Netzwerkbereich gefahrenwerden. SCSI als Schnittstellenbefehlssatzund IP und ATM sind einige davon.Fibre Channel selber deckt die Ebenen Eins(Physikalische Ebene) und Zwei (Verbindungsebene)der OSI-Modells (Open Systems Interconnect)ab. Seine Architektur ist ebenfalls hierarchischauf fünf Schichten verteilt: FC-0 bisFC-4.Medien und DatenratenMedium9 µm-Mono.-Glasfaser50 µm-Multi.-Glasfaser62,5 µmMultimode2550100255012,525Video-Koax 12,52550100Signalrate(MB)265,62531,251062,5265,62531,25131,81265,62131,81265,62531,251062,5Nutzlast(Mb)Entfernungbis 10 kmbis 10 kmbis 10 km2 km1 km1,5 km1 km100 m75 m50 m25 m58(( Kap012a.doc Stand: 15.10.2001 14:37 ))