DerDer ComputerComputer

Aufbau, Funktion und Aufbau, Funktion und GrundzusammenhängeGrundzusammenhänge

ThemenübersichtThemenübersicht HardwarearchitekturHardwarearchitektur

• Teile der ArchitekturTeile der Architektur• Von-Neumann-ArchitekturVon-Neumann-Architektur

Prinzip des ComputersPrinzip des Computers Das MainboardDas Mainboard

• Die einzelnen TeileDie einzelnen Teile• Der USBDer USB

Der ProzessorDer Prozessor• RISCRISC• CISCCISC

QuellenangabeQuellenangabe

HardwarearchitekturHardwarearchitektur Beschreibung von John von Neumann 1946 als "Von-Neumann-Architektur„

Hauptkomponenten: • Arithmetisch-Logische Einheit (ALU) • Steuereinheit • Speicher • Eingabe-/Ausgabeeinheiten

ChipAuf dünnem Träger (Chip) aus kristallinem Silizium untergebrachte Schaltelemente, wie Transistoren und Widerstände. Man unterscheidet nach ihrer Funktion Steuerungs- und Speicherchips.

Teile der ArchitekturTeile der ArchitekturSteuereinheitSteuereinheit

zuständig, zu wissen, was sich an welcher Stelle im zuständig, zu wissen, was sich an welcher Stelle im Speicher befindetSpeicher befindet

SpeicherSpeicherzuständig, die Operanden die anfallen zu speichernzuständig, die Operanden die anfallen zu speichern

ALU ALU hat die Aufgabe, Werte aus Speicherzellen zu kombinierenhat die Aufgabe, Werte aus Speicherzellen zu kombinieren

Ein-/AusgabeeinheitenEin-/Ausgabeeinheitenzuständig, die initialen Programme in die Speicherzellen zuständig, die initialen Programme in die Speicherzellen eingeben und die Ergebnisse der Berechnung einem eingeben und die Ergebnisse der Berechnung einem Benutzer auch wieder anzeigen zu können Benutzer auch wieder anzeigen zu können

Von-Neumann-ArchitekturVon-Neumann-Architektur

Schaltungskonzept zur Realisierung universeller Computer, Schaltungskonzept zur Realisierung universeller Computer, gemeinsamen Speicher f. Programm & Datengemeinsamen Speicher f. Programm & Daten

Theoretische Möglichkeit Theoretische Möglichkeit Computer u. Kontrolle eines Programms & u. weiterer Computer u. Kontrolle eines Programms & u. weiterer Daten ein Programm selbst erstellt o. modifiziert und Daten ein Programm selbst erstellt o. modifiziert und anschließend ausführt anschließend ausführt

Das Prinzip des ComputersDas Prinzip des Computers

Das MainboardDas MainboardMainboard ist die Hauptplatine des ComputersMainboard ist die Hauptplatine des Computers ProzessorProzessor RAMRAM

Controller mit Anschlüssen für Controller mit Anschlüssen für Festplatte Festplatte CD-ROM / DVD-ROMCD-ROM / DVD-ROMFloppyFloppyTapeTapeetc.etc.

Das Mainboard 2Das Mainboard 2PCI & AGP Slots f. Erweiterungskarten z.B.PCI & AGP Slots f. Erweiterungskarten z.B.

Sound-Sound-Grafik- Grafik- Modem- / ISDN-KarteModem- / ISDN-KarteNetzwerk- / Soundchips oft integriertNetzwerk- / Soundchips oft integriert

Peripherie-AnschlüssePeripherie-AnschlüsseTastatur / MausTastatur / MausUSB / FirewireUSB / FirewireCOM-Ports (seriell)COM-Ports (seriell)Paralleler Port (LPT 1)Paralleler Port (LPT 1)LAN (Local Area Network) PortLAN (Local Area Network) Port

Die einzelnen TeileDie einzelnen TeileController

zur Ansteuerung anderer Geräte (z.B. Festplatte) kann als Steckkarte oder auf dem Motherboard vorliegen

Cache (Zwischenspeicher) Prozessor-Cache (schneller Speicherbaustein) der häufig verwendete Befehle dort ablegt

RAMDie RAM - Module (Random Access Memory) sind der Hauptspeicher

BIOS Satz elementarer Befehle für Datenaustausch zw.

Komponenten wie CPU, RAM, Festplatte überprüft die Funktionstüchtigkeit und gibt Fehlermeldungen Lädt Betriebssystem, das auf Funktionen des BIOS aufbaut

Die einzelnen Teile 2Die einzelnen Teile 2Die ROM (Read Only Memory) Chips waren in den ersten Homecomputern Commodore C64 und Commodore Amiga Speicherchips, die das Betriebssystem enthielten.Weitere ROMs enthalten Routinen, die für die Initialisierung der einzelnen Komponenten von Wichtigkeit sind.CMOSSpeichert wichtige Konfigurationen der Hardware, die veränderbar sind.

Der USBDer USBUSBUSB (Universal Serial Bus) (Universal Serial Bus)

Signale Bit für Bit hintereinander nach FIFO (First In, First Signale Bit für Bit hintereinander nach FIFO (First In, First Out)Out)viel größeren Datendurchsatzrate als ist also viel schneller viel größeren Datendurchsatzrate als ist also viel schneller Ausserdem wird beim USB Anschluss Strom mitgesendet, Ausserdem wird beim USB Anschluss Strom mitgesendet, kleinere Geräte werden mit Strom versorgt (Low Power kleinere Geräte werden mit Strom versorgt (Low Power Class). Class). High Power Class Geräte, wie z.B. Monitore, brauchen eine High Power Class Geräte, wie z.B. Monitore, brauchen eine eigene Stromversorgung, oder müssen an einen USB-Hub eigene Stromversorgung, oder müssen an einen USB-Hub mit Stromversorgung angeschlossen werden.mit Stromversorgung angeschlossen werden.An den USB Port können 127 Geräte angeschlossen An den USB Port können 127 Geräte angeschlossen werden, z.B. Mäuse, Tastaturen, Drucker, Scanner, werden, z.B. Mäuse, Tastaturen, Drucker, Scanner, Monitore, Grafiktabletts etc. angeschlossen werdenMonitore, Grafiktabletts etc. angeschlossen werden

Das schnelle Herz des Das schnelle Herz des ComputersComputers

Der ProzessorDer Prozessor (auch Hauptprozessor oder CPU) ist die Zentrale (auch Hauptprozessor oder CPU) ist die Zentrale

Recheneinheit des Computers; der Chip, der alle Recheneinheit des Computers; der Chip, der alle Befehle von Programmen ausführtBefehle von Programmen ausführt

Zwei Arten von CPU Architektur gibt es:Zwei Arten von CPU Architektur gibt es:CISCCISCRISCRISC

Einige bekannte Typen:Einige bekannte Typen:Die Intel Pentium SerieDie Intel Pentium SerieDie Pentium Clones von AMDDie Pentium Clones von AMDDie 68000er Serie von MotorolaDie 68000er Serie von Motorola

RReduced educed IInstruction nstruction SSet et CComputeromputer

Prozessoren mit reduzierten, einfachen Prozessoren mit reduzierten, einfachen Befehlssatz ausgestattet Befehlssatz ausgestattet

läßt sich schneller abarbeiten läßt und so läßt sich schneller abarbeiten läßt und so die interne Arbeitsgeschwindigkeit erhöht. die interne Arbeitsgeschwindigkeit erhöht.

Nur die häufigsten Befehle sind im Nur die häufigsten Befehle sind im Prozessor verfügbar, seltenere, komplexe Prozessor verfügbar, seltenere, komplexe Operationen muß man aus den Operationen muß man aus den vorhandenen Befehlen zusammensetzenvorhandenen Befehlen zusammensetzen

CComplex omplex IInstruction nstruction SSet et CComputeromputer

CISC-Chips verfügen über einen CISC-Chips verfügen über einen großen, komplexen Satz an Befehlen, großen, komplexen Satz an Befehlen, die direkt auf Assemblerebene zur die direkt auf Assemblerebene zur Verfügung stehen. Verfügung stehen.

Dadurch wird er zwar gegenüber Dadurch wird er zwar gegenüber RISC-Chips langsamer, lässt sich aber RISC-Chips langsamer, lässt sich aber auch leichter an verschiedene auch leichter an verschiedene Gebrauchsumgebungen anpassen. Gebrauchsumgebungen anpassen.

QuellenangabeQuellenangabeInternet:Internet: Computerhilfen.deComputerhilfen.de Netlexikon.deNetlexikon.de

Buch:Buch: Kompendium der MediengestaltungKompendium der Mediengestaltung