Volker Schillings informatik.uni-trier.de/~schillings [email protected]

22.04.23

PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier

Volker Schillings

http://www.informatik.uni-trier.de/[email protected]

22.04.23


• Umfang:– 60 Stunden– Di. & Do. 18-21 Uhr

• Ort:– HWK Trier Raum C1.6

• Anforderungen

Organisatorisches

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Kursübersicht

• Theorie & Praxis Anspruch• Kursziele & Wege dort hin

• Gegliedert in 2 Hauptgebiete– PC-Technik– PC-Support

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PC – Technik - Übersicht

• Rechnerarchitektur• CPU & Mainboard• Bussysteme• Speicher• BIOS• I/O Ports, DMA, IRQ, ...• Grafikkarten

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PC – Technik – Übersicht (2)

• Erweiterungskarten• Schnittstellen• Externe Speichergeräte• Ein- & Ausgabegeräte• PC Komplettsysteme• PCs warten

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PC – Technik – Übersicht (3)

• Aktuelle Betriebssysteme• Installation eines BS• Anpassung eines BS• Backup• Datenrettung• MS-DOS ?!• Viren

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PC – Support - Übersicht

• Systembetreuung aktueller BS– Windows 98, 2000 & XP– Linux

• SuSE, Red Hat, debian

• Installation• Systemstart• Anpassung• Hardwarekonfiguration

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PC – Support – Übersicht (2)

• Druckerkonfiguration• Systemtuning• Datenträgerverwaltung• Benutzerverwaltung• Netzwerkbetrieb

– Netzgrundlagen (Theorie )– Praxis

• Troubleshooting

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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

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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

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Von-Neumann-Architektur

• Aufbau

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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

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Von-Neumann-Architektur - Rechenwerk

• Arithmetische und logische Verknüpfung• ALU• Prozessor (CPU) = Rechenwerk und Steuerwerk

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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

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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

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CPU – Central Processing Unit

• Fertigungstechniken• Leistungsmerkmale

– Taktfrequenz– (M|G) IPS– (M|G) FLOPS– CISC/RISC– Pipelining– Caching

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Intel Prozessoren

• Ursprung im 8088/8086 Prozessor– 20 Adressleitungen– Beschränkung auf 1 MB HS

• Real / Protected Mode– Virtual Real Mode

• Exkurs Multitasking

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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 €

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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

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• 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 €

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• AMD Prozessoren:– Opteron

• 1.8 GHz• MP fähig• 128 KB L1 und 1024 KB L2 Cache• 64 Bit (!)• Lieferbar• Preis ca. 1000 €

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Slot / Socket Prozessoren

• Viele Standards– SPGA und Edge Connector in verschiedenen

Ausführungen– Achtung beim Kauf CPU & Mainboard

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Montieren von CPUs

Praktische Übung

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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

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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

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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

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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

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Bussysteme

• Aufgabe:– Kommunikationskanal für einzelne Komponenten– Vgl. von-Neumann-Architektur

• Bestandteile:– Datenbus– Adressbus– Steuerbus– Siehe Skript Seite 21

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Bussysteme (2)

• I/O Bussysteme– AGP (Accelerated Graphics Port)– PCI (Peripheral Component Interconnect)– CNR (Communication and Networking Riser)– ISA, EISA und Vesa Local Bus

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Bussysteme (3) – PCI Bus

• 1992 entwickelt• 33 MHz und 32 Bit breit• Bis zu 10 Geräte• Plug & Play• Busmastering• Heute bis 66 MHz

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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

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Bussysteme (5) – CNR / AMR

• CNR (Communication & Networking Riser Card)• AMR (Audio & Modem Riser)

– Veraltet• Dienen zur kostengünstigen

Erweiterung

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Speicher

• Nichtflüchtiger Speicher– ROM– EPROM– EEPROM– Flash Speicher

• MM Cards, Memory Stick, ...

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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

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BIOS (2)

• Bios Typen– AMI– AWARD– Phoenix

• Bios Setup– Aktivierung durch Entf. Taste oder F2– Auswahl im Menu durch Cursor Tasten, +, -, Bild

auf/ab

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BIOS (3)

• Standard CMOS Setup– Zeit / Datum– IDE Konfiguration– Diskettenlaufwerke– Fehlerbehandlung

• Advanced BIOS Setup– Virenschutz für Bootsektor– Suchreihenfolge für Laufwerksauswahl beim Booten

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BIOS (4)

• Advanced Chipset Features Setup– USB– Speichertiming

• Integrated Periphals– Konfiguration von internen Komponenten

• Load Defaults• Save and Exit Setup• Exit without saving

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BIOS (5)

Praktische Übung

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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

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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

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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

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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

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Grafikkarten (3)

• Bestandteile einer Grafikkarte (vgl. S. 44 Skript)– Grafikprozessor– Video Ram– Ramdac– Bios-Rom– Busschnittstelle– Monitorschnittstelle

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Grafikkarten (4)

• Grafikprozessor– Aufgaben 2D & 3D Berechnung– Vodoo, ATI, nvidia, ...– Softwareschnittstellen– Anwendungsgebiete

• Schnittstellen

Pin # Signal Name

1 Red

2 Green

3 Blue

4 No Connect

5 Ground

6 Ground

7 Ground

8 Ground

9 No Connect

10 Ground

11 No Connect

12 DDC DAT

13 Horizontal Synchronization

14 Vertical Synchronization

15 DDC Clock

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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

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Netzwerkkarten

• Aufgaben einer Netzwerkkarte• Schnittstellen• Wichtigster Standard:

– Ethernet• BNC Verkabelung• Twisted Pair• Geschwindigkeit

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Modem, ISDN und DSL

• Remoteverbindung zu anderen Rechnern• Modem

– Modulator/Demodulator– Anschluß– Geschwindigkeit

• ISDN– Unterschied zu Modem– Anschluß– Geschwindigkeit

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... DSL (Digital Subscriber Line)

• ADSL/SDSL• Geschwindigkeit

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Soundkarte

• Aufgaben• Komponenten

– Synthesizer– Midi– AD/DA Wandler

• Wie funktioniert eine SK?

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Controller und Multi I/O Karten

• EIDE Karten• Raid Controller• SCSI• USB Karten• Firewire• ...

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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

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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

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Externe Speichermedien

• Floppy 3.5 ´´– 1,4 MB

• ZIP – 100 MB bis 250 MB– ParallelPort, USB und intern (IDE, SCSI)

• LS120• MO• Flash

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Festplatten

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

– MB/s– UPM– Cache– Mittle Zugriffszeit– Schnittstelle

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IDE Festplatten

• IDE / EIDE• Master / Slave Prinzip• Standards

– ATA33,66,100,133,166• DMA Modus

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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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