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1 1 (7) 1. Hardware-Übersicht Standard-Computer (markieren Sie mit beschrifteten Pfeilen, was sich im Bild erkennen läßt) Bauform (Desktop, Tower, Laptop, Netbook, PDA) Zentraleinheit Monitor Tastatur Maus Peripherie (Standard- und Prozessperipherie) (Tintenstrahl-,Laserdrucker) Speicherstick Sound Scanner Kamera Modem Messgeräte Analysensysteme SPS / PAC Hardware-Komponenten Netzteil Motherboard Prozesseor Taktgeber Arbeitsspeicher Speichererweiterung BIOS-Flash-ROM I-Bus-Steckplätze Grafik-Karte Funktionseinheiten Taktgenerator (Oszillator) Prozessor (Intel, AMD) Cache (schneller Zwischenspeicher) Arbeitsspeicher Permanentspeicher (z.b. Festplatte) Bussystem Speicherarten RAM Festplatte CD / DVD (-Brenner) Speicherkarte, Speicherstick Netzwerk Netzwerkkarte / Router Ethernet Wireless LAN Internet-Zugang Kenngrößen 8bit=1byte, 1024byte=1kbyte, 1024kyte=1Mbyte Taktfrequenz z.b. 3,2Ghz RAM-Speichergröße z.b. 2048MByte Festplattenkapazität z.b. 250GByte Netzwerk-Geschwindigkeit z.b. 10Gbit/s Netzteil-Leistung z.b. 450W Monitor-Diagonale z.b. 19 = 48,3cm Monitor-Auflösung z.b. 1440*900 Speicherstick z.b. 2Gbyte Parallel LPT Seriell RS 232, Seriell RS 485 USB Fire Wire MCIA (Slot für Einschubkarten am Laptop) GPIB = IEC625 = IEEE488

2 2. 2 (7) Software-Übersicht Betriebssysteme Windows 95, 98, 2000, Me, XP Vista (Home Basic, Home Premium, Business, Ultimate) Linux OS-9 RT-OS BEOS Systemprogramme BIOS (Basic Input Output System in einem kleinen Festwertspeicher) Anwender-Oberfläche Geräte-Treiber Systemsteuerung (z.b. für Bildschirm, Tastatur,, ) Netzwerk-Protokolle Funktions-Bibliotheken Schriftarten Energiemangement Virenscanner Firewall Backup Systemuhr Freigaben im Netzwerk Benutzerkonten Anwender-Software Office-Paket Textverarbeitung Tabellenkalkulation Präsentation Datenbank Organizer Browser Mail-Programm Zeichnen Malen Bildverarbeitung Medien-Wiedergabe Texteditor Brenn-Programm Programmiersprache Spiele Labor-Software Betriebsprogramme für Geräte Statistik-Paket Spektren-Auswertung Messunsicherheit / Qualität Labor-Information- und Management-System (LIMS) Programmier-Umgebung Vertiefungen im Unterricht Dateisystem (z.b. mit Windows-Explorer) Browser (z.b. mit Internet-Explorer) Netzwerk-Funktionen Textverarbeitung Tabellenkalkulation

3 3. 3 (7) Betriebssystem-Übersicht verschiedene Betriebssysteme WINDOWS (2000, XP, Vista) Linux (Suse, Debian, Knoppix) Novell Netware (Netzwerk-Betriebssystem) RTOS (Echtzeit-Betriebssystem) Bootvorgang ROM BIOS Hardware-Test Login (Anmeldung) Systemprogramme starten Benutzer-Oberfläche Logout (Abmeldung) Unter dem Begriff Betriebssystem versteht man die Gesamtheit der Programme und Daten, die zum Betrieb des Computers benötigt werden. Das Betriebssystem ist Software. Es ist auf der Festplatte gespeichert. Desktop Hintergrund Symbole Systray (Symbole in einer Anzeige-Leiste) Papierkorb Systemsteuerung Bildschirmanpassung Datum und Uhrzeit Tastatur Schriftarten Benutzerkonten Windows-Explorer Verzeichnisbaum Laufwerke, Laufwerkseigenschaften Netzlaufwerke / Freigabe Ordner Dateien Verknüpfungen Zwischenablage Dateioperationen Programm starten Datei öffnen Datei kopieren Datei verschieben Datei umbenennen Datei-Eigenschaften Dateien markieren Dateien sortieren Datei löschen Ordner einrichten Ordner löschen Zubehör-Programme Texteditor (Editor, Word Pad) Zeichenprogramm (Paint) Browser (Internet Explorer) Player (Media Player) Taschenrechner Spiele

4 4. 4 (7) Netzwerk-Begriffe Man kann sich Dinge leichter merken, wenn man sie in Gruppen zusammenfassen kann, oder Gegensatzpaare bildet oder Paare findet, die sich gegenseitig ergänzen. Client Server Client: Es ist ein Computer oder ein Computerprogramm, das eine Anfrage (mit Eingabedaten) an einen anderen Computer (den Server) schickt, der damit eine festgelegte Aufgabe ausführt und das Ergebnis wieder an den Client zurückschickt. Der Client-Computer (als Hardware-Gerät) ist die Workstation. Server: Der Server ist der Computer (bzw. das Computerprogramm), der Dienste für seine Clients zur Verfügung stellt. Administrator User Administrator: Der Administrator hat alle Rechte im Computernetzwerk. Er installiert neue Programme, meldet neue Geräte im Netzwerk an, registriert neue Benutzer, behebt Fehler und ist für den ordnungsgemäßen Betrieb des Netzwerks zuständig. User: Alle, die das Computer-Netzwerksystem für ihre Zwecke nutzen werden als User bezeichnet. In vielen Netzwerken haben nur registrierte User Zugangsberechhtigungen. Internet Intranet Internet: Die ganze Erde ist mit Verbindungen zur Datenkommunikation überzogen. Der Teil der Kommunikation, der öffentlich zugänglich ist und mit dem Protokoll http bzw. https Daten überträgt, wird als Internet bezeichnet. Intranet: Ein Netzwerk innerhalb einer Firma, Schule, Behörde oder ähnlicher Einrichtung mit der selben Technologie wie das Internet nennt man ein Intranet. Ethernet Feldbus Ethernet: Mit Ethernet (ETH) wird die Gesamtheit der technischen Teile (z.b. Kabel, Stecker, Verteiler), der elektrischen Standards (z.b. Spannungen, Pulsformen, Taktzeiten) und der logischen Festlegungen (z.b. Adressierung, Codierung, Paketaufbau) bezeichnet. Obwohl es noch andere Netzwerktypen gibt, trifft man fast ausschließlich Ethernet-Netzwerke an. Feldbus: Im Labor, in der Produktion und der Prozessautomatisierung gibt es Anforderungen, die vom Ethernet (noch) nicht erfüllt werden (Geschwindigkeit, Echtzeit, Sicherheit). Spezialisierte Kommunikationssysteme für kleinere Bereiche heißen Feldbus (z.b. Profibus, Interbus S, DeviceNet). Gateway Router : Ein ist ein intelligenter Schalter, der alle Adressen in seinem Bereich kennt und Datenpakete innerhalb eines Netzwerks an die richtige Adresse leitet. Gateway: Verschiedene Netzwerke haben auch unterschiedliche Hardware, elektronische Signale, Codierungen und Datenpakete. Ein Gateway übersetzt in beide Richtunegn. Router: Ein Router besitzt ähnliche Funktionen wie ein Gateway. Der Begriff wird in der Regel verwendet für das Gerät, das vom lokalen Netzwerk die Verbindung ins Internet herstellt. Betriebssystem Ein Betriebssystem umfasst alle Programme und Daten, die zum Betrieb eines Computersystems erforderlich sind. WINDOWS wird vorwiegend für Einzelplatz-System verwendet, kann aber auch in einer speziellen Version für das komplette Netzwerksystem eingesetzt werden. NOVEL Netware ist ein spezielles Betriebssystem zum Netzwerkbetrieb. Linux ist ein frei erhältliches Betriebssystem, sowohl für Einzelplätze, Netzwerkbetrieb und eignet sich besonders als Server-Betriebssystem. Protokoll Ein Protokoll ist eine Vereinbarung (z.b. Adressierung, Paketaufbau, Codierung, Sicherung) über die Art und Weise der Datenübertragung über beliebige Medien (z.b Kabel, Lichtleiter, Funk, Infrarot).

5 Kamera Raum 11 FeldbusProtokoll z.b. Profibus PA Aktor 2 Aktor 1 Sensor 2 PrintServer Sensor 1 Feldbus Gateway Firewall Wählleitung Standleitung Funk Router Raum 23 User Eva Clients Workstations Laptop WLAN NetzwerkProtokoll z.b. TCP/IP Internet Übertragungsmedium: Kupfer, Koax, Glasfaser, Funk Stockwerk 2 KommunikationsServer Intranet CD/DVDServer Labor ApplicationServer User Adam Netzwerktechnologie z.b. Ethernet Stockwerk 1 AcessPoint FileServer Server in Server-Farm Administrator Clients Workstations ClientBetriebssystem z.b. Windows NetzwerkBetriebssystem z.b. Novell ServerBetriebssystem z.b. Linux 5 (7)

6 5. 6 (7) Eine Schnittstelle ist eine Übergabestelle für Informationen mit standardisierten Eigenschaften. Die Begriffe Schnittstelle und Interface sind gleichwertig. Eine Software-Schnittstelle beschreibt den Datenaustausch zwischen verschiedenen Programmen oder Programmteilen. Eine Hardware-Schnittstelle ist eine elektronische (oder optoelektronische) Schaltung zum standardisierten Datenaustauch zwischen Geräten oder Gerätekomponenten. Hier sollen nur Hardware- betrachtet werden. Die besitzen oft mehrere unterschiedliche Bezeichnungen. Standardisierte sind: Parallelschnittstelle (EPP, IEEE 1284, LPT) Serielle Schnittstelle alt (V.24, RS 232) Serielle Schnittstelle neu (RS 485) MIDI-Schnittstelle (Musikinstrumente) SCSI: Small Computer System Interface -Card (MCIA) IEC-Bus (IEC 625, IEEE-488, GPIB, HP-IB) IrDA (Infrare Link) Fire Wire (IEEE 1394, i.link) Ethernet (Netzwerk) Bluetooth Wi-Fi bzw. ZigBee (drahtlose Prozess-Vernetzung) Bei einer genormte Schnittstelle sind meist folgende Eigenschaften festgelegt: Stecker-Bauform Stiftbelegung Verbindungskabel elektrische Spannungen Signaleigenschaften Datenformat Übertragungsprotokoll (gegebenenfalls Adressierung) unterscheiden sich in der Anzahl der anschliessbaren Geräte, der Übertragungsgeschwindigkeit, der Strörsicherheit, der überbrückbaren Entfernung und nicht zuletzt in den Kosten. Eine Schnittstelle ist eine elektronische Baugruppe, die im Computer bzw. im Gerät eingebaut ist. Sie verhält sich dort wie ein eigenständiges Gerät und besitzt oft einen eigenen Prozessor, sowie ein eigenes Betriebsprogramm. Adressen Bei, über die mehrere Geräte individuell angesprochen werden können, erhält jedes Ge rät eine eigene Adresse in Form einer zugeordneten Zahl oder Zeichenkette. Gerätenachrichten Festgelegte Zeichenfolge zur Ausführung einer bestimmten Aktion im Gerät. Statusinformation Binär verschlüsselte (codierte) Information über den Zustand des Gerätes, die durch den Computer vom Gerät abgefragt werden kann. Daten Zahlenwerte und Zeichenfolgen mit definierter Bedeutung, die zwischen Computer und Gerät ausgetauscht werden können. befehle Betrachtet man eine Schnittstelle als eigenständiges Gerät, dann gehört auch zu diesem Gerät ein Satz von Gerätefunktionen und Gerätenachrichten.

7 7 (7) Handshakesignale Informationen, die zur Organisation der Übertragung notwendig sind, wie z.b. "Betriebsbereitschaft", "Empfangsbereitschaft" oder "Gültigkeit der Daten". Beim Hardware-Handshake werden hierfür eigene Leitungen verwendet, beim Software-Handshake wird dies durch spezielle Zeichen über die Datenleitungen übertragen. Serielle und parallele Übertragung Bei serieller Übertragung werden Informationen der Reihe nach (seriell) über einen Datenkanal übertragen, bei paralleler Übertragung gleichzeitig über mehrere Kanäle. Über die schnittstelle z.b. werden die Daten Byte-seriel und Bit-parallel übertragen. Duplex-Betrieb Im Duplex-Betrieb kann jedes Gerät sowohl Senden als auch Empfangen. Im Halbduplex-Betrieb ist jeweils nur eine Richtung zugelassen, im Vollduplex-Betrieb sind beide Richtungen gleichzeitig möglich. Isosynchrone und asynchrone Übertragung Bei isosynchroner Übertragung wird die Information in einem festen Takt übertragen. Der Takt selbst wird entweder mit übertragen oder aus dem Datenstrom abgeleitet. Bei der asynchronen Übertragung lässt sich die Geschwindigkeit an die Möglichkeiten des Systems anpassen. Dann sind Handshakesignale zur Synchronisation erforderlich. Sind die Datenpakete aus Zeichen und diese aus einzelnen Bits aufgebaut, kann auf einer unteren Ebene isosynchron und auf höherer Ebene asynchron übertragen werden. 6. Peripheriegeräte Peripheriegeräte werden über an das Computersystem angeschlossen. TreiberProgrammesorgen dafür, dass die Befehle aus den Anwendungsprogrammen (Applikationen) in die zugehörigen Geräte-Nachrichten und entsprechende elektrische Signale umgesetzt werden und umgekehrt. Standardperipherie Die Standardperipherie umfasst alle Geräte, die im Heim- oder Bürobereich anzutreffen sind, wie Monitor Scanner (für Dokumente9 Modem Kamera Musikinstrument Prozessperipherie Die Prozessperipherie umfasst alle Geräte, die für technische Prozesse im Labor, in der Produktion, in der Versorgung oder in der Überwachung eingesetzt sind, wie Waage Multimeter Scanner (Messstellenumschalter) Spektrometer Chromatograf Regler

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