Grundstruktur von Computern

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1 4 Hardware 4.1 Grundstruktur von Computern Computer Allgemeines Gerät zur elektronischen Verarbeitung von Daten zum Rechnen, für Computerspiele und zur Bearbeitung von Bildern Alte Rechenmaschinen Basisstruktur unserer heutigen Computer Wissenschaftler von Neumann in der 40-er Jahren des 20. Jahrhunderts Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 1 Grundstruktur von Computern Die Datenverarbeitung ist ein Prozess, der sich in die folgenden Teilaufgaben zergliedert: Eingabe, Verarbeiten, Speichern und Ausgeben von Daten Eingabe Einbringen von Daten in den Computer Periphere Eingabegeräte Eingabedaten in nicht in binärer Form müssen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 2

2 Grundstruktur von Computern Verarbeiten Systematische Serie von Aktionen, die der Computer mit den eingegebenen Daten ausführt Ausführung dieses Prozesses erfolgt Voraussetzung für die Verarbeitung Daten müssen an definierten Orten gespeichert sein (Speicherplätzen) Hauptspeicher (engl. Memory) Externen Speichermedien (engl. Storages) wie Disketten und CD-ROM Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 3 Grundstruktur von Computern Ausgeben der Daten Übertragung zu anderen Computern Speicherung auf externen Geräten Anzeige in einer uns Menschen verständlichen Form Berichte auf einem Drucker Anzeigen von Bildern auf einem Bildschirm Hören von Musik von Lautsprechern Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 4

3 Von-Neumann Neumann-Rechnerarchitektur von-neumann-rechnerarchitektur Grundlage für alle modernen Computersystem Modellhaften Struktur : Zentraleinheit Periphere Geräte Prozessor CPU Hauptspeicher Zentraleinheit Tastatur Maus Festplatte Bildschirm Drucker Periphere Geräte Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Computerklassen Personal Computer (PC) Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 6

4 Computerklassen Handheld in der Hand haltbarer PC Mobile PCs IN Handgröße, PDA (Personal Digital Assistant) Keine feste Tastatur Leistung ist wesentlich geringer als die von Notebooks Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 7 Computerklassen Workstation Spezieller Computer zur Durchführung von besonderen Aufgaben Einzelnen PC in einem Netzwerk Computer mit starker Prozessorleistung Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 8

5 Computerklassen Videogame-Konsolen Prozessoren wie in Zusätzlich verfügen sie über spezielle Grafikkarten Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 9 Computerklassen Großrechner (Mainframe) Rechenleistung ist um ein vielfaches Höher als die von normalen PCs Daten von Hunderten oder Tausenden Benutzern werde gleichzeitig verarbeitet Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 10

6 Computerklassen Supercomputer (Vektorrechner) Computer der oberen Leistungsregion Mehrprozessor-Architektur Hohe Durchsatzrate bei numerischen Operationen Verfügbarkeit von umfangreichen Massenspeichern Server Anderen Computern in einem Netzwerk zu dienen Computer zum Zweck des Speicherns und Verteilens von Daten in einem Netzwerk Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Aufbau von PCs Chip, Mikrochip oder Computerchip Plättchen aus einem Halbleitermaterial (Silizium) Mit integrierten Schaltkreisen ( IC Integrated Circuits) Chips sind auf einer entsprechende keramischen Platine aufgesetzt Einteilung nach der Funktionalität PC-Standardkonfiguration Eigentlicher Rechner, Bildschirm, Tastatur, Maus, Drucker, Lautsprecher und Anschlüssen zu einem Computernetzwerk Scanner zur Eingabe von Bildern Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 12

7 Hauptkomponenten PC Hauptkomponenten Stromversorgung (Netzteil) Motherboard Prozessor Hauptspeicher Festplattenlaufwerk CD/DVD-Laufwerk Steckkarten freie Steckplätze Kabel Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 13 PC Netzteil Netzteil Gleichstrom im Niedervoltbereich (3,3 bis 12 V) Schutz vor Überspannungen sorgen Schutz gegen kurzfristigen Netzausfall Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 14

8 PC Motherboard Slots für Erweiterungskarten Schnittstellen Prozessor Motherboard (Hauptplatine) Kernstück des Computers ICH Slots für den Hauptspeicher MCH Chipsatz (ICH, MCH) Controller Spezielle eigenständige Prozessoren Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 15 Steckkarten und Slots Tendenz: Anzahl der Steckkarten wird kleiner Slots Standardisierte Sockel für die Steckkarten Slots sind untereinander und mit dem Motherboard verbunden Vorteil der Anwendung eines standardisierten Steckkarten-Konzepts Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 16

9 4.4 Arbeitsspeicher Arbeitsspeicher (engl. Memory) Speicherung von Speicher besteht aus einzelnen digitalen Speicherelementen Zugriff immer auf eine Gruppe von Bits (Speicherzelle) Jeder Speicherzelle hat ihre eigene Adresse Unterschiedliche Arten von Speicherchips Speichervermögen, den Zugriffszeiten und dem Preis unterscheiden. Kapazität des physischen Arbeitsspeicher für PCs : 256 MB bis 2 GB Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 17 Arbeitsspeicher RAM (Random Access Memory) Auf jede Speicherzelle des Arbeitsspeichers kann direkt zugegriffen werden Gegensatz : Name RAM : Einteilung der Speicherchips für den Arbeitsspeicher nach den technischen Wirkprinzipien: Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 18

10 Arbeitsspeicher DRAM ist ein flüchtiger Speicher Dynamische Speicherelemente müssen in regelmäßigen Abständen elektrisch aufgefrischt werden Refresh im Mikrosekunden-Bereich Ausschalten des Computers oder bei Stromausfall SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memeory) Speicherchips für Hauptspeicher und Grafikkarte DDR-SDRAMS (Double Data Rate) Weiterentwicklung der SDRAMs Auch DDR-RAM genannt Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 19 Arbeitsspeicher RAM Speicherchips Statischer RAM (SRAM) benötigen auf Grund ihrer Konstruktion DRAM Dynamischer RAM SRAM Statischer RAM SRAM-Chip sind SDRAM Synchroner DRAM DDR-SDRAM Double Data Rate SDRAM RDRAM Raster DRAM Warum nicht der gesamte Arbeitsspeicher aus den schnellsten Chips? Arbeitsspeicher Grafikkarte Kurze Refreshzyklen Prozessorcache Lange Refreshzyklen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 20

11 Cache-Konzept Lösung: Jede Ebene: Kompromiss aus Überwindung von Synchronisationsproblemen : Cache (Puffer)-Konzept Level 1 und Level 2 Cache am Prozessor Teile des Arbeitsspeichers werden für schnelle Zugriffe bereitgestellt Zugriffszeit Kosten CPU Level 1 Cache Level 2 Cache Hauptspeicher Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 21 Virtueller Speicher Organisatorisch-logische Sicht auf den Hauptspeicher: RAM (Hauptspeicher), Virtueller Speicher, ROM und CMOS Virtueller Speicher (Virtual Memory) Problem: Mehrere Programme gleichzeitig gestartet Jedes Programm benötigt seinen Speicherplatz im Arbeitsspeicher Können alle Programme gleichzeitig laufen, wenn Lösung: Nutzung freie Speicherkapazität auf einer Festplatte Swapping : Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 22

12 ROM ROM (Read Only Memory) Speicher kann nur gelesen werden Daten und Befehle sind vom Hersteller auf dem Chip fest eingeschrieben Speicherform ist Enthält BIOS Neustart eines Computers RAM-Arbeitsspeicher ist leer Notwendigen BIOS-Befehle Betriebssystem Erst nachdem das Betriebssystem geladen worden ist, sind auch die peripheren Geräte nutzbar Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 23 CMOS CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Spezieller flüchtiger Speicher, Strom wird durch spezielle Batterien geliefert CMOS-Speicher enthält die hardwareseitigen Einstellungen (hardware settings) des Computers Verfügbarer Speicherplatz Verfügbarkeit von externen Laufwerken Struktur der Festplatte Auf den CMOS-Speicher wird ebenfalls beim Starten des Computers zurückgegriffen. Speicherung dieser Informationen im ROM? Beim Wechseln einer Festplatte Bei einer Änderung der Systemkonfiguration Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 24

13 4.5 Prozessor Prozessor oder CPU (Central Processing Unit) Aufgabe : CPU für PCs ist auf einem Chip Logische Einteilung in die beiden Komponenten Steuerwerk (Control Unit) und Rechenwerk (Arithmetic Logic Unit) Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 25 Prozessor Hauptspeicher mit Daten 2 4 CPU Steuerwerk 3 Rechenwerk 1 Hauptspeicher mit Befehlen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 26

14 Prozessorleistung und PC-Leistung Prozessor beeinflusst wesentlich die Gesamtleistung eines Computers Allgemeine Aussage: Mit steigender Prozessorleistung steigt auch die Geschwindigkeit zur Abarbeitung der Aufgabe Aber Ein alter Computer erhält einen neuen, wesentlich schnelleren Prozessor: Leistungsfähigkeit des Prozessors wird durch folgende technische Parameter bestimmt Taktfrequenz, Wortbreite, und Cache Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 27 Leistungsparameter von Prozessoren Taktfrequenz Eine interne Uhr sendet Signale in einem bestimmten Takt an die unterschiedliche Komponenten Takt beeinflusst Geschwindigkeit Die Anzahl der ausführbaren Befehle pro Zeiteinheit ist die begrenzt Taktfrequenz in Megahertz (MHz) bzw. Gigahertz (GHz) Wortbreite Anzahl von Bits, die vom Prozessor parallel verarbeitet wird Abhängig von Aktuelle Wortbreiten: 32- oder 64-Bit Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 28

15 Leistungsparameter von Prozessoren Cache Problem: Ausführungszeit von Verarbeitungsbefehlen ist kürzer als die von Transportbefehlen Gesamtleistungsfähigkeit des Computers wird begrenzt durch Lösung des Problems: ein oder mehrer Cache-Speicher aus schnellen Speicherchips Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Bus-Systeme, Hubs und Geräteschnittstellen Wie können die Komponenten untereinander verbunden werden? Direkte Verbindung der einzelnen Komponenten Nachteil: Sehr aufwendige Umsetzung Direkte Verbindung Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 30

16 Busstruktur Bus Sammelleitung zur Kommunikation Nur ein Übertragungskanal Anschluss aller Komponenten an diesen Übertragungskanal Übertragungskanal besteht aus mehradrigen Leitungen Bussysteme unterscheiden sich hauptsächlich in der Übertragungsrate der Daten PCI (Peripherial Component Interconnect) USB (Universal Seriell Bus) Busstruktur Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 31 Hub (Sternstruktur) Hub [Nabe, Mittelpunkt, Verteiler] Jede Komponente ist dem Hub verbunden Zentrale organisiert den Datenfluss zwischen den beteiligten Komponenten PC-Architekturen mit zwei Hubs MCH (Memory Controller Hub) ICH (I/O Controller Hub) Sternstruktur Hub Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 32

17 PC-Architektur Intel Pentium 4 Processor Grafikkarte AGP FSB MCH Hauptspeicher ATA Schnittstelle USB ICH LAN -Interface Audio Channel Schnittstellen/Ports Seriell Parallel FireWire Slots für Erweiterungskarten Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 33 Einbau neuer interner Komponenten Neue interne Komponenten in Form von Erweiterungskarten Achtung beim Kauf von Erweiterungskarten! Erweiterungskarten für Notebooks: Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 34

18 Geräteschnittstellen / Ports Anschluss eines externes Geräts über Geräteschnittstelle (Port) Einteilung der Geräteschnittstellen nach der Übertragungsart Serielle Bits werden nacheinander verschickt Parallele Mehrere Bits werden parallel übertragen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 35 Geräteschnittstellen / Ports Bild aus: Parson/Onja Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 36

19 Schnittstellen / Ports Schnittstelle Name Eigenschaft Verwendung Serieller Port, 56 Kbps Maus, Externes Modem Paralleler Port, Kbps Drucker, Externes Bandlaufwerk Universeller Serieller Bus, Kbps Tastatur, Drucker, MP3-Player Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 37 Schnittstellen / Ports Schnittstelle Name Eigenschaft Verwendung FireWire-Port Seriell 400 Mbps Camcorder Seriell Anschluss an das Telefonnetz oder LAN Parallel Anschluss eines Monitors Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 38

20 4. 7 Externe Speicher Externe Speicher Befinden sich außerhalb (extern) der Zentraleinheit Hauptspeicher ist ein ein interner Speicher Ziel bei externen Speichern Umsetzung der Zielstellung durch unterschiedliche Geräte, Datenträger und Speichertechnologien Dominierende Speichertechnologien Mechanische Speichertechnologien (Lochbänder / Lochkarten) keine Bedeutung Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Magnetische Speichertechnologie Prinzip der magnetischen Speicherung Ausrichtung sehr kleiner magnetisierbare Partikel entsprechend einer Magnetisierungsrichtung Jedes Partikel stellt ein Bit dar Interpretation des Bit-wertes in Abhängigkeit von der Richtung des Nordpols Beschreiben des Speichers Lesen des Speichers Die Partikel belassen ihre magnetische Ausrichtung, bis sie erneut überschrieben werden. Durch diesen Effekt werden magnetische Speicher als permanentes und überschreibbares (modifizierbares) Speichermedium bezeichnet Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 40

21 Magnetische Speichertechnologie Ausrichtung der Partikel vor dem Beschreiben Bitfolge: 0000 N S N S N S N S Ausrichtung der Partikel nach dem Beschreiben mit der Bitfolge: 1100 S N S N N S N S Ursachen für einen Datenverlust Beeinträchtigungen durch das Umfeld des magnetischen Speichers Eigenständige Entmagnetisierung des Speichers Gerätefehler Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Optische Speicherung Prinzip der optischen Speicherung Ausnutzen von Reflektionsunterschieden Einzelnen Bits sind als minimale Löcher (engl. pits) mit einem Durchmesser von 1 µm oder kleiner gespeichert Bitfolge Trägerschicht Reflektionsschicht Schutzschicht Loch Reflexion des Laserstrahles Keine Reflexion des Laserstrahles Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 42

22 Optische Speicherung Beschreiben einer CD/DVD Lesen einer CD/DVD Abtasten der Speicherbereiche mit wesentlich schwächerer Laserstrahl Eine Photodiode registriert, ob Optische Speicher sind auch infolge ihrer Wirk- und Konstruktionsprinzipien Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Magnetische Datenträger Disketten heute nicht mehr Standard Diskette (engl. Floppy Disk) besteht aus einer flexiblen magnetisierbaren Scheibe, die durch ein Gehäuse geschützt ist 1,44 MByte Speicherkapazität ZIP-Disketten und ZIP-Laufwerke Speicherkapazität von 100 MByte Verwendung: Sichern von Datenbeständen in privaten Bereichen. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 44

23 Magnetische Datenträger Festplatten (engl. Hard Disks) Bestehen aus übereinander gestapelten magnetisierbaren Scheiben wesentlich größere Speicherkapazität und höhere Übertragungsgeschwindigkeit Grund: Im PC-Bereich werden gegenwärtig Festplatten mit einer Kapazität von bis zu 60 GByte Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 45 Magnetische Datenträger Wesentlich höhere Speicherkapazitäten in Computernetzwerken und in Großrechnern Diskarrays Mehrere Festplatten Hauptziele Computersystemen (Finanzwelt) RAID (Redundand Array of Independent Disks) Grundgedanke : redundante Speicherung der Daten auf unterschiedlichen Festplattengeräten Kopien sind parallel auf mindestens einer weiteren Festplatte vorhanden Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 46

24 Magnetbänder Ausschließlich zur Datensicherung (engl. Backup) sequenziell Zugriffsform lange Zugriffszeiten Ziel : Magnetbänder sind in Kassetten (engl. Tape Cartridge) geschützt Geräte zum Lesen oder Beschreiben : Bandlaufwerke (engl. Streamer) Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Optische Datenträger CD-ROMs (Compact Disc Read Only Memory) identische Speichertechnologie wie Musik-CDs Bitseriell Speicherung auf einer Spirale Speicherkapazität auf einer CD-ROM beträgt 640 MByte Zugriffszeiten Laufwerkskenngröße x-fache Geschwindigkeit : Faktor für die Geschwindigkeit gegenüber den einfachen CD-Laufwerken für Audio- CDs CD-R (Compact Disc Recordable) und CD-Brenner Archivieren Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 48

25 Optische Datenträger CD-RW (Compact Disc ReWritable) Mehrfach überschreibbare CDs Grundlage : Ein Lasers versetzt die kristalline Struktur des Datenträgermaterials in einen geordneten bzw. ungeordneten Zustand Zustände haben ein unterschiedliches Reflektionsverhalten beim Lesen Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 49 Optische Datenträger Moderne normale CD-ROM-Laufwerke können CD-RWs lesen CD-RWs zum Archivieren und für Backups Begrenzte Speicherkapazität von 640 MByte bei CD-ROMs ist für bestimmte Anwendungen zu gering DVD (engl. Digital Versatile Disc) Speicherkapazität von bis zu 17 Gbyte versatile vielseitig verwendbar Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 50

26 Optische Datenträger DVD Beide Seiten der Scheibe sind mit Speichermaterial belegt Jedes Seite kann zwei Schichten zum Datenspeichern beinhalten Speicherkapazität einer Speicherschicht : 4,7 GByte DVDs benötigen zum Lesen ein entsprechendes Laufwerk DVD-Laufwerke Mehrfach beschreibbare DVDs DVD-RAM, DVD-RW und DVD+RW Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Flash Speicher Flash-Memory, Flash-Disk oder USB-Laufwerk Bezeichnungen für EEPROMs engl. Electrically Erasable Progrmmable Read Only Memory Elektrisch lösch- und programmierbare Festwertspeicher Beim Ausfall der Spannung bleibt der Speicherinhalt Die Speicherkapazität liegt aktuell bei bis zu 256 Mbyte Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 52

27 4.7.6 Vergleich von Speichergeräten Flexibilität hinsichtlich der verwendeten Speichermedien Können die Speichergeräte bzw. Laufwerke unterschiedliche Speichermedien verarbeiten? Lebensdauer Speichertechnologien sind anfällig gegenüber Beschädigungen und Umwelteinflüssen(Hitze, magnetische Felder) Zugriffszeit Geräte mit einem wahlfreien Zugriff (Random access), Geräte mit sequentiellen Zugriff Magnetband Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 53 Vergleich von Speichergeräten Datenübertragungsrate Beeinflusst die Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Datenübertragung Schnelle Anschlüsse für Festplatten erreichen Raten von bis zu 100 MByte/s. Kapazität Kapazität von Festplatten Kapazität von Disketten und CDs Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 54

28 4.8 Bildschirme und Grafikkarten Auflösung eines Bildes Die Anzahl der Pixel auf einem Bildschirm Formate für die Anzahl und die Verteilung der Pixel auf dem Bildschirm 1024 x 768 (XGA), 1280 x 1024 (SVGA), 1400 x 1050 (SXGA) und 1600 x 1200 (UXGA) Wahl des Pixelformats Eigentlich individuell Kleineren Formate Eine höhere Auflösung Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 55 Auflösung Mögliche Einstellungen Anzahl der Pixel Software-seitige Einstellung der Auflösung Zwei Hardware-Komponenten: Bildschirm und Grafikkarte Anzahl der Farben Bildwiederholfrequenz Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 56

29 Grafikkarte Grundaufgabe Speicherung der Farbinformationen zu jedem Pixel im Bildwiederholspeicher Senden der erforderlichen Signale zur Ansteuerung des Bildschirms Hauptkomponenten Bei analoger Ansteuerung zusätzlich noch ein RAMDAC Moderne Grafikkarten Im AGP-Erweiterungssockel auf dem Motherboard Externen Geräte Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 57 Grafikkarte DVI-Stecker Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 58

30 4.8.2 Bildschirme (Monitore) Kathodenstrahl-Bildschirme (engl. CRT Cathode Ray Tube) Technologie wie bei einem Fernseher Entscheidend für die Bildqualität Auflösung (Anzahl der Bildpunkte pro Flächeneinheit) Bildwiederholfrequenz (Anzahl der Bilder pro Sekunde) Flachbildschirme LCD-Technologie (Liquid Crystal Display) Elektrische Felder verändern an den Bildpunkten das Verhalten von Flüssigkeiten, so dass diese Punkte in einer bestimmten Farbe erscheinen TFT (Thin Film Transistor)-Bildschirme sind aktuelle Ausführungen Betreiben der Flachbildschirme nur mit der vorgegebenen technischen Auflösung Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze Drucker Laserdrucker Dominieren in privaten und in kommerziellen Bereichen Tintenstrahldrucker Druckqualität ist durchaus mit der von Laserdruckern Seitenpreis ist höher Thermodrucker Vorteile: Nachteil Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 60

31 Ausführung eines Druckjobs Drucker erhält zwei Datenblöcke Prolog mit Allgemeine Angaben Eigentlicher Text einschließlich Zeilenumbruchzeichen und Grafiken Druckersteuersprache Standards für Druckersteuersprachen PCL (Printer Control Language) von Hewlett-Packard Postscript von Adobe Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 61 Ausführung eines Druckjobs 1. Konvertierung in eine Druckersteuersprache CPU des Computers konvertiert die interne Darstellung des Word- Dokumentes in eine Druckersteuersprache (mittels Druckertreiber) Druckertreiber 2. Übertragung des Dokumentes in der Druckersteuersprache zum Drucker 3. Aufbau der Seite durch den Drucker-Controller 4. Druck der Seite aus dem Pufferspeicher Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 62

32 Ausführung eines Druckjobs Word- Dokument 1 3 Puffer- Speicher CPU 2 Drucker- Controller Drucker- Treiber 1 4 Druckmaschine Computer Drucker Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Einführung in die Datenverarbeitung Thomas Schulze 63