Inhalte der heutigen Vorlesung Wiederholung und Fortsetzung Hardware Von-Neumann-Architektur (Rechnerarchitektur) Speicher Software Wie groß ist ein Gigabyte? http://www.spiegel.de/netzwelt/tech/0,1518,606308,00.html
Von-Neumann-Architektur 1946 von John von Neumann entwickeltes Konzept eines frei programmierbaren Computers. CPU (Central Processing Unit) Eingabeeinheit Steuerwerk Speicher Rechenwerk Ausgabeeinheit Arbeitsspeicher, Hauptspeicher
Von-Neumann-Architektur Weitere wichtige Prinzipien: Schaltbild und Aufbau des Computer sind unabhängig vom zu bearbeitenden Problem. Im Speicher befinden sich Daten und Programm. Der Speicher ist in Zellen gleicher Größe unterteilt, die fortlaufend numeriert sind. (Adressen) Zahlen werden dual dargestellt. Programm: Folge von Befehlen
Arbeitsspeicher auch als Hauptspeicher bezeichnet (oder nur Speicher) Ideal: Einheitlicher Speicher mit ausreichend Kapazität und kurzen Zugriffszeiten (technisch und ökonomisch nicht zu verwirklichen) Zweck des Arbeitsspeichers? Flüchtiger / nicht-flüchtiger Speicher
Speichermedien Magnetspeicher Magnetbänder, Disketten, Festplatten magnetisierbare Oberfläche pro Bit ein kleiner Bereich, dessen Ausrichtung (Nord oder Süd) angibt, ob das Bit 1 oder 0 ist Magnetisierung kann durch äußere Magnetfelder zerstört werden
Festplatten Hard Disk Hohe Speicherkapazität, kurze Zugriffszeit Zylinder: Übereinander liegende Spuren Head Crash Ausfallsicherheit wird durch gespiegelte Platten erhöht
Optische Speichermedien Abtasten durch Laserstrahl: Vertiefung (pit) oder ebene Fläche (land) kleine Fläche ausreichend, also große Kapazität Lebensdauer höher als bei magnetischen Medien
Optische Speichermedien
Optische Speichermedien CD (Compact Disk): bis 912 MB DVD (Digital Versatile Disk oder Digital Video Disk): 4,7 GB-17 GB (maximal zwei Seiten mit je zwei unterschiedlich tiefen Schichten) CD DVD 1 µm = 10-6 m
Optische Speichermedien (Forts.) Blu-ray Disc (Farbe des Lasers): 25 400GB (je Seite bei 1 bis 16 Lagen) Handelsüblich sind momentan 25 und 50 GB Blu-ray Datendichte im Vergleich zur DVD: 0,32 µm Spacing Blu-ray 0.15 µm minimum DVD
USB-Sticks und Speicherkarten Englisch: USB Flash Drive, Memory Card Flash-Speicher, genauer Flash-EEPROM Haltbarkeit: Gespeicherte Daten halten sich etwa 10 Jahre Verschleiß: ein USB Stick kann ca. 100.000 mal beschrieben werden
Klassifikation von Software Software Systemsoftware Anwendungssoftware Betriebssystem Dienstprogramme Übersetzer sonstige systemnahe Software Standardsoftware Basissoftware Funktionsorientierte Standardsoftware eine mehrere betriebliche Funktionsbereiche Branchenorientierte Standardsoftware anpaßbare Standardsoftware Individualsoftware Individualsoftware aus Standardkomponenten
Anwendungssoftware: Basissoftware Basissoftware hat Werkzeugcharakter (Endbenutzerwerkzeuge, Bürowerkzeuge) Arten: Textverarbeitung Tabellenkalkulation Präsentationsgrafik Einfache Statistikpakete
Betriebssystem operating system Aufgaben Kennzeichen Starten und Beenden des Rechnerbetriebs Multitasking Verwaltung des Arbeitsspeichers Hierarchische Verzeichnisstruktur Organisation und Verwaltung der Speichermedien
Aufgaben eines Betriebssystems Starten und Beenden des Rechnerbetriebs Organisation und Verwaltung des Arbeitsspeichers Dateien in Ordnern verwalten Steuerung der Hardwarekomponenten z. B. Drucken: Daten werden vom Anwenderprogramm an Betriebssystem übergeben Organisation und Verwaltung der Speichermedien Organisation der Bildschirmanzeige (Benutzerschnittstelle)
Aufgaben eines Betriebssystems Laden und Kontrollieren der Anwenderprogramme Verwaltung und Bedienung mehrerer Nutzer Zugriffsrechte Benutzerprofile Bereitstellung von Dienstprogrammen z.b. bei Windows: Explorer, Task Manager
Kennzeichen eines Betriebssystems Grafische Benutzeroberfläche Sicherheitsaspekte: Lässt sich der Zugang zum Rechner und zu den gespeicherten Daten schützen? Verwaltbarer Festplattenspeicher: Welche maximale Festplattengröße kann durch das Betriebssystem verwaltet werden? Verwaltbarer Arbeitsspeicher: Wie groß ist der maximal verwaltbare Arbeitsspeicher?
Kennzeichen eines Betriebssystems Multitasking: Können mehrere Programme gleichzeitig ablaufen? Netzwerkfähigkeit: Lassen sich mit dem Betriebssystem Netzwerke integrieren bzw. aufbauen? Plug and Play: Erkennt das Betriebssystem Veränderungen an der Hardware?
BIOS Basic Input Output System Grundlegende Funktionen, um Betriebssystemkern zu laden Arbeitsspeicher ist beim Einschalten leer BIOS gespeichert auf einem speziellen Speicherbaustein Aktionen Selbsttest Bildschirm aktivieren Anzeige: BIOS-Hersteller und BIOS-Version
Mögliche Klausurfragen Wie lautet die Binärdarstellung von 20 10? Wie lautet die Hexadezimaldarstellung von 111001 2? Wozu dienen Hexadezimalzahlen?