Inf1-Skript3 - 3.1 Hardware 21 3 Rechnerkomponenten und...

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3.1 Hardware 21 3 Rechnerkomponenten und maschinennahe Programmierung 3.1 Hardware Alle materiellen Komponenten eines Computersystems fassen wir unter dem Begriff Hardware“ zusammen. Bei Computersystemen werden verschiedene Typen unterschieden: Mainframes (Großrechenanlage) Viele Benutzer, große Datenbank-Managementsysteme, Web-Services Time-sharing- oder Batch-Betrieb Workstations oder Workstation-Cluster (vernetzte Workstations) Highend Arbeitsplatzrechner, Server f¨ur verschiedene Dienste Graphik-Rechner, Video-Bearbeitung Personal Computer (PCs) Klassische Einplatz- oder Arbeitsplatzrechner Personal Digital Assistants (PDAs) Organizer, elektronischer Kalender, Mini-PC Eingebettete Systeme, Kleinstrechner Handy, ABS-Systeme, Waschmaschine, Armbanduhr, Herzschrittmacher 3.1.1 Grundkomponenten von Computersystemen Zun¨ achst einmal besteht der Rechner aus folgenden Grundkomponenten: dem eigentlichen Rechner (Prozessor und zugeh¨ origer Arbeitsspeicher), den Speichermedien und der Peripherie : Eingabe- und Ausgabeger¨ ate. Prozessor und Arbeitsspeicher. Zentraler Bestandteil des Rechners ist die Hauptplatine (Motherboard). Dort finden wir den Hauptspeicher und den Prozessor . Dieser dient zur Abarbeitung von Befehlen zur Verarbeitung von Daten und wird daher auch als CPU (C entral P rocessing U nit) bezeichnet. Es kann dabei zwischen den Standardprozessoren (CISC) und den RISC-Prozessoren unterschieden werden. CISC steht f¨ur C omplex I nstruction S et C omputer, d.h. eine gr¨ oßere Menge um- fangreicher Befehle auf Maschinenebene. RISC-Prozessoren stellen weniger Befehle zur Verf¨ugung (daher der Name R educed I nstruction S et C omputer), die aber in der Regel sehr effizient sind.
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3.1 Hardware 22 Speichermedien. Die zur Zeit wichtigsten Speichermedien sind: Memory Cards, Memory Sticks , Diskettenlaufwerk , Festplatte als zentraler Massenspeicher, Streamer zur Datensicherung, CD, DVD magnetische Zusatzspeicher wie Wechselplatten, ZIP-Medien , Magnetplatten (Durchmesser: 2 ′′ (ca. 5 cm), 3.5 ′′ (ca. 9 cm), 5.25 ′′ (ca. 13 cm), 8 ′′ (ca. 20 cm)) werden f¨ur Disketten und Festplatten (Harddisk) verwendet. Sie werden in Laufwerken bearbeitet. Ein Laufwerk beinhaltet einen Motor, der die Festplatte mit gleichm¨ aßiger Geschwindigkeit dreht. (Diskettenlaufwerk: 360 U/min, HD: 3000 – 10000 U/min.) Daten werden auf kreisf¨ ormigen Spuren gespeichert (gelesen bzw. geschrieben). Die Spuren sind ihrerseits in Sektoren unterteilt. Disketten haben eine Vorder- und eine R¨uckseite. HD haben meistens mehrere Platten. Optische Platten sind mit einer Tellur-Selen Legierung beschichtet. Daten werden mit Hilfe eines relativ energiereichen Laserstrahls als L¨ ocher in die Oberfl¨ ache ein- gebrannt. Es ist nicht gleichg¨ultig, wo ein Datum steht, auf das zugegriffen wird: Register (mittlere Zugriffszeit: 1 ns, 4 GB/sec) On-Chip-Cache-Speicher (2 ns, 2 GB/sec) Hauptspeicher (20 ns, 200 MB/sec) Festplatte (10 ms, 5 – 50 MB/sec) Lokales Netz (100 MBit/sec, 10 – 20 MB/sec)
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What students are saying

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