Bausteine des Computers Flashcards
Wie hat sich die Bauart von Computern (Standrechnern) über die Jahre geändert?
Bis noch vor wenigen Jahren waren Computer (Standrechner) sehr modular aufgebaut.
Einzelne Komponenten konnten getauscht werden (z. B. bei Defekt) . Heutzutage geht der Trend aber klar zu höherer Integration (z. B. Notebook).
Die Betrachtung als Einzelkomponenten ist nur mehr teilweise sinnvoll (CPU und GPU sind beispielsweise oft eine Einheit).
Nennen Sie einen Vor- und einen Nachteil bei einem Computer der auf modulare Komponenten aufgebaut ist
Vorteil: Einzelne Komponenten können bei z.B. Defekt getauscht werden
Nachteil: Steckverbindungen notwendig -> teurer
Was machen Eingabegeräte? Nennen Sie einige Beispiele
- > Liefern Daten zum Computer
- > z. B. Tastatur, Maus, Trackpoint, Trackpad, TouchScreen, …
Was machen Ausgabegeräte? Nennen Sie einige Beispiele
- > Geben Daten des Computers aus
- > z. B. Bildschirm, Drucker, …
Wofür steht CPU und was ist das?
Central Processing Unit = Prozessor (das “Gehirn des des Computers)
Woraus besteht ein Prozessor?
- > Besteht aus Millionen von Transistoren (= Schalter)
- > Verfügt über eigenen, sehr kleinen Speicher (Cache), der dafür extrem schnell arbeitet
- > Besteht aus einer oder mehreren Recheneinheiten, die mathematische Operationen durchführen können
Was ist ein Cache?
Kleiner, aber sehr schneller Pufferspeicher
Wie arbeitet die CPU?
Arbeitet grundsätzlich mit Registern und Befehlen (OPCodes)
Die Angabe zum Prozessor eines Geräts lautet: 3.0 GHz QuadCore-CPU. Was sagt ihnen das?
3.0 GHz = Angabe der Taktfrequenz
QuadCore = auf dem Prozessor-Baustein sind 4 Kerne (=Prozessoren)
Wie wird die Taktfrequenz eines Prozessors meist angegeben?
in MHz oder GHz
Sagt die Taktfrequenz etwas über die Geschwindigkeit der CPU aus?
Die Taktfrequenz alleine sagt nur bedingt etwas über die Geschwindigkeit der CPU aus. Eine Recheneinheit mit hoher Taktrate kann viele Prozesse in kurzer Zeit abarbeiten. Dementsprechend verbesserte sowohl eine hohe Taktfrequenz als auch das Nutzten mehrere Kerne die Leistung. Gesamt kommt es allerdings stark auf das Zusammenspiel von Hardware, Betriebssystem und Software darauf an, ob ein Gerät schnell oder langsam ist. Besser Abstimmung -> flüssigere Performance
Wofür steht RAM und was ist das?
Random Access Memory ist der Hauptspeicher (=Arbeitsspeicher) und damit ein essentieller Baustein. Alle Programme und Daten, mit denen gearbeitet wird, müssen im RAM Platz haben
Eine Angabe zum RAM lautet: 4 GB 1600 MHz DDR3. Was sagt Ihnen das?
4 GB = Größe
1600 MHz = Geschwindigkeit Diese beiden Angaben sind maßgeblich für Leistung des Computers.
DDR3 = Double Data Rate Type 3 => spezieller Halbleiterspeicher
Wofür steht GPU?
Graphics Processing Unit = Grafikkarte/-prozessor
Wofür ist die Grafikkarte zuständig?
- > Verantwortlich für die Anzeige (=Ausgabe) des Computers
- > Bereitet Grafiken so auf, dass sie vom Bildschirm dargestellt werden können
Wie ist eine Grafikkarte aufgebaut?
- > Beinhalten oft sehr viele, parallel geschaltete Recheneinheiten (Kerne)
- > Benötigen eigenen Speicher (Grafikspeicher) oder Zugriff auf den Hauptspeicher (Shared Memory)
Was beinhalten Angaben zu Grafikkarten meistens?
Typische Angaben beinhalten oft die Anzahl an Rechenkernen, die Speichergröße, die Taktfrequenz, …
Was wissen Sie zur Soundkarte?
- > Wandelt Schall in Daten (Analog-Digital-Wandlung) um oder umgekehrt (Digital-Analog-Wandlung)
- > Ermöglicht Anschluss von Kopfhörern oder Lautsprechern
- > Verwendeter Chip/Bauteile maßgeblich für die Qualität der Soundkarte
- > Interne und Externe Varianten verfügbar
Was beinhalten Angaben zu Soundkarten meistens?
Anzahl der Kanäle, Sampling-Frequenz (in kHz), Auflösung (in bit)
Wofür ist die Netzwerkkarte zuständig?
Verbinden den eigenen Computer mit anderen Computern (Netzwerk)
Wofür ist ein Modem zuständig?
Modem (Modulator/Demodulator) konvertiert auf andere Medien (z. B. Telefonleitung)
Wie ist einen Netzwerkkarte meist gestaltet?
- > Kann vielfältig ausgestaltet sein (z. B. Ethernet mit RJ45 Steckern)
- > Es existieren auch externe und drahtlose Varianten (USB, WiFi, LTE, …)
Was sind typische Angaben zu Netzwerkkarten?
Geschwindigkeit (z. B. Gigabit, 150Mbps) und Technologie (Ethernet, LTE, …)
Wie wird das Mainboard oft genannt?
Motherboard, Hauptplatine
Was ist die Aufgabe des Motherboards?
verbindet alle Komponenten miteinander
Wie hat sich der Aufbau der Hauptplatine über die Jahre verändert?
- > Früher wenig integriert, d. h. hauptsächlich Verbindungsleitungen mit wenig Funktionen
- > Heute können alle notwendigen Bauteile bereits fest integriert sein
- > Notebooks bestehen oft nur mehr aus Mainboard und Festplatte
Was sind typische Angaben zu Mainboards?
Typische Angaben variieren je nach Integrationsgrad des Mainboards
In welche 2 arten kann man Massenspeicher unterteilen?
Magnetische (Festplatte) und elektronische (SSD) Massenspeicher
Was wissen sie über Massenspeicher di in einem Computer verbaut sind?
- > Betriebssystem liegt auf Massenspeicher vor
- > Alle Programme liegen auf dem Massenspeicher
- > Betriebssystem und Programme werden aus dem Massenspeicher in den Arbeitsspeicher geladen
- > „Relativ” langsam im Vergleich zum Hauptspeicher
Was sind typische Angaben zu Massenspeichern?
Größe (z. B.
1 TB), Typ (z. B. SSD, Festplatte, …) und Geschwindigkeit (z. B.
120 MB/s)
Wofür werden Schnittstellen benötigt?
Zur Verbindung einzelner Komponenten
Nennen Sie interne Schnittstellen
- > PCI Express (PCIe, für Steckkarten)
- > Serial ATA (SATA, für Laufwerke)
- > Diverse „Mini”-Varianten, z. B. Mini-PCIe
- > Veraltet: PCI-X, AGP, PCI, ISA, IDE, VLB
Nennen Sie externe Schnittstellen
- > USB (für diverse Geräte)
- > HDMI, DVI, DisplayPort (DP, für Bild und teilweise Ton)
- > Veraltet: Seriell, Parallel, eSATA, FireWire, PS/2, DIN
Warum stagniert seit 2004 die Taktfrequenz von CPUs bei 3 - 5 GHz?
Grund sind physikalische Grenzen:
- > Leitungslänge innerhalb der CPU
- > Abwärme
Welche Lösung gibt es für die stagnierende Taktfrequenz von CPUs?
Man skaliert daher in die Breite:
-> Mehrere Pipelines pro CPU (Multi-Threading)
-> Mehrere Rechenkerne pro CPU (Dual-Core, Quad-Core, Octa-Core,
…)
-> Integration der Grafikeinheit (GPU) in die CPU (kürzere Wege)
Parallelität:
Anzahl zur Verfügung stehender Rechenkerne erhöht sich damit (2 physikalische Kerne mit 2 Threads pro Kern ⇒ 4 logische Recheneinheiten)
