Teil 3: Computertypen & Komponenten eines Rechnersystems

Question 1

Was ist das Mainboard?

Answer 1

• Fundament eines Computers

- verbindet Komponenten miteinander (manche sind auch bereits integriert)

Question 2

Bestandteile eines Mainboards

Answer 2

1. Prozessorsockel
2. Festplattencontroller
3. BIOS
4. UEFI
5. RAM-Steckplätze
6. Erweiterungskarten-Steckplätze
7. South & Northbridge
8. Weitere Anschlüsse (z.B Netzteil)

Question 3

Prozessorsockel

Answer 3

• bietet Platz für Prozessor einer bestimmten Baureihe
• versorgt Prozessor mit Strom
• bindet Pins an Mainboard

Question 4

Festplattencontroller

Answer 4

• Bindeglied zwischen Prozessor und Festplatte

- setzt Anfragen/Befehle von CPU in Aktionen der Festplatte um (Lesen & Schreiben)

Question 5

Welche Festplattencontroller gibt es ? Nenne auch die Gbit/s dieser.

Answer 5

SATA 1/2/3: 1,5/3,0/6,0 GBit/s
PCI Express: 32 GBit/s
(Mixformen: SATA Express; SAS)

Question 6

BIOS

Answer 6

= Basic Input/Output System
Bietet Grundlegende und elementare Hilfsprogramme zur Ansteuerung der Hardwarekomponenten
- mit Treiberprogramm Bindeglied zwischen Hardware und Betriebssystem
- legt Grundlegende Einstellungen fest (z.B. Bootorder)

Question 7

UEFI

Answer 7

= Unified Extensible Firmware Interface

• > BIOS Nachfolger
• ermöglicht Secure Boot
• Fokus liegt auf 64 Bit Systemen

Question 8

RAM-Steckplatze

Answer 8

• Steckplätze immer für bestimmten RAM-Typ

- Unterschied in Zugriffs-, Transfergeschwindigkeit, Betriebsspannung und Takt

Question 9

Steckplätze für Erweiterungskarten

Answer 9

• aktuell PCI-Express

- erlaubt Erweiterungen in Form von Grafikkarte, WLAN-Karte o.a. Modem

Question 10

Northbridge

Answer 10

(Chipsatz)

• direkt mit CPU verbunden oder sogar integriert
• Enthält den Speichercontroller für RAM

Question 11

Southbridge

Answer 11

(Chipsatz)
bei Intel: Input/Output Controller Hub
- nicht mit CPU verbunden/integriert
- dient als Controller für Laufwerke, PCI, Sound Interface, Power Management

Question 12

Weitere Anschlüsse & Funktionen

Answer 12

z.B. Anschlüsse für Netzteil & Peripherie (Monitor, USB etc.)

Question 13

CPU

Answer 13

= Central Processing Unit

Kernstück Computer welches die Daten verarbeitet

Question 14

Bestandteile CPU

Answer 14

• ALU

- Register

Question 15

ALU

Answer 15

Schaltkreis der mathematische und logische Operationen ausführt

Question 16

Register

Answer 16

schnelle Hilfsspeicherzellen

Question 17

Verbindung zwischen ALU und Register

Answer 17

ALU holt Daten aus Registern zur Berechnung und Speichert dort Zwischenergebnisse ab

Question 18

Aufgaben der CPU

Answer 18

• Verarbeitung von Befehlen

mehr als 100 verfügbar - kann erweitert werden

Question 19

CPU-Befehlssatzerweiterungen

Answer 19

Multi Media Extension (MMX)
3DNow
SSE

Question 20

Ein “Die”

Answer 20

Ein kleines Stück Halbleiter, auf dem ein integrierter Schaltkreis aufgetragen ist (entsteht aus einem Wafer)

Question 21

Warum Unterscheidung in RISC- und CISC-CPU’s

Answer 21

Großer Teil der CPU Instruktionen sind überflüssig da sie selten verwendet werden

Question 22

RISC CPU

Answer 22

= Reduced Instruction Set Computer

- Mikrobefehl führt Maschinenbefehl aus

Question 23

CISC CPU

Answer 23

= Complex Instruction Set Computer

- Mikroprogramm führt Maschinenbefehl aus

Question 24

Eigenschaften RISC

Answer 24

• wenige einfache Befehle die möglichst in einem Maschinentakt ausgeführt werden
• viele Mehrzweckregister
• Speicherzugriffe nur über Load & Store
• schnell

Question 25

Eigenschaften CISC

Answer 25

• heutzutage übersetzt ein Decoder komplexe Instruktionen in RISC-Instruktionen
• Instruktionen werden durch “Mini-Programme” ausgeführt

Question 26

Die Festplatte

Answer 26

• Dient dem Speichern von Programmen und Daten

- Der Speicher ist persistent (nicht flüchtig)

Question 27

Lesen auf der Festplatte

Answer 27

Umsetzung gespeicherter (magnetischer) Daten in elektrische Bitfolgen

Question 28

Schreiben auf der Festplatte

Answer 28

Umsetzung elektrische Bitfolgen in (magnetische) Daten

Question 29

SSD

Answer 29

basiert auf Transistortechnik und ist so deutlich schneller als magnetische Datenträger

Question 30

Arbeitsspeicher (RAM)

Answer 30

= Random Access Memory
hier werden Daten und Programme abgelegt
- Speicher ist nicht-persistent (flüchtig)

Question 31

RAM Geschwindigkeitseinordnung

Answer 31

RAM ist schneller als Festplatte aber langsamer als Register der CPU

Question 32

Grafikcontroller (GPU)

Answer 32

= Graphics Processing Unit

• besitzt üblicherweise eigenen Speicher und Grafikprozessor
• Zuständig für Berechnung und Ausgabe des Bildes

Question 33

Personal Computer

Answer 33

Früher Teuer und Leistungsschwach - Heute Billiger und Leistungsstärker
-> Moores Law

Question 34

Smartphones

Answer 34

ja..hat halt jeder unso

Question 35

Workstation

Answer 35

• sehr Leistungsfähiger Arbeitsrechner für spezielle Anwendungen
• Abgrenzung zu PC verschwimmt immer mehr

Question 36

Server

Answer 36

• spezielle PC’s die dedizierte Dienste im Netzwerk anbieten

- können zu einem Cluster zusammengeschaltet werden

Question 37

Mainframe

Answer 37

• Großrechner die virtuelle Rechner zur Verfügung stellen
• > mehrere OS auf einmal ausführbar
• Dienen als Zentralrechner und sind auf Datenschutz optimiert

Question 38

Supercomputer

Answer 38

werden in extrem rechenintensiven Szenarien eingesetzt

- haben mehrere Tausend Prozessoren und eine hohe parallele Rechenleistung

Question 39

Moore’s Law

Answer 39

Anzahl der Transistoren in integrierten Schaltkreisen verdoppelt sich alle 18 Monate
-> Aussage ist wahr bis heute

Question 40

Folgen Moore’s Law

Answer 40

• Leistung steigt
• Preise sinken
• Geräte werden energiesparender

Question 41

Hardware Evolution

Answer 41

• Verkleinerung der Strukturen
• Effizienzsteigerung
• Kostensenkung
• Entwicklung neuer Technologien