Hardware + Betriebsystem

Liebe Informatiker!
Bitte bis Dienstag das Kapitel 4 Netzwerke lernen.
Mit vielen Grüßen
Stefan Bartz
Hardware + Betriebsystem
I. Hardware und Leistungsmerkmale
1
PC- bzw. MainboardKomponenten
2
Prozessor (CPU)
3
Speicher
(flüchtiger und
nichtflüchtiger)
Strom
Spannung U [Volt]
Stromstärke I [Ampere]
Energie E [Joule]
4
Energiearten + Träger +
Umwandlungsmaschinen
 Netzteil, Mainboard, Grafikkarte, Netzkarte, Soundkarte, HDD, DVD
 CPU-Sockel | Stromanschluss | RAM-Steckplätze | IDE-Anschlüsse (SATA) | Chipsatz als North- und
Southbridge | AGP-Steckplatz (PCI-Express) | PCI-Steckplätze | Batterie (versorgt Echtzeituhr und CMOSRAM mit Spannung wenn PC ausgeschaltet ist) | Peripherie-Anschlüsse: PS/2, LPT, COM, USB, LAN,
Sound | BIOS-ROM und CMOS-RAM | Datenleitungen | Kondensatoren | Spulen | Jumper
 besteht aus Si; enthält eine Unmenge an Leiterbahnen , Transistoren und Widerständen
Leistungskriterien: Taktfrequenz, i + e Busbreite (D+A+S), Cachegröße
CISC-RISC-Architektur (reduzierter Befehlssatz -100 statt 300 - → CPU schneller jedoch mehr RAM)
 Prozessor-Generationen:
Prozessor
Jahr
MHz
MB
OS
80-086
1980
5
1
MSDOS 1
80-186
80-286
MSDOS 2
80-386
1985
16
4
MSDOS 3
80-486
MSDOS 5
PI
1993
60
32
W3.1
P II
W95
PIII
W98, NT
P IV
2000
1400
256
W2k, Me
PM
2002
1600
W-XP
Core 2 Duo
2007
3600 2000
W-Vista
BIOS ROM
BIOS RAM
Haupt RAM
Cache RAM
Grafik RAM
Flash-EEPROM
beschreibbar elektr.
CMOS RAM
U sparsam
DDR-SDRAM
Double-Data-Rate
SRAM
statisch
VRAM
video optim.
 Speicherchips:
BIOS-ROM: Read-Only-Memory enthält BIOS-POST und BIOS-Setup-Programm (Award, Ami/ Phonix)
BIOS-RAM: Schreib-Memory enthält wechselnde BIOS-Einstellungen (benötigt ständig Spannung)
Haupt-RAM: Hauptarbeitsspeicher
CACHE-RAM: schneller Zwischenspeicher für oft benötigte RAM-Daten (Level 1 + 2; auf Prozessor)
 HDD, DVD, USB-Sticks, Bandlaufgeräte
 fließende Elektronen e–;
U: gibt an mit welchem Druck jedes e– fließt
I : gibt an, wie viele e– fließen (pro Kabelquerschnitt und pro Sekunde)
E: gibt an, wie viel Bewegungsdrang in dem jeweiligen Träger enthalten ist;
beim elektrischen Strom ist es der Bewegungsdrang der fließenden e–
 E = U·I·t [Joule] bzw. [Nm], [Ws], [eV], [Kalorien]
 (1) kinetische (fließende Windmoleküle abbremsen)
Windrad, Dynamo, Generator (k e)
(2) potenzielle (zum Mittelpunkt wollenden Atome fallen lasse) Turbine (k  k)
(3) thermische (zitternden Moleküle abbremse)
Motor (ch  t  k)
(4) elektrische (zirkulierende Elektronen abbremse)
Mixer (e  k)
(5) chemische (zum posit. Kern wollenden e– „fallen“ lassen) Motor, Muskel (ch  k), Batterie, BZ
(6) Solarenergie (von Sonne kommenden Photonen einfange) Fotovoltaik (s  e)
(7) Kernenergie (sich anziehende p+ und n0 spalte)
Atomreaktor (kern  t  e)
II. Betriebsystem allgemein, installieren und booten
Eigenschaften
1
Stabilität
 (1) 32 oder 64-Bit Betriebsystem (externe Datenbus von der CPU zur Peripherie)
(2) Multitasking (mehrere Anwendung nebeneinander auf demselben Prozessor)
(3) Multiprocessing (Betriebssystem verteilt die Anforderungen gleichmäßig auf die Prozessoren auf)
(4) Multiuser (an einer Arbeitsstation können gleichzeitig mehrere Benutzer arbeiten)
(5) Plug-&-Ply-fähig (Hardware kann automatisch erkannt, installiert und verwendet werden)
 (1) nur das OS kann direkt Systemressourcen nutzen und steuern
(2) nur die HAL des OS darf m. H. der Treiber direkt auf die Hardware zugreifen, nicht der Kernel
(3) nur das OS regelt den Speicherzugriff und teilt Anwendungen Speicherbereich zur Verfügung
(4) DEP: Code im Datenspeicherbereich darf nicht mehr ausgeführt werden
Versionen
Ordner
Windows Installieren
aktivieren-registrieren
PC starten (booten)
2
Fehlerbehebung
Datenträger mit Volumes
FAT und NTFS
Formatierung
(5) signierte Treiber: von Microsoft getestete Treiber (kleine Programme, die den OS zeigen, wie
Hardware angesprochen werden muss)
 Windows XP Home Edition und Professional (NTFS-Verschlüsselung, Remote, Backup, Domainfähig)
 C:\Dokumente und Einstellungen (für Userspezifische Daten)
C:\Programme (für Anwendungsprogramme)
C:\Windows (für Betriebsystemdateien)
C:\Windows\system32 (für Windows-Unterprogramme, Programmbibliotheken, Treiberdateien
C:\Windows\DriverCache\i386\Driver.cab (Windows-Treiber-Archiv)
  Betriebsystem von der bootfähiger Windows CD laden (evtl. Bootreihenfolge im BIOS-RAM ändern)
 Systempartition im Dateisystem FAT oder NTFS formatieren
 weiteren Eingabeanweisungen folgen
 Das installierte OS benötigt nach 30 Tagen einen License-Key. Telefonisch oder über Internet kann man
diese Nummer von Microsoft erhalten. Der License-Key wird aus dem Product-Key und derm HardwareKey erzeugt. Er gewährleistet, dass diese OS-Lizenz nur mit dieser Hardware betrieben werden kann.
 (1) CPU lädt POST-Programm aus BIOS-ROM in RAM und führt dieses aus  HardwareTest
 falls User F2 oder Entf drück wird BIOS-SETUP-Programm geladen und ausgeführt
(2) POST a) liest gemäß Bootreihenfolge im ersten physikalischen Sektor (MBR) die Partitionstabelle
b) erfährt dort, wo sich der erste logische Sektor (Boot-Sektor) befindete
c) und lädt von diesem das OS-Loader-Programm NTLDR in den RAM und führt es aus.
(3) NTLDR a) lädt die Treiber gemäß Registry (mit Hilfe von NTDETECT)
b) lädt NTOSKRNL (Kern des Betriebsystemprogramms)
c) lädt HAL.DLL (Hardware-Kommunikationsschicht)  danach Win-Laufanzeige
(4) NTOSKRNL a) nimmt Netzwerkeinstellungen vor
b) lädt Situngsmanager SMSS  grafischer Anzeigemodus
(5) SMSS startet WINLOGON.EXE  Anmeldefenster
  Bootvorgang in Schritt (1) mit F2 bzw. ENTF oder in Schritt (3) mit F8 unterbrechen
 von anderem Datenträger (CD, USB, Netz) aus booten und Reparieren
 Speichermedium wie z.B. Festplatte mit Unterteilungen (Partitionen); maximal 3 primäre und 1 erweiterte
Partition können pro Datenträger eingerichtet werden
 Das Dateisystem legt fest, wie und mit welchen Zusatzinfos die Daten auf der Partition abgelegt werden.
Bei FAT (File Allocation Table) kann die Datei-/Ordnertabelle, über die die einzelnen Dateien gefunden
werden, nicht sehr viele Informationen (z.B. Berechtigungsinfos) aufnehmen; besser bei NTFS
 Partition wird je nach gewähltem Dateisystem strukturiert (Tabelle erzeugt, Sektoren eingeteilt….)
III. Betriebsystem konfigurieren und warten
System & Wartung
Systemsteuerung
Hardware & Sound
Sicherheit
Netzwerk & Internet
Programme
Benutzerkonten & Jugendschutz
Darstellung & Anzeige
Sicherungen + Leistungsinformationen + Verwalten von
Datenträgern, Diensten, Benutzern (RK Arbeitsplatz)
Gerätemanager, Drucker, Maus, Scanner, Energieoptionen
Win-Update, Firewall, Antivirenprogramm, Antisyware
Freigaben, Internetoptionen, Synchronisierung
deinstallieren
Hintergrundbild, Bildschirmschoner, Designs, Ordneroptionen,
Schriftarten (RK Desktop)
Zeit, Sprache, Region
(Registry)
Darstellung & Anzeige
System & Wartung
Hardware & Sound
Benutzerkonten
 Intern speichert Windows alle Konfigurationseinstellungen in der Registrierungsdatenbank-Datei (StartAusführen-regedit) und lädt diese beim Starten des PCs. Die Registry sollte man nur über die
Systemsteuerung und nicht direkt von Hand verändern.
 Die Einträge im Startmenü, Schnellstartleiste und Infobereich lassen per Drag&Drop verändern und über
RK Taskleiste-Eigenschaften konfigurieren. Umfassende Veränderungen des Startmenüs nimmt man besser
im Startmenüordner direkt vor (RK Start-Explorer)
 Ordneroptionen: Notwendigkeit des Doppelklicks abschalten, versteckte Dateien und
Dateinamenserweiterungen einblenden, wie soll Ordner angezeigt werden, …
 Designs: gespeicherte Gruppe von Anzeigeeinstellungen (Hintergrundbild, Mauszeiger, Fenster…)
 Bildschirmauflösung, Grafikkarteneinstellungen
 Im Schriftartenordner (C:\Windows\Fonts) lassen sich Schriftarten installieren und deinstallieren.
 zu große Hintergrundbilder können Arbeitsgeschwindigkeit des Systems mindern
 Active Desktop: Webseiten können auf dem Desktop abgelegt und automatisch aktualisiert werden
 Reicht der RAM nicht aus, legt das OS die Daten in die Auslagerungsdatei (virtueller RAM) pagefile.sys
auf der Festplatte ab. Diese Datei sollte sich nach Möglichkeit nicht auf der System- und Datenpartition
befinden, da diese sonst zu stark fragmentiert werden.
 Dienste (versteckt ablaufende Programme) lassen sich abschalten oder automatisch starten unter
Systemsteuerung-Verwaltung
 Gruppenrichtlinien, lokale Sicherheitseinstellungen: wer darf was auf dem PC machen
 Datenträger: können umbenannt, formatiert, partitioniert werden
 Datei- und Ordnerfreigabe: erstellen, löschen, konfigurieren aller Freigaben
 a) Drucker druckt Unsinn  (1) Drucker aus (2) Druckerwarteschlange löschen (3) Drucker-RAM löschen
b) Drucker druckt nicht  (1) RK Drucker Testseite drucken (2) Patrone erneuern (3) Warteschlange
c) Drucker ohne Plug&Play installieren  (1) Software installieren (2) PC herunterfahren (3) Drucker
anschließen und einschalten (4) PC starten
d) 2 Seiten pro Blatt drucken  im Druck-Dialogfenster besser über Eigenschaften statt über Zoomen
e) Dokument faxen im Druck-Dialogfenster „fritz!fax“ als Drucker wählen
 Energieoptionen: wann soll Monitor, HDD, Rechner automatisch abschalten…


IV. Netzwerke
Analogie zu Telefonnetz
physikalische und
logische Topologien
Netzwerkprotokoll
Router
Gateway
DHCP-Server
DNS-Server
IPConfig /all
Ping www.stefanbartz.de
net view \\lehrer
net send
Internetzugang
einrichten
 Telefonetz und Computernetz dienen beide zur Kommunikation
Telefon  Netzwerkkarte (NCI);
Telefonnummer  IP-Nummer (192.168.1.255) bzw. DNS-Name (www.stefanbartz.de)
Vorwahl/Rufnummer  Netzadresse/Rechneradresse (mit Subnetzmaske 255.255.255.0)
gemeinsame Sprache  gemeinsames Protokoll (TCP/IP)
 beschreibt die Art der Verkehrswege und der Verkehrsregeln
 Bus – Stern (mit Switch) – Ring – Stern-Stern
 dient der Kommunikationssteuerung im netzwerk
 Schnittstellengerät zwischen mindestens 2 Netzen; diese können sich physikalsich (Glasfaser, Twisted-Pair,
WLAN) oder logisch (verschiedene Adressbereiche) unterschieden.
 Rechner, der das Routing in andere Netze managet
 Rechner, der jedem Netzwerkrechner automatisch eindeutige IP-Adressen zuweist
 Rechner, der die IP-Adresse zu einem Domäinname herausfinden kann
 liefert: NIC, MAC, IP-Adresse, Subnetzmaske, Standard-Gateway, DNS-Server
 sendet 4 Pakete à 32 Bytes im Abstand von 1 Sekunde und kontrolliert so IP-Konfiguration und Leitung
 zeigt freigegebene Ressourcen im Netz an bzw. sendet msgboxes
 (1) Modem installieren: analoges-, ISDN- oder DSL-Modem intern (PCI) oder extern installieren und an
Telefondose anschließen
(2) Systemsteuerung-Netzwerkverbindung erstellen und konfigurieren (z.B. 01920787, Benutzername:
acor, Kennwort: internet)
(bei DSL benötigt die LAN-Verbindung die IP des Routers und der Router die Telefonnummer)
(3) Internetexplorer so einstellen, dass er beim Starten obige Verbindung automatisch ausführt
Begriffe
 Chipsatz
 Front Side Bus (FSB)
 RAM-Steckplätze
 PCI, PCIe
 USB-Stecker
 Kondensatoren, Spulen
 installieren – konfigurieren
 FAT – NTFS
 Domäne – Arbeitsgruppe
 benutzerspez. Ordner

 Bit – Byte
 serielle- parallele
Datenübertragung
 0111011bin -- ?dec
 ASCII
ANSI
UNICODE
 Ein bis zwei hochintegrierte Bausteine (North- und Southbridge; enthalten Tastaturkontroller), die den
Datenverkehr auf der Hauptplatine regeln. Dieser Datenverkehr ist ein Engpass im PC; daher ist der
Chipsatz für die Gesamtleistung und Stabilität des PC-Systems sehr wichtig.
INTELnViadia  VIA  SIS, ALI
 Datenleitung zwischen CPU und RAM; Taktfrequenzen von 66, 100, 133, 266, 333, 400, 533, 800 oder
1066 MHz möglich.
 z.B. 184-polig für DDR Chips oder 240-polig für DDR2 Chips
 Peripheral Computer Interface (express)
 USB-Stecker können 0,5 Ampere liefern (kann schwaches Netzteil überlasten)
 setzen die vom Netzteil gelieferten 3,3 oder 5 Volt um auf 1,3-1,8Volt für CPU
 einbauen – einstellen
 FAT (File Allocation Table) veraltet, besser NTFS (New Technology File System)
 In Domänen kann zentral am Domain-Controller eingestellt werden welcher Benutzer welches Passwort hat
und was im Netz darf. In der Arbeitsgruppe muss das alles an jedem Rechner lokal erfolgen.
 Eigene Dateien, Eigene Bilder, Eigene Musik, Desktop, Favoriten, Cookies

 eine duales Signal – eine Gruppe von 8 Signalen
 alle Daten fließen nacheinander durch eine einzige Leiterbahn bzw.
….. durch 8 Leiterbahnen parallel

 Tabelle mit allen Zeichen der amerikanischen Tastatur (27 = 128)
Tabelle mit allen wichtigen Zeichen (28 = 256)
Tabelle mit allen Zeichen weltweit (216 = 65 536)