Computer Science Concepts for Data Scientists

Das Lesen der Information erfolgt durch berührungsloses Abtasten der Magnetisierung der Plattenoberfläche.

Solid-State-Drive bzw. Solid-State-Disk

Ein Solid-State-Drive bzw. eine Solid-State-Disk (kurz SSD), seltener auch Halbleiterlaufwerk, ist ein nichtflüchtiger Datenspeicher der Computertechnik.

Die Bezeichnung „Drive“ (englisch für Laufwerk) bezieht sich auf die ursprüngliche und übliche Definition für dieses Medium von Computern, jedoch enthalten SSDs anders als herkömmliche Bauarten keine beweglichen Teile.

Nein, anders als bei herkömmlichen Bauarten, enthält eine SSD keine beweglichen Teile.

Die Bauform und die elektrischen Anschlüsse können den Normen für Laufwerke mit magnetischen oder optischen Speicherplatten entsprechen, müssen dies aber nicht.

Unter einer Partition versteht man einen zusammenhängenden Teil des Speicherplatzes eines geeigneten physischen oder logischen Datenträgers.

(1) Partitionen sind voneinander weitgehend unabhängig und können von Betriebssystemen wie getrennte Laufwerke behandelt werden. (2) Man bezeichnet eine Partition daher auch oft als logisches Laufwerk. (3) Der Zugriff auf die gespeicherten Daten obliegt dem Betriebssystem, das die Daten in den meisten Fällen über ein Dateisystem verwaltet: Die meisten Betriebssysteme ordnen jedem logischen Laufwerk genau ein Dateisystem zu;

Das Dateisystem stellt eine bestimmte Schicht des Betriebssystems dar: Alle Schichten darüber (Rest des Betriebssystems, Anwendungen) können auf Dateien abstrakt über deren Klartext-Namen zugreifen. Erst mit dem Dateisystem werden diese abstrakten Angaben in physische Adressen (Blocknummer, Spur, Sektor usw.) auf dem Speichermedium umgesetzt.

(Redundant Array of Independent Disks

Ein RAID-System (Redundant Array of Independent Disks) dient zur Organisation mehrerer physischer Massenspeicher (üblicherweise Festplattenlaufwerke oder Solid-State-Drives) zu einem logischen Laufwerk, das eine höhere Ausfallsicherheit oder einen größeren Datendurchsatz erlaubt als ein einzelnes physisches Speichermedium.

Network Attached Storage (NAS, englisch für netzgebundener Speicher)

Einfach zu verwaltende Dateiserver.

Allgemein wird ein NAS eingesetzt, um ohne hohen Aufwand unabhängige Speicherkapazität in einem Rechnernetz bereitzustellen.

Direct Attached Storage (DAS) oder Server Attached Storage

Direct Attached Storage (DAS) oder Server Attached Storage bezeichnet an einen einzelnen Rechner angeschlossene Festplatten, die sich in einem separaten Gehäuse befinden.

Storage-Area-Network (SAN) bzw. Speichernetzwerk

Als Storage-Area-Network (SAN) bzw. Speichernetzwerk bezeichnet man im Bereich der Datenverarbeitung ein Netzwerk zur Anbindung von Festplattensubsystemen (Disk-Array) und Tape-Libraries an Server-Systeme. Storage Area Networks sind für serielle, kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragungen großer Datenmengen konzipiert worden.

(1) Als Storage-Area-Network (SAN) bzw. Speichernetzwerk bezeichnet man im Bereich der Datenverarbeitung ein Netzwerk zur Anbindung von Festplattensubsystemen (Disk-Array) und Tape-Libraries an Server-Systeme. Storage Area Networks sind für serielle, kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragungen großer Datenmengen konzipiert worden. (2) Während DAS eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einem Server und einem direkt angeschlossenen Daten-Speicher bildet, ermöglicht es ein SAN, mehrere Server an mehrere Speicher-Systeme über ein Netzwerk anzubinden, auch über große Distanzen hinweg.

Grundsätzlich muss zwischen der physischen Belegung (Verteilung der bedruckten Tasten) und einer variablen, über Software anpassbaren Tastaturbelegung unterschieden werden.

Unter dem Begriff Prozessor wird heute im Allgemeinen vorwiegend das Bauteil verstanden

Wenn die datenverarbeitende Logik-Einheit gemeint wird und nicht der Prozessor als Bauteil.

Richtig, heutzutage besitzen viele Prozessor-Chips mehrere sogenannte Prozessorkerne, wobei jeder Kern für sich eine (weitgehend) eigenständige Logik-Einheit darstellt.

Cores

Rechenkern

Als Prozessorkern oder auch Rechenkern (englisch core) wird der zentrale Teil eines Rechenwerkes – oder eines sogenannten Mikroprozessors – bezeichnet, der selbst wenigstens aus einer arithmetisch-logischen Einheit (ALU), den Rechenregistern und den wesentlichen Teilen eines Steuerwerkes besteht.

Der Begriff Mehrkernprozessor (abgeleitet vom englischen Begriff auch Multicore-Prozessor oder Multikernprozessor) bezeichnet einen Mikroprozessor mit mehr als einem vollständigen Hauptprozessorkern in einem einzigen Chip. Sämtliche Ressourcen mit Ausnahme des Busses und eventuell einiger Caches sind mehrfach vorhanden. Es handelt sich also um mehrere vollständige, weitgehend voneinander unabhängige CPU-Kerne.

Multicore-Prozessor

Als Doppelkernprozessor (auch Dual-Core-Prozessor) bezeichnet man einen Mehrkernprozessor mit zwei Hauptprozessoren.

Mikroprozessoren mit einem Hauptprozessor bezeichnet man zur Abgrenzung als Einzelkernprozessor (auch Single-Core-Prozessor)

Mikroprozessoren mit drei Hauptprozessoren werden Triple-Core-Prozessoren oder Dreikernprozessoren genannt.

Als Doppelkernprozessor (auch Dual-Core-Prozessor) bezeichnet man einen Mehrkernprozessor mit zwei Hauptprozessoren. Mikroprozessoren mit einem Hauptprozessor bezeichnet man zur Abgrenzung als Einzelkernprozessor (auch Single-Core-Prozessor). Mikroprozessoren mit drei Hauptprozessoren werden Triple-Core-Prozessoren oder Dreikernprozessoren genannt. Diese Terminologie lässt sich entsprechend fortsetzen. So spricht man bei vier Kernen von einem Vierkernprozessor (auch Quad-Core-Prozessor), wobei ein Vierkernprozessor aus zwei Doppelkernprozessoren oder vier eigenständigen Kernen bestehen kann.

Hinter Hyper-Threading steht die Idee, die Rechenwerke eines Prozessors besser auszulasten, indem man die Lücken in der Pipeline mit Befehlen eines anderen Threads möglichst gut auffüllt bzw. gerade nicht benötigte ALU-Komponenten für einen anderen Thread arbeiten lässt.

Pipeline-Lücken können zum Beispiel entstehen, wenn ein Prozess oder Thread durch einen Cache-Miss auf den Arbeitsspeicher warten muss. Hier kann dann mittels Hyper-Threading ein zweiter Prozess oder Thread „eingeschoben“ werden und somit parallel laufen.

Random-Access Memory (Speicher mit wahlfreiem/direktem Zugriff = Direktzugriffsspeicher)

Speicher mit wahlfreiem/direktem Zugriff = Direktzugriffsspeicher

Ein Datenspeicher, der besonders bei Computern als Arbeitsspeicher Verwendung findet, meist in Form von Speichermodulen.

In der Praxis ist die Gesamtmenge an Arbeitsspeicher, die von allen laufenden Prozessen benötigt wird, oft viel größer, als der tatsächlich vorhandene physische Arbeitsspeicher. Somit können nicht mehr alle Prozesse die ganze Zeit im Arbeitsspeicher gehalten werden. Eine einfache Strategie, der Überlastung des Speichers zu begegnen, ist das sogenannte Swapping. Dieser Begriff bezieht sich üblicherweise auf Datenverschiebungen zwischen Arbeitsspeicher und Festplatte. Ein Prozess wird dabei vollständig in den Arbeitsspeicher geladen, darf eine gewisse Zeit laufen, und wird anschließend wieder auf die Festplatte ausgelagert. Indem der Festplattenspeicher ebenfalls verwendet werden kann, um Speicheranfragen von Programmen zu bedienen, können Anfragen, die über das verfügbare RAM hinausgehen, dann über Swap-Speicher bedient werden.

Das Paging ermöglicht eine virtuelle Speicherverwaltung. Der virtuelle Speicher bezeichnet den vom tatsächlich vorhandenen physischen Arbeitsspeicher unabhängigen Adressraum, der einem Prozess vom Betriebssystem zur Verfügung gestellt wird. Da meist mehr virtuelle Adressen existieren als im physischen Arbeitsspeicher umsetzbar sind, werden einige Speicherbereiche vorübergehend auf die Festplatte ausgelagert.