WIF 1 Fragen/Antworten

Sind Speicher in der Zentraleinheit wo nur zentrale Prozesoren und ggf. E/A-Geräte Zugriff haben.

Der Zentralprozessor ist eine Funktionseinheit der Zentraleinheit. Das Rechenwerk macht die Rechenoperationen und das Steuerwerk decodiert/modifiziert die Befehle und steuert die Reihenfolge der Befehle.

Ganz oben auf der Hirachie sind die teuer und schnellen Komponenten und nach unten rum sinkt der Preis und die Schnelligkeit. Die oberen Komponenten haben auch eine niedrigere Kapazität umso weiter runter man geht umso mehr Kapazität haben die Komponenten.

Ist ein Bestandteil von Prozessoren dieser speichert Aufgaben ab, während der Verarbeitung verwendet werden, diese müssen aber sofort wieder greifbar sein.

Fest „verdrahte“ Logik: Befehlssatz wird einmalig während der Produktion bzw. dem Design festgelegt

Logik in Mikroprogrammen: Der Befehlsatz, bzw. die Logik von Befehlen, wir durch Mikroprogrammen im Prozessor gesteuert

Ziel: Zugriff auf den relativen Arbeitsspeicher möglichst reduzieren

Der Cache wird zwischen Arbeitsspeicher und Prozessorkern geschaltet

Entscheidend für die Wirksamkeit eines Caches ist eine hohe Trefferrate beim Zugriff (Cache Hits bzw. Cache misses)

Speicherung von Daten/Programmen die zur unmittelbaren Arbeit des Computers notwendig sind.

Wird vom Betriebssystem verwaltet und steht den Anwendungsprogrammen zur Verfügung.

Problem: Programme und Daten im Arbeitsspeicher brauchen mehr Speicher als im Arbeitspeicher zur Verfügung steht

Lösung: Es werden Daten auf andere externe Datenträger "virtuell" gelagert und nur die Daten im Arbeitsspeicher gehalten die unbedingt gebraucht werden

Es gibt vier verschiedene, SISD, SIMD, MISD, MIMD doch im alltäglichen Gebrauch wird nur MISD und MIMD gebraucht.

MIMD unterscheidet nochmal zwei verschiedene Arten 1. Ein gekoppeltes System und das lose gekoppelte System. Ein normaler Computer hat ein eng gekoppeltes System wo die Prozessorkerne ein gemeinsamen Arbeitsspeicher haben. Beim lose gekoppeltes System hat jeder Prozessorkern sein eigenen Arbeitspeicher.

Da jeder Prozessorkern eine andere Aufgabe übernimmt BSP: Eins führt ein Computerspiel aus das andere Eclipse. Jede dieser Programme belastet den Prozessor anders deswegen kann es gar nicht linear verlaufen.

Moore sagt, dass alle 48 Monate der Prozessor und der RAM sich verdoppeln.

E/A Systeme verbindet die Zentraleinheit mit der Peripherie.

Arten: E/A Register, E/A Interrupts, E/A Memory

Online: eine Verbindung zwischen E/A Geräte und dem Rechner, beide sind eingeschaltet und kommunizieren über einen Kanal

Offline: E/A-Gerät wird ohne Verbindung zum Rechner betrieben

E/A Prozessor kopiert Daten eigenständig in den Hauptspeicher

Geeignet für große Datenmengen

Der Zentralprozessor wird damit entlastet, heute zumeist genutzte Technik

Innerhalb des Prozessors-> Register, Alu, etc

Innerhalb der Zentraleinheit-> Arbeitsspeicher, Cache, E/A-Geräte

Zwischen Zentraleinheit und unmittelbarere installierter Peripherie-> Grafikkarten, Festplatte, Soundkarte

Schnittstellen dienen als Ankopplungspunkte zwischen verschiedenen Geräten/Einheiten

Schnittstellen werden durch eine Schnittstellenbeschreibung definiert

Schnittstellen umfasst sowohl Hardware als auch Software

ISA (ndustryStandard Architecture)

PCI (Peripheral Component Interconnect)

PCI-Express

l

Ist eine Standardschnittstelle zur parallelen Datenübertragung, für elektrische-magnetische und optische Massenspeicher.

der Nachfolger ist Serial ATA ( S-ATA)

Small Computer System Interface

• flexibeler, internationale standardisierung
• parallele Datenübertragung bis zu 16 Geräte

Universell Serial Bus

Derzeit die wichtigste Schnittstelle von modernen PCS

Serielle Datenübertragung, Sternförmige Punkt zu Punkt-Verbindung

Datenträger sind zur dauerhaften Aufnahme von Daten geeignete physikalische Medien.

Leistungsvermögen:

• Speicherkapazität
• Zugriffszeit
• Datentransferrate
• Zusammenschaltbarkeit von Datenträgern
• Zuverlässigkeit ->MTBF

Mean Time Between Failure

Beschreibt die durschnittliche Zeit zwischen HArdwareausfällen, die eine Instandsetzung erfroderlich machen

• Bedruckte und handbeschriftete Datenträger -> EAN-Strichcodes
• Magnetische Datenträger-> Magnetband, Magnetstreifenkarte
• Optische Datenträger-> CD-Rom
• elektronische Datenträger-> Flash Speicher, Chip mit Mikroprozessor

Magnetstreifenkarte, Disketten, Chipkarten mit MIkroproz.

• Mobiler Speicher für Einzelobjekte (Bezahlung, Abrechnung)
• Speicher für Programme (Primärspeicher)
• Informationsaustausch (Kleine Informationsmenge)
• Archivierung (Sicherung)

Magnetische Datenträger: Magnetstreifenkarte, Magnetband, Diskette, Magnetplatte

Dabei erfolgt die Speicherung auf dünner mag. Schicht.

Magnetstreifenkarte hat drei Spuren, 1/3: alphanumerische Daten, 1-2 enthalten nur Lese Daten 3 ist für Lesen und Schreiben gedacht -> Check, Kredit und Kundenkarten

Vorteile: billig, leichte Handhabung, Erleichterung des bargeldlosen Zahlens

Nachteil: leicht fälschbar, Daten unsicher, leichte Zerstörung

Ist ein dünnes Polyesterband. Magnetbänder werden zur Datensicherung von großen Informationbeständen eingesetzt.

Funktionsweise: Band wird an einem S/L Vorbeigeführt der beim schreiben die Magnetisierung der Partikel ändert, beim lesen wird die Richtung der Partikel festgestellt.

Vorteile: billig auf lange Sicht, halten lange

Nachteile: leichte Zerstörung, komplizierte Lagerung, Lesegerät aufwendig

Ist ein Datenträger in Form einer oder mehrerer auf einer Achse übereinander montierten runden Platten. Magnetplatten sind sehr empfindlich, bei einem einzigen Staubkorn oder Fingerabdruck ist die Platte nicht mehr nutzbar.

Redunant Array of Inexpensive Disks ist ein kostengünstiger externer Speicher-> viele kleine preiswerte Standardplatten ermöglichen eine Seknung der Kosten unter gleichzeitiger Erhöhung der Datentranfserrate

RAID löst die SLED Single Large Expensive Disk ab

Hardware Raid: Die gekoppelten Platten sehen für das Betriebssystem wie eine Platte aus, die Verwaltung übernimmt ein Raid-Controller

Software Raid: Die gekoppelten Platten werden von einer Software verwaltet und gegenüber dem Betriebssystem als eine Platte dargestellt

Strukturen: Magnetplattenfarm, Magnetplattenarray

Magnetplattenfarm und Magnetplattenarray

NAS

Vorteile: einfache Install. und Wartung, günstig im Aufabu, geeignet für kleine-mittlere Datei/Webserver

Nachteile: Beschränkte Leistung, nicht für große Netzwerke, Zugriff über Server und lokales Netz, keine räumliche und logische Trennung von Speichermedium und Server

SAN

Vorteile: Hohe Leistung bei DAtenaustausch, reduzierte Belastung des lokalen Netswerks, Flexibel Erweiterbarkeit, hohe Skalierung, leichte Ausfallsicherung

Nacteile: Schwierige Planung/Install./Wartung, teuer, Stadardisierung nicht abgeshclossen

Network Attached Storage = direkt an ein lokales Netz angeschlossener Speicher. Mit geringem Aufwand istalliert und einfach zum verwalten.

Storage Area Network = ist zentral verwaltet, speziell auf den blockbasierten Datenaustausch zwischen Servern und Speichergeräten

Informationen werden durch Laser/ Licht (Wärmeenergie) auf einem reaktivem Material gelesen und geschrieben.

Feste runde Kunststoffscheiben wo Lichtenergie direkt zum schreiben/lesen verwendet werden

unveränderliche: CD-ROM,CD-AUDIO , beschreibare optische Platten: CD-R, DVD-R wiederbeschreibbare: CD RW, DVD-RW

Inhalt wird bei der Herstellung mit einer Spritzgussverfahren unveränderlich aufgetragen