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Arbeitstitel: DV-Infrastruktur

Arbeitstitel: DV-Infrastruktur. Überblick über die Lehrveranstaltung Rechnerarchitektur Betriebssysteme Rechnernetze. Rechnerarchitektur. Einf. in die Technologie CPU, Instruktionen und Darstellung der Daten Mainboard Speicher IO-Hardware. Betriebssysteme.

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Presentation Transcript

  1. Arbeitstitel: DV-Infrastruktur • Überblick über die Lehrveranstaltung • Rechnerarchitektur • Betriebssysteme • Rechnernetze Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  2. Rechnerarchitektur • Einf. in die Technologie • CPU, Instruktionen und Darstellung der Daten • Mainboard • Speicher • IO-Hardware Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  3. Betriebssysteme • Struktur von Betriebssystemen • Programmverwaltung, Prozesse, Threads • Speicherverwaltung, virtueller Speicher • Dateisysteme • Gerätetreiber • Prozessynchronisation, Prozesskommunikation Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  4. Rechnernetze • Netztechnologie • Schichtenmodell, Protokolle • TCP/IP • verteilte Anwendungen, Client-Server-Struktur Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  5. Lernziele • Verstehen der einschlägigen Technologiebegriffe • Kennen der Hardwarestrukturen und deren wichtigste Kenngrößen • Verstehen und einfache Bewertung von technischen Neuentwicklungen • Verstehen der Betriebssystemstrukturen • Fähigkeit zur schnellen Einarbeitung in eine Betriebssystemadministration • Verstehen der Technologie und Anwendung eines Rechnernetzes Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  6. Noch Lernziele • Man wird nicht in die Lage versetzt, professionell in der • Hardwareentwicklung • Systemprogrammierung • Netzadministration • tätig zu werden, aber der Einstieg sollte sich einfacher gestalten. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  7. Literatur • H.R. Hansen und G. Neumann • Wirtschaftsinformatik I • Uni-Taschenbücher (UTB) 802 • Stuttgart: Lucius und Lucius • Ähnliche Veranstaltung im Internet: • http://web.f4.fhtw-berlin.de/messer/LV/RA_BS-SS03/index.html Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  8. Logische Funktionen • Elementarfunktionen • UND-Funktion ODER-Funktion Negation Es gibt noch andere Elementarfunktionen, z.B. NOR, NAND, exklusives ODER, ... Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  9. Logische Funktionen kann durch die elementaren Funktionen realisiert werden. Welche genommen werden, ist meist technologisch bedingt. Wie komme ich zu diesen Funktionen: => Vorlesung Theor. Informatik!! Wie realisiere ich diese Funk-tionen durch ein Schaltnetz: => Techn. Informatik • Jede logische Funktion.... Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  10. Beispiel Halbaddierer • Ein Schaltnetz zur Addition zweier einstelliger Dualzahlen heißt Halbaddierer. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  11. Widerstände und Dioden Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  12. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  13. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  14. Gatter • UND Gatter UND-Gatter: Wenn alle Eingänge H, dann ist der Ausgang auch H, sonst L. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  15. UND-Gatter 5 V sperrt 0 V 5 V 0 V durchlässig 0 V Die obere Diode verhindert, dass 5 V nach rechts durchgeschaltet wird. Die untere Diode schaltet 0 V nach rechts durch. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  16. Gatter ODER-Gatter ODER-Gatter: Wenn alle Eingänge L, dann ist der Ausgang auch L, sonst H. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  17. ODER-Gatter 5 V sperrt 0 V 5 V 5 V durchlässig 0 V Die obere Diode verhindert, dass 0 V nach rechts durchgeschaltet wird. Die untere Diode schaltet 5 V nach rechts durch. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  18. Gatter • Negation NEGATION: Wenn Eingang L, dann Ausgang H; wenn Eingang H, dann Ausgang L. Wichtig: Bei der Negation wird der Signalpegel verstärkt. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  19. Schaltnetzwerk • Gatter sind Bausteine, die logische Elementarfunktionen realisieren. • Durch Zusammenschalten von Gatterbausteinen entsteht ein Schaltnetzwerk. Ein Schaltnetzwerk realisiert eine logische Funktion: • (y1, y2,.., ym) = f(x1, x2, x3,..., xn) Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  20. Schaltnetz & 1 & 1 1 & Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  21. Zustand, Speicher, Automat • Mit Schaltnetzen allein kann kein Rechner gebaut werden: Die Ergebnisse der Funktionen müssen meist gespeichert werden und sind dann für neue Funktionen Eingangsgrößen. • Man nennt das Ganze dann Automat, die gespeicherten Werte stellen den jeweiligen Zustand des Automaten dar. • (Zustandneu,Ausgabe) = f (Zustandalt,Eingabe) Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  22. Zustand, Speicher, Automat Automat Z1,z2,z3,.. ==> Automatentheorie, Theoretische Informatik Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  23. Elementarer Speicherbaustein • Flip-Flop Schaltung a hat zwei stabile Zustände: Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  24. Flip-Flop • RS-Flip-Flop (Reset/Set) • Die Zeile 00 in der Wertetabelle stellt die Spei-chereigenschaft dar. Die Zeilen 01 und 10 ergeben die Programmierung der Speicherzelle auf die Werte 0 bzw. 1. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  25. Getaktetes Flip Flop • Die Schaltnetze im Computer sind in der Regel getaktet (synchron). C zeit C ist der Taktimpuls, nur solange der Impuls auf H steht, werden die Eingangsdaten S und R durchgeschaltet. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

  26. Informationsdarstellung • Ein Flip-Flop hat zwei Werte. • Damit kann man zwei verschiedene Zustände oder Werte darstellen. Man nennt diese Informations-menge 1 bit. • Muss man N Werte darstellen, so gilt: • 2n >= N, dabei ist n die Zahl der Flip-Flops oder Bits, die zur Darstellung der N Werte nötig sind. • Bezeichnung für n: Bitbreite • z.B. 53 Werte: 26 = 64 >= 53 Es werden 6 Flip-Flops benötigt. Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04

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