Netzwerktechnik
Aachen, den 08.05.03
Stephan Zielinski
Horbacher Str. 116c 52072 Aachen Tel.: 0241 / 174173
[email protected] zielinski.isdrin.de
Dipl.Ing Elektrotechnik
1 Einführung in die Computer
(Hard- und Software)
In einem Netzwerk gibt es viele verschiedene Komponenten. Eine der wichtigsten Komponenten ist hierbei ein PC oder auch Computer. Die grundlegenden Eigenschaften eines PC, wie wir ihn kennen, finden wir auch bei einem Router wieder. Bei Routern handelt es sich im Prinzip um Spezialcomputer, die für einen bestimmten Einsatz optimiert wurden. 1.1 Aufbau eines PC/ Computers Ein Computer besteht aus zwei wichtigen Gruppen, aus der Software und der Hardware. Bei der Hardware handelt es sich um material existierende Bauteile eines Computer. Wir können alle Teile eines Computer/Rechenanlage immer in folgende Baugruppen zuordnen: • Ein/Ausgabe Einheiten • Verarbeitungseinheit
Eingabe
Verarbeitung
Ausgabe
Bild1.1-1 Baugruppen eine Rechenanlage
Bei Geräten, die zur Ein/Ausgabegruppe gehören, handelt es sich um Einheiten, die dazu dienen, Daten in den Computer einzulesen oder auszugeben. Hier sind folgende Beispiele zu nennen: • Tastatur, Maus = Eingabegerät • Monitor, Drucker = Ausgabegerät • CPU ,Bussystem = Verarbeitende Baugruppen Steuerbus
CPU
ROM
RAM
I/0
Datenbus
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Bild 1.1-2:
Wir erkennen in Abbildung 1.1-2 folgende Einheiten eines Computers: • • •
CPU Prozessor (Verarbeitungseinheit) Speicher RAM/ROM Ein/Ausgabeeinheiten (Schnittstelle zu Monitor/Drucker/Tastatur)
Weiterhin erkennen wir zwei Bussysteme: • •
Steuerbus Datenbus.
1.1.1 CPU Bei der CPU handelt es sich um das Gehirn des PC. Ihre Aufgabe besteht darin, möglichst schnell eine logisch bzw. mathematische Verknüpfung auszuführen. Sie ist wesentlich für die Verarbeitungsgeschwindigkeit zuständig. Die Geschwindigkeit einer CPU hängt nicht nur von der Frequenz des Taktes, sonder auch stark davon ab, wie viel Takte eine CPU zur Verarbeitung eines Befehls benötigt, und ob sie in der Lage ist, verschiedene Befehle gleichzeitig auszuführen. Dies kann dazu führen, dass eine CPU mit geringer Taktfrequenz auf Grund einer anderen Struktur auch schneller sein kann als eine schneller getaktete CPU. 1.1.2 Bussystem Der Steuerbus dient dazu, dass die Kommunikation zwischen den einzelnen Baugruppen gesteuert wird. Über den Datenbus werden dann die Daten zwischen den einzelnen Baugruppen übertragen. Das Bussystem hat insofern Einfluss auf die Geschwindigkeit, da von ihm abhängt, wie schnell Daten zu den einzelnen Baugruppen gelangen. Sind einzelne Baugruppen schneller als das Bussystem, können diese Baugruppen nicht ihre volle Geschwindigkeit bringen. Man bezeichnet die Einheit, die den Rest des Systems bremst auch als Flaschenhals. Heute ist fast nur noch der PCI Bus im Einsatz, den es in zwei unterschiedlichen Arten gibt. Einmal für 32 Bit Bus und für sehr schnelle Anbindungen einen 64 Bit Bus. Dieser wird sinnvoll, um bei GigabitethernetNetzwerkkarten einen möglichst hohen Durchsatz zu bekommen. Zur Unterstützung von älteren Karten wird auch noch der ISA Bus eingesetzt, der aber deutlich langsamer ist. 1.1.3 Speicher : Es gibt zwei Arten von Speichern, das ROM und das RAM. ROM Beim ROM handelt es sich um einen nicht flüchtigen Speicher. Dies bedeutet, dass sein Inhalt nicht verändert wird und immer gleich bleibt. In ihm sind Programme enthalten, die für die Basisfunktionen des PC/Computers wichtig sind. Heute können bei allen Rechnern diese Funktionen auch abgedatetet werden über einen sogenanntes Biossetup. Dies ist möglich, weil heute anstelle von ROM EEPROM eingesetzt werden. Bei EEPROM handelt es sich um elektrisch beschreibbare ROMs. RAM Das RAM ist einflüchtiger Speicher, bei dem die Daten im Betrieb auch ständig geändert werden können. Es verliert seine Daten, sobald es nicht mehr mit Spannung versorgt wird. Sein Vorteil
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besteht darin, dass es deutlich schneller seine Daten dem System zur Verfügung stellen kann und im Betrieb hier Daten zwischengespeichert werden können. 1.1.4 I/O Hierbei handelt es sich um eine oder mehrere Ein/Ausgabeeinheiten 1.2 PC Aufbau Bei einem realen PC/Computer haben wir folgende Komponenten • • • •
Motherboard Grafikkarte Netzwerkkarte Laufwerke(Festplatte, Diskettenlaufwerk, CD-ROM
1.2.1 Motherboard Auf dem Motherboard (Hauptplatine) sind folgende Funktionen aufgebaut: • • • • •
CPU Bussysteme BIOS(ROM) RAM Schnittstellen für Ein/Ausgabegeräte (häufig bereits integriert)
1.2.2 Festplatten Sie dienen zum Speichern von großen Mengen von Daten. Diese Daten werden über das Bussystem zu den einzelnen Baugruppen weiter geleitetet. Das Besondere ist, dass hier große Mengen von veränderlichen Daten gespeichert werden. Der Zugriff auf diese veränderlichen Daten erfolgt langsamer, als auf die Daten des RAM. 1.2.3 Bandlaufwerke Bei gespeicherten Daten auf einem Band handelt es sich um einen ähnlichen Vorgang wie bei Festplatten, nur das hier noch größer Datenmengen gespeichert werden. Diese stehen aber auch nur mit geringer Geschwindigkeit zur Verfügung. 1.2.4 Diskettenlaufwerk Dasselbe wie für Bandlaufwerke gilt auch für Diskettenlaufwerke, nur dass ihre Datenträger wesentlich weniger Platz haben, man aber die Datenträger leicht transportieren kann. 1.2.5 Netzwerkkarten Bei einer Netzwerkkarte handelt es sich um ein Ein/Ausgabesystem für einen Computer, da mit ihr Daten in und aus einen Computer übertragen werden. Bei der Auswahl einer Netzwerkkarte ist folgendes zu berücksichtigen:
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physikalische Struktur des Netzes z. B. Glasfaser-, Twisted Pair- oder Koaxialverkabelung Typ des Netzwerkes auf Technologieebene z.B Ethernet, FDDI, Token Ring oder ATM Bussystem des Computers, in den die Netzwerkkarte eingebaut werden soll
(PCI, ISA). Bild 1.2.5-1: Netzwerkkarte
1.2.6
Ein/Ausgabegeräte
Hierbei handelt es sich um Geräte mit denen Daten in einen PC eingegeben und auch ausgegeben werden können. Wie zum Beispiel Tastatur, Monitor, Soundkarte, Drucker, auch die Netzwerkkarte gehört zu den Ein/Ausgabegeräten.
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