04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Volker Schillings
http://www.informatik.uni-trier.de/[email protected]
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
• Umfang:– 60 Stunden– Di. & Do. 18-21 Uhr
• Ort:– HWK Trier Raum C1.6
• Anforderungen
Organisatorisches
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Kursübersicht
• Theorie & Praxis Anspruch
• Kursziele & Wege dort hin
• Gegliedert in 2 Hauptgebiete– PC-Technik– PC-Support
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
PC – Technik - Übersicht
• Rechnerarchitektur
• CPU & Mainboard
• Bussysteme
• Speicher
• BIOS
• I/O Ports, DMA, IRQ, ...
• Grafikkarten
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
PC – Technik – Übersicht (2)
• Erweiterungskarten
• Schnittstellen
• Externe Speichergeräte
• Ein- & Ausgabegeräte
• PC Komplettsysteme
• PCs warten
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
PC – Technik – Übersicht (3)
• Aktuelle Betriebssysteme
• Installation eines BS
• Anpassung eines BS
• Backup
• Datenrettung
• MS-DOS ?!
• Viren
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
PC – Support - Übersicht
• Systembetreuung aktueller BS– Windows 98, 2000 & XP– Linux
• SuSE, Red Hat, debian
• Installation
• Systemstart
• Anpassung
• Hardwarekonfiguration
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
PC – Support – Übersicht (2)
• Druckerkonfiguration
• Systemtuning
• Datenträgerverwaltung
• Benutzerverwaltung
• Netzwerkbetrieb– Netzgrundlagen (Theorie )– Praxis
• Troubleshooting
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
PC – Technik - Rechnerarchitektur
• Verwendung des binären Systems– Datenrepräsentation im binären System
• Zahlen und Buchstaben
• 16, 32, 64 Bit Computer
• Beispiel:– Buchstabe A hat ASCII Code 65– Interne Repräsentation: 01000001
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
PC – Technik – Funktion einer CPU
• EVA Prinzip
• Von-Neumann-Architektur– Konzept aus dem Jahre 1945.
– Entwickler Herr von Neumann.
– Prägt bis jetzt alle gängigen Rechner
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Von-Neumann-Architektur
• Aufbau
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Von-Neumann-Architektur - Steuerwerk
• Das Herz des Rechners
• Laden der Befehle aus dem Speicher
• Decodierung der Befehle
• Interpretation der Befehle
• Versorgung der Funktionseinheiten mit Steuersignalen
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Von-Neumann-Architektur - Rechenwerk
• Arithmetische und logische Verknüpfung
• ALU
• Prozessor (CPU) = Rechenwerk und Steuerwerk
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Von-Neumann-Architektur - Speicher
• Der Speicher ist die Rechnerkomponente zum "Aufbewahren" von Daten.
• Speicher bestehen aus Speicherelementen.
• binärer Speicher (0,1)
• 8bit = 1Byte = Gruppe aus acht Elementerspeichern
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Von-Neumann-Architektur – I/O Input Output
• Abkürzung: I/O (Input / Output)
• Informationsaustausch zwischen einem Computer und seiner Peripherie (den angeschlossenen Geräten)
• Beispiele: Drucker / Monitor / Tastatur
• Von Neumann-Flaschenhals
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
CPU – Central Processing Unit
• Fertigungstechniken
• Leistungsmerkmale– Taktfrequenz– (M|G) IPS– (M|G) FLOPS– CISC/RISC– Pipelining– Caching
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Intel Prozessoren
• Ursprung im 8088/8086 Prozessor– 20 Adressleitungen– Beschränkung auf 1 MB HS
• Real / Protected Mode– Virtual Real Mode
• Exkurs Multitasking
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Aktuelle Intel & AMD Prozessoren
• Intel Prozessoren:– Celeron
• Zur Zeit bis 2.6 GHz
• 128 KB Cache
• 100/400 MHz Front Side Bus
• Ca. 79 - 100 €
– Pentium 4• Bis zu 3.2 GHz
• 512 KB L2 Cache
• 200/800 MHz Front Side Bus
• Ca. 180 – 690 €
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (2)
• Intel Prozessoren:– Xeon Prozessor
• Multiprozessor System
• größerer Cache (bis 2 MB)
• Bis 2.8 GHz
• Preis: ca. 350 €
– Itanium• 64 Bit Prozessor
• Liefer- & Absatzschwierigkeiten
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (3)
• AMD Prozessoren:– Duron
• Bis 1.3 GHz
• 128 KB L1 (!) & L2 Cache
• 100 MHz FSB
• Ca. 35 €
– Athlon XP• Bis 3000+
• Bis 2167 MHz
• 512 KB Cache
• Ca. 50 bis 250 €
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Aktuelle Intel & AMD Prozessoren (4)
• AMD Prozessoren:– Opteron
• 1.8 GHz
• MP fähig
• 128 KB L1 und 1024 KB L2 Cache
• 64 Bit (!)
• Lieferbar
• Preis ca. 1000 €
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Slot / Socket Prozessoren
• Viele Standards– SPGA und Edge Connector in verschiedenen
Ausführungen– Achtung beim Kauf CPU & Mainboard
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Montieren von CPUs
Praktische Übung
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Mainboard
• Aufgaben eines MB– Verteilung der Spannungsversorgung– Datentransport– Zusammenschluss von Komponenten
• Bestandteile eines MB– Sockel/Slot für CPU– EPROM für BIOS– Taktgeber– Chipsatz für Steuer-/Logikbausteine
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Mainboard (2)
• Bestandteile eines MB (...)– Controller für Massenspeicher
– Batterie für Systemuhr/Bios Daten
– Steckplätze für Hauptspeicher
– Steckplätze für Erweiterungskarten
– Schnittstellenanschlüsse
– Tastatur- / Mausanschluss
– Infrarot Port
– Anschluss für Spannungsversorgung
– Jumper zur Konfiguration
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Chipsatz
• Bindeglied zwischen Komponenten– Eng verbunden mit CPU und Bussystem
• Northbridge– Datenfluß zwischen CPU, Cache und HS– Auch AGP Ansteuerung
• Southbridge– Kommunikation zwischen PCI, DIE und ISA Slots
• Hersteller: Intel, SIS, Opti, Via und Ali
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
MB - Bauformen
• Standard AT und Baby AT Format– Verwendet bis P1 MB– Keine permanente Stromversorgung– Keine gute Wärmeabfuhr
• ATX & microATX– Aktuelle Bauform– Permanente Stromversorgung (Soft Power On/Off)– IO Panel
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Bussysteme
• Aufgabe:– Kommunikationskanal für einzelne Komponenten– Vgl. von-Neumann-Architektur
• Bestandteile:– Datenbus– Adressbus– Steuerbus– Siehe Skript Seite 21
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Bussysteme (2)
• I/O Bussysteme– AGP (Accelerated Graphics Port)– PCI (Peripheral Component Interconnect)– CNR (Communication and Networking Riser)– ISA, EISA und Vesa Local Bus
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Bussysteme (3) – PCI Bus
• 1992 entwickelt
• 33 MHz und 32 Bit breit
• Bis zu 10 Geräte
• Plug & Play
• Busmastering
• Heute bis 66 MHz
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Bussysteme (4) – AGP Bus
• Grafikkarten zu schnell für PCI Bus• 66 MHz• Unabhängig vom übrigen Bussystem für North-Bridge• AGPx1 bis AGPx8 mit 266 MB/s bis 2100 MB/s• Vorsicht mit Versorgungsspannung
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Bussysteme (5) – CNR / AMR
• CNR (Communication & Networking Riser Card)
• AMR (Audio & Modem Riser)– Veraltet
• Dienen zur kostengünstigenErweiterung
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Speicher
• Nichtflüchtiger Speicher– ROM– EPROM– EEPROM– Flash Speicher
• MM Cards, Memory Stick, ...
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Speicher (2)
• Flüchtiger Speicher– Cache– RAM Speicher
• PS/2 (32 Bit)
• SDRAM (64 Bit)
• DDR (Double Data RAM)
• RDRAM
• Speichertaktung beachten!
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
BIOS
• Basic Input Output System• Grundlegende Ein-/Ausgabebefehle• Aufgaben
– Selbsttest des PCs (Power On Self Test, POST)– Ausgabe von Status bzw. Fehlern– Prüfen der Systemkonfiguration– Initialisierung der Komponenten– Medium suchen für Bootvorgang– MBR laden
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
BIOS (2)
• Bios Typen– AMI– AWARD– Phoenix
• Bios Setup– Aktivierung durch Entf. Taste oder F2– Auswahl im Menu durch Cursor Tasten, +, -, Bild
auf/ab
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
BIOS (3)
• Standard CMOS Setup– Zeit / Datum– IDE Konfiguration– Diskettenlaufwerke– Fehlerbehandlung
• Advanced BIOS Setup– Virenschutz für Bootsektor– Suchreihenfolge für Laufwerksauswahl beim Booten
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
BIOS (4)
• Advanced Chipset Features Setup– USB– Speichertiming
• Integrated Periphals– Konfiguration von internen Komponenten
• Load Defaults
• Save and Exit Setup
• Exit without saving
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
BIOS (5)
Praktische Übung
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
BIOS Update
• Löst oft Hardwareprobleme
• Speedup
• BIOS update Vorbereitung– Erstellen einer DOS Bootdiskette– Flash Utility auf Floppy speichern– Neues BIOS auf Floppy sichern
• Praktische Übung
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
I/O Ports, DMA & IRQ
• Adressierung der Hardware– i.d.R. 16 Bit breite Adresse– Hex Schreibweise – Z.B. 0220h oder ox0220– Memory Mapped I/O– I/O Mapped I/O
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
DMA
• Von-Neumann-Flaschenhals
• Reduktion der Kommunikation zwischen CPU, I/O Komponenten und HS
• DMA Controller
• Beispiel: IDE Controller
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
IRQ
• Woher weiß die CPU wann I/O Geräte arbeiten
• Polling
• Einsatz von Buffern
• Hardware IRQ
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Grafikkarten
• Aufgaben & Eigenschaften
• Standards– VGA 640*480– SVGA 800*600, später 1024*768– XGA 1024*768– SXGA 1280*1024– SXGA+ 1400*1050– UXGA 1600*1200
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Grafikkarten (2)
• Farbtiefe– 8 Bit (256 Farben)– 15 Bit (Realcolor, ca. 32.000 Farben)– 16 Bit (Highcolor, ca. 64.000 Farben)– 24 Bit (Truecolor, ca. 16,7 Millionen Farben)– 32 Bit
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Grafikkarten (3)
• Bestandteile einer Grafikkarte (vgl. S. 44 Skript)– Grafikprozessor– Video Ram– Ramdac– Bios-Rom– Busschnittstelle– Monitorschnittstelle
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Grafikkarten (4)
• Grafikprozessor– Aufgaben 2D & 3D Berechnung– Vodoo, ATI, nvidia, ...– Softwareschnittstellen– Anwendungsgebiete
• Schnittstellen
Pin # Signal Name
1 Red
2 Green
3 Blue
4 No Connect
5 Ground
6 Ground
7 Ground
8 Ground
9 No Connect
10 Ground
11 No Connect
12 DDC DAT
13 Horizontal Synchronization
14 Vertical Synchronization
15 DDC Clock
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Grafikkarten (5)
• Speicherbedarf– [Pixel H] * [Pixel V] * [3 Byte]– Bsp: 1024*768*3Byte = 2,25 Mbyte– Rechenaufgabe:
• 640 * 480 bei 256 Farben• 800 * 600 bei High Color• 1024*768 bei True Color• 1600*1400 bei True Color
– Ergonomie• Bildwiederholfrequenz
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Netzwerkkarten
• Aufgaben einer Netzwerkkarte
• Schnittstellen
• Wichtigster Standard:– Ethernet
• BNC Verkabelung
• Twisted Pair
• Geschwindigkeit
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Modem, ISDN und DSL
• Remoteverbindung zu anderen Rechnern• Modem
– Modulator/Demodulator– Anschluß– Geschwindigkeit
• ISDN– Unterschied zu Modem– Anschluß– Geschwindigkeit
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
... DSL (Digital Subscriber Line)
• ADSL/SDSL
• Geschwindigkeit
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Soundkarte
• Aufgaben
• Komponenten– Synthesizer– Midi– AD/DA Wandler
• Wie funktioniert eine SK?
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Controller und Multi I/O Karten
• EIDE Karten
• Raid Controller
• SCSI
• USB Karten
• Firewire
• ...
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Schnittstellen
• Serielle Schnittstelle (COM Ports, RS232C)– Bis max. 128 Kbit/s
• Parallele Schnittstelle (LPT, RS232)– SPP, EPP und ECP Modus
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
USB
• Universal Serial Bus 1.0– Hot Plugging fähig
– 1,5 Mbit/s bis 12 Mbits/s
– Max. 127 Geräte
– Betriebssystemunterstützung
– Kabelart
– Max. 3-5 Meter Kabellänge
– USB Hubs
• USB 2.0– Bis zu 480 Mbit/s
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Firewire
• IEEE-1394 Schnittstelle– Hot-plugging fähig– Aus Unterhaltungselektronik– 400 Mbit/s, bei IEEE-1394b bis 800 Mbit/s– Max. 63 Geräte– Max. 5 Meter Kabellänge– Firewire Hubs
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Externe Speichermedien
• Floppy 3.5 ´´– 1,4 MB
• ZIP – 100 MB bis 250 MB– ParallelPort, USB und intern (IDE, SCSI)
• LS120
• MO
• Flash
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
Festplatten
• Aufbau und Funktion (vgl. Skript S. 64)
• Eigenschaften– MB/s– UPM– Cache– Mittle Zugriffszeit– Schnittstelle
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
IDE Festplatten
• IDE / EIDE
• Master / Slave Prinzip
• Standards– ATA33,66,100,133,166
• DMA Modus
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
SCSI Festplatten
• SCSI Standards– SCSI 1
• 8 Geräte, 3 Mbit/s, max. 8 Meter
– SCSI 2• 16 Geräte, 5 Mbit/s
– SCSI 3• Ultra SCSI (20 Mbit/s, 1,5 m)• Ultra SCSI 2 (40 Mbits/s, 6 m)• Ultra2 SCSI (80 Mbit/s, 12 m)• SCSI160,SCSI320 (160 bzw. 320 Mbit/s, 12 m)
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
SCSI
• Vorteile– Busmastering– Viele Geräte– Kabellänge– Externe Geräte
• Ansteuerung von SCSI Geräten
• Terminierung
04/11/23
PC-Servicetechniker Schulunghandwerkskammer.trier
RAID
• Redundant Array of Inexpensive Disks
• Raid Levels:– Level 0: Striping Verteilung der Daten (unsicher)– Level 1: Mirroring (sicher)– Level 3: Leistungssteigerung mit Fehlerkorrektur– Level 5: Clusterweises Striping mit Fehlerkorrektur
(sehr hohe Ausfallsicherheit)