Transcript Hardware_Endversion1.0

Hardware
RAM
Motherboard
CPU
Grafikkarte
RAM
(Random-Access Memory)
Inhaltsverzeichnis
• Erklärung (Was ein RAM ist?)
• Ansteuerung von RAM-Chips
– Steuerleitungen
– Adressierung
– Datenleitungen
• Die verschieden Arten von RAMs
Erklärung
Der RAM ist der Arbeitsspeicher eines Rechners.
Es wird auch als Hauptspeicher bezeichnet. Der
RAM ist in der Regel ein nicht-permanenter
Speicher, das heißt, die Daten werden im RAM
nur so lange gespeichert, bis die Stromzufuhr
unterbrochen wird.
Ansteuerung von RAM-Chips
• Steuerleitung
– Eine Steuerleitung gibt dem Chip vor, ob gelesen
oder geschrieben werden soll. Wenn einer dieser
Pins den Chip auf inaktiv setzt, werden vor allem
die Dateileitungen auf hochohmig geschaltet, um
die Bussignale der anderen, jetzt aktiven Chips
nicht zu stören.
Ansteuerung von RAM-Chips
• Adressierung
– Man fasst eine entsprechende Anzahle RAM-Chips
zu einer «Bank» zusammen, die dann über ein
gemeinsames Chip-Select-Signal angesprochen
wird. Ihre Datenleitungen decken dann zusammen
die komplette Wortbreite ab. Um Bits in einer
Bank zu adressieren, sendet die
Speichersteuerung die Adressinformation über
entsprechende Adressbusleitung an die
entsprechende Bank.
Ansteuerung von RAM-Chips
• Datenleitungen
– Ein RAM-Chip weist mindestens eine
bidirektionale Dateileitung auf. Oft findet man
auch 4, 8 oder 16 Datenpins, je nach Auslegung.
Die Kapazität eines Chips in Bits ergibt sich dann
durch die Datenbusbreite mal der Anzahl der
möglichen Adresswerte.
Die verschiedenen Arten von RAMs
DRAM - Dynamic Random Access Memory
DDR-SDRAM - Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access
Memory
DDR2-SDRAM - Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random
Access Memory
EDO RAM - Extended Data Out Random Access Memory
FPM RAM - Fast Page Mode Random Access Memory
FRAM - Fast Random Access Memory
SDRAM - Synchronous Dynamic Random Access Memory
SRAM - Static Random Access Memory
MRAM - Magneto-Resitive Random Access Memory
RDRAM - Rambus Direct Random Access Memory
XRDRAM - Extended Rambus Direct Random Access Memory
GDDR5-RAM wird in Grafikkarten verwendet und ist die schnellste
RAM heutzutage.
Motherboard
Funktionen und Eigenschaften
Hinweis
Das Motherboard ist auch bekannt unter den Namen Mainboard und
Hauptplatine. Da man im Englisch sprachigen Raum Motherboard verwendet
werde ich dies auch tun.
Motherboard
Aufbau und Funktion
Beim ersten Betrachten eines Motherboards könnte man meinen, dass es
eine Plastikplatte ist, welche mit vielen Chips, Sockeln und Leitbahnen
versehen ist. Jedoch ist dies nicht zu 100 % korrekt. Ein Motherboard ist auf
mehreren Schichten aufgebaut. Das bedeutet, dass es auch Leitbahnen im
und unter dem Board gibt. Heutzutage sind die meisten Motherboards sechsbis achtlagig aufgebaut, das heisst, dass es unter der sichtbaren Platte noch
fünf bis sieben Schichten gibt. Das gesamte Motherboard wird mit
Abstandsbolzen am Gehäuse befestigt.
Kurz ausgedrückt ist das Motherboard das Kernstück des Computers, denn
auf ihm sind alle internen Hardware Komponenten untergebracht, welche
den Pc lauffähig machen. Auf ihm erhalten alle Systemkomponenten eine
passende Verbindung. Die Ausstattung des Motherboards bestimmt über die
Systemleitung, Erweiterbarkeit und Zukunftsfähigkeit ihres Computers. Das
bedeutet auch wieder, dass es verschiedene Modele geben muss, auf
welchen je nach Bauform, Ausstattung und Integrationsdichte
unterschiedliche Systemkompetenten zu finden sind. Die Überzahl aller
Motherboards sind auf einen bestimmten Prozessor zugeschnitten.
Was befindet sich auf einem
Motherboard?
1. Zentraleinheit, Prozessor (CPU):
Die Zentraleinheit, auch bekannt als Prozessor oder unter dem Namen CPU, ist der Komponente der den Rechner und all seine
Operationen steuert, zwischenspeichert und überwacht.
2. Grafikkarte
Die Grafikkarte ist der Teil des Computers welche die Darstellungen von Grafiken wie z.B. Bilder, Videos oder Animationen steuert
und verbessert.
3. Interner Speicher, RAM
In einem Internen Speicher werden Daten gespeichert, welche man bei der momentanen Arbeit benötigt, wie z.B. Programme die
gerade im Hintergrund laufen.
4. …
Natürlich gibt es och viele weitere Komponenten auf dem Motherboard aber ich werde und könnte gar nicht alle auflisten.
Witz am Rande
Es gibt eine Internetseite welche nach dem gleichen Schema
Aufgebaut ist wie Wikipedia, Namens Stupidedia. Sie hat jedoch nur
schwachsinnigen Inhalt davon sollte man nichts wirklich ernst nehmen,
wie im folgenden kleinen Beitrag aus dieser Webseite:
Gott schuf zuerst das Fatherboard, da dieses aber immer nur Fussball
schauen wollte wurde aus einem Mikrochip des Fatherboardes das
erste Motherboard erschaffen.
Mother- und Fatherboard zeugten Kain- und Abelboard die heute aber
üblicherweise nicht mehr benutzt werden und aufgrund diverser
Kompatibilitätsprobleme auch nie Serienreife erlangten. Ein
schlauer Mann entschied einmal, dass ein Fatherboard Fußball gucken
und Bier trinken muss um optimal zu funktionieren und so werden
heute alle wichtigen Arbeiten richtigerweise vom Motherboard
übernommen.
CPU
Inhaltsverzeichnis
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Beschreibung
Funktionen
Allgemeines
Hersteller
Beschreibung
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CPU = Central processing unit
Ein CPU ist der Hauptprozessor.
Benötigt Kühlpaste und Lüfter.
Etwas kleiner als ein Zippo.
Grün, silbern und schwarz
Von Intel, AMD, Alpha oder IMB
Die CPU besteht aus einem Register(Cache), einer
ALU (algorithmic logic unit), einem
Befehlsdecoder und einer Adresseinheit.
Funktionen
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Läuft nach EVA-Prinzip, übernimmt V(EVA=Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe)
Schreibt Daten und Befehle
Modernen CPU’s erlauben das Arbeiten mit mehreren Befehlen
Steuert alle anderen Bestandteile
Allgemeines
• CPU führt alle notwendigen Berechnungen
durch, um zum Beispiel Text zu schreiben oder
Spiele spielen.
• Je nach Typ hat ein Prozessor Millionen von
sogenannten Transistoren(Schalter) welche
die Berechnungen anstellen.
• Um diese Hauptprozessoren zu entlasten
wurden die Co-Prozessoren entwickelt, welche
für eigene Bereiche zuständig sind.
Hersteller
• Die beliebtesten Hersteller sind Intel und AMD
• Die bekanntesten Prozessoren von Intel: i3, i5
und i7
• Die bekanntesten Prozessoren von AMD: A6
und A8
Grafikkarten
Was ist eine Grafikkarte
• Eine Grafikkarte ist eine Erweiterung der
Hauptplatine des Computers.
• liefert die Signale zur Steuerung des Monitors
• verwaltet den Bildschirmspeicher und bietet
Möglichkeiten zur Manipulation von Text und
Grafik.
• Gängige Standards sind z.B. VGA, SVGA,
HighColor und TrueColor, die sich durch ihre
maximale Auflösung, Zahl der darstellbaren
Farben und ihre Geschwindigkeit unterscheiden.
Aufbau einer Grafikkarte
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Grafikschnittstelle (Bus)
Grafikchip/-prozessor (GPU)
Grafikspeicher (VRAM)
RAMDAC
Monitor-Schnittstelle
Wie wird ein Bild produziert?
• Berechnung eines Bildes beginnt in der
Software
• Innerhalb des Programmcodes werden
Befehle zur Darstellung abgearbeitet
• Diese werden an das Betriebssystem
übergeben
• DirextX/OpenGL verarbeiten die Befehle
weiter
• Grafikkarten-Treiber übersetzt die Befehle von
DirectX
• Grafikkarte führt die Befehle aus
• Pixel werden in Pipelines nacheinander
verarbeitet
• Innerhalb der Pipelines gibt es Shader, die den
Pixelflächen Farben/geometrische Formen
geben können (besonders bei grafischen
Effekten in Einsatz)
• Wenn Bild vollständig ist, vergisst die
Grafikkarte alle Berechnungen und beginnt
mit dem nächsten
• Nur die geladenen Texturen und Shader
bleiben, wenn die GPU diese im nächsten Bild
wieder bracht
Nähere Informationen zu DirectX
• Damit Hersteller von Anwendungsprogrammen
und Computerspielen die 3D-Funktionen jeder
Grafikkarte nicht neu Programmieren müssen,
wurden Grafikschnittstellen, sogenannte
Application Program Interfaces (APIs), entwickelt
• Diese APIs machen die Software weitgehend
unabhängig von der Grafikkarte
• Sie stellen Funktionen zum Berechnen und
Aufbauen des Bildes bereit
• Es gibt zwei dieser Schnittstellen. Die eine ist
DirectX von Microsoft und die andere ist OpenGL.
OpenGL ist ein offener Standard, der in fast allen
Betriebssystemen enthalten ist.
• DirectX macht es den Software-Entwicklern
möglich, ohne Kenntnisse über die Details der
Hardware, lauffähige Programme und Spiele für
die unterschiedlichsten PC-Systeme zu entwickeln
• Beispielsweise wäre Windows ohne DirectX als
Spiele-Plattform ungeeignet.
Schnittstellen
• VGA --> analog
• DVI --> digital
• HDMI --> digital
• Display Port --> digital
Ende