IT-Lab: VL1 Grundlagen eines Computers-Karteikarten | Quizlet

Was ist die Definition eines Computers?

Ein Gerät, welches Daten verarbeiten kann, basierend auf einer Reihe von gespeicherten Anweisungen

Zeichne die Geschichte des Computers nach

1. Abakus: mechanisches Gerät für Berechnungen (Kugeln, Stab)

2. Blaise Pascal: mechanische Rechenmaschine für Steuerberechnung (Holzkiste mit Stachel)

3. Babbages Analytical Engine: bestand aus store (Speicher) und mill (CPU) mit programmierbaren Lochkarten (Metallteil)

4. ENIAC: erster elektronischer Universalrechner, via Lochkarten für Eingabe und Ausgabe; verwendet Röhren und Relais für Rechenoperationen

5. System/360: Verwendung Transistoren statt Vakuumröhren, einheitliche OS und Hardware Plattform

6. Altair 8800: Ära des PC, massenfähiger Mikrocomputer

Was ist ein Transistor?

- elektronischer Schalter oder Signalverstärker,

- indem er den Fluss der Elektronen durch Anwendung einer kleinen externen Spannung reguliert

Welche Komponenten umfasst ein Computer?

- Prozessor (CPU)

- Grafikkarte (GPU)

- Netzteil (PSU)

- Arbeitsspeicher (RAM)

- Solid-State-Drive (SSD)

- Mainboard/Motherboard

- Festplatte (HDD)

Aus welchen Komponenten besteht eine CPU und welche Funktionen erfüllen sie?

1. ALU (Arithmetic Logic Unit): mathematische Berechnung - arithmetische und logische Berechnung

2. Steuereinheit: Koordiniert Abläufe innerhalb der CPU

3. Register: Schnelle Speichereinheit innerhalb der CPU für Arbeitsvariablen

Was bedeutet es, wenn eine CPU mehrere Kerne aufweist und was ist der Fachbegriff?

Mehr Kerne: Mehrere Aufgaben können gleichzeitig ausgeführt werden (Multithreading)

Was bedeutet es, wenn eine CPU mehr Leistung pro Kern aufweist?

Eine einzelne Aufgabe kann schneller ausgeführt werden

Wie kann eine CPU in seine kleineren Elemente zerlegt werden? 4 Ebenen

Prozessor(kern) besteht aus -> Schaltkreis besteht aus -> Logikgatter besteht aus -> Transistor

Was bedeutet es, wenn eine CPU eine hohe Taktfrequenz aufweist?

höhere Taktfrequenz: mehr Befehle pro Sekunde und damit mehr Leistung aber: höherer Energieverbrauch und Wärmeentwicklung

Wofür steht RAM und wofür ist er zuständig?

Random-Access Memory: Speicher, der Daten temporär speichert, auf die Prozessor schnell zugreifen kann

Wofür steht das "Random" in Random-Access Memory?

i.S.v. beliebig nicht zufällig, damit nicht durch die Datenstellen durchgespult werden muss

Welche Typen von RAM unterscheiden wir und welche Eigenschaften weisen sie auf?

SRAM (Static RAM): Schnell, teuer, wird als Cache in CPU verwendet

DRAM (Dynamic RAM): Langsamer, billiger

DDR (Double Data Rate): DRAM-Variante, die dynamisch Daten bei steigender und fallender Taktrate überträgt (heutiger Standard: DDR5)

Wofür steht GPU und was ist ihre Aufgabe?

Graphics Processing Unit: Spezialisierter Mikroprozessor für schnelle Verarbeitung von Bildern und Videos

Inwiefern unterscheidet sich die GPU zur CPU?

GPU hat viele Kerne mit niedriger Taktfrequenz, die sich ideal für parallele Verarbeitungsaufgaben eignen

Was ist die Aufgabe des Motherboards?

1. verbindet verschiedene Komponenten miteinander

2. Diverse Steckplätze u. Schnittstellen

3. Enthält BIOS-Chip (Basic Input/Output System) bzw. moderner: UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

Wie genau funktioniert das Anschalten des PC via dem BIOS-Chip bzw. moderner dem UEFI?

1. Hardware wird während Startvorgang initialisiert und OS lädt: 2. Geräte erhalten Information woher Anweisungen kommen und wie zuerst vorgehen.

3. (z.B. weiss CPU nicht, was aus dem Nichts zu tun ist)

Wofür steht PCI und was ist dessen Aufgabe?

Peripheral Component Interconnect: Computerbus (=System zur Datenübertragung) für Verb. von Peripheriegeräten mit Mainboard (GPU, Netzwerkkarte, Soundkarte)

Wofür steht PCIe und wie unterscheidet es sich zu PCI?

Peripheral Component Interconnect Express:

1. Weiterentwicklung PCI -> höhere Übertragungsrate

2. PCIe mit versch. Lanes erhältlich (x1, x4, x8, x16)

Was ist eine Lane bei PCIe?

Einzelner Datenkanal innerhalb des PCIe-Steckplatz für Senden und Empfangen von Daten

Welche Datenübertragungsart weist der PCI-Bus auf und welche Eigenschaften hat sie?

Parallele Schnittstelle:

1. Datenbits mehrere Leitungen übertragen

2. hohe Datendurchsatzraten

3. mehr Kabel nötig

4. elektromagnetische Interferenzen (Crosstalk)

5. Signalverzögerung (Skew)

Welche Datenübertragungsart weist der PCIe-Bus, USB und Ethernet auf und welche Eigenschaften hat sie?

Serielle Schnittstelle:

1. Datenbits nacheinander übertragen

2. wenig Kabel

3. weniger anfällig für Interferenzen und Verzögerungen

Was sind die Unterschiede zwischen Massenspeicher und Wechselspeicher + Bsp. (Achtung: beide permanente Speicher also kein RAM!)?

Massenspeicher:

1. permanente Datenspeicherung auch nach Ausschaltung

2. fest in Gerät installiert

3. Bsp. HDD und SSD

Wechselspeicher:

1. Entwickelt für Transport und Austausch zw. Geräten

2. leicht einsteckbar und entfernbar

3. Bsp. USB-Sticks, SD-Karten, externe Festplatten

Wofür steht HDD und welche Eigenschaften weist sie auf + wodurch wird die Leistung der HDD beeinflusst?

Hard Disk Drive:

1. Daten auf drehender Scheibe magnetisch gespeichert

2. bewegl. Lesekopf um Daten zu lesen oder zu speichern

3. Leistungseinfluss: Umdrehungsgeschw. der Scheiben

Weshalb ermöglicht der Cache-Speicher einen schnelleren Zugriff auf Daten?

Pufferspeicher, weil er Daten speichert, die sonst auf langsamerem Datenspeicher wie HDD erneut abgelesen werden müssten

Wofür steht SSD und was sind die Eigenschaften?

Solid State-Drive:

1. Daten ohne Stromzufuhr speichern

2. zuverlässiger, schneller als HDD, weil keine beweglichen Teile (Lesekopf)

Was sind Beispiele für Wechselspeicher? 7P

USB-Sticks

Externe Festplatte (HDD und SSD)

SD-Karten

CompactFlash-Karten (CF)

CDs (Compact Discs)

DVDs (Digital Versatile Discs)

Blu-ray-Discs

Welche Arten von Ein- und Ausgabegeräte (I/O) unterscheiden wir? Bsp.

Gerätebasiertes I/O: Tastaturen, Mäuse, Drucker, Bildschirme

Dateibasiertes I/O: Lesen und Schreiben von Dateien auf Speichermedien

Welches sind die wichtigen 3 Konzepte in Zusammenhang mit Datenspeicherung?

1. Buffering: Temporäres Speichern um Geschwindigkeitsuntersch. zw. I/O-Geräten auszugleichen

2. Caching: Wiederholtes Speichern von häufig verwendeten Daten (in RAM) für schnellen Zugriff

3. Gerätetreiber: Software, die Kommunikation zw. OS und I/O-Geräten ermöglicht

Wofür steht PSU und welche Eigenschaften und Funktionen weist sie auf?

Power Supply Unit:

1. Spannungsregulierung: wandelt Wechselspannung aus Steckdose in benötigte Gleichspannung des PC um

2. Kurzschlussschutz

3. Überlastungsschutz

Was ist die Standardspannung für Desktopcomputer, Workstations und Server?

+12V

Wird gerade gelernt (30)

Diese Begriffe lernst du gerade. Immer weiter so!