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1Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04
Arbeitstitel: DV-Infrastruktur
Überblick über die Lehrveranstaltung
•Rechnerarchitektur
•Betriebssysteme
•Rechnernetze
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Einf. in die WI 1 - DV-Infrastruktur WS03/04 2
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Rechnerarchitektur
•Einf. in die Technologie•CPU, Instruktionen und Darstellung der Daten•Mainboard•Speicher •IO-Hardware
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Betriebssysteme
•Struktur von Betriebssystemen•Programmverwaltung, Prozesse, Threads•Speicherverwaltung, virtueller Speicher•Dateisysteme•Gerätetreiber•Prozessynchronisation, Prozesskommunikation
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Rechnernetze
•Netztechnologie •Schichtenmodell, Protokolle•TCP/IP•verteilte Anwendungen, Client-Server-Struktur
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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
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Noch Lernziele
Man wird nicht in die Lage versetzt, professionell in der•Hardwareentwicklung•Systemprogrammierung•Netzadministrationtätig zu werden, aber der Einstieg sollte sich einfacher gestalten.
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Literatur
H.R. Hansen und G. NeumannWirtschaftsinformatik IUni-Taschenbücher (UTB) 802Stuttgart: Lucius und Lucius
Ähnliche Veranstaltung im Internet:http://web.f4.fhtw-berlin.de/messer/LV/RA_BS-SS03/index.html
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Logische Funktionen
ElementarfunktionenUND-Funktion ODER-Funktion Negation
x1 x2 y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
x1 x2 y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
x y 0 1 1 0
Es gibt noch andere Elementarfunktionen, z.B. NOR, NAND,exklusives ODER, ...
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Logische Funktionen
Jede logische Funktion....X1 X2 X3 X4 Y1 Y2
0 0 0 1 0 1
0 0 1 0 0 0
0 0 1 1 1 0
... ... ... ... ... ...
1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 0 1
kann durch die elementaren Funktionen realisiert werden.Welche genommen werden, ist meist technologisch bedingt.
Wie komme ich zu diesen Funktionen:=> VorlesungTheor. Informatik!!Wie realisiere ich diese Funk-tionen durch ein Schaltnetz:=> Techn. Informatik
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Beispiel Halbaddierer
Ein Schaltnetz zur Addition zweier einstelliger Dualzahlen heißt Halbaddierer.
Dezimal: 3 + 4 7 (kein Übertrag) 4 + 8 2 (mit Übertrag)
Dual: X1 X2 S(umme) Ü(bertrag) 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1
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Widerstände und Dioden
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Gatter
UND Gatter
UND-Gatter: Wenn alle Eingänge H, dann ist der Ausgang auch H, sonst L.
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UND-Gatter
5 V
0 V
5 V
0 V
0 Vsperrt
durchlässig
Die obere Diode verhindert, dass 5 V nach rechts durchgeschaltet wird.
Die untere Diode schaltet 0 V nach rechts durch.
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Gatter
ODER-Gatter
ODER-Gatter: Wenn alle Eingänge L, dann ist der Ausgang auch L, sonst H.
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ODER-Gatter
0 V
5 V
0 V
5 V5 V
sperrt
durchlässig
Die obere Diode verhindert, dass 0 V nach rechts durchgeschaltet wird.
Die untere Diode schaltet 5 V nach rechts durch.
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Gatter
Negation
NEGATION: Wenn Eingang L, dann Ausgang H; wenn Eingang H, dann Ausgang L.
Wichtig: Bei der Negation wird der Signalpegel verstärkt.
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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)
X1 X2 Y1 X3 Y2 X4 Y3 X5
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Schaltnetz
&
&
&
11
1
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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)
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Zustand, Speicher, Automat
z alt Speicher z neu Zustand z (z1,z2,z3,..) Schaltnetz Eingang x x1,x2,x3,... Ausgang y y1,y2,y3,...
Automat
==> Automatentheorie, Theoretische Informatik
Z1,z2,z3,..
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Elementarer Speicherbaustein
Flip-Flop
Schaltung a hat zwei stabile Zustände: Q Q 1 0 0 1
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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.
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Getaktetes Flip Flop
Die Schaltnetze im Computer sind in der Regel getaktet (synchron). C
C ist der Taktimpuls, nur solange der Impuls auf H steht,werden die Eingangsdaten S und R durchgeschaltet.
zeit
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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: Bitbreitez.B. 53 Werte: 26 = 64 >= 53 Es werden 6 Flip-Flops benötigt.