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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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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.