Hardware

RAMMotherboard

CPUGrafikkarte

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

HinweisDas 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 FunktionBeim 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 sechs- bis 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. GrafikkarteDie Grafikkarte ist der Teil des Computers welche die Darstellungen von Grafiken wie z.B. Bilder, Videos oder Animationen steuert und verbessert.

3. Interner Speicher, RAMIn 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 RandeEs 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

• Beschreibung• Funktionen• Allgemeines• Hersteller

Beschreibung

• 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• 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

• 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