Bastel-PCs VHS BS
Nachdem wir mit einem Linux-Seminar vor 3 Wochen in das Herbstsemester der VHS Braunschweig gestartet sind, steht jetzt ein Bildungsurlaub (BU) zum Thema "PC Technik und Konfiguration" an.
Wir werden uns alle relevanten Techniken der modernen IT-Technik erarbeiten und kennen lernen. Den praktischen Höhepunkt soll dann der "Bastel-Donnerstag" bilden, an dem die Teilnehmer Desktop-Systeme von Grund auf selbst zusammenbauen! Hier die Rahmendaten unseres Seminars:
Ort: VHS Braunschweig, Heydenstraße 2, Raum 2.03
Zeiten: Mo. 24.09. bis Fr. 28.09.12; jeweils 08.30 - 16.00 Uhr
Prüfung: 5 Interessenten Prüfung - Dienstag, 02.10.12, 16.30
Erstkorrektur: Status - erledigt 03.10.12 - ich gratuliere allen TN!
Ich werde unser Seminar an dieser Stelle - wie gewohnt - begleiten...
Ihr Trainer Joe Brandes
Roter Faden an Tafel
Montag, 24.09.12, 08.30 - 16.00 Uhr
- Orientierungsphase, Skript erläutert, Pausenzeiten, Seminarablauf, TN-Themen
- Ablauf für die Woche organisiert, Praxisschwerpunkt "Bastel-Donnerstag", Bereitstellung dieses ausführlichen Wochenprotokolls und zugehöriger Unterlagen, Linksammlung zum Thema
- Motherboard (bzw. Mainboard)
zentrale Baugruppe mit: Sockel (Socket) für Prozessoren (CPU), Chipsatz (Zentrale für alle Busse, Anschluss- und Schnittstellentechniken - wichtigstes Detail des Boards), Layout mit Positionen für Sockel und Co vorbesprochen, Online-Recherche bei Hersteller ASUS, Revisionen (Hardware-"Versionen), erster Hinweis auf BIOS-Technik (ggf. dann auch Unterstützung neuer CPU-Generationen möglich), Handbücher als Beilage bzw. Download (normalerweise Englisch - in Ausnahmen auch Deutsch - Übung: Handbuch für ASUS P8P67 Pro bereitgestellt), Bauformat inkl. Abmessungen/ Verschraubungspositionen und Spannungsversorgung bekannt als Formfaktor - Formfaktoren
Einige Favoriten über die Jahre mit dem Anfang mit dem AT-Formfaktor, Langzeitstandard dann
ATX (mit verkleinertem Standard Micro/µ-ATX), Abmessungen siehe Wikipedia-Artikel (Link),
BTX (als Plan für die Bekämpfung von Wärmeproblemen in PC-Gehäusen - hat sich nicht im Massenmarkt durhgesetzt),
ITX (als Mini- oder gar Nano-ITX-Varianten für Mini-PCs in Form von sogenannten "Cubes" oder Home-Theatre-PCs / HTPCs) - Central Processiong Unit (CPU)
Hersteller: INTEL, AMD (Speziell: Komplettsysteme auf ARM-Basis - siehe Windows 8 RT Systeme mit der Einführung von Windows 8 ab 25. Oktober 2012)
Recherche ergibt Trennung in Einsatzbereiche Desktop, Mobile und Server (s.u.)
Sockel unterschiedlich für INTEL und AMD (keinerlei Kompatibilität!)
klassische Modellreihen für Einstiegstechniken: INTEL Celeron vs. AMD Duron / Sempron
Beispiele INTEL Sockel: 370 (Pentium III), 478 (Pentium IV), 775 (Core Duo, Core 2 Duo), 1156, 1155 (aktuelle Core i3, i5, i7 - 2rd/3rd Generation), 1366, 2011 (nicht vollständig ;-)
Beispiele AMD Sockel: A, AM2/AM2+, AM3/AM3+, FM1
Übung für Teilnehmer: Prozessoren für AM3+ und FM1 nachrecherchieren!
Prozessoren über die Jahre mit vielen technischen Details:
Taktrate (GHz), Herstellungstechnik (nm - aktuelles Beispiel: Fertigungstechniken INTEL Sandy Bridge 32nm vs. Ivy Bridge 22nm), Cache (schneller Zwischenspeicher in kB/MB Größen, Level 1 bis Level 3), Verlustleistung (TDP - Thermal Design Power, quasi was die CPUs "verbraten"), Mehrkern-Technik (klass. als z.B. Core Duo bei INTEL bekannt, auch Quad-Core oder 6-Kern), Befehlssätze (Beispiele INTEL: MMX, SSE), Virtualisierungstechnik (INTEL: VT-x, AMD: Pacifica), Hyper-Threading (INTEL: "virtuelle" Prozessoren - so werden aus Quad-Cores mit HT im Taskmanager 8 Kerne gezeigt), Preise - Systemperformance trimmen / einschätzen
lässt sich grob in der Kombination der folgenden Baugruppen abschätzen, wobei die Gewichtungen je nach Einsatzzweck verändern:
1 - Prozessor/CPU, 2 - Grafikkarte/GPU, 3 - Arbeitsspeicher/RAM, 4 - Datenträger/Speichermedien/Festplatten - Hardware generell immer spezifisch optimiert für ...
...Desktop: Preis/Leistung gewünscht, einfacher Einsatz
...Mobile: Energieeffizienz (Energie sparen wegen Akku-Versorgung)
...Server: 24/7 (läuft rund um die Uhr), auch Energieeffizienz gewünscht
Nachtrag CPU für Server: INTEL Xeon vs. AMD Opteron - Chipsatz
die Schaltzentrale für gesamte Technik auf und an dem Motherboard, legt also alle technischen Möglichkeiten Ihrers Systems fest, Austausch erfordert in den meisten Fällen Neuinstallationen von Betriebssystemen!
Übung: Boardrecherche zu einem INTEL P67 Board (s.a. oben)
Wikipedia DDR-SDRAM
Dienstag, 25.09.12, 08.30 - 16.00 Uhr
- Rekapitulation, TN-Fragen
- 32-/64-Bit Technik
begonnen mit 8-Bit, 16-Bit, 32-Bit und aktuell 64-Bit Hardware / CPU Technik
schon lange präsent (Start mit AMD Athlon64), anfangs nicht attraktiv, da die nutzende Software (Betriebssysteme, Anwendungen) noch nicht als 64-Bit-Versionen vorlagen (siehe hier vor Allem Treiber!)
Technisch: 4 GB Adressbarriere mit 32-Bit-Technik - siehe 2³² addressierbare Bytes (4*1024*1024*1024 Bytes)
Praxis: Rechner mit Windows-Boardmitteln (Systemeigenschaften, Computerverwaltung, Geräte-Manager, Task Manager für effektive und reale RAM-Auslastung und Ausstattung) analysiert, Hinweis: 32-Bit-Rechner sehen von ≥ 4GB nur 3-3,5 GB (Chipsatz-Einschränkungen)
Überblick Tools (Analyse-SW): CPU-Z, HW Monitor, Sisoft Sandra, ..., AIDA64, AIDA32 (Beispiel $-SW Lavalys)
Praxis mit CPU-Z: Analyse und Infos (Handbuch!) zu TN-PCs (P5KPL-AM von ASUS, S. 775, E2200, P35 Chipsatz mit G31 Express Grafik) - CPU / Chipsatz (Forts.)
Technik der Grafik onboard (klass. in Northbridge/GMCH integriert), aktuell sogar - wie auch die Speichercontroller (Anbindung DRAM) - in die Prozessoren integriert! Für letztere Technik wichtig: Chipsätze müssen diese onCPU-Grafik ansprechen können (siehe Unterschiede P67 vs H67)!
Hinweis: Grafikverarbeitung benötigt immer Grafikspeicher - also zwacken onboard-Lösungen MB aus dem RAM ab! - Speicher
ROM: nur Lesen, fest/nicht flüchtig - als BIOS-Baustein (hier: veränderliche Daten im NVRAM/CMOS-RAM inkl. Batterie-Pufferung)
RAM: Lesen / Schreiben, flüchtig (Speicherverlust mit Unterbrechung Strom/Spannungsversorgung - unser Arbeitsspeicher als DRAM)
DRAM: die Lösung für Arbeitsspeicher (Dynamic RAM - bedeutet muss gepflegt / refresht werden)
technische Umsetzungen in Form von: (uralt: FP-DRAM, EDO-DRAM, ...)
SDRAM (Synchronous DRAM) und die Überarbeitungen und Nachfolger
DDR(-SDRAM), DDR2, DDR3 (DDR hier Double Data Rate)
technische Parameter: Taktraten, effektive Taktraten, Zugriffszeiten in ns, CL-Werte (Timing: hier CAS Latency), Spannungsversorgung (V - Volt), Bandbreiten, Dual-Kanal-Technik, Bezeichner für Module, Preise, Pins (Anzahl Anschlüsse/Signale), DIMM (Bauform mit zweiseitiger Kontaktierung), S0-DIMM (Notebooks, Netbooks, Laserdrucker), ECC, Registered (Hinweise auf Inkompatibilität bei Standardboards, Servertechnologien), SPD (Serial Presence Detect - siehe auch Registerkarte bei CPU-Z)
Speichertests mit memtest-Tool, Speicherbausteine müssen nach Kauf getestet werden können - Schnittstellen (Teil I - erste Recherchen)
PCI-Bus (33 MHz, 32-Bit, 133 MB/s), klassischer Bus (alle teilen sich Bandbreite, am Anfang und Ende terminiert)
AGP-Port (1x mit 266 MB/s, Varianten mit 2x, 4x und 8x-AGP), exklusive Lösung für Grafikkarten bis zur Einführung einer universellen neuen Bus-Technik
Handbuch: PCIe SATA
Mittwoch, 26.09.2012, 08.30 - 16.00 Uhr
- Rekapitulation, TN-Fragen
- Schnittstellen (Teil II - "Busse")
ISA (8 MHz, 16 Bit, 16 MB/s), PCI-Bus, AGP-Port (Punkt-zu-Punkt-Verbindung - nur 1 Grafikkarte möglich)
PCI Express (PCIe) - die neue Allrounder-Lösung, basiert auf Lanes ("Autobahnspuren", Datenanbindungen)
Versionen über die Jahre mit unterschiedlichen Bandbreiten/Geschwindigkeiten:
PCIe Version 1.0 - 250 MB/s, 2.0 - 500 MB/s, 3.0 - 1 GB/s
Steckplätze: lange und kurze Versionen, erste lange Version in Nachbarschaft CPU: x16-Platz für Grafikkarte (PEG), kurze Steckplätze x1 (1 Lane), Steckkarten für kurze Steckplätze auch in langen Steckplätzen einsetzbar, Unterschied zu PCI Steckplätzen auf Motherboards identifiziert - Graphic Processing Unit (GPU)
NVIDIA: GeForce Modelle (aktuell GTX Baureihen, alter Treibername: Detonator),
AMD/ATI: Radeon Modell (aktuell HD Bezeichner mit Tausendern 2000, 3000, ... , 6000, 7000)
Technische Daten: Größe Grafikspeicher (GDDR5, GB), Anschlussart (PCI, AGP, PCIe Graphics Adapter - PEG), Verbrauch (in Watt - siehe sogar zusätzliche 6- oder 8-polige Spannungsversorgungen an Karte! so dann auch über 200 Watt Verbrauch möglich! Schon mal an das Netzteil denken!), Anschlüsse für Monitore, Unterstützung DirectX Versionen (ab Windows 7 DirectX 11) - Monitor-Anschlüsse
VGA (analog, der klassiche 15-polige Sub-D-Stecker aus den Röhrenzeiten),
HDMI (eigentlich aus der Home-Video-Ecke, Standards: z.B. HDMI 1.4a),
DVI (-A analog, -D digital, -I integrated A und D; Pinbelegungen 5+24, Dual Link ab ca. 1920 * 1200 Pixeln Auflösung, DVI ohne Ton, Adapter DVI-VGA für Analoge Displays/Röhren), DisplayPort (DP), HDCP, Bauformen auch als Mini-Stecker am Markt, - Datenträger / Speichermedien
Magnetisch: Disketten (Floppys), Festplatten (HDD - Hard Disk Drive, aktuell > 100 MB/s Transferrate/Geschwindigkeit, ca. 5-10 Watt Verbrauch)
Optisch: Compact Disc (CD), Digital Versatile Disc (DVD), BluRay (BD) - Hinweis: fragwürdige Langzeitspeicherung
Flash-Technologien: USB-Sticks, Solid State Drive (SSD - neueste Versionen mit über 400 MB/s !)
Technische Parameter diskutiert, Preise (aktuell ca. 5 bis 10 Cent pro GB bei HDs), Größenangaben in "Tausendern" (nicht 1024'ern), Anschlussarten und Controllertechniken, LW-Größen in Zoll (3,5 / 2,5 / 1,8 Zoll) und die Zuordnung der Größen zu Desktop / Mobile (Beachten: in Notebooks muss Einbauhöhe von meist ca. 9,5 mm eingehalten werden!) - Laufwerks-Controller
P-ATA: Parallel ATA (klass. als EIDE-Technik bekannt), 2 * 2 Laufwerke möglich, 40-polige Flachbandkabel (siehe morgigen Bastel-Do)
S-ATA: Serial ATA (digital ist seriell immer besser ;-) eingeführt als "SATA-I" (150 MB/s) und mit Nachfolgern "SATA-II" (genauer SATA 3.0 Gb/s Standard mit 300 MB/s) und aktuell "SATA-III" (SATA 6.0 Gb/s Standard mit 600 MB/s - hier werden dann auch die schnellsten SSDs bedient)
Fachbegriffe: SATA-Controller BIOS-seitig auf AHCI stellen (oder alt. Bezeichner RAID), NCQ ab SATA-II verfügbar, Anschlussmöglichkeiten extern an Board oder Controllern mittels eSATA (hier möglicherweise kein Hot-PnP wie bei USB!) - RAID (Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks)
Kombination oder einseitige Verbesserung von Geschwindigkeit und/oder Ausfallsicherheit durch Festplatten-Verbünde
RAID 0 - Striping (2 Platten "Streifenweise" beschreiben - theoretische Verdopplung Geschwindigkeit - Problem bei HD-Ausfall)
RAID 1 - Mirroring (2 Platten mit gespiegelten Inhalten - kein Absicherung und Ersatz zu Backup!)
RAID 5 - Kombination (ab 3 Platten, Striping mit Parität, also Fehlerkorrekturverfahren bei HD-Ausfall - Netzteil (Teil I)
alle bisherigen Teile müssen durch das Netzteil mit der notwendigen Gleichspannungsversorgung - gewandelt aus unserem 230 V / 50 Hz Wechselspannungsnetz - versorgt werden, das Alles bitte ohne große Verluste - also mit möglichst hoher Energieeffizienz ...tbc...
INTEL P5K Pro / AMD M2A-VM HDMI
Donnerstag, 27.09.2012, 08.30 - 16.00 Uhr
- Praxis
mit den Bastelsystemen der VHS Braunschweig (2 INTEL, 2 AMD Systeme)
Anm.: vielleicht gestatten Sie mir ein paar Bilder zu machen...
Thanx dafür - die Videos müssen aber noch aufgerüscht werden
und dann werde ich sie über Youtube bereitstellen!
Neu: Video-Impressionen vom "Basteln" - Fachbegriffe
in loser Sammlung vom Bastel-Donnerstag:
Netzteile (Effizienz, Leistung in Watt, Kabel), Gehäuse-Eigenschaften, Vorgehensweise bei Ausbau-/Umbau-/Zusammenbau von Systemen, alle Kabel für Floppy, IDE, SATA, Master / Slave für IDE-Technik, Verbindungen Gehäuse mit Signal-Panelleiste Motherboard (Quick-Connector ASUS), USB-Medien (Sicheres Auswerfen), Inbetriebnahme Datenträger (Festplatten: richtig verkabeln - BIOS erkennnen lassen - Partitionieren - Formatieren, Dateisysteme (FAT32, NTFS von MS), neue HD Sektorgrößen für HDs größer 2,2 TB (4 kB Sektorgröße statt 512 Byte), HD-Technikwerte (Zugriffszeit in ms, Cache, Umdrehungsgeschwindigkeit z.B. 7200 U/min mit notwendiger Vibrationsaufhängung und "Luft")
Freitag, 28.09.2012, 08.30 - 16.00 Uhr
- Rekapitulation, TN-Fragen (hier insbesondere zum Bastel-Donnerstag)
Nachfrage zu Dateisystemen: hier Micrososft mit FAT16 / FAT 32 (DOS/Win-Familie von DOS/Win 3.x über Win95 bis WinME) mit Einschränkungen 8.3 (8 Zeichen Name + 3 Zeichen Erweiterung), Größeneinschränkungen bei Laufwerks- und Dateigrößen; NTFS mit Lösung für Größen- und Sicherheitsfragen (Zugriffsschutz auf Benutzerebenen: NTFS-Berechtigungen - Register Sicherheit bei Eigenschaften Ordner / Dateien), Umwandlungstool convert für Wandlung von FAT-LWen in NTFS-LWe. - BIOS
Konfiguration (Techniken der Flash-Techniken von AMI, AWARD oder PHOENIX in Form von Flash-ROM / EEPROM), Powermanagement (APM ermöglichte erstmals echtes "Runterfahren/Ausschalten", jetzt: ACPI),
ACPI: Advanced Configuration and Powermanagement Interface; verwaltet Power/Energieverwaltung und Resourcen (siehe PnP - dann später auch im OS - immer automatisch!)
Flashen von BIOS besprochen (verschiedene technische Varianten von den klassischen DOS-Startdisks bis hin zu Live-Flashen in Windows), Gründe für notwendiges Flashen (Systemstabilität, neue HW, neue Einstellungen) - Grafikausgabe
Grafiktechnik mit GPU, Grafik-RAM (GDDR), RamDAC (Digital-Analog-Converter),
Ausgänge: VGA, DVI, HDMI, DP (analog und/oder digital, mit/ohne Sound)
OS-seitige Konfigurationen von Auflösung + Farbtiefe + Bildwiederholrate (Hz)
Auflösungen: 1024*768 (4:3), 1208*1024 (5:4), 1600*900 (16:9), 1920*1080 (Full-HD, 16:9), 1920*1200 (16:10), alles danach für 27 Zoll und Dual-Link-Technik
2D-Grafik-Rechenbeispiel: 1280 * 1024 Pixel * 32 Bit/Pixel = 5.242.880 Byte = 5 MiB
Also reichten viele Jahre Grafikkarten mit 4-8 MiB aus! - Monitore
Röhrenmonitor: klassische "Röhre" (CRT - Cathod Ray Tube), baut Bild zeilenweise mittels Elektronenstrahl, Bildwiederholraten (Vertikalfrequenzen) für ergonomische Darstellung (siehe TCO) mit >85 Hz nötig
Flachbildschirme: Überbegriff TFT (LCD, LED Technologien), Paneltechnologien (TN vs. IPS), Bilder werden als komplette Frames gewechselt, Bildwiederholraten ab 60 Hz (75 Hz, 85 Hz max. siehe Unterlagen Monitore/Beamer), Pixelfehlerklassen
Anm.: Monitor-Treiber nicht technisch notwendig, sondern für OS-Konfiguration nutzbar - TN-Unterlagen:
Ausdrucke, Digitale Sammlung über DVD, TN-Bescheinigungen, Feedback-Bögen, letzte Fragen
Vielen Dank für Ihr freundliches Feedback und Ihr Interesse an den kommenden Seminaren.
Ihr Trainer Joe Brandes
