PC TuK / VHS BS / 22. - 26.01.2024

Orientierungsphase:

• Pausenzeiten / Seminarablauf
• Hinweis auf Zertifikat / Abfrage Interesse an freiwilliger Prüfung
• TN-Themen
• Herdt-Skript

Roter Faden

Diesen Begriff hört man in meinen Seminaren häufiger ;-).

Unter einem roten Faden versteht man ein Grundmotiv, einen leitenden Gedanken, einen Weg oder auch eine Richtlinie. „Etwas zieht sich wie ein roter Faden durch etwas“ bedeutet beispielsweise, dass man darin eine durchgehende Struktur oder ein Ziel erkennen kann.

Quelle: Wikipedia - Roter Faden

Gemeint ist hier: Das grundsätzliche Verständnis der fraglichen IT-Techniken. Am Besten gleich so, dass man auch nach einer Zeit ohne Beschäftigung mit diesen Techniken sehr schnell wieder in Fahrt komm

OneNote Notizbuch Trainer Joe Brandes

Ich habe mich aktuell (Ende 2023 / Anfang 2024) entschieden mehr Infos aus meinem eigenen Fundus in den Seminaren bereitzustellen.

Hierfür werde ich meine privaten OneNote Notizbücher Inhalte in Seminar-Notizbücher verschieben, die ich hiermit veröffentliche.

Das FITSN-Notizbuch kann man über den Kurzlink tinyurl.com/fitsn erreichen.

Praxisschwerpunkt "Bastel-Donnerstag"

...mit praxisgerechter Hardware - ...

Wir haben beim Bildungsträger VHS Braunschweig Hardware für PC-Systeme mit der wir eine praktische Darstellung der Themenschwerpunkte erarbeiten können.

Zeitschrift c't Sonderheft

Ich beziehe mich neben diversen Quellen im Netz und der Literatur zum Technikthema auch immer auf die Zeitschrift c't aus dem Heise Verlag. Dort wird jährlich ein Sonderheft mit Hardware Tipps aufgelegt.

Für Technik-Interessierte und Fachleute in der IT stellt die c't meiner Meinung nach eine wertvolle und wichtige Informationsquelle dar.

Beitrag Vorseminar 2023

Anfang Januar 2024 habe ich verschiedene Beiträge und Veröffentlichungen umgestellt. Im Rahmen dieses PC Technik Seminars bedeutet das, dass ich die Inhalte lieber nach Topics statt nach zeitlichem Durchlauf im Seminar veröffentlichen möchte.

Für die Umstellung werde ich hier folgend die alte Darstellung verlinken, die ja auch immer noch ungefähr dem Seminarverlauf entspricht beibehalten.

Allerdings werde ich in den alten Ausarbeitungen keine Aktualisierungen mehr vornehmen, damit ich nicht mehrere Beitragscodes/Inhalte anpassen muss.

Link zum Vorseminar PC Technik und Konfiguration

INHALTE:

• 32-/64-Bit Technik
• Formfaktoren
• Microprozessorsysteme
• HW-Erkennung (PnP)
• Netzteil

32-/64-Bit Technik

Die PC-Technik hat mit 8-Bit begonnen. Dann wurde auf 16 und 32-Bit aufgebohrt. Seit 2003 verfügt man über aktuelle 64-Bit Hardware / CPU Technik.

Anm.: erste 64-Bit-CPU im Massenmarkt war der AMD Athlon 64 ca. 2003!

64-Bit-Technik ist also schon lange präsent. Anfangs war sie noch nicht attraktiv, da die nutzende Software (Betriebssysteme / OS, Anwendungen / Programme / Treiber) noch nicht als 64-Bit-Versionen vorlagen.
Besonder Bedeutung hat hier vor allem die Software zur Unterstützung/Konfiguration der Hardware: Treiber!

Technisch Limitierung für 32-Bit HW/SW:
4 GB Adressbarriere mit 32-Bit-Technik - siehe Rechnung: 2³² addressierbare Bytes (4*1024*1024*1024 Bytes)

Eselbrücken:

• 2¹⁰ = ki = 1024
• 2²⁰ = Mi = 1024 * 1024
• 2³⁰ = Gi = 1024³
• 2⁴⁰ = Ti = 1024⁴

also mit Rechnung für 32 Bit:

• 2³² = 2² * 2³⁰ = 4 Gi

Ausführliche Übersicht zu den Binärprefixen (auch IEC-Präfixe): Wikipedia Binärprefix  

Zusammenspiel von Hardware (HW) und Software (SW) beachten:

• Hardware (Motherboard mit Chipsatz und Controllertechnik / Schnittstellen)
• Firmware - Konfigurations-/Verwaltungssoftware BIOS/UEFI für die Hardware

Dann wird auf die Hardware installiert:

• Betriebssytem (Operating System - OS; heute nahezu ausschließlich in 64-Bit-Technik)
  auf das Betriebssystem wird dann installiert:
• Anwendungsprogramme / Software (sowohl in 32- als auch 64-Bit-Technik,
  wobei nur 64-Bit-OS/Programme natürlich auf RAM mit mehr als 4 GiB zugreifen können ("Altes" Beispiel: Adobe Photoshop in 32 und 64)

Wichtiges Grundverständnis im Vorgriff auf Arbeitsspeicher (RAM):
alle Programme und Daten - egal auf welcher der genannten Ebenen - müssen sich im Arbeitsspeicher befinden für die Programmausführungen. Die sogenannten Auslagerungsdateien (oder auch Auslagerungspartitionen) stellen nur eine "Krücke" dar

Formfaktoren

... die Dimensionierung (Maße, Elektr. Versorgungen / Netzteil) eines PC-Systems (Wikipedia Formfaktor)

Einige Favoriten über die Jahre mit dem Anfang mit dem AT-Formfaktor (PC-Urahn) dann ...

• ATX (mit verkleinertem Standard Micro / µATX), Abmessungen siehe Wikipedia-Artikel (Link),
  Anm.: microATX (μATX): ca. 5 cm schmaler - also weniger Steckplätze; häufig auch nur 2 RAM-DIMM-Sockel
• BTX (als Plan für die Bekämpfung von Wärmeproblemen in PC-Gehäusen - hat sich nicht im Massenmarkt durhgesetzt),
• ITX (als Mini- oder Mini-ITX oder gar Nano-ITX-Varianten für Mini-PCs in Form von sogenannten "Cubes" (Barebones) oder Home-Theatre-PCs / HTPCs)

Spezial-HW Mini-PCs:
Intel NUC (Next Unit of Computing; Mini-PCs nach Idee von Apples Mac mini) - Intel NUCs werden von ASUS fortgesetzt; andere erfolgreiche Mini-PCs: Geekom, Beelink

Wichtig: bei so kleinen Formfaktoren wie NUC darf dann aber auch wirklich nicht viel Wärme (TDP) erzeugt werden!

Alles muss zusammenpassen...

• ATX-Gehäuse
  Schraubpositionen im Gehäuse, Dimensionen, Rückblenden
• ATX-Motherboard
  Verschraubungspositionen, Energieversorgung(en)
• ATX-Netzteil
  24-pol. Versorgung Motherboard / 4-pol-/8-pol. 12 V CPU-Zusatzversorgung,
  Energieverbraucher: HDD, SSD, Grafikkarte(n!), ...

Wichtig: Komplettsysteme (fast immer) als microATX (μATX), also quasi in einer abgespeckten Variante!

Microprozessorsysteme

...allgemein Basistechnik für Mikroprozessorsysteme: 3 Busse

• Adressbus
• Datenbus
• Steuerbus

insbesondere (s.o.) Datenbus (zum RAM) mit 64 Bit also 8 Byte Breite

HW-Erkennung

... heute nur noch automatisch mit Plug & Play (PnP)

Früher/alt: manuelle Konfigurationen mittels Jumpern (Steckbrücken) oder DIP-Schaltern ("Mäuseklaviere") auf Motherboards oder Steckkarten

Aktuell: Hardware vereinbart automatisch über alle beteiligten PnP-taugliche Techniken die notwendigen Resourcen

Beteiligte PnP-Partner:

• Hardware
• BIOS / UEFI
• OS (Operating Systems)

Resourcen:

• IRQ - Interrupt Requests (Unterbrechungsanforderungen von Geräten für/an CPU)
• DMA - Direct Memory Access (Direktleitungen in den Arbeitsspeicher für Geräte)
• Speicheradressierungen (Reservierung von RAM-Bereichen für Geräte)
• I/O-Ports - Eingabe/Ausgabe Adressen (quasi Anschrift/Adresse für Geräte/Schnittstellen)

Gerätemanager Windows zeigt dann die Infos über die Geräte und Ressourcen; Unbekannte Geräte also "erkannt" aber noch ohne Treiber!

Recherchewebsite für "unbekannte/Treiberlose" Geräte: es gab mal die Adresse www.pcidatabase.com (VEN - Vendor/Hersteller-ID; DEV - Geräte-ID); jetzt einfach über rechte Maus die Hardware-ID-Infos in Google suchen lassen ;-) oder alternative Vendor/Device Plattformen im Netz!

Hot-PnP: Erkennen / Inbetriebnahme im laufenden Betrieb

Netzteil

Alle bisherigen Teile müssen durch das Netzteil mit der notwendigen Gleichspannungsversorgung - gewandelt aus unserem 230 V / 50 Hz Wechselspannungsnetz -  versorgt werden. Alles bitte ohne große Verluste - also mit möglichst hoher Energieeffizienz (siehe 80+ und Begriff "Wirkungsgrad")

Es sind auch passive Netzteile möglich (ohne Lüfter, aber: teuer)

Gewünscht: Kabelmanagement (hier insbesondere Versorgungen 12 V Zusatzversorgung für CPUs mit 4/8 Pins oder auch die 6/8 Pin Versorgungen für PCI Express Grafikkarten; also Leistungen / Leitungen und Kabelmanagement beachten

Im Zuge der neuesten stromhungrigen Grafikkarten-Monster existiert eine neue Versorgungstechnik: 12VHPWR. Diese Technik kann technisch (siehe Kabel) extrem herausfordernd und problematisch sein (12VHPWR is just Garbage and will Remain a Problem!!).

Gehäuse

Im Seminer wird Recherche zu diesen Baugruppe durchgeführt. Tipp: Videos von Herstellern und Einblicke in die Techniken erhalten.

Hinweis zu Technik-Webseiten/Portalen:

• tomshardware.de
• pcgameshardware.de
• caseking.de

Oder natürlich frei recherchieren.

INHALTE:

• Central Processing Unit (CPU)
• CPU Technikdetails
• Chipsatz
• Motherboard

Central Processing Unit (CPU)

Intel Website INTELARK mit Prozessorendetails - ARK: Automated Relational Knowledgebase

Hersteller: INTEL, AMD, es gab/gibt auch andere Hersteller und insbesondere die ARM-Technik wird ab 2024 nicht nur für Mac-Systeme interessant werden!

Hardware generell immer spezifisch optimiert - Recherche ergibt klassische Trennung in Einsatzbereiche:

• Desktop
  Preis/Leistung gewünscht, einfacher Einsatz (also große Treiberunterstützung)
• Mobile
  Energieeffizienz (Energie sparen wegen Akku-Versorgung) - lange Laufzeiten
• Server
  24/7 (läuft rund um die Uhr), aber natürlich auch Energieeffizienz gewünscht und meist höhere Performance (Geschwindigkeit, Arbeitsspeichergröße)

Eigenschaften der unterschiedlichen Einsatzgebiete bitte kennen und diskutieren.

CPUs für Server:

• INTEL Xeon
• AMD Epyc (alt: Opteron) 

Mittlerweile sind auch ARM-Prozessoren im Server-Markt (wegen Stromsparfunktionen) vertreten.

Sockel (engl. Socket) unterschiedlich für INTEL und AMD CPUs (keinerlei Kompatibilitäten - sind immer eindeutig!)

Namensgebungen Intel: Pentium, Pentium 4, Pentium Gold, Celeron, Core, Core i, Core M, Atom (für sehr stromsparende Systeme)
Bei Intel angehängte Buchstabenkennungen:

• Y und U (Notebook/Laptop)
• T (stromsparend)
• K (frei übertaktbar)
• F (ohne iGPU !)
• X (Extremedition - extrem teuer ;-)

Namensgebungen AMD: Athlon, Athlon 64, Phenom, AMD A4 / A6 / A8 / A10, AMD FX, ab 2017: Ryzen 3 / 5 / 7

Bei Server-CPUs: Xeon (Intel) vs. Opteron bzw. Epyc (AMD)

Digitales Tafelbild zum Thema: (2019)

Anm.: klassische Modellreihen für Einstiegstechniken (günstige Systeme):

• INTEL Celeron (oder auch wieder Pentium bzw. Pentium Gold) vs.
• AMD Duron / Sempron

Komponenten kühlen

CPU: in Boxed-Versionen Standardkühlkörper/Lüfter der Hersteller Intel/AMD (funktionstüchtig aber "laut"
Anm.: aktuellen Core i von Intel liegen auch in Boxed Version keine Kühlkörper mehr bei!

Beispielhafte Videos zu Kühlkörpern:

• siehe caseking.de oder
• zu unserer aller Erbauung ;-) Alpenföhn Brocken 3 Einbau und Test - YouTube Video  

Spezielle Kühlkörper von Spezialherstellern (z.B. Scythe, Alpenföhn, Arctic Cooling) ab ca. 20-40 Euro aufwärts)

Beispiele INTEL Sockel: (Link Wikipedia Sockel Intel/AMD)

Wir starten mit den "alten" Sockeln in chronologischer Reihenfolge:

• 370 (Pentium III), 478 (Pentium IV), 775 (Core Duo, Core 2 Duo),
• LGA 1156 (nur kurz im Massenmarkt! Also: Vorsicht bei gewissen Sockelgenerationen/Sockelwechseln),
• LGA 1155 (Core i3, i5, i7 - 2rd/3rd Generation bzw. Sandy Bridge/Ivy Bridge),
• LGA 1366, 2011 (aktuell sogar 2011-v3; Auflistungen nicht vollständig ;-)
• LGA 1150 (Core i3, i5, i7 - 4th Generation bzw. Haswell)
• LGA 2066 (Extreme Editions mit X bzw XE Kennungen ab 7th Gen)

Sockel in 6th Generation (Skylake) bzw. 7th Gen. (Kaby Lake) Technik:
LGA 1151 (mit Core i-Prozessoren mit 6xxx-er / 7xxx-er Nummerierung)
Modellvergleich: Intel Core i5 7600 vs. i5 7600K (freier Multiplikator "41" - siehe: 41 * 100MHz = 4,1GHz) vs. i5 7600T (energiesparsamer)
TDPs (Verlustleistungen) von 35 (T), 65 bis 91 Watt (K) bei den genannten Core i5 7600 CPUs
Ende 2017: Einführung von 8th Generation Intel-Technik

Überarbeitung (Refresh) von Kaby Lake (Kaby Lake R) und 8th Gen. Coffee Lake mit Sockel
LGA 1151v2 (mit neuen Boards: siehe Sockel und mit leicht erneuerten Chipsätzen für Coffee Lake Architektur)
Hinweis: bitte keine Installationen Windows 7 auf 8th Generation Intel Technik!

... Seminar-aktuell: 9th/10th/11th Gen Intel recherchieren...

Sockel 1200 mit INTEL Core i 10th/11th Generation und 500er Intel Chipsätzen (z.B. i5-11700)

Sockel 1700 (Einführung Ende 2021 / Anfang 2022) mit neuester Core i 12th Generation, 13th und 14th Generation und 600/700er Intel Chipsätzen und Unterstützungen von jeweils DDR4 oder DDR5 (!)
Architekturen:

• Alder Lake (12th)
• Raptor Lake (13th)
• Raptor Lake Refresh (14th)

Anm.: sehr aktuell [Status Anfang 2022] mit "Mondpreisen" für neue Motherboards und Speicher
Anm2:: aktuell [Status Anfang 2023]: angekommen im Massenmarkt
ABER: immer noch hohe Preise (siehe aktuelle Technik/Markteinführung) und hohe Ansprüche an Kühlung wegen hoher TDP-Werte.

Sockel 1851 (Einführung in/Anfang 2024)
mit neuen Intel Core Ultra Prozessoren und Architektur Arrow Lake
Intel weicht von klassischen Bezeichnern wie Intel Core i5-14000 ab!
Neue Bezeichnung (z.B.) Intel Core Ultra 5 125H (ein Mobilprozessor zum Start der Markeinführung Ende 2023/Anfang 2024) - beachten: Mobil wurde vor Desktop eingeführt!

AMD - der "Fairness" halber hier die Beispiele für die AMD Sockel: A, AM2/AM2+, AM3/AM3+, FM1.

Und natürlich die 2017 eingeführte Ryzen-Plattform mit Sockel AM4 und gerne auch diverse Sockel (s)TR4 (für Threadripper - HighEnd-CPUs)

Ende 2022 / Anfang 2023 wurde der Sockel AM5 eingeführt: neue Ryzen 7000er in Kombination mit DDR5!

Übersicht über die AMD-/Intel Sockel der letzten gut 10 Jahre (ab ca. 2014):

CPU Technikdetails

Prozessoren über die Jahre mit vielen technischen Details:

Taktrate (in GHz),
Herstellungstechnik (nm - sind 10^-9m, also Milliardstel Meter)

Beispiel: Fertigungstechniken INTEL Sandy Bridge 32nm vs. Ivy Bridge 22nm; Haswell und Broadwell;
aktuelle Techniken dann nur mit 14 nm - Skylake oder dann Kaby Lake und Coffee Lake

Beispiel für Taktraten eines Core i5 7400 aus Bastelsystemen:
Grundtakt (hier 100 MHz) wird mit (meist) festen Multiplikatoren auf Standardtakt eines Core i5 7400 (3000 MHz) von 30* 100 MHz = 3000 MHz gebracht;
Anm.: Technik EIST (klassischer Name Enhanced Intel Speedstep Technology) lässt Prozessor in Ruhe auf lediglich 8 * 100 MHz = 800 MHz arbeiten
Dynamische Anpassung per Intel Boost Technik mit (z. B.) Multiplikatoren 8 bis 30 und 35 also CPU-Takten von 800 MHz bis 3000 MHz (Standardtakt) und 3500 MHz

Cache (schneller Zwischenspeicher in kB/MB Größen
Level 1 bis Level 3 - in der CPU integriert

Verlustleistung (TDP - in Watt)
Thermal Design Power, quasi was die CPUs "verbraten"

Mehrkern-Technik (Cores / Kerne - bei Intel unteschiedlichen Performance und Efficiency Cores)
klass. also z.B. Core Duo bei INTEL bekannt, auch Quad-Core oder 6-Kern, 8-Kern, ...

Befehlssätze (Beispiele INTEL: MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4)
Virtualisierungstechnik (INTEL: VT-x - Vanderpool Technology, bei AMD: Pacifica)

Hyper-Threading (INTEL: "virtuelle" Prozessoren)
so werden aus Quad-Cores mit HT im Taskmanager 8 Kerne
bei AMD: SMT

Im Seminar: Preise recherchieren / Leistungen vergleichen

Hinweis auf alternative CPU-Hersteller:
Komplettsysteme auf ARM-Basis (Wikipedia ARM Architektur) - siehe Tablets / 2-in-1 mit der Einführung von Windows 8 ab Oktober 2012; in 2019: Microsoft führt Hardware basierend auf ARM-CPUs ein: Surface Pro X (CPU: "Microsoft" SQ1)

Andere Prozessoren.: Nvidia Tegra 2/3, Qualcom Snapdragon für Smartphones und Tablettechniken

Ab 2024 steigt Microsoft mit Unterstützung durch Qualcomm Snapdragon X Elite voll in die ARM Welt ein:
https://www.drwindows.de/news/bericht-surface-pro-10-und-surface-laptop-6-kommen-2024-mit-neuem-design-und-arm-chips

Recherchen
Boards: Sockel 1151v2 / 1200 (Intel) vs. Sockel AM4 / AM5 (AMD)
jeweils aktuelle Chipsätze, also nicht immer die "günstigsten" Boards

Handbücher, Bildmaterial recherchieren

Beispiele (alt)  "Asus Prime" Motherboards:

• Z390-A (Link)
  
• X570-Pro (Link)

Im Seminar auf die jeweils interessanten akutellen ASUS / MSI Motherboards (z. B. Chipsatz Z590) aktualisiert.

• Z550-P (Link)

... Einbau aktueller Seminar-Screenshots nach Wahl und nach Seminar ...

Chipsatz

... die Schaltzentrale für gesamte Technik (Wikipedia Link Chipsatz)

Der Chipsatz ist auf dem Motherboard fest verdrahtet und und oft auch mit passivem oder aktivem Kühlkörper bedeckt.

Er ist also fest auf dem Motherboard integriert und legt alle technischen Möglichkeiten Ihrers Systems fest. Ein Austausch (bzw. Boardaustausch) erfordert in den meisten Fällen die Neuinstallationen von Betriebssystemen!

Aktuelle Chipsätze sind natürlich immer leistungsfähiger als ihre Vorgänger. Aber sie sind auch von alten Aufgaben befreit wie Speicher-Controller (heute in die CPU integrierte Speicher-Controller) und ohne on-Board-Chipset-Graphics - heute: On-CPU-Grafiken (iGPU).

Motherboard

... bzw. Mainboard; dt. Hauptplatine

Zentrale Bauteile:

• Sockel (Socket) für Prozessoren (CPU) und
• Chipsatz (Zentrale für alle Busse, Anschluss- und Schnittstellentechniken - wichtigstes Detail des Boards)

Hinweis für TN und an Prüfung Interessierte:  Layout mit Positionen für Sockel und Co kennen

Online-Recherche bei MB-Herstellern ASUS und MSI, Revisionen (Hardware-"Versionen"),
erster Hinweis auf BIOS/UEFI-Technik (ggf. dann auch Unterstützung neuerer CPU-Generationen möglich)

Handbücher (engl. Manuals) als Beilage bzw. Download (normalerweise Englisch - in Ausnahmen auch Deutsch)

Übungen: TN-PCs analysiert (s.a. CPU-Z, Sisoft Sandra, Everest/Aida64)

Übung zu Motherboard-Technik:

Motherboard: ASUS A8N-SLI Deluxe (Anm.: älteres Board, damit man PCI vs. PCIe erkennen kann)

Digitales Tafelbild aus Seminar in 2018 (!):

Im laufenden Seminar erstellen wir aktuelle (digitale) Tafelbilder und werden sie mit Diskussionen (siehe Motherboard-Recherchen) ergänzen.

INHALTE:

• Schnittstellen: intern / Motherboard
• Schnittstellen: extern / Controller

Schnittstellen: intern / Motherboard

... siehe auch Bilder Motherboards

Wir starten mit 2 Schnittstellen, die ausgestorben sind:

• PCI-Bus (33 MHz, 32 Bit = 4 Byte → ergibt 133 MB/s)
  klassischer Bus (Bustechnik: alle teilen sich Bandbreite, Bus am Anfang und Ende terminiert
  in vielen Firmen vermisst man diesen alten Bus, weil es hierfür noch viele technische Spezialkarten gibt (Automatisierungstechnik, Messtechnik, ...)
• Grafik-Spezialanschluss: AGP-Port (Punkt-zu-Punkt-Verbindung - nur eine Grafikkarte möglich gewesen!)
  1x mit 266 MB/s, Varianten mit 2x, 4x und 8x-AGP, exklusive Lösung für Grafikkarten bis zur Einführung einer universellen neuen Bus-Technik

Der Standard-Bus ist die folgende PCI Express Technik, die genau gesagt eigentlich nicht mehr einem klassischen Bussystem entspricht, sondern moderner Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.

PCI Express (PCIe)

Wikipedia Link - ... die neue Allrounder-Lösung, basiert auf Lanes ("Autobahnspuren", Datenanbindungen)

Versionen über die Jahre mit unterschiedlichen Bandbreiten/Geschwindigkeiten:

• PCIe 1.0 - 250 MB/s
• PCIe 2.0 - 500 MB/s
• PCIe 3.0 - ca. 1 GB/s
• PCIe 4.0 - ca. 2 GB/s (z.B. Chipsatz X570 für AMD)
• PCIe 5.0 - ca. 4 GB/s

PCIeSteckplätze: lange und kurze Versionen

PEG (PCI Express Graphics) - Die erste lange Version in Nachbarschaft CPU: x16-Platz für Grafikkarte

Kurze Steckplätze x1 (mit x1 / x2 / x4 Lane)
Anm.: Steckkarten für kurze Steckplätze auch in langen Steckplätzen einsetzbar!

Bitte umbedingt Unterschied zu (alten) PCI Steckplätzen auf Motherboards kennen (Position/Abstand zur Rückseite MB, Kerbe für Karten)

M.2 Slots

Neue M.2 Steckplätze für SSD/SSM Technik (Solid State Modules) können unterschiedlich eingesetzt werden:

• langsame Anschlussvariante über SATA-Controller-Technik (ca. 500 MB/s - SATA 6G) oder
• mittels PCIe (4 Lanes bitte!) NVMe mit über 3000 MB/s bis aktuell 7000 MB/S für Lesen bzw. 1500 MB/s bis 5000 MB/S schreiben
  PCIe v5: siehe hier auch für absolute High-Speeds mit >10.000 MB/s die nötige PCIe-Version beachten: 4 Lanes PCIe v4 wären ja nur 8.000 MB/s ;-)
• Standardformat 2280: 2,2 cm breit und 8 cm lang. Die Länge kann 30, 38, 42, 60, 80 oder 110 mm betragen.

WICHTIG: Für die Hochgeschwindigkeitslösungen M.2 PCIe NVMe müssen also eben auch 4 PCIe-Lanes (PCIe 3.0 bzw. besser 4.0) angeschlossen sein und konfiguriert werden können!. Außerdem sollte man hier immer Wärmeeffekte und Probleme beachten (passive Kühlkörper für Highspeed-Techniken M.2 PCIe NVMe).

Schnittstellen: extern / Controller

Wir starten auch hier wieder mit den Legacy (dt. Vermächtnis) Techniken. Keine der Techniken unterstützt PnP (Plug & Play):

• ISA
• PS/2
• Serielle Schnittstelle (COM, RS232)
• Parallele Schnittstelle (LPT, Centronics bei Druckern)

Interne Laufwerkscontroller:

SATA  (Serial ATA)

Serielle schlanke Übertragungskabel; bessere Stromversorgungsstecker; mehr Anschlüsse (min. 6 Laufwerke)

Standards:

• SATA-I (1,5GBit/s → 150MB/s)
• SATA-II bzw. SATA 3G (3GBit/s → 300MB/s)
• SATA-III bzw. SATA 6G mit 6GBit/s → 600MB/s und damit schnell genug für SSDs im Standard-Betrieb

Alte Technik: IDE / PATA - Parall ATA) für Datenträger / Laufwerke
(IDE techn.: UDMA 66/100/133 also bis zu 133 MB/s mit insgesamt 2*2=4 LW und jeweils 2 LW an einem breiten 40-poligen IDE-Kabel)

USB (Universal Serial Bus)

Wikipedia Link USB - die folgende Übersicht versucht die wilden Bezeichnungen und teils irreführenden Konventionen des USB-Consortiums zusammenzufassen:

• USB 1.0 / 1.1 (1,5 / 12 MBit/s)
• USB 2.0 (480 MBit/s ergibt 48 MByte/s)
• USB 3.0 (5 GBit/s ergibt 500 MByte/s)
• USB 3.1 (max. 10 GBit/s ergibt 1 GByte/s)
• USB 3.2 (max. 20 GBit/s ergibt 2 GByte/s)
  max: USB 3.2 GEN2x2 mit 20 GBit/s
  USB 3.2 GEN2 mit 10 GBit/s; USB 3.2 GEN1 mit 5 GBit/s
• USB4 (40 Gbit/s - es bleibt bei Speed von Thunderbolt 3)
  ja ohne Leerzeichen! - der gemeinsame Nachfolger von USB 3.2 + Thunderbolt 3 (40 Gbit/s)

Wichtig: die theoretischen Geschwindigkeiten (Bandbreiten) mittels Teilung durch 10 ermitteln:

• USB 2.0 also 48 MB/s (praktisch ca. 20MB/s) und
• USB 3.0 also 500MB/s (gute externe 3,5 Zoll USB-HDs erreichen über 150 MB/s und mehr)

Ab USB 3.0 wurde auch die Stromversorgung modernisiert - Laden über USB möglich!

• USB 3.1 bzw 3.2 - Einführung in 2014 mit 10 GBit/s (SuperSpeed+  - Artikel in c't und Golem.de zu USB 3.1)!
  Neuer frei orientierbarer/drehbarer Stecker / Buchse: Typ C (der wird dann auch bei Thunderbolt genutzt)
  Anm.: auch hier verschiedene GEN Bezeichner beachten mit Geschwindigkeiten < 10 GBit/s

Rechenbeispiel zu USB:
Geschwindigkeit für 20 GB Datenübertragung: fast 17 Minuten mit USB 2.0 aber nur gut 2 Minuten mit USB 3.0

Recherche:
Motherboards mit USB 3.0 / 3.1 / 3.2 - Steckplätze-Zuordnung Rückseite Motherboards wieder über Handbuch-Recherche

Thunderbolt 3 / 4 / USB4

Thunderbold wurde ehemals bei Apple als Multi-Funktionsschnittstelle mit 10 / 20 / 40 GBit/s (Thunderbolt Versionen 1 bis 3) eingeführt,
Ich empfehle die Beachtung und Ausstattung auch bei PC-Systemen zu finden (Motherboards, Notebooks) -> Intel-Systeme.

Thunderbolt benutzt auch den USB Typ C Stecker - ist also äußerlich mit USB 3.x Typ C gleich!

Besondere Schnittstellen (soll heißen: älter / Auslaufmodelle oder ohne Massenverbreitung)

• FireWire (IEEE 1394) - vertreten bei Apple und vormals DigiVideoCams; 400 MBit/s oder auch FireWire 800 mit dann 800 MBit/s (in IT auf Rückzug - aktuell sogar als FireWire 3200 Norm)
• eSATA - externes SATA; bei ausgewählten Motherboards vertreten; beachten: möglicherweise kein Hot PNP (also Ankoppeln im laufenden System)

Spezielle Notebook-Schnittstellen:

• PCMCIA (klassisch) - moderner als ExpressCard ausgeführt (kaum noch vorhanden, da technisch jetzt immer USB genutzt wird)

Digitales Tafelbild zum Thema:

Für PCIe 3.0/4.0 angeschlossene M.2 SSD/SSM lassen sich auch Geschwindigkeiten von 5000 - 7000 MB/s messen/erreichen!

Mit PCIe 5.0 sind dann mit neuesten M2 Modulen auch über 10000 MB/s möglich! Hier kommt es aber - wie zu den Anfangszeiten dieser NVMe-Techniken - zu Wärmeproblemen. Die Module müssen sehr effizient kühl gehalten werden!

INHALTE:

• RAM - Arbeitsspeicher
• HDD - Hard Disk Drive
• SD- und microSD Karten
• Optische Datenträger

Speicher

Wir starten mit der Speichersorte, die nicht für unseren Arbeitsspeicher, sondern letztlich für BIOS-Lösungen in der PC-Technik verantwortlich ist.

ROM (Read Only Memory)

Technisch: nur Lesen, fest / nicht flüchtig - als BIOS/UEFI-Baustein

Anpassungen im BIOS/UEFI möglich: veränderliche Daten im NVRAM/CMOS-RAM inkl. Batterie-Pufferung
Die Batterie versorgt auch RTC - Real Time Clock.

RAM (Random Access Memory)

Technisch: Lesen / Schreiben, flüchtig (Speicherverlust bei Unterbrechung der Strom/Spannungsversorgung

DRAM (Dynamic RAM)

Unsere PC-Arbeitsspeicher sind als DRAM (Dynmaic RAM) ausgeführt)

RAM-Arten:

• SRAM: Static RAM - z.B. in Caches von CPUs verbaut (kein Refresh nötig!)
• DRAM: die Lösung für Arbeitsspeicher (Dynamic RAM - bedeutet muss gepflegt / refresht werden)

Technische Umsetzungen in Form von: (uralt: FP-DRAM, EDO-DRAM, PS/2-Module, ...)

SDRAM (Synchronous DRAM) und die Überarbeitungen und Nachfolger

Die SDRAM-Technik wurde dann jeweils clever verdoppelt und führte zu den DDR-Technologien.

DDR(-SDRAM), DDR2, DDR3, DDR4 (DDR steht allgemein für Double Data Rate);

speziell: DDR3L-SO-DIMM (LPDDR3 für Notebooks mit Low Voltage: z.B. ca. 1,35 V statt um die 1,5 V)

Ab Intel-Core-i der 6. Generation (und deren Chipsätzen) werden dann auch DDR4-Speicher als Standard-Speichertechnik unterstützt und es sind größere Module (16 GB, 32 GB Speichermodule) erhältlich.

Das ergibt somit bei 4 RAM-Steckplätzen z.B. 64 GB Ausbau bei Skylake/Kaby Lake Motherboards!

Anm.: in aktuellen Ryzen/X570-Boards oder Intel/Z590 Boards können auch bis zu 128 GB verbaut werden (entsprechende RAM-Bausteine vorausgesetzt: 64 GB Kits sind erhältlich; ca. 320 € für die 2*32 GB)

Alle technischen Umsetzungen im Standard-Preissegment diskutiert - Preis DDR4
Status November 2019 + Januar 2022 (!): ca. 4-6 € / GB
Status Januar 2022 für DDR: ca. 20 € / GB (!)

Speicher - technische Parameter

• Taktraten, effektive Taktraten
• Zugriffszeiten in ns
• CL-Werte (Timing: hier CAS Latency)
• Spannungsversorgung (V - Volt)
• Bandbreiten (GB/s)
• Dual-Kanal-Technik (Mehr-Kanal-Technik)
• Bezeichner für Module (DDR4 bzw. PC4)
• Preise
• Pins (Anzahl Anschlüsse/Signale)
• Anzahl Kerben (SDRAM 2 Kerben, DDR 1 Kerbe)

DIMM (Dual Inline Memory Module
Bauform mit zweiseitiger Kontaktierung; statt SIMM - Single IMM),

SO-DIMM (Small Outline DIMM)
Notebooks, Netbooks, Laserdrucker

ECC und Registered
Hinweise auf Inkompatibilität bei Standardboards, Servertechnologien

SPD (Serial Presence Detect)
siehe auch gleichnamige Registerkarte bei CPU-Z

Anmerkung: Beispielrechnungen für Datenraten und Co in Tabellen des DDR-Wikipedia-Artikel!

Hinweis für Rechnungen bei Bandbreiten (Geschwindigkeit) für RAM:
seit Pentium (ca. 1993) ein 64-Bit Datenbus (also 8 Byte breiter "Kanal" zum RAM)

Aufrüstung von limitierten Systemen: Notebooks / Ultrabooks, MicroATX/µATX kennen!

Testsoftware für Speicher: www.memtest.org (Memtest86)

Digitales Tafelbild zum Thema: (2019)

HDD - Hard Disk Drive

Der Standard-Controller für klassische HDD/SSD: SATA 6G (SATA-III / SATA 6.0 Gb/s):  entsprechend theoretisch bis zu 600 MB/s Lesen!

Ein paar Techdaten zum Einstieg:

• Bauformen (3,5 / 2,5 / 1,8 Zoll)
• Kapazitäten (GB / TB)
• Klassische Schnittstellen IDE bis ca. 133 MB/s für 2 Geräte bzw. EIDE für 2*2=4 Geräte

Praktische Datentransferrate HD (> 150 MB/s), Drehzahl (5400 / 7200 / 10000 U/min und mehr
ab spätestens 7.200 U/min bitte auf gedämpften Einbau und Wärmeabfuhr/Kühlung achten)

Zugriffszeit (in ms), Cache (in MB), Stromverbrauch (ca. 5 Watt und mehr)

spezielle Festplatten (Advanced Format - 4k) mit dann 4096 Byte (4 kB) Sektorgröße (klassisch 512 Byte

Technik klassisch: CHS - Cylinder / Head / Sektor; siehe hierzu dann auch LBA - Logical Block Adressing und bestimmte HD-Größengrenzen: aktuell 2,2 TB - hier auch jenseits dieser Größe kein Booten mehr mit BIOS-Technik mehr möglich

Diagnose von Laufwerken mittels S.M.A.R.T. (Wikipedia-Link) oder Tools: CrystalDiskInfo
Geschwindigkeiten testen mit CrystalDiskMark oder Atto Disk Benchmark

SSD - Solid State Drive

Moderne schnelle Festplattenalternative - quasi: superschneller interner USB-Stick - also ohne mechanische Elemente

Nachteil: Preis pro TB höher als bei HDDs und leider können (wie bei RAM) auch mal Preisschwankungen auftauchen.

Vorteil: schnellere Zugriffe (gemessen IOPS - Input Output Operations per Second - Standard-SSD mit ca. 90.000 IOPS) und hohe vergleichbare Datenübertragungsraten/Bandbreiten (ca. 500 MB/s)

Anschlussmöglichkeiten:

• 2,5'' SATA SSD
  also anschließen per SATA wie eine SATA-Festplatte
• M.2 SSD (bzw. SSM)
  über M.2 Steckplatz auf Motherboard und mittels SATA-Controllertechnik
  Standard-M.2-Modul: M.2 SSD 2280 (22 mm breit * 80 mm lang)
• M.2 PCIe NVMe SSD
  den M.2 Steckplatz direkt über 4 PCIe Lanes mit NVMe Protokoll (Achtung: OS Treiber) anbinden (siehe Motherboard-Ausstattung)
  höchstmögliche, schnellste Variante: ca. 5.000 - 7000 MB/s Lesen - 5000 MB/s Schreiben - ca. 300.000 IOPS bis zu 1.000.000 IOPS
  Erinnerung: mit PCIe v5 dann gerne auch über 10000 MB/s !!

Die M.2 Varianten werden oft auch als SSM - Solid State Modules - bezeichnet.

SD- und microSD Karten

Sehr großer Markt mit vielen Anbietern und technisch unterschiedlich wertigen Erzeugnissen

Momentaufnahme: (bitte im Seminar checken/recherchieren)
microSD 128GB Karte von knapp 40 bis 220 € - sehr unterschiedliche Lese-/Schreibperformance

Praxishinweis:
moderne DSLR (Digitale Spiegelreflex Kamera) erzeugt bei hohen Auflösungen (z.B. 24 Megapixel mit 6000 x 4000 Pixeln) pro Aufnahme in höchster Qualität und RAW-Format gute 25-30 MB Dateien → 4 Bilder pro Sekunde "knipsen" verlangt also mindestens gute 100 MB/s Schreibrate (inkl. Caching in der Kamera)

Alt/Vorgänger/Legacy: CompactFlash Karten

Optische Datenträger

... Optisch genannt, weil mit Laser (also Licht) gearbeitet wird

• CD - Compact Disc - ca. 700MB
  Brennbare Versionen CD-R / CD-RW
• DVD - Digital Versatile Disc - ca. 4,7GB (DVD-5) bzw. 8,5GB (DVD-9)
  Versionen: DVD-R/+R, DVD-RW/+RW, DVD-RAM
• BD - Blu-Ray Disc - ca. 25 bzw. 50GB

Langzeitzuverlässigkeit bei den gebrannten Medien nicht gut
Für Backups besser: magnetische Datenträger oder auch USB-Sticks

INHALTE:

• Grafiklösungen
• Grafikausgabe
• Monitor-Anschlüsse
• Monitore

Grafiklösungen

Technische Umsetzungsvarianten:

• Grafkkarte mit eigener GPU (Graphic Processing Unit) und eigenem Grafik-RAM
  Übung: erste Recherchen zu Preisen, Leistungen (auch hier TDP/Wärmentwicklung - Watt - also: aktive Kühlungen/Lüfter); zusätzliche Stromversorgung(en) durch Netzteil nötig
• On-Board-Lösung - klassisch im Chipsatz integriert (ohne eigenen Grafik-RAM)
• iGPU: in modernen CPUs integriert: Core i5 7400 mit Intel HD Graphic 630
  bei AMD sogenannte APUs (Accelerated Processing Unit) wie AMD A8-5600K
• eGPU: Speziallösung vornehmlich für Gaming-Laptops: Externe Grafikkarte per Thunderbolt

Bei den letzten beiden Varianten wird ebenfalls Grafik-RAM benötigt, der hier vom Arbeitsspeicher genommen wird: Shared Memory.

Der gesamte Technikbereich rund um Grafikkarten von Nvidia, AMD und seit kurzem ja auch Intel ist extrem technisch. Die Firmen sorgen über die jeweiligen Produktentwicklungen leider auch für große Unruhe und Unzufriedenheit bei den Konsumenten. Hier ist natürlich vor Allem der Gaming-Bereich zu nennen. Dazu kommt durch technische Verknappungen im Markt noch eine sehr hohe Investitionshürde für Grafikkarten. Und da habe ich über die Lebensdauer im Einsatz eines Gaming-Rigs noch gar nicht gesprochen.

Für unsere Live-Recherche im Seminar an dieser Stelle eine Übersicht wie sie von der PC Games Hardware Website in 2023 veröffentlicht wurde.

Link: https://www.pcgameshardware.de/Grafikkarten-Grafikkarte-97980/Specials/Rangliste-GPU-Grafikchip-Benchmark-1174201/

Grafikausgabe

Grafiktechnik mit GPU, Grafik-RAM (GDDR), klassisch/alt: Ram-DAC (Digital-Analog-Converter)

Ausgänge: bitte immer die Versionen beachten - HDMI 2.0 oder DP 1.4

• VGA
• DVI
• HDMI
• DisplayPort (DP)

Checken: analog und/oder digital, mit/ohne Sound

Betriebssystem-seitige Konfigurationen von

• Auflösung (Pixel)
• Farbtiefe (Bit)
• Bildwiederholrate (Hz)

Beispielhafte Auflösungen für Standard-Monitore bis 24'':

• 1024*768 (4:3)
• 1208*1024 (5:4)
• 1600*900 (16:9)
• 1920*1080 (Full-HD, 16:9)
• 1920*1200 (16:10)

Alle Auflösung darüber für >=27 Zoll Monitordiagonale (Beachten: Dual-Link-Technik nötig bei DVI)
Diese anspruchsvolleren Monitore können dann auch höhere Auflösungen:

• 2560 * 1440
• oder die neuen 4k / UHD:
  3840 * 2160 entspricht 8.294.400 Pixel (eigentlich wäre 4k-Technik mit 4096 Pixeln)
• 5k-Monitore erhältlich:
  5120 x 2880 Pixel
• 8k-Monitore (natürlich ;-)

Die 5k-Auflösung hört sich erst einmal nicht nach mehr an - aber mit insgesamt 14.745.600 Pixeln hat man 77% mehr Pixel als bei der UHD-Auflösung!

Anm.: wer will kann auch schon 8k-Monitore kaufen: z.B. Dell UltraSharp 32 PremierColor UltraHD 8K Monitor UP3218K

2D-Grafik-Rechenbeispiele:

• 1280 * 1024 Pixel * 32 Bit/Pixel = 5.242.880 Byte = 5 MiB
• 1920 * 1080 Pixel * 32 Bit/Pixel = 8.294.400 Byte = 7,9 MiB

Also reichten viele Jahre Grafikkarten mit 4 bis 8 MiB aus!

Die aktuellen großen Grafik-RAM (z.B. 2 GB, 4 GB, 6 GB, 8 GB, 12 GB, 16 GB, 20 GB, ...) wegen:

• 3D (Z-Puffer),
• Texturen (kleine Bitmaps für Oberflächen),
• Gitternetzmodelle (Koordinaten / Berechnungen),
• Kantenglättungsberechnungen (Anti-Aliasing, FSAA),
• physikalische Berechnungen
• ... (the list goes on)

Für zukunftssichere Grafikkarten empfehlen viele Online-Plattformen mindestens 12 GB Grafik-RAM.

Anm.: Grafikkarten quasi eigene kleine Spezialrechner!

Monitor - Anschlüsse

Auch für Monitore gilt, dass wir je nach Anwendungsgebiet (z.B. Office, Gaming, Bildbearbeitung, Video) sehr unterschiedliche technische Herausforderungen haben. Wir wollen uns wieder einen sauberen Einstieg und Überblick verschaffen.

Übersicht der Standardanschlüsse für Monitore:

• 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; inkl. Sound, UHD mit 60 Hz erst ab HDMI 2.0
• DVI - Digital Visual Interface
  DVI-A analog, DVI-D digital, DVI-I integrated A und D; Pinbelegungen 5+24, Dual Link ab ca. 1920 * 1200 Pixeln bis ca. 2600er-Auflösung, DVI ohne Ton, Adapter DVI-VGA für Analoge Displays/Röhren)
• DisplayPort - DP
  der aktuelle und zukunftsorientierte Port mit allen genannten Techniken und auch höchsten möglichen Auflösungen - bitte auf mindestens Version 1.2 achten für die neuen 4k/UHD-Monitore, damit 60 Hz möglich sind
• Thunderbolt

Anm.: HDCP (High Definition Copy Protection), alle Bauformen auch jeweils als Mini-Stecker am Markt

Spezialschnittstelle Tunderbolt 3 oder ganz aktuell in Einführung Ende 2021/Anfang 2022 Thunderbolt 4 (bzw. USB 4.0)
eine Schnittstelle, die "Alles vereint" mit Hilfe einer seriellen 40 GBit/s Schnittstelle - Supertechnik in vereinzelten Motherboards und Notebooks zu suchen und zu finden!

Anm.: meine aktuelle Empfehlung für eine zukunftssichere serielle Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle.

Monitor - Techniken

Röhrenmonitor: klassische "Röhre" (CRT - Cathod Ray Tube), baut Bild zeilenweise mittels Elektronenstrahl,
bei CRTs sind Bildwiederholraten (Vertikalfrequenzen) für ergonomische Darstellung (siehe TCO) mit >85 Hz nötig

Flachbildschirme: Überbegriff TFT (LCD, LED Technologien), Paneltechnologien (Beispiel: TN/DSTN vs. IPS),
Bilder werden als komplette Frames gewechselt, Bildwiederholraten ab 60 Hz (ggf. auch 75 Hz, 85 Hz max. siehe Unterlagen Monitore/Beamer)
Anm.: Monitor-Treiber nicht technisch notwendig, sondern für bessere OS-Konfiguration nutzbar

Wichtig: TFT-Monitore werden immer mit nativer Auflösung betreiben!
Größen von Schriften/Symbolen über das Betriebssystem anpassen (Skalierungen)

Merkmale für Monitor:

• Preis
• Größe/Abmessungen
• Pivot-Technik
• Reaktionsgeschwindigkeit (in ms)
• native Auflösung/Seitenverhältnis
• Anschlüsse

Bildschirmdiagonale in Zoll/Inch (1 Zoll entspricht 2,54 cm)

Auflösungen/Empfehlungen:

• 24'' (1920*1080 - FHD)
• 27''/28''/30+'' (2560*1440, 3830*2160) oder besser gleich
• 32'' mit UHD/4k (3840*2160, 4096*...)

Weitere Stichworte für Monitortechnik:

• Bedienbarkeit (OSD On Screen Display Menü)
• Stromverbrauch
• Oberfläche (matt / glänzend)
• Pixelfehlerklassen
• Paneltechniken (TN/DSTN, IPS, VA, PLS, OLED, ...)
• USB-Hub
• Audio-Ausgabe (Lautsprecher)
• Pivot-Fähigkeit
• Anzahl Eingänge / Eingangstechniken
• Wiederholraten
• Unterstützung von spez. Nvidia/AMD Techniken
• Farbreinheiten / Kalibrierfähigkeit

Gute Website für Monitore und Co: www.prad.de

Einfaches Online-Tool zum Monitor testen: https://www.eizo.de/monitortest/

INHALTE:

• BIOS bzw. UEFI

Die Firmware unserer PC-Technik ist von herausragender Bedeutung für die Nutzbarkeit, Effizienz und Sicherheit der Systeme.

BIOS / UEFI

... Firmware des Motherboards (Anm.: Screenshot zeigt AHCI Mode für SATA-Controller)

Beispielhafter Beitrag zu UEFI in c't Ausgabe 22 / 2018 "UEFI-BIOS im Griff" ab S. 108ff.

Rechner einschalten löst Reset aus und startet/lädt die Firmware des Motherboards:
POST: Power On Selftest (Selbstdiagnose)

Abarbeitung der Bootsequenz

Mögliche Bootmedien:

• HD 0, 1, 2, ...
• Floppy
• Optische LW
• USB-Sticks und -HDs
• Netzwerkboot mittel z.B. PXE/TFTP

Aufruf des BIOS-Setup über meist Entf / F2 / F8 / F11 - Tasten gemäß Handbuch der HardwareASUS und andere Hersteller

Seminarrechner (MSI): F8 für manuelles Boot-Popup-Menü mit Auswahl Startmedium (MSI: oft F11)

Die ausführlichen Erläuterungen zum BIOS/UEFI des Motherboard / Notebbook sind dem Handbuch (Manual) des Motherboards zu entnehmen. Solche Manuals mit UEFI (BIOS) Erläuterungen fehlen den allermeisten Komplettsystemen.

Die Konfiguration wird mittels Flash-Techniken von AMI, AWARD oder PHOENIX in Form von Flash-ROM / EEPROM (Electrically Eraseble Programmable ROM) umgesetzt, die eine Speicherung der Konfigurationen erlauben.

Speichern/Sichern der Einstellungen (Konfigurationen) des BIOS über CMOS-RAM (bzw. NVRAM) dessen Inhalt über Batterie auf Motherboard gepuffert wird (siehe auch RTC - Real Time Clock / Echtzeituhr)

Flashen von BIOS besprochen (verschiedene technische Varianten von den klassischen DOS-Startdisks bis hin zu "Live"-Flashen in Windows),
Gründe für notwendiges Flashen kennen:

• Systemstabilität
• neue Hardware (CPU, RAM, Grafik, ...)
• neue Einstellungen

UEFI - Universal Extensible Firmware Interface

... stellt eine aktualisierte (64-Bit-)Technik für neue Hardware dar. Das "Alte BIOS" ist unter der Haube aber noch vorhanden.

Unterstützung Booten von Platten >2,2 TB mit Hilfe von GPT (GUID Partition Table) Verwaltung, Unterstützung und optimale Zusammenarbeit mit modernen 64-Bit-Betriebssystemen

Kombinationen UEFI / Win 64-Bit / SSD starten so schnell, dass die F8-Taste für die Erweiterten Startoptionen von Windows nicht mehr funktioniert!
Hinweis: beim Installieren von Datenträgern "Win8/10-DVD" auf Auswahl mit UEFI-Option achten!

UEFI von MSI Z270-A PRO gezeigt und wieder: Hinweis auf Motherboard-Handbuch:
Anleitungen für Nutzung und Konfigurationsmöglichkeiten

Flashen eines BIOS/UEFI (WICHTIG: Vorgehensweise, Gründe zum Flashen kennen!)

Bedenken; "Never touch a running system - Niemals ein laufendes/funktionsfähiges System ohne Grund ändern"
Also: BIOS nur aktualisieren wenn wirklich Grund (z.B. meine neue CPU unterstützen, neue Hardware, neue Einstellungen, ...)

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!) 

INHALTE:

• Tools / Analysen
• Rechnerkonfigurationen / Zusammenstellungen
• c't
• Screenshots (aus Vorseminar)

Tools / Analysen

Wir konzentrieren und auf kostenlose Zusatztools oder Board-Software von Microsoft:

• Systeminformationen mit msinfo32 Tool Windows - in Befehlszeile: systeminfo
• CPU-Z (www.cpuid.com) - Registerkarten nachrecherchiert;
  Übung: eigenes TN-System analysiert
  Beispiele für Multiplikatoren für CPU-Taktraten:
  Grundtakt (hier 100 MHz) wird mit (meist) festen Multiplikatoren auf Standardtakt eines i5 7400 von 30* 100 MHz = 3000 MHz gebracht;
  Anm.: Technik EIST (Enhanced Intel Speedstep Technology) lässt Prozessor in Ruhe auf 8 * 100 MHz = 800 MHz "arbeiten"
  Dynamische Anpassung per Intel Boost Technik mit (z. B.) Multiplikatoren 8 bis 30 und 35 also CPU-Takten von 800 MHz bis 3000 MHz (Standardtakt) und 3500 MHz
• Task-Manager (Strg + Alt + Entf oder Rechte Maus auf Taskleiste) - Register Leistung
• Resourcenmanager (resmon.exe) - für die Anzeige von Auslastungen / freier Arbeitsspeicher

Alternative Tools: HWInfo64, Sisoft Sandra, HWMonitor, Aida/Everest (der Firma Lavalys - Kaufsoftware $$), ...

Trainings- und Recherche-Systeme

Die Trainees und Trainer bekamen in 2023 neue PC-Systeme mit Multi-Monitor-Ausstattung.

MSI PRO B660M-G DDR4

Ein Intel Board also mit Sockel 1700 und B660 Chipsatz. Das Board unterstützt hier DDR4, was Anfang letzten Jahres eine notwendige Preisentscheidung darstellte (Boards und DDR5 überproportional teuer).

Weitere Infos findet man bei MSI unter https://de.msi.com/Motherboard/PRO-B660M-G-DDR4

MSI_PRO_B760M-P bzw. MSI_PRO_B760M-P DDR4

Es bietet sich an nicht nur das genutzte System, sondern auch den technischen Nachfolger genauer zu inspizieren. Hier haben wir uns im Seminar nach Preisrecherche für das MSI PRO B760M-P entschieden.

Weitere Infos findet man bei MSI unter https://de.msi.com/Motherboard/PRO-B760M-P-DDR4

Und für die DDR5 Variante bei MSI unter https://de.msi.com/Motherboard/PRO-B760M-P

Rechnerkonfigurationen / Zusammenstellungen

Anhand von c't Artikeln (z.B. Skylake Bauvorschläge "Wünsch Dir was fürs Büro - Bauvorschläge für preiswerte und leise Office-PCs"; c't 17/2018 S. 114ff. (Link)
Oder: Vergleich aktueller LowCost-Prozessoren Intel vs. AMD (ca. 60 Euro für Gesamtsysteme mit ca. 500 Euro c't 11/2016) und mit Hilfe von Online-PC-Konfiguratoren (siehe z.B. PC-Konfigurator alternate.de)

Kaufberatung in c't 24/2019 (09.11.2019) - wird normaler Weise regelmäßig in der c't aktualisiert!

Beispielhafte Links zu Beiträgen der c't zum Thema "Optimaler PC"

• Link: Beitrag "Der optimale PC 2020" (c't Ausgabe 24 aus 2019)
• Link: Beitrag "Der optimale PC 2022"  (c't Ausgabe 24 aus 2021)
• Link: Beitrag "Der optimale PC 2024" (c't Ausgabe 28 aus 2023)

Zeitschrift c't

Zeitschrift für Computertechnik aus dem Heise Verlag - Specials zum Schwerpunktthema "Hardware"

Neben den 14-tägigen Standardausgaben gibt es aus dem Heise-Verlag auch weitere Spezielausgaben/Themenausgaben.

Aktueller (2024) Hardware Guide https://shop.heise.de/ct-hardware-tipps-2024/pdf

Für Technik-Interessierte und Fachleute in der IT stellt die c't meiner Meinung nach eine wertvolle und wichtige Informationsquelle dar.

Ich halte an dieser Stelle auch die Vorgängerausgaben der c't zum Themengebiet Hardware-Tipps / Hardware-Guide vor:

Solche Specials werden auch von alternativen Zeitschriften angeboten (PC Welt, PC Magazin, Chip).

Screenshots

Die Teilnehmer bekommen aus meinen Seminaren ausführlichen Screenshotssammlungen der Seminartage (200+ am Tag).

An dieser Stelle will ich einfach mal beispielhafte Screenshots einbinden, wie ich sie über viele Jahre zu meinen Beiträgen integriert habe.

Bastel-Donnerstag

Wenn wir die Techniken für komplette Systeme erarbeitet haben, können wir uns im Seminar dem sogenannten Bastel-Donnerstag widmen.

Zur Einstimmung ein paar Video und Infos. Viele weitere und aktuelle Videos in meinem OneNote Notizbuch zum Zertifikat FITSN - siehe Kapitel PC Technik und Konfiguration - PC Builds

• PC Zusammenbauen 2019!! - ANLEITUNG für Intel & AMD (Deutsch) (Version 2019)
• Video - PC Zusammenbauen in 10 Min (Version 2017 / 2018 )
• [Gaming PC Anfang 2022] Ca. 1200 € - eigentlich 1000€ - aber aktuell startk überhöhte Grafikpreise
  "Wie baue ich einen Gaming PC zusammen" inklusive Link zu Teilesammlung.

• [Problem / Fehler beim Zusammenbau] Youtube HardwareDealz
  PC Zusammenbau FAILS!! Die häufigsten Fehler beim zusammenbauen...

Ziel: praktische Erfahrungen mit den erlernten Techniken! Ablaufplanung für Praxistag wird mit den TN koordiniert.

BASTELSYSTEME der VHS Braunschweig

Die VHS BS stellt über Jahrzehnte immer wieder mal Präsenzexemplare zum Basteln bereit!

[2024] 💻 Aktuelle Technik zum Basteln - 7th Gen Intel

Die VHS Braunschweig stellt drei ausgesonderte Raum 2.11 PC (HW-Wechsel Mitte 2023) zur Verfügung! Es handelt sich hier immerhin um 7. Generation Intel (Sockel 1151)!

Das wird im Seminar auch noch vertieft recherchiert. An dieser Stelle schon mal die Basisinfos zur Orientierung:

• Mainboard MSI B250M PRO-VD (MS-7A74) 
  MSI Website: https://de.msi.com/Motherboard/B250M-PRO-VD/Specification
  Hardware der Vorausstattung Raum 2.11 Standard-PCs VHS BS
• Intel Plattform LGA 1151 - Intel(R) Core(TM) i5-7400 CPU @ 3.00GHz
  Northbridge Intel Kaby Lake rev. 05
  Southbridge Intel B250 rev. 00
  PCIe v 3.0
• Arbeitsspeicher DDR4 2 * 8 GB (16 GB)
• Samsung SSD 850 EVO 500GB
• Betriebssystem (natürlich) Microsoft Windows 10 - Professional 64-bit
  Hinweis: die 7400er Intel sind nicht (offiziell) Windows 11 kompatibel!

[PRE 2024] 💻 Alte Technik zum Basteln

• HW-Erkennung (siehe PnP)
• Netzteiltechniken (siehe Netzteil)
• Fachbegriffe

Fachbegriffe

... in loser Sammlung zum Bastel-Donnerstag:

• Netzteile (Effizienz - siehe 80+, Leistung in Watt, Kabel)
• Gehäuse-Eigenschaften (Größe, Stabilität, Erweiterbarkeit, Verarbeitung)

Vorgehensweise bei Ausbau-/Umbau-/Zusammenbau von Systemen,
alle Kabel auch für Legacy-Techniken: Floppy (34 pol), IDE (parallel, 40 pol., Master / Slave für IDE-Technik; Jumper, Orientierung Kabel, Pin 1)

Anm. Nov 2017: 40 pol IDE/EIDE Parallel-ATA Technik stirbt aus und wurde nicht mehr intensiv gezeigt!
Verbindungen Gehäuse mit Signal-Panelleiste Motherboard (sehr praktisch: Quick-Connector ASUS)

Analyse der vor-installierten Windows-10-Systeme mit Windows Bordmitteln:

Übersicht mittels Win-Tastenkombi Win + X oder mittels Systemkonfiguration (msconfig.exe - Register Tools)
Systeminformationen (msinfo32.exe)

Management-Konsolen:

• devmgmt.msc (Gerätemanager)
• diskmgmt.msc (Datenträgerverwaltung)
• compmgmt.msc (Computerverwaltung - mehrere gemeinsame Konsolen - "Schweizer Messer")

Datenträger verwalten

erste Einblicke - Datenträgerverwaltung ( diskmgmt.msc ) - Fachbegriffe (Partitionen, Dateisysteme, Formatieren)

technisch:

• erst (SATA-)Controller erkennt technisch Datenträger (siehe Übersicht im BIOS/UEFI zu Laufwerken)
• dann Partitionieren (siehe Windows Datenträgerverwaltung oder Befehlszeilentool diskpart )
• dann Formatieren mit Dateisystem (Filesystem): FAT12, FAT16, FAT32 (VFAT), NTFS oder Nicht-Microsoft-FS (ext2/ext3/ext4, BtrFS, HFS+, ...)

Videos

... Beipiele zum Selbstlernen

zu "Preis-/Leistungssystem" auf Basis eines 7th Generation i5 Systems (Motherboard mit B150 Chipsatz) von Youtube-Channel LinusTechTips (engl.)
zwar gesponsort (Intel, BeQuiet, ...) aber dennoch sehr ordentlich und qualitativ hochwertig und unterhaltsam

Alternative (deutsche) Videos/Anleitungen lassen sich leicht auf Youtube finden (Stichworte: Kaby Lake bzw. Coffee Lake System bauen, ...)

[Gaming PC Anfang 2022]
Ca. 1200 € - eigentlich 1000€ - aber aktuell startk überhöhte Grafikpreise - "Wie baue ich einen Gaming PC zusammen" inklusive Link zu Teilesammlung.

[Problem / Fehler beim Zusammenbau]
Youtube HardwareDealz - PC Zusammenbau FAILS!! Die häufigsten Fehler beim zusammenbauen...