Fernlehrgang Computertechnik

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Zielgruppe   Ausbildungsziel   Vorkenntnisse   Dauer/Umfang   Abschluss/Zeugnis   Gebühren   Lehrplan

 

An wen wendet sich der Lehrgang?

Der Lehrgang soll dem bestehenden Mangel an Computertechnikern abhelfen und wendet sich:

an jeden, der Service-Techniker für Computer werden möchte und mit dem Reparieren, Konfigurieren
und Installieren von PCs und Peripheriegeräten Geld verdienen will
PC-Fachhändler, Software- und Systemhäuser.
Fachverkäufer im Computerhandel, die ihren Service verbessern, ihr Leistungsangebot steigern und
ihre Kunden qualifiziert beraten wollen.
Betriebe und Unternehmen jeder Art, die Computer einsetzen und durch Ausbildung von Mitarbeitern
die Wartung und Erhaltung der Betriebsbereitschaft, sowie die kurzfristige Behebung von Störungen
und Ausfällen sicherstellen wollen.
Fachleute verwandter Berufsbereiche, wie z.B. Telekommunikation, Fernsehtechnik, Elektronik, Funkmeßtechnik, Steuerungstechnik u.a., die sich weiterbilden und die speziellen Kenntnisse der Computertechnik aneignen wollen.
Facharbeiter, Angestellte und andere Mitarbeiter in Betrieben, die durch Steigerung ihrer Qualifikation
eine höhere Wertschätzung an ihrer Arbeitsstelle und Einkommensverbesserungen anstreben oder ihre
Chancen auf dem Arbeitsmarkt allgemein verbessern möchten

 

Ausbildungsziel

Service-Techniker für Personalcomputer und Peripherie

Servicetechniker für Computer ist derzeit kein Lehrberuf. Üblicherweise wurden solche Techniker früher von den Herstellern ausgebildet. Das geschieht zum Teil auch heute noch.

Inzwischen gibt es jedoch zahlreiche Hersteller bzw. unzählige No-Name-Produkte im DV-Bereich, deren Hersteller, Importeure oder Großhändler keinerlei Techniker-Schulung anbieten. Einige Seminarveranstalter haben sich auf die Ausbildung von Technikern spezialisiert; jedoch sind diese Seminare sehr kosten- und zeitaufwendig.

Infolge der ernormen Zunahme von PCs in allen Bereichen der Wirtschaft und ebenso im privaten Sektor steht die Zahl der gut ausgebildeten Techniker bei weitem nicht mehr im angemessenen Verhältnis zur Anzahl der benutzten Computer. Qualifizierte Computertechniker werden gesucht und haben ausgezeichnete berufliche Möglichkeiten.
Die Qualifikation Computer-Techniker kann jeder erwerben, der einen gesunden Menschenverstand besitzt und Interesse an moderner Technik hat.

Erwerb von weitreichenden Kenntnissen der modernen Computertechnik und ein tieferes Verständnis für Aufbau und Arbeitsweise von Computern allgemein.
Erwerb von Grundlagenkenntnissen, um auch mit der künftigen Entwicklung der Technik Schritt zu halten.
Erwerb von Kenntnissen und Fähigkeiten, um Fehlersituationen bei Personalcomputern und Peripheriegeräten beurteilen und in der Praxis beheben zu können.
Erwerb von Kenntnissen und Fähigkeiten, um Personalcomputer, Peripherie, Zubehör und Programme unter Berücksichtigung vorgegebener Anforderungen für den Betrieb in der Praxis und nach Erfordernissen der Zuverlässigkeit beurteilen und auwählen zu können. Dazu gehören ebenso Kenntnisse über die fachgerechte Installation und die Fähigkeit, den weitgehend störungsfreien Betrieb und die schnelle Fehlerbeseitigung zu organisieren.

 

 

Vorkenntnisse

Der Lehrgang vermittelt die Kenntnisse, die ein Service-Techniker für Personal- Computer und Peripheriegeräte braucht. Um am Lehrgang erfolgreich teilnehmen zu können, sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich. Es genügt der Hauptschulabschluß. Kenntnisse und Fertigkeiten auf dem Gebiet der Elektronik und Grundkenntnisse im Umgang mit dem PC sind von Vorteil.

Was sollten Sie sonst noch mitbringen? Einen gesundem Menschenverstand. Interesse und Aufgeschlossenheit gegenüber neuen Technologien und nicht gerade "zwei linke Hände".

Da es sich um einen Praxis-Lehrgang handelt, sollten Sie Zugang zu einem PC haben (IBM oder kompatibel). Zum Aufbau der Prüfgeräte brauchen Sie ein paar Werkzeuge: Lötkolben, Seitenschneider, Spitzzange...

Teilnehmer mit guten fachlichen Vorkenntnissen können das Studium abkürzen.
Die Vorkenntnisse müssen allerdings in einer kurzen schriftlichen Aufnahmeprüfung nachgewiesen werden. Die Bedingungen und Aufgaben für diese Prüfung schicken wir Ihnen auf Anforderung zu.

 

Dauer und Umfang

Die Regelstudienzeit beträgt 18 Monate.
Sie müssen aber nicht alles in dieser Zeit durcharbeiten. Sie können sich durchaus auf Ihr spezielles Gebiet konzentrieren und für Sie weniger Nützliches oder weniger Interessantes zunächst auslassen.
Für die Einsendung der Hausaufgaben zur Korrektur und Bewertung haben Sie in jedem Falle ausreichend Zeit zur Verfügung. Erschrecken Sie also nicht vor dem Umfang des Materials.

Das komplette Lehrmaterial besteht aus:
18 Lehrbriefe





6 Begleitbücher
einschl.
1 Ausrüstungsübersicht

Fehlersuch-Handbuch
Fehlersuche, Erkennung und Behebung
insgesamt ca. 1 700 Seiten
200 Hausaufgaben (Korrekturaufgaben)
60 Aufgaben der Abschlußprüfung

ca. 1 900 Seiten



ca. 1 000 Seiten
Software: Testprogramm PC-Diagnose
Datenbasis
Rechenhilfsprogramm
Diagnose- und Fehlersuchhilfen
Hardware: Bausatz Diagnose-Adapter
Bausatz Kabeladapter
Der Teil Fehlersuche, -Erkennung und -Behebung (Fehlersuch-Handbuch) ist in 5 Abschnitte unterteilt:
I (P/S)

II (M)
III (W)
IV (N)
V
Prozeduren und Symptome (Testen, Prüfen, Tauschen)
Meßtechnische Fehlersuche
Planmäßige Wartung
Nachschlagewerk *
Planen, Auswählen, Vorbereiten

* Dieser Abschnitt wird durch das Programm Diagnose- und Fehlersuchhilfen ergänzt. Alle Fehler können im PC ebenso abgefragt werden wie die Fehlerbehebung.

 

 

Abschluss und Zeugnis

Am Ende des Lehrgangs erhalten Sie nach Ablegung einer schriftlichen Heimprüfung das Fachlehrgangs-Abschlußzeugnis.

Der Lehrgang wurde von der Staatlichen Zentralstelle für Fernunterricht (ZFU) in Köln geprüft und
unter der Nummer 643694 zugelassen.

 

 

Lehrgangsgebühren und Anmeldung

Für jedermann erschwingliche Lehrgangsgebühren!
Unter Kostengesichtspunkten ist der Fernunterricht
anderen Weiterbildungsformen deutlich überlegen.
Einen Fernlehrgang kann sich jeder leisten, ob nun zur beruflichen Fortbildung oder "nur" aus Interesse an der Technik.

Die Lehrgangsgebühren:

Computertechnik (mit Hard- und Software)        18 Monatsraten zu je EUR 96,-

 
Computertechnik (ohne Hardware, mit Software)       18 Monatsraten zu je EUR 86,-
 
(Sondertarife und Förderungsmöglichkeit durch den Berufsförderungsdienst der Bundeswehr finden Sie
auf dem Anmeldeformular.)

Sie können jederzeit mit diesem Fernlehrgang beginnen.
Dazu benötigen wir die von Ihnen ausgefüllte und unterschriebene Studienanmeldung.

 

Lehrplan

Inhalt Lehrbrief 1

1. Einführung
 
1.1. Chancen im PC-Service
 
1.2. Neue Herausforderungen und Chancen -
   Vernetzung und Diversifizierung
 
1.3. Szenarien
 
1.4. Woran man wohl nicht immer gleich denkt...
 
2. Der Computer als Gegenstand des Lehrgangs
 
3. Welche Voraussetzungen müssen Sie mitbringen?
 
3.1. Was sollten Sie wissen und können?
 
3.2. Welche Ausrüstung brauchen wir?
 
4. Ziele des Lehrgangs
 
5. Grundbegriffe: ein einführender Überblick
 
5.1. Grundbegriffe der Computertechnik
 
5.1.1. Allgemeinbegriffe
 
5.1.2. Begriffe der Darstellungsweise und Dokumentation
 
5.1.3. Begriffe der Struktur
 
5.1.4. Begriffe der Arbeitsweise
 
5.2. Begriffe der Technologie
 
5.3. Wichtige Maßangaben, Kenngrößen und technische Daten
 
5.4. Grundbegriffe von Service, Wartung und Fehlersuche
 
5.4.1. Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Servicefreundlichkeit (RAS)
 
5.4.2. Allgemeinbegriffe des Instandhaltungswesens
 
6. Geschichte, Gegenwart, Zukunft
 
6.1. Zur Geschichte des Computers
 
6.2. Die Entwicklung der PC-Szene seit Mitte der 90er Jahre
 
6.2.1. Wieviele PCs gibt es?
 
6.2.2. Wer kann da noch mithalten?
 
6.3. Aufgaben und Chancen im PC-Service
 
6.3.1. Allgemeine Tendenzen
 
6.3.2. Besonderheiten des deutschen PC-Marktes
 
6.3.3. PC-Service als Dienstleistung
 
6.3.4. Systembetreuung (Systemadministration) und Systemwartung im Unternehmen
 
6.3.5. Die zu betreuenden Systeme
 
7. Zur Fachsprache
 
Anhang 1: Grundzüge des Fachrechnens
 
Anhang 2: Lehrbeispiele
 
Anhang 3: Internet-Adressen - eine erste Auswahl
 
Anregungen zur praktischen Selbstbetätigung
 
ESD-Vorkehrungen und Arbeitschutz
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Kontrollfragen
 

Inhalt Lehrbrief 2

1. Hauptplatinen (Motherboards)
 
1.1. Wie sehen Motherboards aus?
 
1.2. Die Schaltungstechnik der Motherboards
 
1.3. Periphere Einrichtungen auf dem Motherboard
 
1.3.1. Grundausstattung
 
1.3.2. Die Plattform-Peripherie der kompatiblen PCs
 
1.3.3. Das BIOS
 
1.3.4. Hochintegrierte Motherboard-Schaltkreise (Chipsets)
 
1.4. Praxisfragen
 
1.4.1. Was müssen wir wirklich wissen?
 
1.4.2. Wie sind Motherboards dokumentiert?
 
1.4.3. Wie erschließen wir uns die Funktionsweise?
 
2. Prozessoren
 
2.1. Prozessorfamilien
 
2.1.1. Die Prozessoren der Personalcomputer
 
2.1.2. Der aktuelle Industriestandard: IA-32
 
2.1.3. Andere Prozessorfamilien und Systemarchitekturen
 
2.1.4. Vermischte Anmerkungen
 
2.2. Die Interfaces der Prozessoren
 
2.2.1. Adressen
 
2.2.2. Daten
 
2.2.3. Steuersignale
 
2.2.4. Unterbrechungen
 
2.2.5. Takt
 
2.2.6. Rücksetzen
 
2.2.7. Sonderfunktionen
 
2.2.8. Fehlerkontroll- und Testfunktionen
 
2.2.9. Bezeichnungsweise von Buszyklen
 
2.2.10. Mehrfachnutzung von Leitungen
 
2.2.11. Leistungskennwerte
 
2.3. Bauformen von Prozessoren
 
2.3.1. Herkömmliche Prozessoren
 
2.3.2. Pentium II/III
 
2.3.3. Prozessoren für portable Systeme
 
2.4. Mehrprozessoranordnungen
 
3. Speichersubsysteme
 
3.1. Grundbegriffe
 
3.2. Die Direktzugriffsspeicher - ein Überblick
 
3.2.1. Festwertspeicher (ROM)
 
3.2.2. Arbeitsspeicher (RAM)
 
3.2.3. Schnellspeicher (Caches)
 
3.2.4. RAMs mit Datenerhalt
 
3.3. Prinzipien der Speichererweiterung
 
3.3.1. Speichererweiterung mit steckbaren Schaltkreisen
 
3.3.2. Speichererweiterung mit Steckkarten
 
3.3.3 Speichermoduln
 
3.3.4 Grenzen der Erweiterbarkeit
 
3.3.5. Erweiterung des externen Caches
 
3.3.6. Speicherkarten
 
3.4. Die Speicherausstattung üblicher PCs
 
3.4.1. ROM
 
3.4.2. RAM mit Datenerhalt (CMOS-RAM)
 
3.4.3. Externe Caches
 
3.4.4. RAMs
 
3.5. Entwicklungstendenzen
 
4. Bussysteme
 
4.1. Die Bussysteme der PCs
 
4.2. Der ISA-Bus
 
4.2.1. Signale und Slots
 
4.2.2. Steckkarten
 
4.2.3. Konfigurationspraxis
 
4.2.4. Plug&Play-Karten
 
4.2.5. Kein ISA-Bus mehr?
 
4.2.6. Der Einfachbus auf dem Motherboard: der X-Bus
 
4.2.7. Der Nachfolger auf dem Motherboard: LPC
 
4.3. PCI
 
4.3.1. Signale und Slots
 
4.3.2. Steckkarten
 
4.3.3. PCI-Konfigurationen
 
4.3.4. Der PCI-Bus im PC des Massen-Marktes
 
4.4. AGP
 
4.4.1. Signale und Slots
 
4.4.2. Steckkarten
 
4.4.3. AGP-Konfigurationen
 
4.4.4. AGP mit 2 Graphik-Einrichtungen
 
4.5. Entwicklungstendenzen
 
Anhang 1: Zur Entwicklungsgeschichte der PC-Prozessoren
 
Anhang 2: Moderne PC-Prozessoren
 
Anhang 3: Die verschiedenen Speicherbereiche bzw. -arten des kompatiblen PCs
 
im Überblick
 
Anhang 4: Zur Entwicklungsgeschichte der PC-Bussysteme
 
Anhang 5: Internet-Adressen
 
Anregungen zur praktischen Selbstbetätigung
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Kontrollfragen
 

Inhalt Lehrbrief 3

1. Überblick
 
2. Standard-Interfaces
 
2.1. Was ist ein Standard?
 
2.2. Wie entsteht ein allgemein verbreiteter - offener - Standard?
 
3. Einige Grundbegriffe
 
3.1. E-A-Steuerschaltungen
 
3.2. Steuerschaltkreise
 
3.3. Handshaking
 
3.4. Programmsteuerung
 
3.5. Interfacewandler
 
4. Typische PC-Interfaces
 
4.1. Serielle Schnittstelle (RS232- bzw. V24-Interface)
 
4.1.1. Zweckbestimmung
 
4.1.2. Die Anordnung im PC
 
4.1.3. Zur Funktionsweise
 
4.1.4. Technische Ausführung
 
4.1.5. Elektrische Ausführung
 
4.2. Die parallele Schnittstelle (Centronics-Interface)
 
4.2.1. Zweckbestimmung
 
4.2.2. Die herkömmliche Parallelschnittstelle im PC
 
4.2.3. Zur Funktionsweise
 
4.2.4. Der Standard IEEE 1284
 
4.2.5. Technische Ausführung
 
4.2.6. Mehrere Geräte an einem Interface
 
4.2.7. Elektrische Ausführung
 
4.3. Das IDE/ATA-Interface
 
4.3.1. Zweckbestimmung
 
4.3.2. Die Anordnung im PC
 
4.3.3. Zur Funktionsweise
 
4.3.4. Technische Ausführung
 
4.3.5. Elektrische Ausführung
 
5. SCSI - ein universelles Hochleistungs-Interface
 
5.1. Zweckbestimmung
 
5.2. Zur Funktionsweise
 
5.3. Technische Ausführung
 
6. Serielle Bussysteme
 
6.1. Überblick
 
6.2. USB
 
6.3. IEEE1394
 
7. Speicherkarten-Interfaces
 
7.1. PC Cards
 
7.2. Das PC-Card-Interface
 
7.3. Miniaturisierte Kartenformate
 
8. Weitere Interfaces im Überblick
 
8.1. IEEE 488
 
8.2. Interfaces für Bildschirmsysteme (3270, 5250, VT100)
 
Anhang: Internet-Adressen
 
Anregungen zur praktischen Selbstbetätigung
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Kontrollfragen
 

Inhalt Lehrbrief 4

1. Ausführungsformen
 
1.1. PC-Typen
 
1.1.1. Überblick
 
1.1.2. Formfaktoren
 
1.1.3. Qualitätsmerkmale
 
1.1.4. Kompaktbauweise oder aufgelöste Bauweise
 
1.1.5. PCs mit besonderer Formgestaltung (Design-Computer)
 
1.2. Ortsfeste PCs
 
1.2.1. Tischgeräte (Desktop-Bauweise)
 
1.2.2. Beistellgeräte (Deskside- bzw. Tower-Bauweise)
 
1.3. Portable Computer
 
1.4. Sehr kleine Computer
 
1.5. Industrie-PCs und andere "Ruggized Systems"
 
1.6. Schrankbauweisen
 
2. Stromversorgung
 
2.1. Versorgungsspannungen und Strombedarf
 
2.2. Netzbetrieb
 
2.2.1. Netzanschluß
 
2.2.2. Netzteile
 
2.2.3. Netzstörungen und Mittel der Abhilfe
 
2.3. Batterien und Akkumulatoren
 
2.4. Stromsparen
 
3. Kühlung
 
4. Konstruktive Auslegung
 
4.1. Motherboards
 
4.1.1. Überblick
 
4.1.2. AT-Motherboards
 
4.1.3. Baby-AT-Motherboards
 
4.1.4. ATX-Motherboards
 
4.1.5. LPX-Motherboards
 
4.1.6. NLX-Motherboards
 
4.1.7. Die WTX-Spezifikation
 
4.1.8. Problemstellen herkömmlicher Motherboards und PCs
 
4.2. Weitere Formfaktoren
 
4.2.1. Single-Board- bzw. All-in-One-Computer
 
4.2.2. Systeme mit passiven Verdahtungsplatinen (Backplanes)
 
4.2.3. PC/104 und PC/104-Plus
 
4.2.4. CompactPCI und IndustrialPCI (IPCI)
 
4.3. Gehäuse
 
4.3.1. AT- und ATX-Gehäuse
 
4.3.2. Das 19-Zoll-System
 
4.4. Einschubsysteme
 
4.4.1. Herkömmliche Laufwerkseinschübe
 
4.4.2. Die Device-Bay-Spezifikation
 
5. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
 
6. Systemverwaltungsvorkehrungen
 
6.1. Systemverwaltungsspezifikationen
 
6.2. Hardwareseitige Spezifikationen
 
7. Leistungsbewertung
 
7.1. Was wollen wir bewerten?
 
7.2. Grundlagen der Leistungsbewertung
 
7.3. Leistungsbewertung von Prozessoren
 
7.3.1. Befehlsausführungszeiten nach Datenblatt
 
7.3.2. Befehlsausführungszeiten nach Wahrscheinlichkeiten (Instruction Mix)
 
7.3.3. Benchmarks
 
7.4. Leistungsbewertung von Plattenspeichern
 
7.5. Leistungsbewertung des Video-Subsystems
 
7.6. Wie kommen wir zu Leistungsangaben?
 
7.6.1. Direktes Messen
 
7.6.2. Benchmarks selbst schnitzen
 
7.6.3. Literatur
 
8. Systemkonfigurationen
 
8.1. Einzelsysteme
 
8.2. Mehrere Einzelsysteme
 
8.3. Mehrplatzsysteme
 
8.4. Netzwerke
 
8.5. Moderne Systemlösungen
 
8.5.1. Mehrplatz- oder Netzwerksystem, dünn oder dick?
 
8.5.2. Netzwerk-PCs (Net-PCs)
 
8.5.3. Netzcomputer
 
8.5.4. Windows-Terminals
 
8.5.5. Server
 
Anhang 1: Moderne PC-Spezifikationen
 
Anhang 2: Internet-Adressen
 
Anregungen zur praktischen Selbstbetätigung
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen der Kontrollfragen
 

Inhalt Lehrbrief 5

1. Der Computer aus der Sicht des Programmierers
 
1.1. Rechnerarchitektur und Programmiermodell
 
1.2. Belegung der Adreßräume
 
1.2.1. Der Speicheradreßraum
 
1.2.2. Der E-A-Adreßraum
 
1.3. Nutzung und Steuerung der Peripherie
 
1.4. Anwendungssoftware
 
1.5. Die Software-Plattform
 
1.5.1. Woraus besteht eine Software-Plattform?
 
1.5.2. Systemphilosophien
 
1.5.3. Plattformstrukturen
 
1.5.4. 8 - 16- 32 - 64 Bits
 
2. Funktionen der Plattform
 
2.1. Kaltstart und Initialisierung
 
2.2. Laufzeitvergabe
 
2.2.1. Nutzer und Anwendungsprogramme
 
2.2.2. Prinzipien der Laufzeitzuteilung
 
2.2.3. Gegenseitige Behinderungen
 
2.2.4. Was ist eine Task?
 
2.3. Betriebsmittelverwaltung
 
2.3.1. Speicherverwaltung
 
2.3.2. Geräteverwaltung
 
2.4. Gerätesteuerung (E-A-Subsystem)
 
2.4.1. Die Sichtweise der Anwendungssoftware: die logische E-A-Steuerung
 
2.4.2. Was letzten Endes zu leisten ist: die physische E-A-Steuerung
 
2.4.3. Die "intelligente" E-A-Steuerung
 
2.4.4. Die E-A-Steuerung in den ersten PCs
 
2.4.5. Die E-A-Steuerung in modernen PCs
 
2.4.6. Gerätetreiber und Narrenfreiheit
 
2.5. Dateisystem
 
2.5.1. Die Datei und ihre Entwicklungsgeschichte
 
2.5.2. Moderne Dateisysteme
 
2.5.3. Dateien und Laufwerke
 
2.5.4. Das herkömmliche Dateisystem der PCs
 
2.5.5. Die FAT-Plattenspeicherorganisation
 
2.5.6. Installierbare Dateisysteme
 
2.5.7. NTFS (Kurzübersicht)
 
2.6. Programmunterstützung
 
2.6.1. Benutzeroberfläche
 
2.6.2. Anwendungsprogrammschnittstellen
 
2.6.3. Bibliotheksfunktionen und Laufzeitsysteme
 
2.7. Hilfs- und Dienstfunktionen
 
2.7.1. Hardwareverwaltung
 
2.7.2. Softwareverwaltung
 
2.7.3. Abrechnung und Leistungsmessung
 
2.7.4. Fehlermaßnahmesystem
 
2.7.5. Datensicherung
 
2.7.6. Ablaufautomatisierung
 
2.8. Weitere Begriffe und Konzepte - ein Überblick
 
2.8.1. Datei- und Objektorientierung
 
2.8.2. Transaktionsorientierung
 
2.8.3. Abfrage- und Ereignissteuerung
 
2.8.4. Fragmentierung
 
2.8.5. Kommunikationsdienste
 
2.8.6. Der virtuelle Speicher
 
2.8.7. Noch intelligentere Ein- und Ausgabe
 
2.8.8. Reale und virtuelle Maschinen
 
3. Software-Schnittstellen
 
3.1. Software-Funktionen aufrufen
 
3.1.1. Prinzipien des Aufrufs
 
3.1.2. Parameterübergabe und Ergebnisrückgabe
 
3.1.3. Programmverschiebung und dynamische Programmverbindung
 
3.2. Schutzvorkehrungen
 
3.2.1. Die einfachste Lösung: zwei Zustände
 
3.2.2. Die ausgebaute Lösung: mehrere Privilegierungsstufen ("ringförmiger Schutz")
 
3.3. Software-Schnittstellen der PC-Plattformen
 
3.3.1. BIOS und DOS
 
3.3.2. Moderne Plattformen
 
3.3.3. Gerätetreiber aufrufen
 
4. Programmiersprachen und Entwicklungsumgebungen
 
4.1. Assembler
 
4.2. Höhere Programmiersprachen
 
4.3. Entwicklungsumgebungen
 
Anregungen zur praktischen Selbstbetätigung
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Konrollfragen
 

Inhalt Lehrbrief 6

1. Begriffsbestimmung
 
1.1. Rechnerarchitektur und Programmiermodell
 
2. Wichtige Architekturmerkmale im Überblick
 
2.1. Programmiermodelle
 
2.2. Wichtige Architekturmerkmale im Überblick
 
2.3. Mehrere Programmiermodelle in einer Architektur
 
3. Das grundsätzliche Programmiermodell
 
des typischen Universalrechners
 
3.1. Datentypen
 
3.2. Registersatz
 
3.3. Befehlsformate
 
3.4. Befehlsvorrat (Befehlsliste)
 
3.5. Speicheradressierung
 
3.6. Speicherorganisation
 
3.7. Unterbrechungssteuerung
 
4. Konventionen und Erwartungen
 
zur Nutzung der Architekturmerkmale
 
Anregungen zur praktischen Selbstbetätigung
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben

Inhalt Lehrbrief 7

1. Einführung
 
1.1. Die Struktur des klassischen Einzelprozessors
 
1.1.1. Prozessoren im Blockschaltbild
 
1.1.2. Der klassische Einzelprozessor
 
1.2. Grundsätzliche Leistungsgrenzen
 
1.3. v. Neumann-Architektur und Harvard-Architektur
 
1.4. Steuerflußprinzip und Datenflußprinzip
 
1.5. Skalar- und Vektorverarbeitung
 
1.6. CISC und RISC
 
2. Befehlsablaufsteuerung im Einzelprozessor
 
2.1. Was sind Steuerwirkungen?
 
2.2. Direkte Steuerung
 
2.3. Sequentielle Steuerung (Folgesteuerung)
 
2.4. Mikroprogrammsteuerung
 
2.4.1. Adressierung der Mikrobefehle
 
2.4.2. Mikrobefehlsformate
 
2.4.3. Mikroprogrammsteuerung für höchste Leistung
 
2.4.4. Direkte, sequentielle und Mikroprogrammsteuerung - was ist schneller?
 
2.4.5. Mikroprogramme ändern
 
2.4.6. Mikroprogrammierung für den Anwender?
 
2.4.7. Die Mikroprogrammsteuerung der PC-Prozessoren
 
2.4.8. Mikroprogrammsteuerung, RISC, VLIW?
 
2.5. Architekturnachbildung (Emulation)
 
3. Leistungssteigerung im Einzelprozessor
 
3.1. Überblick
 
3.2. Leistungssteigerung im klassischen Einzelprozessor
 
3.2.1. Vermeiden von Wartezuständen
 
3.2.2. Pipelining
 
3.2.3. Befehlspipelining
 
3.2.4. Die klassische Verarbeitungspipeline: Vektorverarbeitung 3.3. Mehrfachverarbeitung (SIMD)
 
3.4. Der innewohnende (inhärente) Parallelismus
 
3.4.1. Den innewohnenden Parallelismus erkennen
 
3.4.2. Superskalarmaschinen
 
3.4.3. Superpipelining
 
3.4.4. Prinzipien der Datenflußsteuerung
 
3.5. Universal- und Spezialprozessoren
 
4. Wirkprinzipien moderner Hochleistungsprozessoren
 
4.1. Ablaufbeschleunigung
 
4.1.1. Sprungvorhersage (Branch Prediction)
 
4.1.2. Sprungziel- und Rückkehrpuffer
 
4.1.3. Voreilende Befehlsausführung (Speculative Execution)
 
4.1.4. Übergehen der Ausführungsreihenfolge
 
4.1.5. Datenweitergabe
 
4.1.6. Registerumbenennung (Register Renaming)
 
4.1.7. Befehlserledigung (Instruction Retirement)
 
4.2. Moderne IA-32-Prozessoren
 
4.2.1. Überblick
 
4.2.2. P6 (Intel)
 
4.2.3. K6 und Athlon (AMD)
 
4.2.4. Crusoe (Transmeta)
 
4.3. Expliziter Parallelismus: IA-64
 
Anregungen zur praktischen Selbstbetätigung
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 8

1. Grundlagen der Speichersubsysteme
 
1.1. Überblick
 
1.2. Anforderungen an Speichersubsysteme
 
1.2.1. Kennwerte
 
1.2.2. Anforderungen an ein ideales Speichersubsystem
 
1.2.3. Anforderungen an reale Speichersubsysteme
 
1.3. Arbeitsspeicher und Schnellspeicher
 
1.3.1. Adressierbare Schnellspeicher (Scratchpad Memories)
 
1.3.2. Transparente Caches
 
1.4. Virtuelle Speicher
 
2. Arbeitsspeicher
 
2.1. Einfache Arbeitsspeicher-Subsysteme
 
2.2. Arbeitsspeicher-Subsysteme typischer PCs
 
2.2.1. Speicheranordnungen und Speicherzugriffe
 
2.2.2. Der eigentliche Arbeitsspeicher
 
2.2.3. Grundlagen der Arbeitsspeicherbestückung
 
2.3. Maßnahmen zur Durchsatzverbesserung
 
2.3.1. Mehrere zeitversetzt betriebene Speicherblöcke (Interleaving)
 
2.3.2. Mehrfache Zugriffsbreite
 
2.3.3. Weitere Maßnahmen zur Durchsatzverbesserung
 
3. Cache-Subsysteme
 
3.1. Caches und TLBs
 
3.1.1. Caches
 
3.1.2. Adreßumsetzungspuffer (TLBs)
 
3.2. Aufgaben der Cache-Steuerung und -Verwaltung
 
3.2.1. Abbildungsverfahren (Cache Organization)
 
3.2.2. Schreibverfahren (Write Policy)
 
3.2.3. Umgehen des Cache (Cache Policy)
 
3.2.4. Einlagerungsverfahren (Allocation Policy)
 
3.2.5. Auslagerungsverfahren (Replacement Policy)
 
3.2.6. Gültigkeit von Cache-Einträgen (Validity)
 
3.2.7. Cache-Kohärenz (Cache Coherency)
 
3.2.8. Abbildungsvermögen (Cacheability)
 
3.3. Einzelheiten und Ausführungsbeispiele
 
3.3.1. Externe Caches (L2-Caches)
 
3.3.2. Pentium-Cache-Subsystem mit Intel 82439HX
 
3.3.3. Caches und TLBs von IA-32-Prozessoren
 
3.3.4. Interne Caches herkömmlicher IA-32-Prozessoren
 
3.3.5. Adreßumsetzungspuffer (TLBs)
 
3.3.6. Programmseitige Steuerung von Caches und TLBs
 
3.3.7. Zur Cache-Kohärenz
 
4. Optimierung von PC-Speicherkonfigurationen
 
4.1. Caches
 
4.1.1. Trefferraten
 
4.1.2. Schreibverfahren: Write Through oder Write Back?
 
4.1.3. Größe und Auslegung externer Caches
 
4.2. Zur Ausnutzung des Prozessor-Bus
 
4.2.1. Kein Cache - interner Cache
 
4.2.2. Die Verarbeitungsleistung in verschiedenen Betriebsweisen
 
4.3. Der Cache-Arbeitsspeicher-Verbund
 
4.3.1. Leistungsvermögen
 
4.3.2. L2-Caches
 
4.3.3. Arbeitsspeicher
 
4.3.4. Arbeitsspeicherkapazität
 
4.3.5. Speicherausstattung und Betriebssystem
 
4.3.6. Datenraten der Bilddarstellung
 
5. Prinzipien der Ein- und Ausgabe
 
5.1. Direktanschluß
 
5.2. Standardisierte Interfaces
 
5.3. E-A-Kanäle und E-A-Prozessoren
 
5.3.1. E-A-Kanäle
 
5.3.2. E-A-Prozessoren
 
5.3.3. Kanäle und E-A-Prozessoren in der PC-Technik
 
5.4. Direktadressierung
 
5.4.1. Ein- und Ausgabe über den Speicheradreßraum
 
5.4.2. Besondere E-A-Adreßräume
 
5.4.3. Abfangen von E-A-Zugriffen
 
5.4.4. Typische E-A-Betriebsarten
 
Anhang 1: Caches und TLBs von IA-32-Prozessoren
 
Anhang 2: Die E-A-Kanäle der Mainframes
 
Anhang 3: Moderne E-A-Architekturen im PC-Bereich (Überblick)
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 9

1. Einführung
 
2. Fehlerquellen und Fehlerursachen
 
2.1. Ausfälle der Hardware
 
2.2. Fehlfunktionen der Hardware
 
2.3. Entwurfs- und Fertigungsfehler der Hardware
 
2.4. Softwarefehler
 
2.5. Bedienfehler
 
2.6. Umgebungsseitig bedingte Störungen
 
2.7. Eingriffe in die Hardware
 
2.8. Sabotageprogramme
 
2.9. Ausspähen
 
2.10. Datenverlust
 
2.11. Juristische Komplikationen
 
3. Fehlertoleranz
 
3.1. Kann ein fehlertolerantes System "ewig" arbeiten?
 
3.2. Wieviel Redundanz brauchen wir?
 
3.2.1. Zweifachredundanz
 
3.2.2. Dreifachredundanz
 
3.2.3. Heiße und kalte Redundanz
 
3.3. Die "Körnigkeit" der Redundanz
 
3.4. Wogegen schützt Redundanz?
 
3.5. Fehlertoleranz durch Fehlerkorrektur
 
3.6. Degradierende Systeme
 
3.7. Fehlertoleranz im PC-Bereich
 
4. Überwachungsvorkehrungen
 
4.1. Überwachung durch Zweifachredundanz
 
4.2. Überwachung durch Kontrollschaltungen
 
4.2.1. Paritätskontrolle
 
4.2.2. CRC-Kontrolle
 
4.2.3. Zeitkontrollen (Watchdog)
 
4.2.4. Kontrolle von Umgebungs- und Betriebsbedingungen
 
4.2.5. Sichtkontrolle
 
5. RAS-Vorkehrungen in der Rechnerarchitektur
 
5.1. Grundbegriffe (Auswahl)
 
5.2. Fehlermaßnahmesysteme
 
5.2.1. Fehlererkennung
 
5.2.2. Prinzipien der Fehlerbehandlung
 
5.2.3. Fehlersignalisierung
 
5.2.4. Eigenbehandlung
 
5.2.5. Die Maschinenfehlerunterbrechung
 
5.2.6. Fremdbehandlung
 
5.2.7. Fehleraufzeichnung
 
5.3. Das Fehlersuche
 
5.3.1. Aus der Entwicklungsgeschichte
 
5.3.2. Überprüfen der Hardware (Testen und Diagnostizieren)
 
5.3.3. Fehlersuchen in der Software: Debugging
 
Anhang 1: Was sich (nicht nur) klein Mäxchen unter'm Internet so vorstellt
 
Anhang 2: Ein Unternehmens-Server in ausfallgesicherter Konfiguration
 
Anhang 3: RAS-Vorkehrungen in Hochleistungs-Servern
 
Das erste Beispiel
 
Das zweite Beispiel
 
Anhang 4: Fehleraufzeichnungen in Geräten
 
Anhang 5: Serviceprozessoren für PCs
 
Anhang 6: Internet-Adressen
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 10

1. Grundlagen
 
1.1. Analoge, digitale und binäre Arbeitsweise
 
1.2. Realisierung von Aufgabenstellungen der Digitaltechnik
 
1.2.1. Fertige Hardware-Plattformen
 
1.2.2. Selbstentwickelte Computersysteme
 
1.2.3. Standardisierte elementare Schaltfunktionen (Off-the-Shelf-Schaltkreise)
 
1.2.4. Anwendungsspezifische Schaltkreise (ASICs)
 
1.2.5. Konsequenzen für Service und Reparatur
 
1.3. Verwandte Wissensgebiete und theoretische Grundlagen
 
1.3.1. Zugangsweisen zur Digitaltechnik:
 
Aussagenlogik und Boolesche Algebra
 
Aussagenlogik
 
Boolesche Algebra
 
Wichtige elementare Verknüpfungen
 
1.3.2. Schaltalgebra
 
Darstellungsmöglichkeiten für Schaltfunktionen
 
Erfüllung einer Schaltfunktion
 
Wahrheitstabellen
 
Schaltgleichungen (Boolesche Gleichungen)
 
Belegungslisten
 
Schaltpläne
 
Rechenregeln der Schaltalgebra
 
Disjunktive Normalform
 
Disjunktive Normalformen und Belegungslisten
 
Schaltungsoptimierung
 
1.3.3. Wie kann man mit "Logik" rechnen und steuern?
 
1.4. Elementare Informationsstrukturen und deren Notation
 
Kennzeichnung binärer Angaben
 
Oktal- und Hexadezimalzahlen
 
2. Grundlagen der Schaltungstechnik
 
2.1. Die technische Ausführung elementarer Schaltfunktionen
 
2.1.1. Schaltfunktion, Schaltelement und Schaltbild
 
2.1.2. Vollständige Realisierungsbasis
 
Kaskadierung
 
2.1.3. Kombinatorische und sequentielle Schaltungen
 
2.1.4. Elementare Parameter
 
Logische Werte und elektrische Pegel
 
Wichtige Kennwerte kombinatorischer Schaltungen
 
Besondere Begriffsbildungen und Ausdrucksweisen
 
Wichtige Kennwerte von Impulsen und sequentiellen Schaltungen
 
2.1.5. Logikbaureihen
 
2.1.6. Was muß der Servicetechniker von der Schaltungstechnik wissen?
 
2.2. Kombinatorische Elementarschaltungen
 
2.2.1. Grundgatter
 
Leistungsgatter und Treiber
 
Schmitt-Trigger-Eingänge
 
Wechselseitige Wandlungen
 
Freie Eingänge und Festwerte
 
Wieviele Gatter braucht man wirklich?
 
2.2.2. Grundschaltungen
 
Verknüpfungen in disjunktiver Normalform
 
Auswählen
 
Verteilen/Sperren
 
Decodieren
 
Codieren
 
Umcodieren (Codes wandeln)
 
Weitere Einzelheiten
 
2.3. Sequentielle Elementarschaltungen
 
2.3.1. Grundbegriffe
 
2.3.2. Latches und Flipflops
 
Speicherung durch gesteuerte Selbsthaltung
 
Begriffsbildung: Latch und Flipflop
 
Flipflops
 
Weitere Einzelheiten
 
3. Dokumentation digitaler Schaltungen
 
3.1. Dokumentation von Systemen, Geräten und Bauelementen
 
Was gehört zu einer Systemdokumentation?
 
Datenblätter und -bücher
 
Gibt es ein optimales Beschreibungsmittel?
 
Was sollten Sie können?
 
3.2. Ausdrucksmittel der Strukturbeschreibung
 
3.2.1. Schaltsymbole und Schaltpläne
 
Logische und elektrische Schaltpläne
 
Schaltsymbole (Schaltzeichen)
 
Der Standard ANSI/IEEE 91-1984 für Logiksymbole (DIN 40900, Teil 12)
 
Die Praxis
 
Unser Privatstandard
 
Signalflußrichtung auf dem Schaltplan
 
Verbindungen
 
Kabelbaumdarstellung
 
Bau-, Funktions- und Serviceschaltpläne
 
Funktionelle (logische) und technische Anschlußbezeichnungen
 
Blockschaltbilder
 
Praxisbeispiele
 
3.2.2. Bestückungsplan und Stückliste
 
Bezugszeichen der Funktions- bzw. Bauelemente
 
3.3. Ausdrucksmittel der Funktionsbeschreibung
 
3.3.1. Gleichungen und Listen
 
3.3.2. Graphische Darstellungen
 
3.3.3. Impulsdiagramme (Taktdiagramme)
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 11

4. Speicherschaltkreise und Speichersubsysteme
 
4.1. Speicherarten und Organisationsformen
 
4.1.1. Zugriffsprinzipien
 
Adressierbare und assoziative Speicher
 
Der adressierbare Speicher
 
Der Assoziativspeicher
 
Adressierbarer oder Assoziativspeicher?
 
4.1.2. Begriffsbildungen
 
4.2. Statische RAMs (SRAMs)
 
4.2.1. Organisationsformen
 
4.2.2. Schaltkreisanschlüsse
 
4.2.3. Speicherzyklen und deren Parameter
 
4.2.4. Speichersubsysteme
 
Grundlagen
 
Die Auslegung der Datenwege
 
Die Adressierung
 
Die Wahl der Organisationsform
 
4.2.5. Der Stand der Technik
 
4.3. Dynamische RAMs
 
4.3.1. Organisationsformen
 
4.3.2. Schaltkreisanschlüsse
 
4.3.3. Speicherzyklen und deren Parameter
 
Der grundsätzliche Ablauf eines Speicherzyklus
 
Beschleunigte Zugriffe
 
Refresh-Abläufe
 
Der DRAM nach dem Einschalten
 
Testvorkehrungen
 
4.3.4. Speichersubsysteme
 
Grundlagen
 
Adressierung
 
Ablaufsteuerung
 
Anforderungen an die elektrische Auslegung
 
DRAM-Subsysteme in modernen PCs
 
4.3.5. Der Stand der Technik
 
4.4. Speicher mit Mehrfachzugriff
 
4.4.1. Dual-Port-RAMs
 
4.4.2. Video-RAMs
 
4.4.3. FIFOs
 
4.5. Caches und TLBs
 
4.6. Speicher mit Datenerhalt
 
4.6.1. Grundlagen
 
Der Festwertspeicher in der Anwendung
 
Sonderausführungen
 
4.6.2. Maskenprogrammierbare ROMs
 
4.6.3. ROMs mit Durchschmelzprogrammierung (Fusible Link)
 
4.6.4. Elektrisch programmierbare ROMs (EPROMs)
 
4.6.5. Elektrisch programmier- und löschbare ROMs
 
(EEPROMs bzw. E2PROMs)
 
4.6.6. Flash-ROMs
 
Anwendungsfragen
 
4.6.7. RAMs mit Datenerhalt
 
4.7. Speicherschaltkreise und Speichersubsysteme aus
 
der Sicht des Servicetechnikers
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 12

5. Bussysteme und universelle Interfaces
 
5.1. Elektrische Verbindungsprinzipien
 
5.1.1. Buskoppelstufen
 
5.1.2. Open-Collector-Prinzip
 
5.1.3. Tri-State-Prinzip
 
5.1.4. Konflikte auf Busleitungen (Bus Contention)
 
5.1.5. Open Collector oder Tri State?
 
5.1.6. Der Bus in Ruhe
 
Busabschaltung (Quiet-Bus-Operation)
 
5.1.7. Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
 
Der Schieberegister-Ringbus
 
Das Crossbar-Netzwerk
 
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen in klassischen Bussystemen
 
Zentrale Steuerleitungen
 
Daisy Chain
 
Steckpositionsbezogene Leitungen
 
Busleitungen als Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
 
5.2. Busstrukturen
 
5.2.1. Zentralgesteuerte Bussysteme
 
5.2.2. Single-Master-Bussysteme
 
5.2.3. Multi-Master-Bussysteme
 
Systeme mit zentralem (primärem) Master
 
Systeme mit gleichberechtigten Mastern
 
Zentralisierte und dezentrale Bussteuerung
 
5.3. Grundlagen der Funktionsweise
 
5.3.1. Anforderungen an ein universelles Bussystem
 
5.3.2. Auswahl des Masters
 
Zentralisierte Arbitrierung
 
Dezentrale Arbitrierung
 
Vor- und Nachteile
 
Fairneß
 
Beispiele
 
5.3.3. Slave-Adressierung
 
Adreßdecodierung
 
Geographische Adressierung
 
Beispiele
 
5.3.4. Funktionsauswahl
 
Beispiele
 
5.3.5. Steuerung der Datenübertragung
 
Taktbezogene Steuerung und Abfrage
 
Strobe-Impuls von der sendenden Einrichtung
 
Strobe-Impuls mit Antwortsignal (Non-interlocked Handshaking)
 
Teilweise Verriegelung (Half Interlocked Handshaking)
 
Vollständige Verriegelung (Fully Interlocked Handshaking)
 
Mehrere Quittungssignale
 
Gültigkeit der Daten
 
Bustakt oder Handshaking?
 
Beispiele
 
5.3.6. Beenden des Buszyklus
 
Beispiele
 
5.3.7. Signalisierung von Sonderzuständen bzw. -bedingungen
 
Beispiele
 
5.3.8. Organisation der Daten- und Adreßwege
 
Kombinierte Nutzung
 
Beispiele
 
5.3.9. Automatische Konfiguration
 
5.3.10. Auslegung der Bussysteme
 
5.4. Leistungsgrenzen von Bussystemen
 
5.4.1. Leistungskennwerte
 
5.4.2. Latenzzeiten und Datenraten in der Praxis
 
5.4.3. Einflußgrößen
 
5.4.4. Die Auslegung moderner Hochleistungs-Bussysteme
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben

Inhalt Lehrbrief 13

6. RAS-Hardware
 
6.1. On-Line-Fehlererkennung
 
6.1.1. Zeitkontrollen
 
Überwachung von Abläufen in der Hardware (Timeout Checks)
 
Beispiele
 
Globale Ablaufüberwachung (Watchdog)
 
Schaltungstechnik
 
6.1.2. Weitere Plausibilitätsprüfungen
 
6.1.3. Paritätsprüfung
 
Schaltkreise mit Vorkehrungen für Paritätsbits
 
6.1.4. Fehlerkorrektur von Speicherdaten
 
Ein einfaches Beispiel
 
ECC in der Praxis
 
6.1.5. Fehlerkontrolle und -korrektur serieller Daten
 
Paritätsprüfung
 
Fehlerkontrolle (CRC)
 
Zur Theorie
 
ECC
 
Fehlerkorrektur bei der Datenübertragung
 
6.1.6. Fehlerkontrolle und -korrektur bei Plattenspeichern
 
Einzelne Plattenspeicher
 
Disk Arrays
 
6.1.7. Fehlerkontrolle am und Fehlersignalisierung über den Systembus
 
6.1.8. Fehleraufzeichnung
 
6.1.9. Fehlererkennungshardware in der Servicepraxis
 
6.2. Prüf- und Diagnosevorkehrungen in der Hardware
 
6.2.1. Eigentestvorkehrungen (Selbstdiagnose)
 
Eingebaute Testvorkehrungen (Selbstprüfung)
 
Mikrodiagnose
 
Beispiel: der Selbsttest (BIST) des i486
 
6.2.2. Mindest-Voraussetzungen für Testsoftware
 
6.2.3. Hochohmiger Bus
 
6.2.4. Die strukturelle Hardwareprüfung: Scan-Prinzip
 
6.2.5. Die strukturelle Verbindungs- bzw. Leiterplattenprüfung: Boundary Scan
 
Testbefehle
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 14

1. Grundlagen
 
1.1. PC-Elektronik aus der Sicht des Servicetechnikers
 
1.2. Beschreibungsmittel für Analogschaltungen
 
2. Signalaufbereitung
 
2.1. Verstärker
 
2.2. Comparatoren
 
2.3. Filter
 
2.4. Analogschalter
 
3. Signalwandlung
 
3.1. Abtast- und Halteschaltungen
 
3.2. Analog-Digital-Wandler (ADCs)
 
3.2.1. Einfach, schnell, teuer: Die Parallelumsetzung (Flash-ADC)
 
3.2.2. Ein Kompromiß: Half Flash
 
3.2.3. Ein Trick: Mehrstufenumsetzung (Multistep)
 
3.2.4. Preiswert, aber langsam: Zählverfahren
 
3.2.5. Deutlich schneller: Wägeverfahren (sukzessive Approximation)
 
3.2.6. Ganz modern: Delta-Sigma-Umsetzung
 
3.3. Digital-Analog-Wandler (DACs)
 
4. Signalübertragung
 
4.1. Grundzüge der Leitungstheorie
 
4.1.1. Ersatzschaltung der homogenen Leitung
 
Die Erregung der Leitung
 
(Gleichstrombetrieb, Wechselstrombetrieb, Impulsbetrieb)
 
Die verlustfreie Leitung
 
4.1.2. Impulsübertragung über die verlustfreie Leitung
 
Die Extremfälle
 
Anwendungen
 
4.1.3. Schaltungslösungen des Leitungsabschlusses
 
Die zulässige Fehlanpassung
 
Abschlußwiderstand = Wellenwiderstand
 
Spannungsteiler (Split Termination)
 
Abschluß mit kapazitiver Kopplung
 
Serienwiderstand
 
Aktiver Abschluß
 
Signalbegrenzung mit Dioden
 
Übersicht
 
4.2. Signalübertragung in Digitalschaltungen
 
4.2.1. Wann die Leitungstheorie anwenden?
 
Übertragungsleitung oder kapazitive Last?
 
Schaltkreise an Leitungen
 
4.2.2. Übersprechen
 
4.2.3. Signalflanken
 
4.2.4. Masse und Speisespannung
 
4.2.5. Gestörte Signale in der Servicepraxis
 
4.3. Bussysteme
 
4.4. Interfaces
 
4.4.1. Grundlagen
 
4.4.2. Parallelschnittstelle
 
4.4.3. Serielle Schnittstelle (RS-232)
 
Datenrate und Leitungslänge
 
4.4.4. RS-422 und RS-485
 
SCSI
 
4.4.4. Ethernet
 
5. Leistungsschaltungen
 
5.1. Grundlagen
 
5.1.1. Die Lasten
 
5.1.2. Leistungsbauelemente
 
Betriebsweisen von Leistungsbauelementen
 
Wichtige Kennwerte
 
Bipolartransistoren
 
MOS-Transistoren (DMOS)
 
MOS und bipolare Technologien kombiniert: IGBTs
 
Welche Technologie?
 
Thyristoren
 
5.2. Leistungsschaltungen
 
5.2.1. Grundlagen der Lastanschaltung
 
5.2.2. Einfache induktive Lasten
 
5.2.3. Steuerung von Schrittmotoren
 
5.2.4. Steuerung von Gleichstrommotoren
 
5.2.5. Anschaltung von Kaltleitern (Glühlampen)
 
5.2.6. Schutz- und Überwachungsschaltungen
 
5.2.7. Stufen der Systemintegration
 
5.3. Leistungsschaltungen in der Servicepraxis
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 15

6. Grundlagen der Zuverlässigkeitslehre
 
6.1. Definition der Zuverlässigkeit
 
Was kann ausfallen?
 
Das Ausfallverhalten
 
6.2. Ausfallrate
 
6.3. Mittlerer Ausfallabstand (mittlere störungsfreie Betriebszeit, MTBF)
 
6.4. Zuverlässigkeit als Überlebenswahrscheinlichkeit
 
6.5. Zuverlässigkeitsberechnung
 
Serien- und Parallelsysteme in der Praxis
 
Rechenbeispiele
 
6.6. Wie entstehen die MTBF-Angaben?
 
6.7. Ausfallrate und Lebensdauer: die Badewannenkurve
 
Vermeiden von Frühausfällen
 
Vermeiden von Ausfällen während der Nutzungszeit
 
Vermeiden von Spätausfällen
 
Ausfallsummenverteilung
 
Die Zuverlässigkeitsfunktion
 
Mittlere Reparaturzeit (MTTR)
 
Verfügbarkeit (Availability)
 
6.8. Vergleich von Zuverlässigkeitsangaben
 
Fehlerstatistik
 
6.9. Ausfallmechanismen moderner Computer-Hardware
 
Ausfallmechanismen in Halbleitern
 
Andere Ausfall-Ursachen
 
Ursachen von Betriebsstörungen
 
Zuverlässigkeit in der Betriebs- und Servicepraxis
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 16

1. Grundlagen und Begriffsbestimmungen
 
1.1. Elementare Begriffe
 
1.2. Qualitätskriterien für Prüfverfahren
 
1.3. Test- und Prüfabläufe
 
1.4. Fehlermodelle
 
2. Fehlererkennung (Verifizierung)
 
2.1. Beobachten und Verfolgen von Normalabläufen
 
2.2. Verfolgen von diagnostischen Abläufen
 
3. Fehlerlokalisierung
 
3.1. Fehlersuchstrategien
 
Das logische Schließen beim Fehlersuchen
 
3.2. Ablauf- bzw. Signalverfolgung
 
3.2.1. Zeitverhältnisse beim Prüfen
 
3.2.2. Vorgehensweisen
 
3.2.3. Die Signalverfolgung in der Fehlersuchpraxis
 
Der Stimulus
 
Die Sollwerte bzw. -abläufe
 
Meßtechnisches Vorgehen und Signalverfolgung bei unvollständiger Dokumentation
 
Shotgun-Prinzipien
 
3.3. Tauschen statt Messen?
 
Bestimmung der FRUs
 
Reservesystem (-gerät) oder Ersatzteilsammlung?
 
Eingeschränktes Ersatzteilsortiment
 
Handeln im Fehlerfall
 
3.4. Das umgekehrte Tauschverfahren: Tester und Mastermaschinen
 
3.4.1. Tester und Imitatoren
 
3.4.2. Mastermaschinen (Prüf-PCs)
 
3.4.3. Tester/Imitatoren oder Prüf-PC?
 
3.5. Strukturelle Fehlerlokalisierung
 
3.5.1. In-Circuit-Test
 
3.5.2. In-Circuit-Test oder Scan-Prinzip?
 
3.6. Differentialdiagnose
 
3.7. Prüfen unter Grenzbedingungen
 
3.7.1. Versorgungsspannung(en)
 
3.7.2. Umgebungstemperatur
 
3.7.3. Taktfrequenz
 
4. Testsoftware
 
4.1. Gestaltung von Testsoftware
 
4.1.1. Der Hardcore
 
Interner und externer Hardcore
 
4.1.2. Verifizierung mittels Testsoftware
 
4.1.3. Fehlerlokalisierung mittels Testsoftware
 
4.1.4. Aufbau eines Testsystems
 
Hardcoretest
 
Prüfschärfe und -umfang
 
Komplextests
 
Testablaufsteuerung
 
4.2. Marktübliche Testsoftware
 
4.2.1. ROM-residenter Selbsttest (POST)
 
4.2.2. Diagnose-ROMs
 
4.2.3. Diagnoseprogramme
 
4.2.4. Dienstprogramme (Utilities)
 
4.3. Zusätzliche und spezielle Testsoftware
 
4.3.1. Gerätespezifische Selbsttests
 
4.3.2. Gerätespezifische Testprogramme
 
4.3.3. Virensuchprogramme
 
4.3.4. Ferndiagnose
 
4.3.5. Nutzung des Prozessor-Anfangstests (BIST)
 
4.3.6. Aufbauende Diagnose auf Grundlage von BIOS und DOS
 
4.3.7. Elementare Fehlersuchhilfen
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 17

1. Fehlersuchdokumentation
 
1.1. Was dürfen wir von Fehlersuchdokumentation erwarten?
 
1.1.1. Wie sind Fehlersuchanleitungen aufgebaut?
 
1.1.2. Wie sind Fehlersuchanleitungen zu lesen?
 
1.1.3. Was versteht sich von selbst?
 
1.2. Aufbau und Nutzung des Fehlersuchhandbuchs
 
1.2.1. Teil I: Symptome und Prozeduren
 
1.2.2. Teil II: Meßtechnische Fehlersuche
 
1.2.3. Teil III: Planmäßige Wartung
 
1.2.4. Teil IV: Nachschlagewerk
 
1.2.5. Teil V: Planen, Auswählen, Vorbereiten
 
2. Reparaturpraxis
 
2.1. Zerlegen und Montieren
 
2.2. Löten
 
2.2.1. Grundlagen
 
2.2.2. Vorbereiten der Lötstelle
 
2.2.3. Herstellen der Lötverbindung
 
2.2.4. Reinigen
 
2.2.5. Entlöten
 
2.2.6. Löten und Entlöten von SMD-Bauelementen
 
2.3. Kabelfertigung und -prüfung
 
2.3.1. Lötanschlüsse
 
2.3.2. Schneidklemmanschlüsse
 
2.3.3. Crimp-Anschlüsse
 
2.3.4. Schraubklemmverbindungen
 
2.3.5. Zugentlastung
 
2.3.6. Kabelprüfung
 
2.4. Wie erlangen wir Fehlersuchpraxis?
 
Kontrollfragen, Hausaufgaben, Lösungen zu den Hausaufgaben
 

Inhalt Lehrbrief 18

1. Planmäßige Wartung
 
1.1. Reinigen
 
1.1.1. Außenreinigung
 
1.1.2. Innenreinigung
 
1.1.3. Sonderfälle
 
Drucker
 
Floppy-Laufwerke
 
Mäuse
 
Tastaturen
 
Leiterplatten und Steckverbinder
 
Netzteile
 
Batterien und Akkus
 
1.1.4. Schmierung
 
1.1.5. Organisationsfragen
 
Reinigungs-Intervalle
 
Vorbeugende Maßnahmen
 
1.2. Kontrollieren
 
Sitz von Steckverbindungen
 
Zugentlastungen und Kabeltüllen
 
Einstellungen von Schaltern und Reglern
 
Verlegung von Kabeln
 
Erscheinung von Bildschirmanzeigen
 
Druckqualität
 
Versorgungsspannungen
 
Stromsparbetrieb
 
Ladezustand von Akkus und Batterien
 
Lüfter
 
Betriebssicherheit, Arbeitsschutzvorschriften
 
1.3. Testen
 
Prüfung der Austauschbarkeit von Datenträgern
 
1.4. Justieren
 
1.5. Daten sichern
 
1.5.1. Planmäßige Aktivitäten der Datensicherung
 
1.5.2. Verwalten von Backups
 
1.6. Festplattenoptimierung
 
1.7. Verbrauchsmaterial wechseln
 
Drucker
 
Disketten
 
Primärbatterien und Akkumulatoren
 
2. Installieren
 
2.1. Auspacken
 
2.2. Dokumentation
 
2.3. Aufstellung und Inbetriebnahme
 
2.4. Transportieren
 
2.5. Entsorgen
 
3. Systemplanung
 
3.1. Wieviel selbst tun?
 
3.1.1. Die Lieferanten
 
3.1.2. Vorinstallierte Software?
 
3.1.3. Was sollen wir beschaffen: Geräte oder Einzelteile?
 
3.1.4. Eigenleistungen und Servicekonzeption
 
3.2. Systemkonzeption
 
3.2.1. Wahl der Systemkonfiguration
 
3.2.2. Betriebsweisen
 
Ein- und Ausschalten oder Dauerbetrieb?
 
Energiespar-PCs
 
Aufsichtsfreier Betrieb
 
3.2.3 Servicekonzeption
 
3.2.4. Wartungsplanung
 
Planung von Fehlermaßnahmen
 
3.2.5. Buchführung
 
3.3. Erweitern, Umbauen, Modernisieren
 
3.3.1. Erweiterungen (Upgrades)
 
Speichererweiterung
 
Speicherorganisation
 
Laufwerke
 
Modernisieren mit einem neuen Prozessor
 
3.3.2. Modernisierung
 
3.3.3. Ablaufplanung für alle Arten von Umbauten

 

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