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Die Zentraleinheit

Die Zentraleinheit besteht bei einem modernen PC im Groen und Ganzen aus den Komponenten der Hauptplatine. Diese wird auch Mainboard oder Motherboard genannt.

Hierzu zhlen im Wesentlichen einzelne Komponenten wie: 

• die CPU (Central Processing Unit) / der Mikroprozessor
• der RAM (Random Access Memory) / Arbeitsspeicher
• das ROM (Read Only Memory, nur Lese-Speicher) 
• der Chipsatz (chipset)
• die diversen Busse und Schnittstellen

Die CPU bzw. der Mikroprozessor:

Diese bildet das wesentliche Herzstck des Computers, welches fr die Ausfhrung der Programme sowie fr die zentrale Steuerung und Verwaltung verantwortlich ist. Sogenannte "Desktop-PCs" haben meistens nur einen und maximal zwei Mikroprozessoren inkludiert. Heutzutage besitzen alle modernen PC- und Mobile-Mikroprozessoren Dualcore- oder auch Multicore-Prozessoren, welche zwei oder mehrere CPU-Kerne in einem Gehuse integriert haben. So profiliert sich der Intel Core i9-10980XE Prozessor mit 18 Kernen, der Intel Core i9-10900T Prozessor mit 10 Kernen und der Intel Core i7-10700T Prozessor mit 8 Kernen, wobei diese auch in ihren Varianten differieren. Eine hohe Prioritt nimmt hierbei das verwendete Betriebssystem sowie die Anwendungsprogramme bzw. die Verteilung der Prozesse/Arbeit auf mehrere Prozessoren bzw. der Prozessorkerne ein, welche dabei untersttzen. 

Der RAM bzw. der Arbeitsspeicher:

Dieser schliet whrend der Laufzeit die Programme, welche momentan ausgefhrt werden sollen, sowie die verwendeten Daten, mit ein. Unter dem Aspekt der virtuellen Speicheradressierung und die damit einhergehende Untersttzung von den meisten modernen Betriebssystemen ist zu erwhnen, dass die von den Programmen verwendete Speicheradressierung von den physikalischen Adressen abstrahiert und auf diese Art und Weise das Auslagern nicht bentigter Inhalte auf die Festplatter realsiert. 

Das ROM bzw. der Nur-Lese-Speicher

Im Vergleich zu frher spielt dieses keine allzu groe Rolle mehr. Das ROM hat die Aufgabe, beim Einschalten die wichtigsten Hardwarekomponenten zu berprfen und dann das Booten des Betriebssystems von einem Datentrger zu realisieren. Der Begriff BIOS, welches ein Programm definiert, hat seinen Ursprung oder Bekanntheitsgrad den Intel-PCs zu verdanken, da dies traditionell dort so deklariert wurde. Ist von obsoleten Macintosh Rechnern die Rede, heit es einfach nur ROM. Eine Ablsung bzw. Neuerung des Begriffs BIOS kommt auf beiden Plattformen einer moderneren Firmware zu Tage, nmlich des sogenannten UEFI (United Extensible Firmware Interface / vereinigte erweiterbare Firmware-Schnittstelle). Ein Exkurs in die 80er Jahre im Kontext eines Heimcomputers verdeutlicht die Relevanz in Bezug auf das ROM. Da fast jeder nur ein einfaches Betriebssystem besa und der Editor sowie ein Interpreter fr die Programmiersprache BASIC benutzt wurde, war dies fest im ROM eingebaut. Das Resultat machte sich in folgendem Vorteil bemerkbar: unmittelbar nach dem Einschalten war das System einsatzbereit und verfgbar. Folgender Nachteil resultierte folglich daraus: es war kaum mglich, ein anderes Betriebssystem in Verwendung zu haben als das, welches eingebaut war. Lediglich in Spezialcomputern ist heutzutage solch ein fest ins ROM eingebaute Betriebssystem aufzufinden. 

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Flchtiger Speicher RAM (Random-Access Memory Only Memory)

RAM ist ein flchtiger Speicher, was zur Folge hat, dass die vorbergehend im Modul gespeicherten Informationen gelscht werden, wenn Sie Ihren Computer neu starten oder herunterfahren. Da die Informationen elektrisch auf Transistoren gespeichert werden, verschwinden die Daten, wenn kein elektrischer Strom fliet. Jedes Mal, wenn Sie eine Datei oder Information anfordern, wird sie entweder von der Festplatte des Computers oder aus dem Internet abgerufen. Die Daten werden im RAM gespeichert, so dass jedes Mal, wenn Sie von einem Programm oder einer Seite zu einem anderen wechseln, die Informationen sofort zugnglich sind. Wenn der Computer heruntergefahren wird, wird der Speicher gelscht, bis der Prozess erneut beginnt. Der flchtige Speicher kann von den Benutzern leicht gendert, upgegradet oder erweitert werden. Finden Sie heraus, ob Ihr Computer mehr Speicher bentigt.

Die folgende Tabelle beinhaltet diverse RAM-Technologien und beschreibt sie kurz:

• Statisches RAM oder (SRAM), das ein Datenbit unter Verwendung des Zustands einer Speicherzelle mit sechs Transistoren speichert.
• Dynamisches RAM oder (DRAM), das Bitdaten unter Verwendung eines Paares aus Transistor und Kondensator speichert, die eine DRAM-Speicherzelle bilden.

Nicht flchtiger Speicher ROM (Read Only Memory)

ROM ist ein nichtflchtiger Speicher, was bedeutet, dass die Informationen dauerhaft auf dem Chip gespeichert sind. Der Speicher ist zur Datenspeicherung nicht auf elektrischen Strom angewiesen, stattdessen werden die Daten mittels Binrcode in einzelne Zellen geschrieben. Nichtflchtiger Speicher wird fr Teile des Computers verwendet, die sich nicht ndern, wie z.B. der anfngliche Boot-up-Teil der Software oder die Firmware-Anweisungen, die Ihren Drucker zum Laufen bringen. Das Ausschalten des Computers hat keine Auswirkungen auf das ROM. Nichtflchtiger Speicher kann von Benutzern nicht gendert werden.

Es exisiteren auch Technologien wie: 

1. Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) - elektrisch lschbar
2. Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) - lschbar mit UV-Licht
3. Masken-ROM - nur zum Fertigungszeitpunkt programmierbar
4. Programmable Read-Only Memory (PROM) - einmalig programmierbar

Genauere Beschreibung: 

1. Elektrisch lschbares programmierbares ROM, bei dem die Daten auf diesem nichtflchtigen Speicherchip durch Feldelektronenemission elektrisch gelscht werden knnen.
2. Lschbarer programmierbarer ROM, bei dem die Daten auf diesem nichtflchtigen Speicherchip gelscht werden knnen, indem man ihn hochintensivem UV-Licht aussetzt.
3. Masken-ROM, in das die Daten whrend der Herstellung des Speicherchips geschrieben werden.
4. Programmierbares ROM, in das die Daten geschrieben werden, nachdem der Speicherchip erstellt wurde. Es ist nicht flchtig.

Sie haben Fragen oder bentigen eine schnelle Lsung? 

Als kompetenter und erfolgreicher IT-Service in Mnchen sind wir der richtige Ansprechpartner fr Sie, wenn es rund um das Thema IT Fragen geht oder Sie Hilfestellung bentigen.  

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Ethernet MAC Adresse:

In einem Ethernet-LAN ist jedes Netzwerkgert an die gleichen, gemeinsam genutzten Medien angeschlossen. Die MAC-Adresse wird verwendet, um die physischen Quell- und Zielgerte (NICs) im lokalen Netzwerksegment zu identifizieren. Die MAC-Adressierung bietet eine Methode zur Gerteidentifizierung auf der Sicherungsschicht des OSI-Modells.

Eine Ethernet-MAC-Adresse ist eine 48-Bit-Adresse, die mit 12 hexadezimalen Ziffern ausgedrckt wird. Da ein Byte 8 Bits entspricht, knnen wir auch sagen, dass eine MAC-Adresse 6 Bytes lang ist.

MAC-Adressen bestehen aus insgesamt 48 Bits. Diese 48 Bits knnen in zwlf 4-Bit-Gruppierungen oder 12 Hexadezimalziffern unterteilt werden. Die Kombination von zwei Hexadezimalziffern zusammen ergibt ein Byte, daher entsprechen die 48 Bits auch 6 Bytes.

Alle MAC-Adressen mssen fr das Ethernet-Gert oder die Ethernet-Schnittstelle eindeutig sein. Um dies sicherzustellen, mssen sich alle Anbieter, die Ethernet-Gerte verkaufen, bei der IEEE registrieren, um einen eindeutigen 6 hexadezimalen (d.h. 24-Bit- oder 3-Byte-) Code zu erhalten, der als Organizational Unique Identifier (OUI) bezeichnet wird. Wenn ein Verkufer einem Gert oder einer Ethernet-Schnittstelle eine MAC-Adresse zuweist, muss der Verkufer wie folgt vorgehen:

• Seine zugewiesene OUI als die ersten 6 Hexadezimalziffern verwenden.
• Einen eindeutigen Wert in den letzten 6 Hexadezimalziffern zuweisen.

Daher besteht eine Ethernet-MAC-Adresse aus einem 6 hexadezimalen OUI-Code des Herstellers, gefolgt von einem 6 hexadezimalen, die vom Hersteller zugewiesenen Wert enthlt. 

Nehmen wir zum Beispiel an, dass ein Hersteller einem neuen Gert eine eindeutige MAC-Adresse zuweisen muss. Das IEEE hat dem Hersteller X eine OUI von 00-60-2F zugewiesen. Der Hersetsller X wrde dann das Gert mit einem eindeutigen Herstellercode wie 3A-07-BC konfigurieren. Daher wrde die Ethernet-MAC-Adresse dieses Gerts 00-60-2F-3A-07-BC lauten.

Es liegt in der Verantwortung des Herstellers, sicherzustellen, dass keinem seiner Gerte die gleiche MAC-Adresse zugewiesen wird. Es ist jedoch mglich, dass aufgrund von Fehlern bei der Herstellung, Fehlern bei einigen Implementierungsmethoden fr virtuelle Maschinen oder nderungen, die mit einem von mehreren Software-Tools vorgenommen wurden, doppelte MAC-Adressen existieren. In jedem Fall wird es notwendig sein, die MAC-Adresse mit einer neuen Netzwerkkarte zu ndern oder nderungen per Software vorzunehmen.

Frame-Verarbeitung:

Manchmal wird die MAC-Adresse als "eingebrannte Adresse" (BIA) bezeichnet, weil die Adresse fest in den Nur-Lese-Speicher (ReadOnlyMemory) der Netzwerkkarte kodiert ist. Das bedeutet, dass die Adresse dauerhaft in den ROM-Chip kodiert ist.

Bei modernen PC-Betriebssystemen und NICs ist es mglich, die MAC-Adresse in Software zu ndern. Dies ist ntzlich, wenn man versucht, Zugang zu einem Netzwerk zu erhalten, das auf BIA-Basis filtert. Folglich ist das Filtern oder Kontrollieren des Datenverkehrs auf der Grundlage der MAC-Adresse nicht mehr so sicher.

Wenn der Computer hochfhrt, kopiert die Netzwerkkarte ihre MAC-Adresse vom ROM in den RAM-Speicher. Wenn ein Gert eine Nachricht an ein Ethernet-Netzwerk weiterleitet, sind diese im Ethernet-Header enthalten:

• Quell-MAC-Adresse - Dies ist die MAC-Adresse der NIC des Quellgertes.
• MAC-Zieladresse - Dies ist die MAC-Adresse der NIC des Zielgerts.

Wenn eine NIC einen Ethernet-Frame empfngt, untersucht sie die Ziel-MAC-Adresse, um festzustellen, ob sie mit der physischen MAC-Adresse bereinstimmt, die im RAM gespeichert ist. Wenn es keine bereinstimmung gibt, verwirft das Gert den Frame. Wenn es eine bereinstimmung gibt, leitet es den Frame an die OSI-Schichten weiter, wo der Entkapselungsprozess stattfindet.
Hinweis: Ethernet-NICs akzeptieren auch Frames, wenn die Ziel-MAC-Adresse ein Broadcast oder eine Multicast-Gruppe ist, zu der der Host gehrt.

Jedes Gert, das die Quelle oder das Ziel eines Ethernet-Frames ist, verfgt ber eine Ethernet-NIC und damit ber eine MAC-Adresse. Dazu gehren Workstations, Server, Drucker, mobile Gerte und Router.