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Es kann auch ein alkokolgetränktes Tuch Brillenputztuch oder ein feuchtes Tuch sein. Das sumerische, das ägyptische und später das römische Zahlsystem. Stellen Sie sich den Aufwand vor, wenn einer davon defekt war und man durch Auswechseln ermitteln muss, welcher der defekte ist! Ob sie die Bytes einzeln oder in Gruppen anfordert, hängt vom ausgeführten Programm ab. Deshalb wäre es unvorteilhaft, eine zu klein gewordene interne Festplatte mit einem NAS zu ergänzen.

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Valentins - Blumen und Geschenke. Es ist kein Einsteigerbuch für Leute, die erstmals an einem PC sitzen. Wie man Windows oder ein anderes Betriebssystem startet, benutzt und beendet, wie man die Maus benutzt und Anwendungen startet, sollte bekannt sein.

Wenn Sie mehr über Hardware wissen wollen, lesen Sie dort. Vielleicht interessieren Sie sich für die Geschichte der Computerhardware? Wenn Sie eine Anmerkung haben oder einen Fehler finden und ihn nicht selbst berichtigen wollen, schreiben Sie das bitte auf die Diskussionsseite.

Hardware ist der materielle Teil des Computers: Man kann die Komponenten anfassen, sie haben ein Gewicht und werden mit dem Schraubendreher installiert. Hardware geht nur selten kaputt, und wenn doch: Auf Hardware gibt es Garantie. Sie haben ein Recht auf fehlerfreie Ware falls es die gibt oder Rückgabe. Software ist im Gegensatz dazu der nicht-materielle Teil des PC: Das Betriebssystem und die Programme, z.

Software wird mit Tastatur und Maus installiert. Software geht oft kaputt. Aber es hat noch nie einen Software-Hersteller gegeben, der irgendeine Garantie auf die Fehlerfreiheit seiner Software gegeben hätte. Es gibt keine fehlerfreie Software. Die Lage wird dadurch weiter verschärft, dass auch die Benutzer Fehler machen.

Jeder klickt mal daneben. Statistisch gesehen werden Computerprobleme fast ausnahmslos durch Softwarefehler und Bedienfehler verursacht. Die Grundlagen für die heutigen PC wurden schon vor sehr langer Zeit gelegt. Die ersten Computer wurden in den vierziger Jahren gebaut. Grafische Bedienoberflächen gibt es seit den fünfziger Jahren. Die Reklame und die Fachzeitschriften vermitteln uns den Eindruck, es würden ständig revolutionäre Innovationen eingeführt.

Mitunter wird sogar technologischer Rückschritt als Fortschritt deklariert. Das müssen Sie unbedingt kaufen! Hard- und Software wurden Jahr für Jahr in kleinen Schritten verbessert: Durch Weiterentwicklung und Massenfertigung sind die Preise gesunken. Aber gibt es etwas grundsätzlich Neues? Den meisten Leuten, die sich für Computer interessieren, fehlen diese Grundlagen vollkommen. In der Schule wird solches Wissen bisher nicht vermittelt. In Fachzeitschriften wird Grundlagenwissen leider nur selten und unsystematisch geboten.

Die Redakteure und Autoren sind Computerfreaks und schreiben für andere Computerfreaks in deren Sprache. Vielen Computerbenutzern, die sich eigentlich überhaupt nicht fur Technik interessieren, ist das bereits mehr oder weniger klar. Dieses Buch will Ihnen Grundlagenwissen vermitteln, das Ihnen bei realen praktischen Problemen hilft oder diese Probleme zu vermeiden hilft.

Regeln und Empfehlungen werden begründet. Am wichtigsten aber ist:. Damit Sie das Buch auch auszugsweise lesen können, sind einige Wiederholungen unvermeidlich. Schauen Sie bitte im Glossar nach, wenn Sie auf unbekannte Begriffe treffen, die vielleicht erst in späteren Kapiteln erläutert werden.

Akkus und Bildschirme beispielsweise leiden unter Minusgraden auf die gleiche Weise, gleichgültig ob sie in einem Smartphone oder in einem Notebook stecken. Ein Flach-PC ist da vielleicht die bessere Wahl. Hinzu kommt noch seine vielfältige Erweiterbarkeit: Beachten Sie die Unmenge an Schnittstellen. Und wenn die Schnittstellen nicht ausreichen, steckt man eine Erweiterungskarte in den PC.

Einen defekten Tablet-Computer können Sie nicht reparieren. Selbst wenn Sie das zugeklebte Gehäuse aufbrechen, finden Sie keine Standardteile, die man ersetzten könnte. Aufrüsten geht auch nicht. Und die Müllberge wachsen Und ich bin schneller mit der Arbeit fertig und kann den PC früher ausschalten.

Hatten Sie jemals Gelegenheit zu vergleichen, wie viel schneller man mit einem Desktop-PC eine umfangreiche Internet-Recherche durchführen kann, im Vergleich zu einen Notebook oder gar einem Tablet? Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Firmenchef seine Innendienst-Mitarbeiter mit Notebooks oder Tablets ausstatten würde.

Als der PC auf den Markt kam, war er eine Arbeitsmaschine. Niemand konnte sich damals vorstellen, welche Vielfalt von Anwendungen es einmal geben wird und dass der PC Einzug in die Haushalte nehmen würde.

Und nun, nach drei Jahrzehnten, ist der PC auf dem Weg zurück zu den Profis und den Anwendern, die ihn für ihre Arbeit und für anspruchsvolle Hobbys benötigen. Eine elektronische Schaltung besteht aus elektronischen Bauelementen, die zu einer sinnvollen Funktion verbunden sind, z. Elektronische Bauelemente werden auf Leiterplatten montiert.

Auf der Oberfläche und oft auch innerhalb der Platte sind Leiterzüge aus Kupfer angeordnet. Zum Schutz vor Oxidation während des Herstellungsprozesses wird das Kupfer häufig verzinnt, versilbert oder sogar vergoldet und mit einer Isolationsschicht überzogen. Dies gibt der Leiterplatte das typisch grüne Aussehen.

Wenn die Trägerplatte auf beiden Seiten Leiterzüge hat, wird die Leiterplatte zweilagig genannt bei existierenden Innenlagen entsprechend mehrlagig. Die Platte wird gebohrt und die Bohrlöcher werden innen metallisiert, um die Leiterebenen miteinander zu verbinden.

Zum Schluss werden Widerstände, Kondensatoren und weitere elektronische Bauelemente in die Bohrungen gesteckt und verlötet. Damit ist eine fertige elektronische Baugruppe entstanden, wie eine Hauptplatine oder ein Hauptspeichermodul. Nach der elektrischen Leitfähigkeit unterscheidet man Isolatoren z. Porzellan, Gummi, Kunststoff und Leiter z. In hochreinen Silizium- und Germaniumkristallen gibt es bei niedrigen Temperaturen keine freien Elektronen für den Ladungstransport, sie sind dadurch sehr schlechte Leiter.

Ein n -Halbleiter wird durch Dotieren mit z. Weil Phosphor leicht Elektronen die n egativ geladen sind abgibt, entsteht ein winziger Elektronenüberschuss.

Dadurch wird ein Stromfluss, also Ladungstransport, möglich. Durch Dotierung mit z. Fügt man p- und n-Halbleiter zusammen, entsteht an der Berührungsfläche eine Grenzschicht. Die nach Elektronen hungernden p-Atomkerne saugen die Elektronen aus der benachbarten n-Schicht. Die Grenzschicht wird zur Sperrschicht. Polt man die Spannungsquelle um, werden die Ladungsträger abgesaugt. Das wichtigste Halbleiterbauelement ist der Transistor. Er besteht aus drei Lagen unterschiedlicher Halbleiterschichten.

Je nach Reihenfolge der Schichten gibt es pnp- oder npn-Transistoren. Anfangs konnte auf jedem Stück Halbleiter nur ein Transistor untergebracht werden. Später gelang es, Widerstände und Kondensatoren aus Halbleitermaterial zu fertigen und zusammen mit dem Transistor auf dem Halbleiterstück unterzubringen.

Weitere Miniaturisierung ermöglichte eine wachsende Anzahl von Bauelementen pro Halbleiter. Ein integrierter Schaltkreis Mikrochip , engl. Weil Halbleiter empfindlich auf Sauerstoff, Licht und Schmutz reagieren und die Anschlüsse an die Pins extrem empfindlich sind, werden sie in einem vergossenen Gehäuse untergebracht. Ein Prozessor ist ein integrierter Schaltkreis, der einige hundert Millionen Transistoren enthält.

Auf einem Bierdeckel mit ein paar Strichen die Anzahl der bestellten Biere zu notieren, ist übersichtlich. Mit Strichen zu notieren, dass ein Einwohner mit Krügen Wein seine Steuern bezahlt hat, ist sehr unübersichtlich. Deshalb wurden die ersten Zahlensysteme erfunden: Das sumerische, das ägyptische und später das römische Zahlsystem. Zusätzlich gibt es Halbzahlen: Die Reihenfolge der Ziffern spielt eigentlich keine Rolle, nur die Summe zählt. Eine beliebige Reihenfolge der Ziffern führt allerdings dazu, dass es für eine Zahl viele verschiedene Schreibweisen gibt.

Für die römischen Zahlen gibt es eine weitere, etwas merkwürdige Sonderregelung, um das Schreiben von vier gleichen aufeinander folgenden Zeichen zu vermeiden: Die Zahlen werden dadurch kürzer. Die Addition und Subtraktion römischer Zahlen ist nicht leicht, gemessen an unserem heutigen Kenntnissen und Gewohnheiten.

Sie zu multiplizieren, zu dividieren oder gar zu potenzieren ist ein Albtraum. Das dürfte ein wesentlicher Grund sein, warum von den Römern keine Entdeckungen auf den Gebieten Mathematik, Physik und Astronomie bekannt sind. Die Inder haben das Dezimalsystem erfunden und die Araber haben es im Jahrhundert nach Europa gebracht.

Durch die Rechenbücher von Adam Ries wurde es in Deutschland bekannt. Dieses System vereinfachte das Rechnen sehr. Wir verwenden das Zehnersystem, weil wir Dinge an zehn Fingern abzählen.

Hätten die Menschen einen weniger beweglichen Daumen, würden wir möglicherweise das Achter-System Oktalsystem für das natürlichste Zahlensystem der Welt halten. Die Maya und die Azteken hatten es, und einige isolierte Naturvölker benutzen es heute noch. Für Computer wird ebenfalls ein Stellenwertsystem benutzt, in dem es nur zwei Ziffern gibt, die Null und die Eins. Der Name kommt aus dem lateinischen: Wie rechnet man im Binärsystem? Ob es sich um die Regeln für Addition, Multiplikation, Division und andere handelt, alle uns bekannten Rechenregeln sind für alle Stellenwert-Zahlensysteme identisch!

Nur der Übertrag bei der Addition erfolgt nicht wie gewohnt nach der Neun, sondern nach der Eins. Es gibt zwei Möglichkeiten, Ziffern elektrisch darzustellen. Die eine kennen Sie von alten Telefonen mit Wählscheibe. Wenn man die Neun wählt, werden neun Impulse zur Vermittlungsstelle geschickt, die einen Drehwähler um neun Schritte drehen.

Die andere Möglichkeit ist, Ziffern durch unterschiedlich hohe Spannungen darzustellen. Würde man unser gebräuchliches Dezimalsystem für Computer verwenden wollen, müsste man jede der zehn Ziffern durch einen anderen Spannungswert darstellen, z. Diese Spannungen müssten sehr genau eingehalten werden, um sie unterscheiden zu können. Dieser Wert wäre von der "Zwei" genau so weit wie von der "Drei" entfernt. Die Elektronik könnte nicht mehr zwischen benachbarten Ziffern unterscheiden.

Das erste Hindernis ist die extreme Temperaturempfindlichkeit aller Halbleiter. Zehn Grad Temperaturerhöhung kann die Zahl der freien Ladungsträger verdoppeln.

Damit steigt die Stromstärke und der Halbleiter wird immer wärmer, wenn der Strom nicht begrenzt wird, z. Das zweite Problem ist die Nichtlinearität aller Halbleiterelemente. Wenn man die Eingangsspannung von Null beginnend allmählich erhöht, würde bei einem Bauelement mit linearer Kennlinie der Strom proportional zunehmen.

Im Bereich von 1,5 bis 3 Volt hängt der Ausgangsstrom fast linear von der Eingangsspannung ab. Egal wie weit man die Eingangsspannung erhöht, der Ausgangsstrom steigt nicht mehr. Betrachten wir als Beispiel ein einfaches Halbleiterelement: Allerdings schafft es noch immer keiner der Hersteller, Transistoren genau mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen.

Beachten Sie die gewaltige Streuung des Stromverstärkungsfaktors von bis ! Der Kunde wird mit den Transistoren aus Gruppe B beliefert. Der geht ins Lager. Bei entsprechender Preisgestaltung wird sich das meiste verkaufen lassen.

In der Gütekontrolle würden die Autos sortiert und in mehrere Klassen eingeteilt, die dann zu verschiedenen Preisen verkauft werden. Nun, vielleicht habe ich ein wenig übertrieben, jedenfalls würden sich die Autobauer unter Ihnen schon bei viel kleineren Qualitätsunterschieden in Grund und Boden schämen.

Doch so verfährt die Halbleiterindustrie mit ihren Erzeugnissen. Bei der Einführung einer neuen Produktgeneration kann anfangs deutlich mehr als die Hälfte der Produktion unbrauchbar sein. Auch die brauchbaren CPUs unterscheiden sich.

Ja, unter den zehntausenden Transistoren könnte man einige wenige finden, die genau genug wären. Allerdings wäre die Ausbeute extrem niedrig und demzufolge der Preis hoch. Bezahlbare Computer könnte man so nicht bauen. Wenn allerdings ein Transistor nicht zehn, sondern nur zwei Zustände unterscheiden braucht, vereinfacht das die Konstruktion eines Computers enorm. Das Dualsystem ist ein Zahlensystem, das mit zwei Ziffern auskommt: Das macht es fehlerresistent.

Da die Elektronik nur zwei Zustände zu unterscheiden braucht, sind auch nichtlineare Elemente mit schwankenden Parametern geeignet. Eingangsspannungen zwischen 0,8 V und 2,0 V sind undefiniert und dürfen nicht auftreten. In jedem Schaltkreis werden die Signale regeneriert: Selbst wenn diese Spannung von Null bis 0,8 V schwankt, und wird sie trotzdem von der nachfolgenden Schaltung einwandfrei als Null erkannt.

Nur auf der Basis des binären Zahlensystems kann man bezahlbare Computer bauen, und deshalb müssen wir uns hier mit dem Binärsystem herumschlagen. Erst durch die Reduzierung aller Schaltelemente auf nur noch zwei Spannungsstufen konnten die Toleranzanforderungen an die elektronischen Bauelemente so sehr verringert werden, dass die preiswerte Massenfertigung von Schaltkreisen möglich wurde.

Binärzahlen sind allerdings sehr lang und unübersichtlich. Jeweils 8 Bit werden zu einem Byte zusammengefasst. Programmierer haben oft mit Bit-Zahlen 4 Byte zu tun. Können Sie sich so eine Zahl merken oder sie wenigstens fehlerfrei abschreiben? Deshalb benutzen Programmierer aushilfsweise das Hexadezimalsystem.

Es handelt sich also um ein Zahlensystem mit 16 Ziffern. Mit den Ziffern 0 bis 9 hat man aber nur 10 Ziffern zur Verfügung. Um nicht sechs weitere Ziffernsymbole neu erfinden zu müssen und weltweit neue Computertastaturen mit sechs zusätzlichen Tasten einführen zu müssen , verwendet man die Zeichen A, B, C, D, E und F als Ziffern. Zählen wir einmal im Hexadezimalsystem, beginnend mit der Ziffer Null:.

Wie wandelt man Binärzahlen in Hexadezimalzahlen um und umgekehrt? Nehmen wir das Beispiel mit der Darstellung einer Million. Die Umrechnung von Binärzahlen in Hexadezimalzahlen ist ganz leicht. Man unterteilt die Binärzahl von Rechts beginnend in Vierergruppen und ersetzt jede Vierergruppe durch eine Hexadezimalziffer.

So hat eine Hexadezimalzahl viermal weniger Stellen als die gleiche Binärzahl. Das ist der Vorteil des Hexadezimalsystems: Um Texte zu schreiben, benutzen wir ein Alphabet aus einigen Dutzend Buchstaben sowie zahlreiche Sonderzeichen. Für Zahlen haben wir zehn Ziffern zur Verfügung. Wie kann man damit auskommen? Die Methode ist einfach und wurde schon vor langer Zeit erfunden. Denken Sie bitte mal an das Morsealphabet: Eine ähnliche Codetabelle gibt es auch für die Darstellung von Buchstaben im Computer.

In dieser Tabelle sind alle wichtigen Zeichen der englischen Sprache aufgezählt und von Null bis durchnummeriert. Auch die Zeichen für die Ziffern haben eine Nummer: In der nebenstehenden Tabelle sind einige Werte aufgeführt.

Nun gibt es zahlreiche Buchstaben in anderen Sprachen, die im englischen Alphabet nicht vorkommen. Dazu kommen diverse kaufmännische und wissenschaftliche Zeichen. Weitere Erweiterungstabellen gibt es für griechische, slawische, nordische und einige andere Sprachen. Nun reichen auch Zeichen noch nicht für alle Sprachen aus. Japaner, Chinesen und zahlreiche andere Völker mit nicht-lateinischen Schriftzeichen waren benachteiligt und forderten eine praktikable Möglichkeit, die vielen Zeichen ihrer Sprache genau so selbstverständlich benutzen zu dürfen, wie wir das lateinische Alphabet am Computer benutzen.

Unicode kann derzeit über 1,1 Millionen unterschiedliche Zeichen darstellen. Je nachdem, welches der vielen Zeichen man darstellen möchte, braucht man dafür 1 bis 4 Byte. Mark I benutzte das Dezimalsystem. Er schaffte 35 Multiplikationen pro Sekunde, fast das Doppelte wie der Z3. Jeden Monat wurden Elektronenröhren prophylaktisch ausgewechselt. Software-Kompatibilität bedeutet, dass ein Programm auf Computern unterschiedlicher Hersteller funktioniert, ohne dass irgendwelche Anpassungen nötig sind.

Für Wetterprognosen, Klimasimulationen, Erdbebenvorhersagen und Crashtests werden Supercomputer mit gewaltigen Rechenleistungen eingesetzt. Pharmazie, Genforschung, theoretische Chemie, Astrophysik und viele andere Forschungen kommen nicht ohne Supercomputer aus. Sie sind besonders gut für stark parallelisierbare Berechnungen geeignet. Der Energiebedarf beträgt etwa acht Megawatt. Ein moderner Supercomputer kostet gegenwärtig eine halbe Milliarde Euro. Diese Isolationsschicht ermöglicht es den Anwendern seit zwanzig Jahren, die Hardware zu modernisieren oder auszuwechseln, ohne dass irgendeine Änderung an der Software nötig ist — und umgekehrt.

Die Zuverlässigkeit ist beeindruckend. Allerdings kostet so ein System etwa ein- bis dreihunderttausend Euro. Oft sind mehrere Prozessoren eingebaut, jeder mit mehreren Prozessorkernen. Workstations werden vorzugsweise für CAD-Systeme und für wissenschaftlich-technische Berechnungen eingesetzt.

Als Betriebssystem werden vorzugsweise Unix- und Linuxsysteme eingesetzt. Die Bedeutung von Workstations hat im letzten Jahrzehnt abgenommen, weil sehr gut ausgestattete PC sich der Leistung von Workstations annähern.

In diesem Buch geht es nur um einen einzigen Typ von Computern, der normalerweise nur einen einzigen Prozessor enthält: Von allen bezahlbaren Computern ist es der Typ mit den vielseitigsten Verwendungsmöglichkeiten. Ende gab es immerhin schon eine Milliarde PCs. Seitdem sind Milliarden Smartphones und Tablets dazugekommen. Wikimedia betreibt insgesamt Server Der wichtigste und meist auch teuerste Teil eines PC-Systems ist die graue Kiste, die als Systemeinheit oder Grundgerät bezeichnet wird.

Darunter ist der Prozessor versteckt. Prozessor, ist die oberste Steuerung für den PC. Die Firma Intel ist der Marktführer und bestimmt seit Jahrzehnten entscheidend die technologische Entwicklung. Jede Prozessorfamilie hat im Vergleich zur vorhergehenden Generation neue, erweiterte Eigenschaften und zusätzliche Befehle. Dadurch läuft Ihre vertraute Software auf jedem neuen Prozessor.

Er kostet Dollar. In der nachfolgenden Tabelle sind wichtige historische Prozessorfamilien des Herstellers Intel, deren Taktfrequenzen und deren Bezeichnungen als Beispiel dafür aufgeführt, in welchen Schritten sich die Prozessortechnik entwickelt hat. Auf einen Vergleich konkreter aktueller Prozessoren von Intel, AMD und anderen Herstellern wird hier verzichtet, da die Entwicklung sehr schnell fortschreitet. Der Intel-Ingenieur Gordon Moore prognostizierte schon , dass die Transistoranzahl in integrierten Schaltkreisen alle zwei Jahre verdoppelt werden kann.

Es handelt sich dabei allerdings nicht um ein wissenschaftliches Naturgesetz, sondern um eine durch empirische Beobachtung begründete Faustregel, die auf langfristigen Planungen der Halbleiterindustrie beruht und die bis heute zutrifft.

Alle Vorgänge in einem Prozessor laufen getaktet , also synchron ab. Die Taktfrequenz gibt an, wie oft die Taktsignale erfolgen. Jeder Takt dauert also ns Nanosekunden. Jede einzelne Schaltung des i war so entworfen, dass sie niemals länger als ns für einen einfachen Befehl braucht.

Auch ein Speicherzugriff dauerte damals genau einen Takt. Das ist allerdings eine vereinfachte Darstellung. Einige Befehle sind komplizierter auszuführen als andere und ihre Ausführung dauert deutlich länger. Nehmen wir als Beispiel die Division. Einerseits ist sie viel aufwändiger als eine Addition, andererseits kommt sie sehr selten vor. Um nicht wegen einiger selten benutzter Befehle den Takt für alle Befehle reduzieren zu müssen, hatten die Entwickler eine andere Idee: Immer neue CPUs wurden entwickelt.

Wer hat den schnellsten Prozessor? Eine Steigerung auf das zwanzigfache in zwölf Jahren! Eine weitere Steigerung schien fast unmöglich, denn es wurde immer schwieriger, die CPUs ausreichend zu kühlen. Wenn die CPU einen Programmfaden nicht weiter ausführen kann z.

Einerseits kann mit der Mehrkerntechnologie der Energiebedarf der CPU und damit die Wärmeentwicklung drastisch reduziert werden, indem z. Andererseits steigt die Rechenleistung drastisch an. Seine Geschwindigkeit ist wichtig für die Leistung des Computers. Pro Befehl müssen durchschnittlich ein bis vier Datenbyte aus dem RAM gelesen werden, der Befehl selbst ist weitere ein bis vier Byte lang. Der RAM wurde zunehmend zur Bremse.

Je schneller die CPUs wurden, desto öfter mussten sie für einige Takte pausieren sogenannte Wartetakte einlegen, engl: Während des Umschaltens zwischen den Zuständen steigt der Strombedarf steil an. Je öfter die Umschaltung erfolgt also je höher der Takt , desto höher ist die Wärmeentwicklung. Also doppelte Frequenz bei fast verdoppelter Verlustleistung. Wie kann die Geschwindigkeit noch weiter gesteigert werden? Eine Kochplatte mit 18 cm Durchmesser hat eine Fläche von etwa cm 2. Ich hoffe, es ist jetzt verständlich, wie wichtig eine gute Kühlung ist.

Es wurde faktisch unmöglich, durch Erhöhung der Taktfrequenz mehr Leistung zu erreichen. Intel und AMD mussten deshalb das Wettrennen um die meisten Gigahertz etwa gleichzeitig im Jahr beenden und nach neuen Wegen zur Leistungssteigerung suchen. Eine der Möglichkeiten ist die Verkleinerung der Strukturen. Eine weitere Möglichkeit sind Mehrkernprozessoren: Die am höchsten belasteten Baugruppen in der CPU wie z. Die CPU kühlt dadurch ein wenig ab.

Wenn die Belastung steigt, kann sie den Turbomodus etwas länger durchhalten. Prozessoren zu entwickeln ist aufwändig. Intel gibt an, dass die Kosten für die Entwicklung des ersten Pentium höher waren als der Kaufpreis eines komplett ausgerüsteten Flugzeugträgers. Nur noch wenige Firmen können sich die hohen Entwicklungskosten leisten. Marktanteile zu erringen ist nicht einfach. Befehlskompatibel bedeutet, dass alle Befehle das gleiche Resultat liefern müssen wie das Intel-Original.

Für einen nicht kompatiblen Prozessor würde es keine Software geben, der Hersteller müsste ein eigenes Windows und alle Anwendungsprogramme selbst entwickeln. Jeder Hersteller kann natürlich zusätzliche Befehle einbauen und darauf hoffen, dass die Softwarehersteller diese auch benutzen werden.

Diese Vereinbarung ist längst ausgelaufen. Heute muss jeder Prozessorhersteller die interne Schaltung und die Anschlüsse seiner CPU anders aufbauen als die Konkurrenz, um nicht wegen Patentverletzung verklagt zu werden. Deshalb gibt es zunehmende Unterschiede in der internen Architektur der Prozessoren verschiedener Hersteller. Intel favorisiert ein Design, bei dem die Recheneinheiten des Prozessors pro Takt etwas weniger leisten und deshalb weniger warm werden , wodurch man den Prozessor etwas höher takten kann.

Bei anderen Architekturen ist der Fall eher umgekehrt: Das macht es nicht einfach, die Leistung konkurrierender Prozessoren zu vergleichen. AMD verwendet deshalb einen Umrechnungsfaktor: Ein Athlon mit nVidia-Chipsatz dürfte die zweitbeste Paarung sein. Zur Zeit werden sie häufig mit dem Betriebssystem Android von Google ausgeliefert und zeichnen sich durch besonders geringe Anschaffungskosten und minimalen Stromverbrauch aus.

Auch ihre Rechenleistung ist nicht zu unterschätzen. Das Betriebssystem Windows ist zur Zeit nicht für Geräte dieser Art verfügbar, auch wenn der Hersteller verlauten lässt, daran zu arbeiten.

Für Benutzer, die sich durch ihr Smartphone bereits an Android gewöhnt haben, können diese Geräte jedoch eine echte Alternative darstellen. Normale Büroluft enthält einige hunderttausend feinster Staubteilchen pro Liter. Wenn es trifft, verursacht es verheerende Schäden. Ist nur einer von Millionen Transistoren defekt, ist der Chip unbrauchbar.

Es gibt allerdings eine Ausnahme: Wenn der Schaden nur eine Hälfte des internen Cache betrifft und die andere Hälfte des Cache fehlerfrei ist, wird die defekte Hälfte des Cache abgeschaltet. Das kommt nicht selten vor, denn der interne Cache belegt etwa die Hälfte der Schaltkreisfläche und ist von Fehlern relativ oft betroffen. Für viele Büro- und Heim-PC reicht das aus. Die dafür benötigte Zeit wird gestoppt und mit der Konkurrenz verglichen.

Fachzeitschriften sind voll mit solchen Tests. Leider kann man keinen der vielen Benchmarks als den besten empfehlen. Betrachten wir zwei Beispiele. Dieser Beschleunigungsspeicher wird als Cache-Speicher bezeichnet. Seit dem ersten Pentium laufen das Heranschaffen der Daten und deren Verarbeitung weitgehend gleichzeitig ab.

Wenn nein, wird die Anforderung an den Hauptspeicher weitergegeben. Der Prozessor muss warten, d. Welche Daten im Cache gespeichert werden und wie lange sie im Cache verbleiben, wird von der Vorschau-Elektronik vollautomatisch entschieden. Die folgenden Kriterien werden dabei berücksichtigt:. Wie kann die Elektronik voraussehen, was zukünftig benötigt werden wird? So nennt man die Befehle, bei denen die CPU in Abhängigkeit von einem Zwischenergebnis entscheiden muss, wie es weitergeht.

Beispiel bei der Musikausgabe: Ist die nächste Note eine Achtel-, Viertel- oder ganze Note? Kommt noch eine weitere Note oder ist das Ende des Musikstückes erreicht? Dadurch tritt allerdings eine Pause ein, weil die Vorausschaueinheit erst die Daten für die Weiterarbeit heranschaffen muss. Sie haben für etwa 5 bis 15 Befehle im Voraus analysiert, welche Daten für diese Befehle benötigt werden, um diese Daten frühzeitig heranzuschaffen. Dadurch kann das Rechenwerk meistens mit voller Geschwindigkeit arbeiten.

Wenn das Ergebnis eines Rechenschrittes in einem der nachfolgenden Rechenschritte weiterverwendet wird, kann die CPU ohne Wartezeit darauf zugreifen. Zwar muss das Ergebnis irgendwann in den langsamen Arbeitsspeicher abtransportiert werden, aber das wird vorzugsweise dann erledigt, wenn es mal keine Leseanforderungen an den Arbeitsspeicher gibt. Ob sie die Bytes einzeln oder in Gruppen anfordert, hängt vom ausgeführten Programm ab. Die Bits im Speicher sind zu Gruppen von 64 Bit zusammengefasst.

Die 8 Byte einer solchen Gruppe werden stets gleichzeitig gelesen oder geschrieben. Falls die CPU bald darauf Byte 4 benötigt, bekommt sie es aus dem Cache und die Bytes 0 bis 7 brauchen nicht erneut gelesen zu werden. Das ist vorteilhaft, denn es gibt viele Arten von Daten, die Byte für Byte benötigt werden: Der er war der erste Prozessor, der mit einem Cache arbeitete.

Der Cache bestand aus vier oder acht einzelnen Speicherchips, die auf der Hauptplatine untergebracht waren.

Mit dem er gab es einen Fortschritt. Der Cache fand direkt im Prozessorchip seinen Platz. Die kurzen Datenwege erhöhten die Geschwindigkeit stark. Die Leiterzüge und Strukturen wurden immer weiter verkleinert. Deshalb entschieden die Ingenieure, den Cache zweistufig zu organisieren. Durch diese Miniaturisierung gelang es nun endlich, auch den L2-Cache im Inneren des Prozessors unterzubringen.

Neuere CPUs haben einen dreistufigen Cache, z. Auf den ersten Blick scheint das ausreichend. Tatsächlich sind die meisten Daten eher zufällig im RAM verteilt, also dauert der Zugriff viel länger. Die schnelle Ableitung der Wärme ist höchst problematisch. Der Kühlkörper muss gut anliegen.

Weil Luft die Wärme schlecht leitet, muss dieser Luftspalt mit einer kleinen Menge Wärmeleitpaste gefüllt werden. Verdoppelt man die Taktfrequenz, entsteht näherungsweise die doppelte Wärmemenge. Teilweise kann man das durch bessere Kühlung ausgleichen. Sie arbeitet wie eine Wärmepumpe.

Die wärmeleitenden Teile sind aus Kupfer — teuer, aber ein hervorragender Wärmeleiter. Prozessorhersteller zeigen manchmal auf Messen, dass eine aktuelle CPU, die mit flüssigem Helium gekühlt wird, durchaus die dreifache Leistung wie bei normaler Kühlung erreichen kann allerdings wird sie das wohl nur wenige Wochen überleben.

Es hängt auch von der Arbeit ab, welche der Prozessor gerade erledigt. Spätestens jetzt sollten Sie in eine bessere Kühlung investieren! Anfangs normalisiert sich die Drehzahl einige Minuten nach dem Einschalten und das Geräusch verschwindet wieder.

Wenn sich das Lager noch weiter verschlechtert, gibt es auch beim Einschalten kein Geräusch mehr. Vermutlich steht der Lüfter jetzt für immer still. Jetzt wird es gefährlich. Zweierlei kann jetzt passieren:. Wir erwarten von der Halbleiterindustrie, dass unsere Computer leistungsfähiger werden. Welche Wege gibt es, um dieses Ziel zu erreichen?

Jahrzehntelang bestand sie aus Siliziumdioxid. Mit der Verwendung von Hafnium als Isoliermaterial konnten trotz dünnerer Isolierung die Leckstrom-Verluste auf ein Fünftel reduziert werden.

Als Strukturbreite wird der halbe Abstand zweier Leiterbahnen bezeichnet. Kleinere Strukturen bringen drei Vorteile:. Im November hat Intel begonnen, Prozessoren mit 22 nm Strukturbreite herzustellen [2]. Was kann man mit so vielen Transistoren anfangen? Er wird in nm-Struktur gefertigt, soll die nm-Version folgen.

Es gibt neue Stromsparfunktionen. Je nach Auslastung kann für jeden Kern die Versorgungsspannung erhöht oder verringert werden. Zeitweilig unbenutzte Kerne können sogar komplett abgeschaltet werden, um Strom zu sparen und die Wärmeentwicklung zu verringern. Sie begrenzen die Taktfrequenz, denn je höher der Takt, desto mehr Wärme entsteht.

Heutige Prozessoren schalten ungenutzte Funktionsgruppen ab und reduzieren den Stromverbrauch bei geringer Auslastung. Es gibt eine weitere Möglichkeit. Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Entwicklerstudio für Social Games gegründet. August , abgerufen am 9. Dezember , abgerufen am 3. Amazon entscheidet sich für New York und Virginia. September , abgerufen am Oktober , abgerufen am Dezember im Internet Archive , Wirtschaftsblatt, Artikel vom März , abgerufen am März im Internet Archive , Wirtschaftsblatt, Artikel vom Juni , abgerufen am Amazon verlagert Logistik nach Polen , derStandard.

Amazon - Eröffnung neuer Verteilzentren in Polen. Amazon-Retourenzentrum in der Slowakei. Amazon setzt verstärkt auf Polen. Amazon to open its fifth logistics center in Poland. Amazon verstärkt seinen Auftritt in Tschechien. Juni amerikanisches Englisch. Februar , abgerufen am Januar , abgerufen The New York Times , Februar , gesehen Amazon lüftet deutsches Umsatzgeheimnis. Frankfurter Allgemeine Zeitung , Wirtschaft, vom 5. Mai , abgerufen am Archiviert vom Original am August ; abgerufen am Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft.

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Die Top 10 Online-Shops in der Schweiz. Die Top 10 Online-Shops in Österreich. Februar , abgerufen am 5. Checkout by Amazon Now Available in Germany , lr-online. November , abgerufen am 3.

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Kein Lauschangriff mit Mikrofon , heise. Hinter den Kulissen des Lebensmittelversands. Amazon, abgerufen am Wie Amazon bei Spenden spart. Amazon spendet an Organisationen, die das weder wissen noch wollen. Minus für die gute Sache. Manager Magazin Online , 5.

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Kartellamt stellt Verfahren gegen Amazon ein in: November ; abgerufen am Wie Amazon sich ums Steuerzahlen drückt in: Amazon zahlt kaum Steuern in Deutschland. Amazon widersetzt sich Armen-Steuer. International Consortium of Investigative Journalists, abgerufen am 6. Macht nur weiter so. Amazons neue Regeln für Rezensionen sind laxer als erwartet.

Wie Amazon den Überwachungsstaat fördert. Amazon staff punished for being ill. Times Online Artikel englisch — abgerufen am Arbeit bei Amazon kann krank machen.

Kontrolle und Kameras in Logistikzentrum. Wie Amazon Mitarbeiter in Niedersachsen überwacht. Verdi weitet Streiks bei Amazon aus. Verdi ruft erneut zu Streiks bei Amazon auf. Mitarbeiter rufen zur Aktion auf. Dezember , archiviert vom Original am 6. Januar ; abgerufen am 6.