Votum des AK RechnerbetreuerInnen zur EDV

Konzept des AK RechnerbetreuerInnen zur EDV- Ausstattung von
Volks- und Förderschulen
Teil 1 - Grundlagen des Votums
1. Vorbemerkungen
Um die Erstellung eines Konzeptes zur Ausstattung der Nürnberger Volks- und
Förderschulen zu unterstützen, hat der Arbeitskreis das folgenden Votum
erarbeitet.
Grundlage dieses Votums sind die Lehrpläne der verschiedenen Schularten und
die sich daraus ergebenden Anforderungen an die EDV-Ausstattung, aber auch
Erfahrungen, die aus 15 Jahren Computereinsatz an Schulen gewonnen worden
sind.
In einem gesonderten Teil werden wir auch Empfehlungen zur Einrichtung von
Netzwerken erstellen.
2. Anforderungen an die Hardware aufgrund der Lehrpläne
2.1.
Grundschule
Der Lehrplan der Grundschule schreibt unter verschiedenen
Gesichtspunkten in den Fächern Deutsch. Mathematik und im Heimat- und
Sachunterricht sowie im Bereich Medienerziehung den Einsatz des
Computers als Unterrichtsmedium vor.
Vor allem moderne und offene Unterrichtsformen bauen auch auf dem
PC-Einsatz auf.
Die eingesetzten PCs müssen über Multimedia-Eigenschaften verfügen,
Internetzugänge müssen zur Verfügung stehen.
2.2.
Hauptschule
Im Hauptschullehrplan lassen sich zwei verschiedene Schwerpunkte
unterscheiden. Zum einen kommt dem Computer im Rahmen der
arbeitspraktischen Fächer
quasi als Unterrichtsgegenstand große
Bedeutung zu, zum anderen wird sein Einsatz als Medium ab der 5.Jgst.
gefordert.
Daraus ergeben sich unterschiedliche Anforderungen. Im Rahmen des
Faches GTB werden CAD-Programme eingesetzt, in den Fächern HSB
und KBB Officeprogramme, darunter auch Präsentationsprogramme. Im
Wahlfach Informatik ist die Beschäftigung auch mit komplexerer Software
und Multimedia-Autorensystemen (z.B. Mediator) durchaus üblich.
Im Fach KUN kommen Bildbearbeitungsprogramme, aber auch
anspruchsvollere Grafikprogramme zum Einsatz.
Wird ein PC als Unterrichtsmedium eingesetzt, muss er über grundlegende
Multimediafähigkeiten verfügen.
Internetzugänge müssen in ausreichender Anzahl zur Verfügung gestellt
werden.
2.3.
Förderschulen
Für die Förderschulen gelten die Lehrpläne der Grund- und Hauptschulen.
3. Anforderungen an die Hardware aufgrund eingesetzter Software
3.1 Betriebsysteme
Einzelplatzsysteme
Eingesetzt wird in den Schulen vor allem das Betriebssystem von Microsoft,
das neu nur noch in den Version WindowsXP ausgeliefert wird. Daneben
werden aber zum Teil auch noch Rechner mit Windows ME angeboten.
Aufgrund der Stabilitä und seiner Netzwerkfähigkeit sollte aber WindowsXP in
der Professional-Version1 der Vorzug gegeben werden. WindowsXP benötigt
ausreichend Arbeitsspeicher2.
Solange Windows 2000 noch angeboten und von Microsoft unterstützt wird,
stellt es ein ausreichend sicheres und stabiles Betriebssystem dar
Zunehmend interessant und aufgrund der geringeren Kosten ist auch der
Einsatz von LINUX (z.B. in der Version von SuSE). Aufgrund der grafischen
Oberfläche ist LINUX ähnlich einfach zu bedienen wie MS WindowsXP und
läuft sehr stabil. In den verschiedenen Distributionen sind umfangreiche
Softwarepakte enthalten.
Mit der grafischen Oberfläche stellt auch LINUX erhöhte Ansprüche an den
Arbeitsspeicher.
WindowsXP benötigt Prozessoren ab 400 MHz, Linux läuft auch mit weniger
schnellen Prozessoren ausreichend schnell.
Serverbetriebsysteme
Auch im Serverbereich wird verbreitet Windows 2000 Server eingesetzt, in
Zukunft bietet Microsoft mit Windows 2003 Server die Nachfolgesoftware an.
Windowssysteme laufen hinreichend stabil und lassen sich - bei
entsprechenden Vorkenntnissen - gut administrieren, sind aber aufgrund der
Lizenzkosten nicht wirklich preisgünstig.
Aber auch als Server-Betriebssystem gewinnt LINUX immer größere
Bedeutung und lässt sich -ähnlich wie Windows - bei entsprechenden
Kenntnissen einfach administrieren. Linux-Server laufen sehr stabil und
zuverlässig, die Lizenzkosten sind ausgesprochen niedrig.
Für den Serverbereich stellt der neu entwickelte Schulserver von SuSE eine
sehr interessante Alternative dar.
Novell Netware hat im schulischen Bereich trotz seiner technischen Vorteile
an Bedeutung verloren, auch wenn die Lizenzkosten im Rahmen der SANInitiative moderat ausfallen.
1
Nur diese Version kann in einem Netz mit SMB-Servern von Drittherstellern (z.B. Samba/Linux)
zusammenarbeiten, die Home-Edition ist nicht wirklich netzwerfähig!
2
Vergleiche Kapitel „Teil 2 4.Arbeitsspeicher“
3.2 Programme
Bekanntestes Office-Paket ist MS Office XP bzw. 2003 Es stellt quasi den
„Standard“ unter den Office-Programmen dar. Microsoft lässt sich dies aber
auch im Rahmen von Schullizenzen gut bezahlen.
Alternativen dazu sind vor allem „Star-Office“ (allerdings inzwischen auch nicht
mehr kostenlos) und „Open-office“ in der neuesten Version.
Officepakete benötigen vor allem Arbeitsspeicher, weniger bedeutsam ist hier
die Leistungsfähigkeit des Prozessors.
Verbreitet im Rahmen des GTB-Unterrichts sind die verschiedenen Versionen
von Design-CAD, vereinzelt wird auch Auto-CAD eingesetzt. Seit diesem Jahr
wird von den Verantwortlichen auf Solid Edge gesetzt, die Nutzung von
DesignCAD wird auslaufen. Auch wenn dabei im 3D-Bereich gearbeitet wird,
benötigen diese Programme weder teure 3D-Grafikkarten noch
Hochleistungsprozessoren.
Viele Volksschulen arbeiten mit Multi-Media-Autoren-Systemen, verbreitet ist
hier der Mediator von Matchware. Werden dabei Videosequenzen
eingebunden, sind Prozessoren ab 500 MHz zu empfehlen.
Bildbearbeitungs- und komplexere Zeichenprogramme - vor allem für den
Kunstunterricht - sind Photo-Paint und das Corel-Draw-Paket. Auch diese
Programme erreichen gute Arbeitsgeschwindigkeiten bereits auf Rechnern mit
400 MHz-Prozessoren und ausreichendem Arbeitspeicher.
Videobearbeitung und –schnitt stellen tatsächlich die höchsten
Anforderungen an die Arbeitsgeschwindigkeit von Computersystemen. Hier
kommen Prozessoren ab der 2 GHz-Klasse zum Einsatz. Gleiches gilt für
Rechner, die der Audio-Bearbeitung dienen.
Lernsoftware3 stellt in der Regel nur geringe Anforderungen an die Hardware,
keines der bekannten Produkte benötigt etwa eine High-End-Grafikkarte oder
einen High-End-Prozessor.
Teil 2
Empfehlungen - Workstation
1. CPU/Prozessor
Bereits Prozessoren der „Einsteigerklasse“ verfügen heute über enorme
Rechenkapazitäten. Alle Programme, die in Schulen üblicherweise eingesetzt
werden, laufen mit guter bis herausragender Geschwindigkeit. Ausnahmen
sind hier nur Videobearbeitung und sehr umfangreiche Datenbanken.
Prozessorleistung und Kühlung
Mit steigender Prozessorleistung ist auch die Energieaufnahme der
CPUs stark angestiegen. Die dadurch entstehende Wärme erfordert
immer umfangreichere Kühlungsmaßnahmen. Dies führt – vor allem
bei „billigen“ Systemen - durch die Verwendung einfacher CPU-Kühler
aufgrund der hohen Lüfterdrehzahlen zu einer nicht unerheblichen
Lärmentwicklung. Besonders die Prozessoren der Firma AMD
3
Hier sind Lernprogramme im weitesten Sinn gemeint
verbrauchen viel Energie und müssen aufwändig gekühlt werden. Hinzu
kommt, dass AMD-Prozessoren4 im Gegensatz zu INTEL-Prozessoren
über kein „Auto-Throtteling“ (stufenweises Abschalten) verfügen, das
das „Durchbrennen“ der CPU bei Ausfall der Kühlung verhindert.
Allgemein verbrauchen INTEL-Prozessoren weniger Energie und
lassen sich daher leichter und leiser kühlen.
Für nahezu alle Anwendungen, die in den Schulen eingesetzt werden, reicht
an sich die Rechengeschwindigkeit der „Einstiegsklasse“ aus. Bei einer
Entscheidung für den einen oder anderen Prozessortyp muss aber unbedingt
auch berücksichtigt werden, auf welchem Mainboard mit welchem Chipsatz er
eingesetzt werden soll5.
Fazit:
Workstation
AMD-Duron
Dieser Prozessor mit dem sog. Morgan-Kern wird in Taktgeschwindigkeiten
bis 1,3 GHz angeboten und verfügt über 128 KB Level1- und 64 KB Level2Cache. Er erreicht bei einem sehr guten Preis-/Leistungsverhältnis hohe
Rechengeschwindigkeiten. Seine Leistungsaufnahme ist höher als die
vergleichbarer Intel-Prozessoren. Er spricht den FSB mit 100/200 MHz an, auf
geeigneten Boards (v.a. mit VIA-Chipsätzen) kann der Arbeitsspeicher dazu
assynchron mit 133/266 MHz getaktet werden.6 CPU-Kühler stammen von
Drittherstellern. Der Duron wird nicht mehr weiter entwickelt!
Intel Celeron
Die Celeron-Versionen mit 2,0 GHz sind Sockel 478-Prozessoren, die auf dem
Willamette-PentiumIV-Kern basieren. Sie verfügen über 400 MHz FSB, aber
nur über 128 Level2-Cache. Diese Prozessoren können auf Boards mit den
neuesten Intelchipsätzen eingesetzt werden. Ab 2,53 GHZ Taktfrequenz beitet
Intel auch Celerons mir 265 kB Level2-Cache und 533 FSB an.
Allen Celerons gemeinsam ist die relativ geringe Leistungsaufnahme. Sie
werden von Intel „boxed“, das heißt mit passendem CPU-Kühler angeboten.
High-End (Videobearbeitung)
Intel Pentium IV
Mit dem neuen Northwood-Kern bietet Intel die zweite Generation von
PentiumIV-Prozessoren bis zu 3,4 GHz Taktfrequenz an. Der PentiumIV
verfügt je nach Ausführung über 512 KB bzw. 1024 kB Level2-Cache und
4
Ab 3000+ ist auf geeigneten Mainboards ein Throtteling möglich
Hierzu mehr unter 2. Mainboard
6
Allerdings führt diese Konfiguration in der Praxis häufig zu Instabilitäten.
5
kann auf allen Boards mit neuesten Intelchipsätzen eingesetzt werden. Der
FSB beträgt je zwischen 400 und 800 MHz. Intel liefert auch diesen Prozessor
mit passendem Lüfter aus.
Ab 3,0 GHz setzt Intel auf Hyper-Threading, dass heißt, der Prozessor kann
wie ein Dual-Prozessor-System angesprochen werden. Geeignete Software
vorausgesetzt, ergeben sich sehr hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten, ab
der Version 2,8A wird der neue Prescott-Kern eingesetzt.
AMD Athlon XP
Der High-End-Prozessor von AMD wird als AthlonXP 2000+ mit
Taktgeschwindigkeiten ab 1,66 GHz angeboten. Er verfügt über eine FSB von
266 MHz und 256 Level2-Cache. Seine hohe Leitungsaufnahme macht
aufwändige Kühlmaßnahmen notwendig, die den Preisvorteil gegenüber
INTEL zum Teil wieder wettmachen. Ausreichend stabil läuft der AthlonXP auf
Boards mit AMD- und VIA-Chipsätzen. Sein Einsatz in Schülerarbeitsplätzen
mit erhöhten Anforderungen ist nur bei aufwändiger und leiser Kühlung zu
empfehlen.
Die neuesten Modelle des Athlons (Barton) erreichen fiktive
Taktgeschwindigkeiten von 2,5 bis 3,2 GHz und verfügen über 512 KB
Level2-Cache. Da sie über einen höheren FSB verfügen, können sie nur auf
neuesten Boards mit Via KT400 bzw. Nvidia NForce Chipsätzen eingesetzt
werden. Allerdings liegt auch bei diesen Prozessoren der FSB noch unter dem
der schnellen PentiumIV-Reihe.
Prozessoren der 64-Bit-Klasse dürften in nächster Zeit noch keine Rolle im
schulischen Einsatz spielen.
2. Mainbords/Chipsätze
Das Zusammenspiel von Prozessor und Chipsatz ist von entscheidender
Bedeutung für einen stabilen und störungsfreien Betrieb. Hinzu kommt, dass
Mainboards eine sehr unterschiedliche Ausstattung hinsichtlich der Kontrolle
des Systems und der CPU aufweisen können. Wichtig ist hier vor allem die
andauernde Temperatur-Kontrolle des Prozessors – vor allem bei AMDSystemen und die damit verbundene Möglichkeit des automatischen
Abschaltens des Systems bei Überschreitung einer definierten
Höchsttemperatur. Nur so können bei AMD-Systemen Instabilitäten und
Totalausfälle vermieden werden.
Nicht notwendig hingegen ist der Einsatz von RAID-Systemen in Workstations
– also beispielsweise auf Schülerarbeitsplätzen.7
Bei INTEL-Systemen ist den Intel-Chipsätzen Vorrang vor allen anderen
einzuräumen. Die Kombination aus Intel-Chipsatz und Intelprozessor läuft
absolut stabil und ist ausgesprochen wartungsarm
Bei AMD-Systemen ist die Lage leider unübersichtlicher, vor allem nachdem
AMD die Chipsatzproduktion eingestellt hat. Weit verbreitet sind Mainboards
mit VIA-Chipsätzen, die jedoch in der Vergangenheit immer wieder durch
7
Die Empfehlung für Server siehe „Empfehlungen – Netzwerk“
Bugs und Instabilitäten aufgefallen sind. Sie erfordern für einen stabilen Berieb
eine andauernde Treiberpflege und damit einen erhöhten Wartungsaufwand.
Allerdings soll der KT266A-Chipsatz inzwischen keine „Kinderkrankheiten“
mehr aufweisen.
Weniger Erfahrungen liegen über die Chipsätze von NVidea und ALI vor, ihre
Verbreitung ist relativ gering. Allerdings bietet gerade der Nvidea-Chipsatz
eine gute Onboard-Grafik und läuft bei Bestückung mit zwei gleichartigen
Speicherriegeln sehr schnell.
Der Chipsatz von SiS wird nur von wenigen Herstellern auf Mainboards
verbaut, die Erfahrungen sind – wohl auch aufgrund von starken
Qualitätsschwankungen eines Mainboardherstellers – sehr zwiespältig. Der
Chipsatz stellt hohe Anforderungen an die verwendeten Komponenten und die
Assemblierung.
Neu auf dem Markt sind Chipsätze von ATI, die aber noch nicht in
ausreichender Stückzahl angeboten werden.
Fazit
Intelprozessor auf Intelchipsatz
Workstations
Celeron-Prozessoren ab 2,0 GHz arbeiten sehr stabil und mit wenig
Wartungsaufwand auf Boards mit Intel i845e/ep-Chipsätzen. Diese
Kombination weist ein sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis auf, verschwinden
ab zur Zeit vom Markt. Sie werd durch Boards mit Intel 848 und 865Chipsätzen ersetzt, wobei letzter einen Dual-Channel-Betrieb beim
Speicherzugriff erlauben.
High-End-Computer
Für einige Anwendungen im High-End-Bereich ist auch der Einsatz von
Pentium IV/A auf Boards mit Intel i865-Chipsatz bzw. i875-Chipsatz und dem
noch etwas schnelleren DDR-400-Speichermodulen zu empfehlen.
Intelprozessor auf anderen Chipsätzen
Intelprozessoren erreichen auch auf Chipsätzen von anderen Herstellern zum
Teil gute bis sehr gute Performance-Werte. Eine Ausnahme stellen
SiS.Chipsätze dar, die beim Speicherzugriff zu den langsamsten gehören.
Allgemein sollte von der Kombination Intelprozessor - Chipsatz anderer
Hersteller abgesehen werden, da dadurch der Kompatibilitätsvorteil reiner
Intelsystem nicht mehr gegeben ist.
AMD-Prozessor auf VIA-Chipsatz
Workstations/High-End-PC
Nicht zu empfehlen sind Boards mit VIA133/133A Chipsätzen, da die hier
verwendete Southbridge beim Einsatz mehrerer IDE-Geräte Probleme macht.
Auch wurden auf diesen Boards häufige Fast-ATA/RAID-Controller eingesetzt,
die nicht immer stabil liefen.
Sehr gute Performance und gute Stabilität weist der VIA KT 266-Chipsatz auf,
aber auch der KT333 Chipsatz läuft stabil. Beide Chipsätze werden vom
KT400/600 abgelöst.
Allgemein erfordern Boards mit VIA-Chipsätzen
aufgrund der
notwendigen Treiberpflege einen erhöhten Wartungsaufwand.
AMD-Prozessor auf Nvidea-, AMD-, ALI-, SiS-Chipsätzen
Workstations/High-End-PCs
Besonders zu empfehlen sind Boards mit AMD-Chipsätzen, sie laufen sehr
stabil und schnell, werden aber nicht mehr angeboten.
Interessant könnte auch der Einsatz von Boards mit Nvidea-Chipsätzen sein,
da diese zum einen über eine gute On-Board-Grafik (auf Chipsatz achten!)
verfügen und beim Einsatz von zwei Speichermodulen sehr schnelle
Zugriffszeiten erreichen. Der Nvidea Nforce2-Chipsatz scheint sehr stabil und
schnell zu laufen.
SiS und ALI sind nicht mehr zu empfehlen, beide Hersteller habe zur Zeit
keinen aktuellen Chipsatz auf dem Markt, Boards mit ATI-Chipsätzen sind
noch nicht auf dem Markt.
Markenempfehlung/Ausschreibungsempfehlung:
Aufgrund der Erfahrungen weist der AK darauf hin, dass sich der Einsatz
von Markenprodukten in einer niedrigeren Ausfallquote und verringerten
Ausfallzeiten bemerkbar macht. Da wir die Geräte vor Ort auch weiterhin
warten müssen, kommt diesem Punkt große Bedeutung zu. Denn auch wenn
Garantieansprüche bestehen, verhindern diese in der Regel nicht, dass
Arbeitsplätze für längere Zeit ausfallen. Besonders gute Erfahrungen liegen
mit Boards der Hersteller ASUS, Gigabyte, MSI, Intel und Epox vor, negative
Erfahrungen mit Boards der Hersteller ECS, PCChips und Soyo.
Die Ausschreibungsrichtlinien der VOL schreiben vor, dass bei
Ausschreibungen darauf zu achten ist, dass vergleichbare Angebote
abgegeben werden können. Dies setzt voraus, dass auch die
technischen Eigenschaften von Boards (Festplatten usw.) - vor allem
aber der verwendeten Chipsatz - eindeutig im Ausschreibungstext
festgelegt werden. Ein Board mit SiS- oder VIA-Chipsatz eines
Billigherstellers ist nicht mit einem Board mit INTEL-Chipsatz eines
Markenherstellers vergleichbar! Eine Ausschreibung, die auf die
Spezifizierung des Chipsatzes verzichtet, könnte also der VOL
widersprechen!
Besonders interessant sind jedoch die Komplett-Angebote, die große
Hersteller im Rahmen der D21-Inititiative den Schulen machen, z.b. FuijitsuSiemens, HP-Compaq.
3. Grafikkarten
Der Grafikkartenmarkt wird von drei GPU-Herstellern dominiert: Nvidea, ATI
und Matrox.
Vor allem Nvidea ist bekannt für die hohe Qualität seiner GPUs im 3DBereich. Demgegenüber liegen die Stärken von Matrox und ATI im 2DBereich. Allerdings ist eine hohe 3D-Leistung auch nur für Computerspiele
wirklich notwendig, wobei aber selbst aktuelle Spiele die Möglichkeiten
moderner 3D-Karten der vorletzten Generation kaum ausreizen.
Im schulischen Einsatz bewährt haben sich ATI-Karten mit dem RadeonChipsatz. Sie verfügen nicht nur über sehr gute 2D-Eigenschaften, auch DVDs
lassen sich in sehr guter Qualität mit ihnen abspielen. Hinzu kommt, dass sie
wie die Matrox-Grafikkarten (mit Ausnahme des neuesten Modells) im
Gegensatz zu den 3D-Karten passiv gekühlt werden und so Lärm vermeiden.
Matrox-Grafikkarten werden vor allem im Office-Bereich eingesetzt, da sie
über sehr gute 2D-Eigenschaften verfügen.
Eine Alternative könnten auch Boards mit On-Board-Grafik sein. Allerdings
arbeiten die meisten Lösungen – vor allem die chip-integrierten - mit sharedmemory, gehen also zu Lasten des Arbeitsspeicher. Vorzuziehen sind Boards,
die über einen separaten Grafikchip verfügen. Mit beiden Lösungen
ausreichend rasches Arbeiten möglich. Allerdings sollte man darauf achten,
dass neben der On-Board-Grafik auch noch ein funktionsfähiger AGP-Port
ausgeführt ist.
Fazit
On-Board-Grafik
ist ausreichend zum Einsatz im reinen Officebereich. Die neuen Intelchipsätze
(8x5G) stellen genauso wie die Nvidea-Chipsätze ausreichend Grafikleistung
zur Verfügung.
ATI
ausreichend für den Einsatz im MM-Bereich und Officebereich sind bereits
Karten mit Radeon 9200. Diese Karten werden passiv gekühlt und verfügen
über 64 bzw. 128 MB Speicher.
Karten mit ATI-GPUs werden inzwischen auch von Drittherstellern in guter
Qualität angeboten
Matrox
Alle aktuellen Matrix-Karten sind für den Einsatz im Officebereich aufgrund
ihrer herausragenden 2D-Eigenschaften hervorragend geeignet. Sie werden
passiv gekühlt und verursachen so keinen zusätzlichen Lärm. Aufgrund
fehlender 3D-Fähigkeiten können zwar keine aufwändigen 3D-Spiele, wohl
aber Lernsoftware eingesetzt werden.
Nvidea
stellt eine fast unüberschaubare Menge verschiedener GPUs her, die alle über
sehr gute 3D-Eigenschaften und ausreichende 2D-Eigenschaften verfügen. Im
unteren Preis-/Leistungsegment bieten die Grafikkartenhersteller passiv
gekühlte Karten etwa mit Geforve 4 MX -GPUs an, die ausreichende
Grafikleistungen zur Verfügung stellen.
4. Arbeitsspeicher
Die Arbeitsgeschwindigkeit moderner Betriebssystem und moderner Software
hängt in hohem Masse von dem zur Verfügung gestellten Arbeitsspeicher ab.
Dabei sollte WindowsXP auf 256 MB Arbeitsspeicher zurückgreifen können,
LINUX/SuSE 8.0 auf mindestens 128 MB.
Allgemein ist festzustellen, dass im schulischen Alltag kaum Anwendungen
anfallen, bei dem sich der Einsatz schnellerer Speichermodule wirklich
bemerkbar macht. Alle Messungen der Zugriffsgeschwindigkeiten sind an sich
rein theoretische Werte und machen sich während der Arbeit am PC kaum
bemerkbar.
Auch beim Arbeitsspeicher ist auf die Verwendung von Markenspeicher zu
achten, Speicher in sog. Third-OEM-Qualität führen häufig zu zunächst
unerklärlichen Instabilitäten und Abstürzen, letztlich zu erhöhtem
Administrationsaufwand.
Fazit
256 MB Arbeitsspeicher sollten auch auf Schülerarbeitsplätzen vorhanden
sein. Aktuell werden DDR-RAM-Module von Markenherstellern. eingesetzt
5. Festplatten
Bei den Festplatten ist in den letzten Jahren ein drastisches Ansteigen der
Speicherkapazitäten zu verzeichnen. Gleichzeitig hat ein Konzentrationsprozeß die Zahl der Anbieter verringert. Alle großen Hersteller wie IBM, WD,
Maxtor und Seagate bieten Platten mit 7200U/m und 5400 U/m nach dem ATA
100 (UDMA5)-Standard an. Conner/Excelstore bietet Platten Im Low-CostSektor an, über deren Qualität wenig Erfahrungen vorliegen, auch über
Samsung-Platten liegen im Dauerbetrieb nur wenige Erfahrungen vor.
IBM hatte in den vergangenen Jahren bei der DTLA-Serie mit den schnellen
7200er Platten massive Qualitätsprobleme, WD hat die Probleme, die bei
Platten von 6 – 10 GB bestanden, in den Griff bekommen.
Platten mit einer Drehzahl von 7200 U/m weisen eine schnellere Zugriffszeit
auf, die sich allerdings nur bei Echtzeit-Video-Bearbeitung (und einigen
anderen anspruchsvollen Anwendungen) bemerkbar macht. Demgegenüber
stehen höhere Lautstärke, höhere Wärmeentwicklung und höhere Ausfallraten
als bei Platten mit 5400 U/m.
Diese Laufen leiser, sind in der
Datentransferrate den schnelleren Platten kaum unterlegen und nur in der
Zugriffszeit beim Suchen von Dateien etwas langsamer. Maxtor, WD und
Seagate haben „langsamere“ Festplatten bis zu einer Größe von 120 GB im
Angebot.
Fazit
Der Einsatz von Platten mit einer Drehzahl von 5400 U/m ist in Workstations
absolut zu befürworten. Empfehlenswert sind angesichts des Preis-LeistungsVerhältnisses Festplatten mit 60 GB Speicherkapazität.
6. Soundkarten/Sound on board
Viele Mainbaords verfügen bereits über Sound-on-board (SoB), wobei
entweder Soundchips auf dem Board extra verbaut werden oder die
Soundeigenschaften im Chipsatz integriert sind. Im letzteren Fall ist die
Qualität der Soundwiedergabe meist schlechter als bei gesonderten
Soundchips on Board.
Für Boards ohne SoB gibt es gesonderte Soundkarten in allen Preislagen und
mit sehr vielen unterschiedlichen Eigenschaften.
Der Einsatz solcher
Soundkarten hängt von den Anforderungen z.B. im Rahmen von MusikUnterricht oder Videobearbeitung ab.
Fazit
Für den Einsatz in Workstations mit Multi-Media-Eigenschaften reichen bereits
die einfachen SoB-Lösungen bzw. einfache Soundkarten völlig aus. Nur für
anspruchsvollere Anwendungen könnte sich die Notwendigkeit des Einsatzes
hochwertigerer Soundsysteme anbieten
7. DVD-/CDROM-Laufwerke CDRW(Brenner)
In den letzten Monaten werden CD-ROM-Laufwerke in Consumer-PCs immer
mehr durch DVD-Laufwerke ersetzt. Bei den CD-ROM-Laufwerken werden
überwiegend Geräte mit 50X und 52X Geschwindigkeit eingesetzt. Auch wenn
diese Daten in der Regel übertrieben sind, bleibt festzuhalten, dass die
Mechanik billiger Geräte hoher Dauerbelastung nicht gewachsen ist. Der
Einsatz von CDs auf Worksstations in LAN wird eher geringe Bedeutung
besitzen, während in kleinen Peer-to-Peer-Arbeitsgruppen in Klassenzimmern
die Benutzungsdauer höher sein dürfte.
Da DVD-Laufwerke deutlich billiger geworden sind, spricht nichts mehr gegen
den Einsatz auch in Schülergeräten.
In allen Fällen gilt aber, dass die Qualität der Mechanik Vorrang vor der
Geschwindigkeit haben sollte.
CDRWs (sogenannte CD-Brenner) haben ihren Einsatzort nur in bestimmten
Einzelgeräten (Videobearbeitung, Lehrergeräte) und zur Datensicherung von
wichtigen Server-Daten. Auch hier ist mechanische Qualität hohen
Geschwindigkeiten vorzuziehen
DVD-Brenner sind zur Zeit noch teuer, der DVD+R Standard scheint sich
durchzusetzen, der Einsatz lohnt sich bei Video-Bearbeitungen.
Fazit
Für den Einsatz in LAN-Workstations reichen einfache CD-Laufwerke aus,
zunehmend werden aber DVD-Laufwerke zum Einsatz kommen- Immer aber
sollte auf die Qualität der Mechanik geachtet werden.
CRWS werden in Lehrerarbeitsgeräten eingesetzt, auf hohe Qualität ist zu
achten. DVD-Brenner gewinnen an Bedeutung.
8. Eingabegeräte
Tastaturen
und
Mäuse
sind
hoch
beanspruchte
Teile
des
Computerarbeitsplatzes in Schulen. Hier ist besonders auf Qualität, aber auch
auf die Anforderungen des arbeitspraktischen Unterrichts besonders im Fach
KBB zu achten.
Tastaturen sollten über eine gute Mechanik verfügen, Folientastaturen haben
sich im Dauerbetrieb nicht immer bewährt.
Die Kugeln der Mäuse verschmutzen im Unterrichtsalltag recht leicht. dies
führt zu Störungen. Hier haben sich optische Mäuse bewährt.
Fazit
Der Einsatz mechanisch stabiler Markentastaturen ist zu befürworten.
Optische Mäuse rechtfertigen ihren geringfügig höheren Anschaffungspreis
durch ihre Zuverlässigkeit und durch geringe Störanfälligkeit.
9. Gehäuse(Netzteile
Im schulischen Alltag sind auch die Computergehäuse, vor allem die
Tastschalter erhöhten Anforderungen ausgesetzt, die sich nicht mit dem
Einsatz in Büros vergleichen lassen. Nutzt dort in der Regel nur eine Person
mit der gebotenen Sorgfalt den PC, werden schulisch genutzte Computer
täglich von mehreren Schülern benutzt und zum Teil öfter gestartet. Dabei sind
Tasten und Gehäuse erhöhten mechanischen Belastungen ausgesetzt.
Diesem Umstand muss bei der Auswahl und Beurteilung von PCs Rechnung
getragen werden
Netzteile im schulischen Einsatz sollten entweder nur für 240 V ausgelegt sein
oder die Umschaltmöglichkeit auf 110 V muss wirkungsvoll verhindert werden.
Auch für Netzteile gilt, dass Markengeräte in der Regel deutlich weniger
störanfällig sind als die Produkte von No-Name- und Billigherstellern. Der
Einsatz hochwertiger Netzteile spart auf längere Sicht deutlich Kosten.
Gesetzliche Vorschriften
Bei Einkauf ist darauf zu achten, dass nicht nur die CE-Vorschriften, sondern
auch alle weiteren Vorschriften für PC-Arbeitsplätze eingehalten werden wie
z.B. EN 60950 / VDE 0805, UL 1950, CSA 22.2 No.950
Teil 3
Empfehlungen – Netzwerk
1. Vorbemerkung
Nach nunmehr über 12 Jahren Netzwerkeinsatz an Schulen liegen genügend
Erfahrungen vor. Bedeutsam scheint vor allem zu sein, dass der Einsatz
vernetzter Computer in den Schulen einem anderen Anforderungsprofil
unterliegt als der Einsatz von Computern in Behördennetzen.
Von daher sind Konfigurationen aus behördlichen und betrieblichen Netzen
nicht unmittelbar auf den schulischen Bereich übertragbar.
Zusätzliche Probleme ergeben sich aus der Tatsache, dass Computer in
Schulen in ganz unterschiedlichen Netzen eingesetzt werden.
Unabhängig von diesen Überlegungen sollte dringend ein möglichst konkretes
Anforderungsprofil für Schulnetzwerke unter der Berücksichtung der
eingesetzten Server-Software entwickelt werden
2. Peer-to-peer-Netze
In Peer-to-peer-Netzen werden eine geringe Anzahl von PCs über einen
Switch bzw. Hub ohne Server vernetzt. Hier können einfache Multi-Media-PCs
eingesetzt werden. Soll ein Peer-to-peer-Netz an das Internet angeschlossen
werden, reicht in der Regel ein ISDN-Anschluss und eine ISDN-Karte8 aus.
3. LAN – Computerraum
In einem Computerraum kommen 14 – 18 Schüler-PCs zum Einsatz, die über
Multimediafähigkeiten verfügen. Ein solch komplexes Netz wird serverbasiert
betrieben.
Sinnvollerweise sind Lehrerplatz und Server getrennt, damit die Ausführung
aufwändigere Programme nicht zu Performance-Verlusten führt. Zudem
widerspricht ein solches Vorgehen dem Gedanken der Datensicherheit in
Netzen.
In solchen Computerräumen werden also neben den Schülergeräten ein
Lehrergerät und zumindestens ein File-Server9 zum kommen.
Außerdem empfiehlt sich der Einsatz stationärer Datenprojektoren in
Computerräumen.
Der Internetanschluss eines solchen Raums ist über einen DSL-Anschluss zu
realisieren..
4. LAN – Schulhaus
In den kommenden Jahren wird sich zunehmend die Aufgabe stellen, ganze
Schulhäuser zu vernetzen. Dies hat den Vorteil, dass die Zahl der
eingesetzten Server verringert werden kann. Auch wird der Zugriff auf einen
gemeinsamen Datenbestand von allen angeschlossenen PCs aus möglich.
Die Wartungsarbeiten der Systembetreuer können sich auch dadurch
verringern, dass alle Server und die Internetrouter in einem Raum/Schrank
zusammengefasst werden können. Auch ist dadurch nur noch ein zentraler
Firewall nötig.
Besonders wichtig wird dies auch, um geeignete Schutzmaßnahmen bei der
Internetnutzung bereitzustellen.
Allerdings sind die Server in einem solchen Fall erhöhten Anforderungen und
Belastungen ausgesetzt. Hier wird man um aufwändigere 19“-Systeme
8
Eine Alternative stellt der Anschluss solcher kleinen Netze an ein Schulhausnetz dar, dann sprechen
wir aber bereits von einem Schulhaus-LAN.
9
siehe Kapitel „Server“
einsetzen müssen. Noch höher werden die Anforderungen, wenn ApplicationServer10 eingesetzt werden.
Als Internetanschluss sind ein oder mehrere DSL-Zugänge bzw. SDSLStandleitungen vorzusehen.
Angesichts der zu erwartenden Datenmengen reicht für kleinere Schulhäuser
bei entsprechenden baulichen Gegebenheiten die Vernetzung mit Kupferkabel
aus.
In größeren Häusern bzw. bei entsprechenden baulichen Gegebenheiten
empfiehlt sich der Einsatz von Glasfaser zur Errichtung eines „backbones“, an
das mit Kupferleitungen kleinere LANs und einzelne PCs angeschlossen
werden können.
Keinesfalls notwendig erscheint die komplette Vernetzung mit GlasfaserKabeln.
Sicher sollten aber im Backbone-Bereich alle Vorkehrungen getroffen werden,
um in Zukunft auch Gigabit-Ethernet einsetzen zu können, Insbesondere sollte
die Verbindung Server - zentraler Switch bereits als Gigabit-Ethernet
ausgelegt werden, bei entsprechenden Entfernungen auch mit optischen
Leitungen.
5. Server
File-Server
Diese Server dienen zum Speichern von Dokumenten und Daten, sie stellen in
der Regel den angeschlossenen Workstations keine Programme zur
Verfügung. File-Server können bei entsprechender Konfiguration auch als CDROM-Server dienen.
Anforderungen
File-Server verfügen über einen Prozessor der mittleren GHz-Klasse, der vor
allem stabil und wartungsarm laufen muss. Ein Speicherausbau von
mindesten 512 Mbyte ist zu empfehlen. Zwei große Festplatten im IDE-RAIDVerbund stellen ausreichend Speicherplatz zur Verfügung. Je nach
angewandten RAID kann entweder die Zugriffsgeschwindigkeit oder die
Datensicherheit erhöht werden. Server benötigen keine aufwändigen
Grafikkarten und keine Soundkarten, an den Einsatz spezieller ServerNetzwerkkarten sollte jedoch gedacht werden.
File-Server im Schulhaus-LAN sollten als 19“-Geräte ausgeführt sein.
Application-Server
Diese Server stellen den angeschlossenen Arbeitsstationen Daten und
Programme zu Verfügung, entsprechend höher ist ihre Belastung.
Anforderungen
10
Siehe Kapitel „Server“
Auch auf Application-Servern kommen nicht unbedingt die leistungsstärksten,
sondern die stabilsten Prozessoren zum Einsatz. Die Verwendung teurer
Spezial-Lösungen
(Dual-Prozessor-Systeme
mit
speziellen
ServerProzessoren) dürfte auch in sehr großen Schulhäusern nicht erforderlich sein.
Allerdings empfiehlt sich in solchen Servern der Einsatz von SCSI-RAIDSystemen, da diese eine noch größere Betriebssicherheit bieten. Sollte ein
Application-Server ausfallen, würden die Workstations ja nicht mehr mit
Programmen versorgt werden.
Der Arbeitsspeicher sollte 1 Gbyte betragen, die verwendeten SCSIFestplatten eine Kapazität von 18 GB und mehr haben. Auch ApplicationServer benötigen keine aufwändige Grafikkarte und keine Soundkarte.
In Schulhaus-LANs sollten sie als 19“-Geräte ausgeführt werden.
6. Internet
Internetanschlüsse stehen überwiegend durch das Förderungsprogramm der
DTAG kostenlos als DSL-Anschlüsse zur Verfügung. Daneben bieten auch
andere Provider in Sonderaktionen kostenlose Zugänge, zum Teil sogar als
SDSL-Standleitungen an.
Netze lassen sich über Router ans Internet anschließen. Statt eines
Hardware-Routers kann auch ein einfaches LINUX-System - wie z.b. bei
www.fli4l.de als Freeware erhältlich - auf einem 486er-Rechner die
notwendigen Routing-Aufgaben ohne Qualitätsverluste kostengünstig
übernehmen.
Auf erforderliche Schutzmaßnahmen - Firewall, Internetzugangskontrolle - wird
an anderer Stelle hingewiesen (vergl, Rundschreiben des Kultusministeriums,
des AK Rechnerbetreuer und der Fachberatung Informatik - alles unter
www.rechnerbetreuer,de abrufbar).
Teil 3: Beispiele
1. Schülerarbeitsplatz
Prozessor 2,0 GHz
Celeron
256 MB RAM
40 GBB/HDD
2D/3D
Grafikkarte mit 32 MB CD-ROM Soundkarte/auch on Board Netzwerkkarte
2. Lehrerarbeitsplatz
Prozessor ab 2,0 GHz Celeron/Pentium IV A (1,6) 256/512 MB RAM 40
GB HDD
2D/3Dgrafikkarte ( DVD-tauglich) mit 32 /64 MB
CDRW
Soundkarte Netzwerkkarte
3. File-Server
Prozessor ab 2,0 GHZ
Celeron/Pentium IV A 512 MB RAM Grafik on
board CD-ROM 2x 100 GB HDD im RAID-Verbund Server-Netzwerkkarte
4. Application-Server
Prozessor ab 2,0 GHZ
Celeron/Pentium IV A 1024 MB RAM Grafik on
board (CD-ROM) 2x 36 GB SCSI HDD im SCSI-RAID-Verbund, ggfs. auch
Dula-Prozessorsysteme (dann mit PIV oder AMD Athlons/Opterons)
5. Videobearbeitung
Prozessor ab 2,2 GHz
AthlonXP/Pentium IV
512 MB RAM
2D/3D
Grafikkarte (Mittelklasse) TVO Videoschnittkarte(digital)
DVD-Laufwerk
120 GB HDD
ggf. Netzwerkkarte
Quellen:
Zeitschriften:
c’t, CHIP, PC-Professional
Bücher
Nickles PC-Report 2003
Nickles PC-Tuning-Report 2003
SuSE-Linux-Handbücher
SuSE 6.3
SuSE 7.3
SuSE 7.4
SuSE 8.0
SuSE 9.0
Microsoft-Handbücher
Windows 98
Windows 2000
Windows XP
verschiedene Webseiten wie z.B.
und http://www.tecchannel.de
Votum 2003 des Beraterkreises
aktualisiert am 21.02.2004
Jörg Bauer BerR
AK RechnerbetreuerInnen
FB Informatik
www.tomshardware.de , www.nickles.de