Hardware - Die Hardware

Die Hardware:

Überblick über die Hardware:

T Unter Hardware versteht man alle Komponenten einer Computeranlage, die man sehen oder angreifen kann.

Die Hardware gliedert sich in zwei Bereiche: Zentraleinheit und Peripherie, wobei die Peripherie in die Teilbereiche Eingabegeräte, Ausgabegeräte und Speichermedien (externe Speicher) unterteilt wird. Im Gehäuse befinden sich ein Motherboard mit Zentraleinheit (Prozessor und Arbeitsspeicher), ein Gebläse zur Kühlung (Lüfter), externe Speicher (Festplatte, Diskettenlaufwerk, CD-ROM-Laufwerk) und Steckkarten (Grafikkarte, Audiokarte und Modemkarte). Durch Schnittstellen an das Gehäuse angesteckt sind Tastatur, Maus, Bildschirm (Monitor), Drucker, Boxen und Modem.

Die Zentraleinheit: (CPU = Central Processing Unit) ist das Herzstück jedes PC, da hier die eigentliche Verarbeitung der Daten geschieht. Man findet die Zentraleinheit innerhalb des Computergehäuses auf dem Motherboard (auch Mainboard und Hauptplatine genannt). Dabei handelt es sich um eine Kunststoffplatte, auf der neben der Zentraleinheit selbst alle Komponenten zu finden sind. Der Zentraleinheit sind drei Teile zuzuordnen: Der Prozessor, der Arbeitsspeicher und die Ein-/Ausgabekontrolle (= I/O-Control) mit dem Bussystem.

Der Prozessor: Die eigentliche Verarbeitung der Daten findet im Prozessor statt. Seine Aufgebe ist es, die Befehle eines Programmes zu interpretieren und diese mit den entsprechenden Daten, die im Arbeitsspeicher liegen, auszuführen. Die Geschwindigkeit eines Prozessors hängt von der Taktfrequenz (in MHz angegeben) ab: Sie gibt an, wie viele Arbeitsschritte (Takte) der Prozessor pro Sekunde bewältigen kann.

Der Arbeits- oder Hauptspeicher: gliedert sich in zwei Teile. Den flüchtigen RAM (Random Access Memory) und den nicht-flüchtigen ROM (Read Only Memory). Der Begriff flüchtig bedeutet, dass sich der Speicher entleert, wenn der Computer abgeschaltet wird. Ein nicht-flüchtiger Speicher ist stromunabhängig, die Daten bleiben auch nach dem Ausschalten des Computers erhalten.

Der ROM-Speicher enthält Informationen, die die CPU für die Selbstverwaltung benötigt. So sind im ROM zum Beispiel die Sequenzen für den Startvorgang gespeichert.

In den RAM-Teilen des Arbeitsspeichers werden all jene Programmteile und Daten temporär gespeichert, die der PC für die Bewältigung der jeweils geforderten Aufgaben benötigt.

Je grösser der Arbeitsspeicher, desto schneller der PC!

Ein-/Ausgabekontrolle (= I/O-Control) mit dem Bussystem: Dieser Teil der Zentraleinheit transportiert die Daten innerhalb der Zentraleinheit und steuert die Verbindung zur Peripherie. Der Kontakt zur Peripherie wird über Anschlüsse (Schnittstellen) geschaffen. Dabei muss man unterscheiden zwischen:

o      Parallelen Schnittstellen: Hier wird ein Byte (8 Bit) gleichzeitig übertragen. An dieser Schnittstelle hängt meistens der Drucker.

o      Serielle Schnittstellen: Hier werden die einzelnen Bits eines Bytes nacheinander übertragen. An dieser Schnittstelle hängt meistens das Modem oder ein anderer Computer.

o      USB (Universal Serial Bus)-Schnittstellen: Dies ist die Schnittstellentechnik der Zukunft, da sie für alle Arten von Peripherie-Geräten eingesetzt werden kann.

Eingabegeräte:

T Eingabegeräte dienen dazu, Informationen zur Verarbeitung an die CPU zu schicken. Als Eingabegeräte gelten:

Die Tastatur: ist das wichtigste Eingabegerät, sie dient zur Eingabe von Text, Zahlen und Sonderzeichen.

Die Maus: als Eingebegerät entwickelte sich gemeinsam mit der grafischen Benutzeroberfläche (z.B.: Microsoft Windows 3.x). Durch die Darstellungsform musste nicht mehr jeder Begriff als Text- oder Zahlenabfolge eingegeben werden, es genügte, auf bestimmte Elemente der Oberfläche zu klicken, um einen bestimmten Befehl auszulösen. Die Maus ist heute gemeinsam mit der Tastatur das Standardeingabegerät.

Der Scanner: dient dazu, Vorlagen wie Fotos, Grafiken, aber auch Gegenstände aufzunehmen, um sie am PC zu bearbeiten, zu speichern und auszudrucken. Unterscheiden muss man zwischen Flachbettscannern und Handscannern.

Das Mikrofon: Dadurch können Klänge oder Laute digitalisiert werden, es wird auch zur Internettelefonie und zur Spracheingabe verwendet.

Der Trackball: ist quasi eine Maus, die auf dem Rücken liegt. Die Rollkugel wird mit den Fingern bewegt, wodurch der Mauszeiger am Bildschirm seine Position ändert.

Der Touchscreen: ist nicht anderes als ein Monitor, der auf Berührung reagiert. Durch Antippen eines bestimmten Symbols auf der Bildschirmoberfläche wird der entsprechende Befehl ausgelöst.

Das Touchpad: verwendet man, um den Mauszeiger zu bewegen, indem man den Finger auf einer glatten Fläche bewegt. Als Ersatz für die Maustasten befinden sich zwei Tasten unterhalb des Pads.

Ausgabegeräte:

T Die Aufgabe von Ausgabegeräten ist es, vom Computer verarbeitete Daten in einer verständlichen Form dazustellen. Diese Darstellung kann auf mehrere Arten erfolgen:

Der Monitor: ist das Standardausgabegerät. Es gibt zwei Arten von Bildschirmen:

o      Der Kathodenstrahl-Bildschirm ist die gängigste Bauart, das Bild wird - ähnlich wie beim Fernseher - durch eine Kathodenstrahlröhre aufgebaut.

o      Der LCD (Liquid Crystal Display)-Bildschirm ist wesentlich flacher als der Kathodenstrahl-Monitor.

Die Qualität eines Monitors bestimmt sich durch: Die Grösse (diagonaler Durchmesser) gemessen in Zoll (= 2,54cm). Die Auflösung gemessen in Pixel (Bildpunkte); je höher die Auflösung (also in je mehr Bildpunkte der Bildschirm aufgeteilt ist), desto schärfer das Bild. Die Bildwiederholfrequenz gemessen in Hertz, gibt an, wie oft das Bild pro Sekunde aufgebaut wird; je höher die Frequenz, desto ruhiger das Bild.

Der Drucker: wird benötigt, um verarbeitete Daten wieder auf das Papier zu bringen. Es gibt vier gängige Druckertypen:

o      Der Nadeldrucker setzt gedruckte Zeichen aus einzelnen Punkten zusammen, die mit kleinen Nadeln auf das Papier gedruckt werden; er benötigt eigenes Endlospapier.

o      Der Tintenstrahldrucker trägt einzelne Bildpunkte mit Düsen auf; die Qualität bestimmt sich aus der Farbfähigkeit, der Geschwindigkeit (in Seiten/Minute) und der Auflösung, welche in dpi (dots per inch) angegeben wird.

o      Der Laserdrucker arbeitet ähnlich wie ein Kopierer mit einem Toner; er liefert ein besseres Druckbild, ist schneller als der Tintenstrahldrucker und beinahe geräuschlos.

o      Der Plotter zeichnet mit einem Stift direkt auf das Papier; er eignet sich für den Ausdruck von Plänen und Konstruktionszeichnungen.

Die Boxen: dienen zur Ausgabe von Klang und Sprache. Das ist interessant wenn man am PC Musik hören will und bei Lernprogrammen oder Spielen.

Externe Speicher (Speichermedien):

T Der Arbeitsspeicher, in dem sich die zu verarbeitenden Daten während der Arbeit befinden, ist ein flüchtiger, also stromabhängiger Speicher. Damit die Daten nicht verloren gehen ist es erforderlich sie auf nicht-flüchtigen externen Speichern abzulegen.

Die Festplatte (Harddisk): ist ein leistungsfähiges Gerät zur Datensicherung. Sie besteht aus einer oder mehreren rotierenden Magnetscheiben.

Die Diskette: hat einen, mit 1,44 MB, für heutige Anwendungen eigentlich viel zu kleinen Speicherplatz. Nichtsdestotrotz befindet sich auf beinahe jedem PC ein Diskettenlaufwerk.

Die CD: stellt über 600 MB Speicherplatz zur Verfügung. Es gibt die CD nicht nur als ROM (Read Only Memory), sondern der Preisverfall bei Brennern und Rohlingen hat dazu geführt, dass sich die CD als beschreibbarer Datenträger immer mehr durchsetzt. Bei den beschreibbaren CDs muss man zwischen den nur einmal beschreibbaren CDs (CD-R) und den mehrfach beschreibbaren CDs (CD-RW) unterscheiden.

Die DVD: ist das Speichermedium der Zukunft, da sie durch ihre gewaltige Kapazität (einseitig bis zu 8,5 GB, zweiseitig bis zu 17 GB) als Datenträger für Musik, Video und auch für den Computer einsetzbar ist.

Das zip und jaz: sind Speichermedien der Firma Iomega. Das Laufwerk ist entweder ein selbstständiges Gerät ausserhalb des Gehäuses, das über Kabel und Schnittstelle mit dem Computer verbunden wird, oder als fixes Laufwerk im Gehäuse eingebaut. Die Datenträger sehen wie übergewichtige Disketten aus, wobei eine zip-Diskette bis zu 250 MB an Daten aufnehmen kann und eine jaz-Diskette bis zu 1 GB.

Das Magnetband: empfiehlt sich, wenn man grössere Datenmengen (Konstruktionspläne) kostengünstig speichern will. Bei einem Streamer werden die Daten auf Cartridges (Kassetten) abgespeichert.

Steckkarten:

T Um die Fähigkeit der Zentraleinheit zu vergrössern, kann man sie mit Steckkarten erweitern, die man einfach an die dafür vorgesehenen Plätze am Motherboard hineinsteckt.

Nicht jede Karte ist für jeden Steckplatz geeignet!

Steckkarten erweitern den CPU immer um eine bestimmte Fähigkeit. Je nachdem um welche, unterscheidet man folgende Karten:

Grafikkarten: benötigt man, um Daten optisch darstellen zu können. Der Monitor wird auch direkt an die Grafikkarte angeschlossen und von ihr gesteuert.

Audiokarten: sind zur Ausgabe von Sprache oder Klängen erforderlich. Darüber hinaus kann bei den meisten Audiokarten ("Soundblaster") auch ein Joystick angeschlossen werden.

Modemkarten: erfüllen die selbe Aufgabe wie ein Modem ausserhalb des Computergehäuses - die Verbindung des Computers mit dem Telefonnetz. Um also via Computer mit dem Rest der Welt kommunizieren zu können, braucht man ein Modem oder eine Modemkarte.

Netzwerkkarten: benötigt man, um den PC mit anderen zu einem Netzwerk zusammenzuhängen.

Videokarten: braucht man, um Videos am Computer sehen zu können.