Hardware-Grundlagen. . Informatik = Information + Automatik

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1 Hardware-Grundlagen Nach diesem Skript kennen Sie den Aufbau und die Grundkomponenten eines Computersystems und wissen, wozu sie gebraucht werden. Sie können mit den wichtigsten Begriffen und Maßeinheiten aus der Computerwelt etwas anfangen. Vergleich Mensch - Computer Einführung Immer wieder hört man, was man neuerdings mit dem Computer alles machen kann. Die ganze Datenverarbeitung scheint plötzlich erst mit dem Computer geboren zu sein. Es wird manchmal der Eindruck erweckt, der Computer sei dem Menschen haushoch überlegen. Die Ablösung der Menschen durch Maschinen nur noch eine Frage der Zeit... Dabei sieht die Wirklichkeit ins rechte Licht gerückt ganz anders aus. Der Computer kann nicht einmal soviel, wie der dümmste unter den Menschen. Er kann nicht denken, nur stur eingegebene Anweisungen befolgen. Er kann nicht entscheiden, nur Resultate vergleichen. Er kennt keine Langeweile und erledigt auch stupide Aufgaben ohne zu murren. Kurz: er ist eine Maschine. Und als solche kann er dem Menschen einige mühsame Arbeiten abnehmen.. Nach diesem Kapitel wissen Sie, was der «Menschlichen Datenverarbeitung» und der «Elektronischen Datenverarbeitung» (EDV) gemeinsam ist. Sie kennen auch die Unterschiede und können einige Vorund Nachteile der beiden Systeme darstellen. 2. Sie können folgende Fragen beantworten: Was ist bei der EDV anders, als wenn ein Mensch die Arbeit macht? Was sind die Stärken der EDV und wo bringt sie nicht viel? Was entspricht in der EDV zum Beispiel einem Aktenschrank?. Informatik = Information + Automatik Einige Beispiele, wo Informationen verarbeitet werden: Kaufmännischer Bereich: Medizin: Datenkommunikation: Buchhaltung Lohnwesen Lagerbewirtschaftung Büroautomation Diagnostik (Tomografen) Operationen (Laser) Bildverarbeitung, -archivierung Videotext Die Unterlagen zu diesem Kapitel basieren auf den Unterrichtsmaterialien Rund um den Computer Autoren: Patrick Betta und Guido Pfiffner; Herausgeber: Werner Hartmann, Bezugsquelle:

2 Druckereigewerbe: Ingenieur- und Architekturbüro: Telefon Telefax Grafik Satzverfahren Erstellen von Bau- und Schaltplänen Statische Berechnungen Diese Beispiele zeigen den vielfältigen Einsatz von Informatik in unserem Berufsleben. Aber auch im privaten Bereich (PC zu Hause, Telefon, etc.) sind wir täglich mit Informatik (Daten) konfrontiert. Was ist Datenverarbeitung? Solange wir Menschen denken, sehen, spüren, fühlen und empfinden können, nehmen unsere Sinne die Informationen unserer Umwelt auf. Im Gehirn werden sie verarbeitet und im Gedächtnis gespeichert. Und sofern wir das Bedürfnis haben oder gefragt werden teilen wir dieses Wissen und unsere Erfahrung unseren Mitmenschen mit. Erlebnisse verarbeiten wir zu Erinnerungen und geben sie in Form von Erzählungen weiter. Dahinter steht ein Prinzip: Informationen aufnehmen (mit den Sinnen) Informationen verarbeiten (im Gehirn) Informationen mitteilen (durch Wort und Schrift) Es ist das Prinzip, das die «menschliche Datenverarbeitung» mit der «elektronischen Datenverarbeitung» gemeinsam hat: Eingabe Verarbeitung Ausgabe Beispiel: Die Lohnbuchhaltung A. Menschliche Datenverarbeitung Eingabe Frau Gerber arbeitet die Stempelkarten des letzten Monats durch und entnimmt ihnen die Anwesenheitsdaten der einzelnen Mitarbeiter. Die Zahl der Anwesenheitsstunden tippt sie auf ihrer Tischrechenmaschine ein. Verarbeitung Die aufgenommenen Daten bearbeitet Frau Gerber, und zwar nach den Regeln, die sie auf der Handelsschule gelernt hat, nach den Anweisungen ihrer Firma und nach den gesetzlichen Vorschriften. Mit Hilfe von Lohnsteuertabellen, Sozialversicherungsblättern etc. organisiert sie ihre Arbeit und wickelt sie ab. Sie setzt Arbeitszeit und Stundenlohn in Relation. Mit dem Tischrechner rechnet sie dann den verdienten Lohn aus. Es ist aber so, dass sie eine Menge Daten braucht, die sie nicht im Kopf haben kann (und auch nicht haben soll): Bankkontonummern oder Kinderzahl z.b. sucht sie aus der Personalkartei heraus. 2

3 Ausgabe Frau Gerber schreibt das Ergebnis ihrer Berechnungen auf verschiedene Belege: Kassenanweisungen, Bankanweisungen, Lohnausweis etc. Diese Belege gibt sie dann weiter ins Personalbüro oder an den Postausgang. B. Elektronische Datenverarbeitung Eingabe Über verschiedene Eingabestationen (Bildschirme mit Tastaturen) werden Daten über die Anwesenheit der Mitarbeiter erfasst und das Programm zur Lohnabrechnung eingegeben. Verarbeitung In der Zentraleinheit nehmen sich Arbeitsspeicher, das Steuer- und Rechenwerk der Sache an. Der Arbeitsspeicher (vergleichbar mit Frau Gerbers Gedächtnis) speichert die Daten und die Anweisungen, was damit geschehen soll (Programm). Da die Masse der Daten zu groß ist, um sie in vollem Umfang im Arbeitsspeicher abzulegen, werden sie in externen Speichern aufbewahrt (vergleichbar mit Frau Gerbers Karteien). Das Steuerwerk (das dem Fachwissen und den Fähigkeiten von Frau Gerber gleichkommt) sorgt für den reibungslosen Ablauf des gesamten Programms. Es koordiniert den Abruf der Daten, die Reihenfolge der Rechenoperationen und die Art und Weise, wie die Daten schließlich auf den Buchhaltungsformularen und den Belegen ausgedruckt werden. Das Rechenwerk ist mit dem Tischrechner oder den Kopfrechenkünsten von Frau Gerber zu vergleichen. 3

4 Ausgabe Hat das Rechenwerk seine Arbeit getan, gibt das Steuerwerk den Befehl, das Ergebnis über eine Ausgabeeinheit bekannt zu geben, über einen Drucker zum Beispiel oder über einen Bildschirm. externer Speicher Daten Programm Eingabegerät Zentraleinheit Steuereinheit Arbeitsspeicher Ausgabegerät Ergebnis Die «Hardware» des Computers im Vergleich mit dem Menschen: Computer Mensch Aufgaben Prozessor dumm, kann «abarbeiten» schnell kennt nur wenige Befehle Hirn intelligent, kann «denken» schnell flexibel, kann lernen macht die Datenverarbeitung Arbeitsspeicher sehr schnell & exakt nicht permanent Externe Speicher große Kapazität schnell sicher Tastatur, Bildschirm langsam gewöhnungsbedürftig eingeschr. Möglichkeiten Drucker exakt, schön schnell Multitalent Roboter exakt, ausdauernd eingeschränkt stark Gedächtnis langsam & unexakt kann dauerhaft sein Dokumente, Akten, Karteikarten, Langzeitgedächtnis «unordentlich» langsamer Zugriff flexibel Augen, Ohren, Sprache schnell anpassungsfähig Kugelschreiber, Schreibmaschine langsam eingeschränkt Körper schwach, braucht Pausen Multitalent speichert die gerade benötigten Daten speichert Daten längerfristig nimmt Eingaben entgegen und gibt Ausgaben aus hält Ausgaben fest führt mechanische Aufgaben aus Hardware = «Harte», gegenständliche Dinge wie Drucker, Tastatur, Augen, Mund. 4

5 Die «Software» des Computers im Vergleich mit dem Menschen: Computer Mensch Aufgaben Betriebssystem einfach, exakt eindeutig sehr beschränkt, stur Instinkt, Verhaltensregeln umfassend lern- & anpassungsfähig flexibel Verhaltens Programm exakt, eindeutig unflexibel, stur Daten strukturiert, geordnet vereinfacht Regeln, Vorschriften interpretationsfähig z.t. unexakt Erinnerungen unstrukturiert, vernetzt umfassend unscharf (ungenau) definiert Grundregeln des Vorgehens (des Lebens), der Kommunikation, des regelt den Ablauf der Verarbeitung die zu verarbeitenden Informationen Software = «Weiche», nicht gegenständliche Dinge wie Daten, Regeln, Ideen, Erinnerungen. 5

6 2 Aufbau eines Computersystems 993 Sie haben bestimmt schon ähnliche Inserate gesehen. Man findet sie in fast jeder Zeitung, oder sie «lachen» einen von Plakatwänden herunter an. In solchen Computerinseraten wimmelt es nur so von Abkürzungen und Zahlen, deren Bedeutung selbst dem Fachmann nicht immer klar ist. Den Laien befällt sehr schnell das unbestimmte Gefühl, dass diese Inserate nicht für ihn gedacht sind. Er bekommt das Gefühl, dass ein Computer etwas unglaublich kompliziertes sein muss. Die Folge daraus könnte sein, dass er fortan möglichst die Finger davon lässt. Vielleicht ist es Ihnen auch schon einmal ähnlich ergangen. Genau das wollen wir nicht! Wir möchten hier einige «Geheimnisse» um den Computer lüften. Sie werden sehen, dass ein Computer ein ganz normaler Gebrauchsgegenstand ist, zu vergleichen mit einem Auto. Um ein Auto zu fahren, müssen Sie auch nicht jedes technische Detail kennen. Eigentlich reicht es, wenn Sie das wissen, was man Ihnen in der Fahrschule beigebracht hat (Schalten, Bremsen, Lenken, evtl. Tanken...). Aber wissen Sie auch was 5-türig, Klimaanlage, Servolenkung, Airbag, ABS, oder 00 PS bedeuten? Vermutlich werden Sie die meisten Begriffe sogar auch kennen, und Sie wissen damit auch umzugehen. Im Unterschied dazu sind wir uns an die Computer-Begriffe einfach nicht gewöhnt. Auf geht's, tauchen wir in die Welt der Computer ein, und gewöhnen wir uns an deren Sprache! Aufbau eines Computers (deutsch: Rechner) Auf die Inserate werden wir erst später wieder eingehen, denn zuerst müssen wir ein Fundament erstellen, worauf dann aufgebaut werden kann. Es werden nun zuerst die wichtigsten Bestandteile einer EDV-Anlage besprochen. Bemerkung: In der Welt der Rechner ist die «Amtssprache» Englisch, da ein großer Teil der Produktion, Forschung und Entwicklung in Amerika und Japan erfolgt. Deshalb ist es wichtig, auch Die Japaner haben eingesehen, dass sie ihre Geräte besser verkaufen können, wenn sie nicht japanisch angeschrieben sind. 6

7 einige englische Begriffe zu kennen. Wo es sinnvoll erscheint, werden wir englische Begriffe verwenden und erklären. Ein praktisches Beispiel Jetzt, da ich diesen Text schreibe, sitze ich vor meinem persönlichen Rechner (PC = personal computer) und verwende ein Textverarbeitungsprogramm. Ich tippe die Wörter und Sätze mit der Tastatur in den Computer ein, und via Bildschirm kontrolliere ich, was ich geschrieben habe. Natürlich möchte ich mein «Werk» auch der Nachwelt, also zum Beispiel Ihnen, erhalten. Dazu bringe ich den Text mit meinem Drucker auf Papier. Wenn ich jetzt also den Rechner abstelle, habe ich alles schwarz auf weiß. Wenn ich anderntags einen Fehler bemerke, muss ich also nur den ganzen Text wieder abschreiben, verbessern und wieder ausdrucken... Aber halt, das wäre doch eher mühsam. Dafür gibt es noch etwas Besseres: Ich speichere den Text auf die Festplatte oder auf eine Diskette ab. Wenn ich den Text nun verbessern möchte, so lade ich diesen von der Festplatte wieder in den Computer und verbessere ihn. Danach speichere ich die neue Version wieder zurück auf die Festplatte. Teile des Textverarbeitungssystems Untersuchen wir nun, aus welchen Teilen das Textverarbeitungssystem aufgebaut ist. Zentraleinheit Kernstück der Anlage ist die Zentraleinheit (wird oft einfach Computer genannt), alle anderen Komponenten sind daran angeschlossen. Darin enthalten ist der Prozessor, der die ganze Rechenarbeit leistet und viele verschiedene Befehle in einer unglaublichen Geschwindigkeit ausführen kann. Damit aber ein Computer etwas Vernünftiges leisten kann, braucht er ein Programm im Beispiel ist das eine Textverarbeitung. Das Programm enthält eine Folge von Befehlen, die dann vom Prozessor Schritt für Schritt abgearbeitet werden. Man könnte Programme auch mit Kochrezepten vergleichen. Das Kochrezept (Programm) legt fest, was der Koch (Prozessor) der Reihe nach zu tun hat. Es ist anzunehmen, dass der Prozessor nicht aus Büchern liest. Dazu enthält die Zentraleinheit einen elektronischen Arbeitsspeicher, der das Programm aufnimmt. Im Arbeitsspeicher befindet sich aber nicht nur das Programm, es werden auch die bearbeiteten Daten darin abgelegt (im Beispiel also das bearbeitete Stück «Literatur»). Leider hat der Arbeitsspeicher die unangenehme Eigenschaft, dass er seine Information sofort verliert, wenn der Strom abgestellt wird. Ich verwende das Programm «Word» von der Firma Microsoft 7

8 Die wichtigste «Komponente» des Ganzen ist und bleibt aber - der Mensch. Er ist es, der überhaupt die Ideen für den zu schreibenden Text liefert. Der Computer ist dabei nur ein «dummes» Hilfsmittel, das geduldig wartet bis der Mensch ihm mitteilt, was er tun soll. Eingabegeräte Das bringt uns zu einem weiteren Punkt: Wie sag ich's meinem Computer? Dazu benötige ich mindestens ein Eingabegerät. Heute verwendet man üblicherweise eine Tastatur (engl. Keyboard) in Kombination mit einer Maus (Mouse). Bemerkung am Rande: Spielerische Naturen verwenden als Eingabegerät hauptsächlich einen Steuerknüppel (Joystick), denn mit einem modernen Heimcomputer kann man wunderbar spielen. Spielprogramme: Flugsimulatoren, Abenteuerspiele, Brettspiele... Ausgabegeräte Damit ich als Anwender (engl. User) auch sehen kann, was ich eingegeben habe, brauche ich einen Bildschirm (Terminal, Monitor) als Ausgabegerät. Auch der Drucker (engl. Printer) ist ein Ausgabegerät, wobei die Ausgabe dann schwarz auf weiß (oder immer mehr auch farbig) auf dem Papier steht. Externe Speicher Um nun die getane Arbeit auch der Nachwelt zu erhalten, braucht es noch eine dritte Art von Geräten, die externen Speicher. Sie erlauben es, Information (im Beispiel also den verfassten Text) oder auch Programme zu speichern und nachher wieder abzurufen. Es gibt verschiedene Arten von solchen Speichergeräten, im Beispiel ist die Festplatte (Hard Disc), die Diskette (Floppy Disc), der USB-Stick und Speicherkarten erwähnt. Im Gegensatz zum Arbeitsspeicher bleibt hier die Information dauerhaft gespeichert und geht nicht verloren, wenn der Strom abgestellt wird. Der Grund, weshalb man überhaupt einen Arbeitsspeicher verwendet, ist dessen Geschwindigkeit. Der Prozessor kann etwa 000-mal schneller aus dem Arbeitsspeicher lesen oder darin schreiben als von Festplatten oder Disketten. Falls Sie noch wenig oder keine Erfahrung mit elektronischer Datenverarbeitung haben, so war das schon recht viel neue Information. So wie das Textverarbeitungssystem im Beispiel besteht jede EDV-Anlage aus den oben beschriebenen Gerätetypen. EDV-Anlage Zentraleinheit Eingabegeräte Ausgabegeräte ext. Speicher Im Weiteren wird nun genauer auf die verschiedenen Teile eingegangen. Die Zentraleinheit Das folgende Bild zeigt das Computersystem für die Textverarbeitung aus dem Beispiel noch einmal schematisch: 8

9 Prozessor (CPU) Grafik- Verbindung Auf dem Monitor erscheint der Text Festplatten- Verbindung Festplatte (Harddisk) Arbeits- Speicher (RAM) Programm + Daten Zentral- Einheit Informationsstrasse (Bus) Diskettengerät- Verbindung Tastatur- und Maus- Verbindung Disketten- Laufwerk Maus Tastatur (Keyboard) Diskette (Floppy- Disk) ) Prozessor (CPU ) und Arbeitsspeicher (RAM 2 ) Das Herzstück der Prozessor ist direkt mit dem Arbeitsspeicher verbunden. Im Arbeitsspeicher befindet sich das Programm, das vom Prozessor abgearbeitet wird. Bei der Ausführung des Programms wird immer gleich vorgegangen: Prozessor Befehl lesen Befehl ausführen nächster Befehl Arbeitsspeicher Programm Daten..litera risches Werk... Der neue Text, den ich mit der Textverarbeitung schreibe, steht nicht im Programm, denn das Programm ist ja nur das Hilfsmittel, das mir erlaubt, den Text zu verfassen. Der Text selbst wird auch in den Arbeitsspeicher geschrieben, seine Bestandteile sind Daten. Im Vergleich mit dem Kochvorgang wären die Daten dann wohl das Essen, das entsteht. Geschwindigkeit In der Informatik ist es sehr wichtig, dass alles möglichst schnell geht, daran werden EDV- Anlagen hauptsächlich gemessen. Wartezeiten vor dem Computer werden allgemein als sehr unangenehm empfunden. Kaffeepausen sind wohl erstrebenswert, doch es ist schon angenehmer, selbst bestimmen zu können, wann eine angebracht ist. Die Leistungsfähigkeit einer Anlage ist unter anderem davon abhängig, wie schnell die Befehle vom Prozessor abgearbeitet werden. Der Prozessor ist mit einer Uhr verbunden, die ihn in gewissen Zeitabständen anweist, den nächsten Befehl zu holen und auszuführen. Je schneller dieser Uhrtakt schlägt, desto schneller wird auch der Computer arbeiten. Den Takt beliebig schnell zu machen ist aber nicht möglich, denn man stößt dabei auf physikalische Grenzen. 2 central processing unit random access memory (Speicher mit uneingeschränktem Zugriff) 9

10 In modernen Personal Computern schlägt dieser Takt schon bis zu 3 Milliarden Mal pro Sekunde. Einheit: MHz (ausgesprochen: Megahertz) = '000'000 Takte pro Sekunde GHz (ausgesprochen: Gigahertz) =. '000'000'000 Takte pro Sekunde Da man immer schnellere Rechner bauen wollte, wurden auch immer wieder neue Prozessoren gebaut, die mindesten die Funktionen des Vorgängers beherrschten. Oft ist ein neuer Prozessor nicht nur einfach schneller (neue Version), sondern er kann auch mehr als der Vorgänger, hat also zusätzliche Fähigkeiten (neue Generation). Als Beispiel können wir uns die Prozessor-Generationen vom Hersteller Intel anschauen. Dies ist auch für das Lesen von PC-Inserate wichtig, denn die meisten angeboten Rechner haben Prozessoren dieser Firma (oder Nachbauten durch andere Firmen). Üblicherweise werden den Prozessoren nicht sehr einfallsreiche Namen gegeben, genauer gesagt, einfach Nummern. Erst in jüngster Zeit wurde die Marktwirksamkeit von richtigen Namen erkannt (siehe unten). Namen haben im Gegensatz zu Zahlen auch den Vorteil, dass man sie schützen kann. Kein anderer Hersteller darf also denselben Namen verwenden. Generationen der Intel Prozessoren: Name Taktfrequenz Versionen MHz - 8 MHz 8088, MHz - 20 MHz MHz - 40 MHz 80386SX, 80386DX MHz - 00 MHz 80486SX, 80486DX, 80486DX2, 80486DX4 Pentium (80586) 60 MHz MHz Pentium/ Pentium MMX Pentium Pro 50 MHz MHz Pentium 4 3 GHz Größe des Arbeitsspeichers Wie die Prozessoren, entwickelten sich auch die Arbeitsspeicher sie wurden immer größer und boten Platz für immer mehr Information. In der Informatik wird die Größe eines Speichers in Byte gemessen. Ein Byte entspricht dem Speicherplatz den man braucht, um einen Buchstaben zu speichern, man braucht also für eine A4-Seite etwa 000 bis 2000 Byte Speicherplatz. Einheit: Byte entspricht dem Speicherplatz für Buchstaben KByte (Kilobyte) ca '000 Byte, genauer 2 0 Bytes MByte (Megabyte) ca '000'000 Byte, genauer 2 20 Bytes GByte (Gigabyte) ca '000 Megabyte, genauer 2 30 Bytes Eine übliche Größe für den Arbeitsspeicher heutiger Tischrechner ist Megabyte. Die Tendenz ist jedoch ständig steigend. Groß-Systeme können auch bis mehrere Terrabytes Arbeitspeicher besitzen. 2) Der Bus (Informationsstraße) Im Schema sehen Sie die Verbindung des Prozessors mit all seinen angeschlossenen Geräten. Dieser Austausch erfolgt über den sogenannten Bus. Es gibt verschiedene Arten von solchen Bussen. Sie bestehen aus einer großen Anzahl von elektrischen Leitungen. Ziel ist es, möglichst viel Information in einer gewissen Zeit transportieren zu können. Je mehr Leitungen vorhanden sind, umso mehr Daten können zeitgleich übertragen werden. In Inseraten wird immer angegeben, welche Art Bus verwendet wird. Weit verbreitet ist der PCI-Bus. 0

11 3) Verbindungen zu den angeschlossenen Geräten Im Schema sehen Sie, dass die angeschlossenen Geräte nicht direkt mit der Informationsstraße (Bus) verbunden sind. Für jedes Gerät braucht man ein Verbindungsgerät (engl. Controller). Diese wandeln die Information um, damit einerseits der Prozessor versteht, was die Eingabegeräte melden und andererseits die Ausgabegeräte verstehen, was der Prozessor ausgeben möchte. Es ist für Sie nicht wichtig zu wissen, was diese Verbindungsstücke genau bezwecken, es reicht, wenn Sie wissen, dass es sie gibt. Zum Beispiel wenn in Inseraten von Grafikkarten oder Videokarten die Rede ist, so ist damit das Verbindungsstück zwischen Rechner und Bildschirm gemeint. Eingabegeräte Bereits erwähnt wurden Tastatur und Maus. Ein weite res Eingabegerät ist aber auch das Bilder-Einlesegerät oder englisch Scanner. Mit einem Scanner können Bilder vom Papier in den Computer eingelesen werden. Auch Mikrophone, Videokameras, Digitalkameras und Messfühler sind Eingabegeräte. Ausgabegeräte ) Der Bildschirm (engl. Monitor) Die Technik der Bildschirme hat im Laufe der Zeit enorme Fortschritte gemacht. Während man früher nur Schwarzweiß-Bildschirme (oft auch Monochrom -Bildschirm genannt) hatte, müssen wir heute auf Farben nicht mehr verzichten. einzelner Bildpunkt (Pixel) Die gesamte Bildfläche ist aus vielen einzelnen Punkten (engl. Pixel) aufgebaut. Die Punkte sind in Zeilen und Spalten angeordnet. Wenn nun ein Text oder ein Bild angezeigt werden soll, so müssen nur die entsprechenden Bildpunkte vom Computer ein- oder ausgeschaltet werden. Im obigen Beispiel sind zwar nur einige wenige Bildpunkte angedeutet, trotzdem ist der Buchstabe 'A' leicht zu identifizieren. Für Farbbildschirme wird bei eingeschalteten Punkten zusätzlich noch bestimmt welche Farbe dieser Punkt haben soll. Je mehr Punkte und verschiedene Farben auf dem Bildschirm dargestellt werden können, desto besser wird das Bild wirken. Im Beispiel ist das «A» noch sehr eckig und grob, mit mehr und kleineren Punkten könnte man es aber viel feiner und leserlicher gestalten. Für Bildschirme gibt man die Auflösung an, um zu zeigen wie viele Spalten und Zeilen angezeigt werden können. Ist die Auflösung beispielsweise 600x200, so ist das Bild 600 Punkte breit und 200 Punkte hoch (im Beispiel auf der letzten Seite wäre das wohl etwa 4x0). Heute liegt die Auflösung üblicherweise zwischen 640x480 und 600x200 Punkten. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Größe der Bildfläche. Dazu gibt man die Länge der Diagonalen an. Sie wird aber nicht in Zentimetern gemessen, sondern in der englischen Einheit Inch, bei uns auch Zoll genannt ( Zoll = 2.54 cm). Weit verbreitet sind Bildschirme mit 5 Zoll bis zu 9 Zoll. In Inseraten wird für 7 Zoll auch die Abkürzung 7" verwendet. Aus dem Griechischen für einfarbig (chromos = die Farbe)

12 Einheit: Zoll (abgekürzt ") = 2.54 cm 2) Drucker Der Drucker muss nun zu Papier bringen, was vorher beispielsweise mit einer Textverarbeitung oder einem Zeichnungsprogramm entworfen worden ist. Der Mensch hat die Eigenheit, dass er gerne etwas Handfestes in Händen hält und seine Dokumente auch schwarz auf weiß vor sich liegen haben möchte. Beim Drucken wird nach demselben Prinzip vorgegangen, wie beim Bildschirm: einzelne Punkte werden gedruckt oder bleiben eben weiß. Die Punkte sind mittlerweile so klein, dass sie einzeln kaum mehr erkannt werden können. Auch der vorliegende Text ist aus vielen kleinen Punkten zusammengesetzt: Können Sie die einzelnen Punkte noch erkennen, so wie oben beim «A» auf dem Bildschirm im Beispiel? Um die Druckqualität zu beschreiben, wird angegeben wie viele Punkte auf einer bestimmten Länge gedruckt werden. Wieder wird das englische Maß verwendet: 00 dpi (dots per inch) = 00 Punkte auf 2.54 cm Länge entspricht etwa 40 Punkten pro cm Heute weit verbreitet sind Drucker mit 600 dpi oder eben 240 Punkte/cm. Professionelle Geräte bringen es aber mittlerweile schon bis auf unvorstellbare 2000 dpi (entspricht 78 Punkten/Millimeter!). Beispiel: Drucker mit 300 dpi: Ein Quadrat von cm Seitenlänge enthält folglich 20*20=4'400 Punkte. Eine A4 Seite ist aus 8,7 Mio. kleinen Punkten aufgebaut... Im Laufe der Zeit wurden viele verschiedene Techniken erfunden, die alle ihre Vor- und Nachteile haben. Externe Speicher Wie schon erwähnt, werden neben dem flüchtigen, aber sehr schnellen Arbeitsspeicher auch externe Speicher verwendet. Dem Nachteil, dass das Lesen und Schreiben viel länger dauert stehen zwei gewichtige Vorteile entgegen. Erstens können diese Geräte normalerweise viel mehr Information aufnehmen als der Arbeitsspeicher und zweitens bleibt die Information gespeichert, auch ohne Stromversorgung. Diskette (Floppy Disc 2 ) mit Disketten-Laufwerk Weit verbreitet sind 3,5" Disketten. Die Scheiben bestehen aus magnetisierbarem Material und die Information wird wie bei Tonbändern magnetisch gespeichert. Anstatt eine Kassette in den Kassettenrecorder einzulegen, wird hier einfach die Diskette in das Disketten- Laufwerk geschoben. Festplatte (Hard Disc) Eine Festplatte funktioniert nach demselben Prinzip, wie die Diskette im Disketten- Laufwerk. Hier ist aber die Scheibe mit dem Laufwerk fest verbunden, kann also nicht ausgewechselt werden. Um mehr Information speichern zu können werden gleich mehrere Scheiben in einem Gehäuse verwendet (siehe Bild unten). Wahrscheinlich ist das auch gar nicht so verkehrt, denn es soll auch schon Situationen gegeben haben, in denen sich viele Stunden Arbeit wegen eines Fehlers in Nichts aufgelöst hat (vergessen zu speichern, etwas aus Versehen gelöscht, Diskette fehlerhaft, Putzfrau hat den Stecker rausgezogen...). 2 Floppy Disc: engl., biegbare Scheibe 2

13 Eine geöffnete Festplatte (normalerweise staubdicht verpackt). CD-ROM In letzter Zeit hat die CD (Compact Disc), die ja als Musikträger schon sehr verbreitet ist, auch in die Computerwelt Einzug gehalten. Im Lesegerät tastet ein Laserstrahl die Oberfläche ab und liest so die Information. Wie man auf eine Musik-CD nicht selbst Musik aufnehmen kann, ist es auch bei CD-Roms nicht möglich Daten zu schreiben. Deshalb wird die Compact Disc auch in der EDV nur für den kommerziellen Verkauf von Programmen und Daten verwendet. Beispielsweise sind alle Telefonbücher der ganzen Schweiz auf einer einzigen CD gesammelt. Fassungsvermögen der verschieden externen Speicher Speichertyp Kapazität Anzahl A4-Seiten Anzahl MP3- Liederr (3 MB) Diskette bis zu 2.88 MByte Festplatte bis über 250 GByte USB-Stick, GByte Speicherkarten CD-ROM 650 MByte DVD-ROM 4,7 GB Es gibt noch weitere externe Speicher, die wir hier aber nicht mehr aufführen möchten. Zusammenfassung Prozessor Arbeitsspeicher Bus Tastatur Maus Scanner EDV-Anlage Zentraleinheit Eingabegeräte Ausgabegeräte ext. Speicher Drucker Bildschirm Diskette Festplatte CD-ROM Sie haben nun die wichtigsten Elemente jeder EDV-Anlage kennengelernt und wissen auch welche Funktionen sie haben. Natürlich muss nicht jede EDV-Anlage aus all diesen Elementen bestehen. Es reicht, wenn diejenigen vorhanden sind, die dem Einsatzbereich angemessen sind. Dazu gehören immer eine Zentraleinheit, praktisch immer eine Tastatur ROM = Read Only Memory = Man kann nur Lesen aber nicht Schreiben 3

14 und ein Bildschirm. Meistens sind auch noch mindestens ein externer Speicher und ein Drucker vorhanden. Alles andere hängt vom Einsatzzweck ab... Netzwerke Wo gehören nun in dieser Zusammenstellung die Netzwerke hin, von denen man immer wieder so viel hört? Netzwerke dienen dem Datenaustausch zwischen einzelnen Zentraleinheiten. Damit können zum Beispiel Daten von einer Zentraleinheit zur anderen geschickt werden. Oder ein Computer ohne eigene externe Speicher kann seine Daten auf einer Festplatte speichern, die an einen anderen Computer angeschlossen ist. Oder in einer Büroabteilung steht nur noch ein Drucker, auf den alle Angestellten von ihrem Computer aus drucken können. Oder komplizierte Berechnungen können auf mehrere Computer verteilt werden, die dann die Resultate über das Netzwerk austauschen. Und so weiter... Funktionieren tut das ganze sehr einfach. Ein Controller, der am Bus angeschlossen wird, formt die Daten um. Er schickt sie (zusammen mit einem Code, der angibt, wohin die Daten sollen) ins Netzwerk. Dieses besteht aus Leitungen, die man zum Beispiel mit einem Kabelfernsehnetz vergleichen kann. Im Netzwerk werden die abgeschickten Daten nun verbreitet, und derjenige Computer, für den sie bestimmt sind, holt sie über seinen Controller wieder «herein». Die Größe von Computernetzwerken variiert von ganz klein (2 Computer) über mittel (innerhalb eines Büros oder einer Firma) bis groß (innerhalb von Firmen an verschiedenen Standorten) und riesengroß (Weltweites Datennetzwerk «Internet»). Ein lokales Netzwerk nennt man local area network oder kurz LAN, ein weit verzweigtes Netzwerk wide area network, oder abgekürzt WAN. Wird ein Netzwerk nicht mit Kabeln sondern per Funk aufgebaut, dann spricht man von einem wireless LAN kurz WLAN. 4

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