Grundlagen EDV 1. Grundlagen

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1 1. Grundlagen 1.1. Grundbegriffe Computer: von englisch, to compute = rechnen PC: personal computer Daten: Buchstaben, Wörter, Ziffern, Zahlen, Messwerte, Signale Multimedia: Oberbegriff für Daten aus den Bereichen Sprache, Musik, Grafiken, Videos,... Hardware:,,alles, was man anfassen kann". (D.h. Prozessor, Monitor, Maus, Drucker, Festplatte, Diskette, Motherboard, Grafikkarte, Speicher,...) Peripherie: Außen an den Computer angeschlossene Hardware (Drucker, Monitor, Scanner, Maus, Tastatur,...) Software: Sammelbegriff für Computer-Programme - alles, was man nicht anfassen kann. Datenverarbeitung: Eingabe, Speichern, Rechnen, Vergleichen, Sortieren, Prüfen und Ausgabe von Daten. - Wird mit Hilfe spezieller Software erledigt. EDV: elektronische Datenverarbeitung (heute auch,informationsverarbeitung") Informatik: ist die Wissenschaft von der systematischen Verarbeitung von Informationen, insbesondere der automatischen Verarbeitung mit Hilfe von Rechenanlagen. Historisch hat sich die Informatik als Wissenschaft aus der Mathematik entwickelt. Dennoch stellen Computer nur ein Werkzeug und Medium der Informatik dar, um die theoretischen Konzepte praktisch umzusetzen Binärsystem Jeder Zustand eines Computers (von der Darstellung einer Zahl, eines Bildes, bis hin Tabellenkalkulation oder komplizierten Spielen) basiert auf lauter (sehr vielen!) Nullen und Einsen, wobei 0 für kein Strom und 1 für Strom steht. Die kleinste Informationseinheit eines Computers ist also entweder eine Null oder eine Eins, also eine binäre" Ziffer, genannt Bit (von englisch binary digit" = binäre Ziffer) Digital und analog Digital: (von lateinisch digitus = Finger) Informationen nur im Rahmen genau definierter Werte - Zwischenwerte sind nicht möglich. (z.b. digitales Thermometer) Analog: (von griechisch: analogos = verhältnismäßig, proportional). Fließende Darstellung von Werten - im Gegensatz zu digitalen Signalen können analoge Signale beliebige Zwischenwerte annehmen. (z. B. Tachometer) Digitalisierung: Umwandlung analog / digital (z.b. Scannen eines Fotos, Speichern von Musik auf einer CD, Fotografieren mit Digitalkameras) Zahlendarstellung Um nur mit Nullen und Einsen dezimale Zahlen repräsentieren zu können, verwendet man das so genannte Binärsystem mit seinen zwei Ziffern 0 und 1. Dezimal: 2638 = 2* * * * 10 0 = 2* * * Binar: 1101 = 1*2 3 +1*2 2 +0*2 1 +1*2 0 = 1*8 + 1*4 + 0*2 + 1*1 2. Der Computer 2.1. Computerkategorien Unterteilung nach Leistung in Supercomputer (mehrere GB RAM, mehrere Terabyte Festplattenspeicher), Großrechner (Hauptrechner eines großen Computersystems, heute eher Servernetzwerke), Workstations (Terminal im Dienste eines Servers) und PCs (Mikrokomputer mit eigener Festplatte, Programmen etc.) Unterteilung nach Bauweise in Desktop- (heute kaum mehr, Monitor steht auf liegendem Gehäuse) und Tower PCs (größeres Gehäuse steht meist unter Tisch), Notebooks (tragbare Computer mit ähnlicher Leistung wie Tower PCs, aber teurer) Bestandteile CPU (Central Processing Unit, Mikroprozessor) steuert den PC und führt Rechenoperationen durch. Taktgeber verbindet die CPU mit einem Quarzkristall I/O-Elemente (Ein-/Ausgabeelemente) - zur Umwandlung eingehender Signale (z.b. Tastendruck, Mausklick) in Binärsprache und umgekehrt (z.b. Bildschirmausgabe, Ausdruck) RAM (Random Access Memory, Arbeitsspeicher) enthält derzeit bearbeitete Daten, ist flüchtig (wird nach Ausschalten des PC gelöscht) ROM (Read Only Memory, Festwertspeicher), nicht löschbar, dauerhaft, enthalt für Rechnerstart wichtige Daten Grafikkarte sorgt für die Darstellung von Daten am Bildschirm. Motherboard (Systemplatine) mit CPU, Steckplatzen für Karten, Taktgeber, I/O-Elementen, RAM, ROM, Leiterbahnen, etc. Seite 1 von 9

2 Externe Speicher Festplatte, Disketten-Laufwerk, CD-ROM-Laufwerk, DVD-Laufwerk, USB-Stick,... Bus Gesamtheit aller Leitungen, die die einzelnen Komponenten des PC miteinander verbinden, sorgt für Daten- und Befehlstransport Netzteil sorgt für die Stromversorgung Schnittstellen für Ein- und Ausgabegeräte (Anschlüsse für Monitor, Maus, Drucker, Tastatur,... ) Gehäuse (Tower, Desktop-Gehäuse,...) 2.3. Prozessoren CPU Die CPU besteht im Wesentlichen aus einem kleinen Siliziumplättchen (Chip) mit Millionen von elektronischen Bauteilen (hauptsächlich Transistoren) und enthält Steuer- u. Rechenwerk Rechenwerk: führt arithmetische (+) und logische (und, oder, nicht) Operationen durch - die Daten mit denen gerechnet wird, werden in so genannten Registern (sehr schnelle Speicher) abgelegt. Steuerwerk: koordiniert das Zusammenspiel von Rechenwerk und Arbeitsspeicher. Das Befehlsregister (ein ebenfalls sehr schneller Speicher) enthält eingelesene Programmbefehle - diese werden interpretiert und an das Rechenwerk bzw. den Arbeitsspeicher weitergegeben. Arbeitsspeicher: dient zur Ablage von Daten und Programmbefehlen. Speicherbereiche werden mit Adressen nummeriert; man unterscheidet zwischen flüchtigem (RAM) und nichtflüchtigem Speicher (ROM). Intel Pentium: Flaggschiff von Intel. Derzeit Pentium Dual Core oder besser Intel Core Duo. Celeron: Prozessor für Sparer. Etwas niedrigere Taktraten als Pentium. AMD Athlon: sehr schnelle INTEL-kompatible CPU. Nachteil: durch andere Bauweise braucht er mehr Kühlung und ist daher meist lauter Leistungsmerkmale eines Computers Länge des Maschinenwortes Diese gibt an, wie viele Bits ein Prozessor gleichzeitig" bearbeiten kann. Verbreitet sind heute 32 und 64 Bit-Prozessoren. Breite des Bussystems Gibt die Leistungsfähigkeit von Adress- bzw. Datenbus an. Der Prozessortakt Angenommen ein Prozessor braucht zum Ausführen einer bestimmten Operation genau einen Takt. Ein 400 MHz Prozessor kann 400 Millionen solcher Operationen in einer Sekunde ausführen. Ein 3 GHz Prozessor kann 3 Milliarden solcher Operationen pro Sekunde ausführen. Man sieht also, dass der Prozessortakt eines der wichtigsten Kriterien für einen PC ist. Weitere Leistungsmerkmale - Wie groß/wie schnell ist der Arbeitsspeicher? - Wie groß ist der Cache? - Wie schnell ist die Festplatte? Wie schnell ist die Grafikkarte? Wichtig ist auch, dass alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind Interne Speicher Der Grund, weshalb man überhaupt einen Arbeitsspeicher verwendet, ist dessen Geschwindigkeit. Der Prozessor kann etwa 1000-mal schneller aus dem Arbeitsspeicher lesen oder darin schreiben als von Festplatten. RAM (Arbeitsspeicher, Random Access Memory) Nach Prozessortakt und Busbreite wichtigstes Kriterium für einen schnellen PC. Im RAM werden Programme oder Programmteile während der Ausführung abgelegt, nachdem sie von Festplatte oder CD geladen wurden. Da das RAM viel schneller arbeitet als externe Speicher, bringt mehr RAM auch mehr Leistung, da z.b. die Festplattenzugriffe weniger werden. Zuwenig RAM kann sogar dazu führen, dass manche Programme gar nicht mehr ausführbar sind. Durch Aufrüsten eines langsamen PCs mit RAM (sehr einfache Prozedur) lässt sich also zumeist eine Leistungssteigerung erreichen. Heutiger Standard ist 1GB RAM. Das RAM ist flüchtig (wird nach Ausschalten des PCs, bei einem Absturz oder Stromausfall gelöscht, d.h. häufiges Abspeichern von Dokumenten ist wichtig, um Datenverluste zu vermeiden.). Man unterscheidet im Wesentlichen zwei verschiedene Typen von RAM: DRAM (Dynamisches RAM) Jedes Bit wird in einem Kondensator gespeichert, d.h. der Speicher muss laufend (alle paar Millionstel Sekunden) aufgefrischt werden. SRAM (Statisches RAM) wird z.b. in Cache-Speichern verwendet. Bits werden durch Kippschalter " gespeichert, Zustand bleibt solange erhalten, bis er erneuert wird. Seite 2 von 9

3 ROM (Festwertspeicher, Read Only Memory) Im Gegensatz zum RAM im Allgemeinen nicht veränderbar, nicht flüchtig und viel kleiner, um den PC so flexibel wie möglich zu halten. Das ROM enthalt Programme, die durch das Einschalten des Rechners aktiviert werden. (z.b. BIOS) Durch das ROM weiß der Rechner erst, was er nach dem Einschalten überhaupt tun soll. (Etwa: Starten von Windows) 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: Festplatte (Harddisc), USB-Stick, Im Gegensatz zum Arbeitsspeicher bleibt hier die Information dauerhaft gespeichert und geht nicht verloren, wenn der Strom abgestellt wird. Festplatten Die Schreib-Lese-Köpfe liegen nicht auf dem Datenträger auf, sondern schweben auf einem hauchdünnen Luftpolster, das durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben hervorgerufen wird. Deshalb befinden sich diese Scheiben auch in einem festen, fast luftleeren Gehäuse. So wird gleichzeitig verhindert, dass Staubpartikel die Köpfe zerstören können. Bei einer Festplatte sind in der Regel mehrere Datenträger übereinander angeordnet. Bei der mittleren Zugriffszeit wird beschrieben, wie lang es durchschnittlich dauert, bis die Köpfe korrekt positioniert sind, oder wann das einlesen der Daten in den Festplattencache beginnen kann. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der rotierenden Scheibe entscheidet darüber, wie schnell eine vollständige Spur der Festplatte eingelesen (oder auch beschrieben) werden kann. Ein weiteres Leistungsmerkmal ist der Cachespeicher, über den die Festplatte verfügt. Dieser Speicher verkürzt die effektive Ladezeit, indem er unvermeidliche Wartezeiten während der Positionierungsphasen überbrückt. Derzeit sind Festplattengrößen von 500 GB üblich. Floppy-Disk Disketten sind das Ur-Speichermedium der PCs und derzeit beim Aussterben. Disketten sind rein magnetische Speichermedien. Die Daten werden in Ringen, den Spuren, angeordnet, welche wiederum in Abschnitte, so genannte Sektoren, unterteilt sind. Da diese Spuren und Sektoren nummeriert sind, kann man genau definierte Bereiche der Diskette erreichen. Die noch gebräuchliche Form der Disketten ist das 3,5''-Format mit einer Kapazität von 1,44 MB. CD-ROM CD-ROMs bestehen aus einer runden Plastikscheibe mit einer Aluminiumschicht, geschützt durch eine Lackschicht. Ein Laser brennt bei der Herstellung Vertiefungen ins Aluminium und schreibt so die Daten auf die CD. Eine CD-ROM hat eine Kapazität von MB. (Entspricht etwa 500 (!) 3,5"-Disketten.), die Datentransferrate und Zugriffszeit sind allerdings schlechter als die von Festplatten. Die ersten CD-ROM-Laufwerke hatten eine Transferrate von 150 KB/s. Laufwerke, die doppelt so schnell sind, bezeichnet man als 2-fach (oder Doublespeed-) Laufwerke, Laufwerke mit KB/s als achtfach Laufwerke, etc. Selbst bei einem 52-fach Laufwerk ergibt sich nur eine Transferrate von 52 x 150 (=7.800) KB/s, wobei dies nur der theoretische Maximalwert ist. - Die durchschnittliche Transferrate liegt deutlich darunter, etwa bei KB/s. CD-R, CD-RW (Compact Disc Recordable, - ReWiteable) CD-R: Nur einmal beschreibbare CD. Vorteile: Rohlinge sind sehr billig und fassen bis 800MB Daten. Das Schreiben geschieht durch einen Laser, der eine Aufzeichnungsschicht erhitzt (daher der umgangssprachliche Ausdruck, CDs brennen"). Neue CD-R-Laufwerke verwenden die so genannte Burn-Proof -Technologie, mit der der berüchtigte Buffer-Underrun" vermieden werden kann, der früher oft zum Abbruch des Schreibvorgangs führte. Eine CD-RW kann etwa Tausend mal beschrieben werden. Löschen und Ändern des Inhaltes ist ebenfalls möglich. Achtung: Selbstgebrannte CDs sind nicht ewig haltbar! DVD (Digital Versatile Disc) Die DVD hat mit 4,7GB eine wesentlich höhere Speicherkapazität als eine CD-ROM. Dadurch ist es möglich, ganze Filme auf den DVDs abzuspeichern. Es gibt viele Varianten: DVD-Video, DVD-Audio, DVD-ROM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, Seit 2004 gibt es auch Double-Layer-DVDs mit doppelter Speicherkapazität. Blu-ray Disc und HD-DVD Seit 2008 scheint der Streit um die DVD-Nachfolge zu Gunsten von Blu-ray entschieden. Blu-ray (von Sony) verwendet einen blauen Laser, hat eine Kapazität von 27GB (single layer) bzw. 54GB (double layer). Seite 3 von 9

4 2.7. Bussysteme Gesamtheit aller Leiterbahnen auf der Hauptplatine, über die alle wichtigen Bestandteile des PC miteinander verbunden sind. Nicht nur das Tempo des Prozessors ist wichtig, sondern auch die Geschwindigkeit, mit der Daten transportiert werden, mit anderen Worten die Leistungsfähigkeit des Bussystems Schnittstellen (Interfaces) Oberbegriff für alle Übergangs- und Verbindungsteile, mit denen selbständig arbeitende Funktionseinheiten eines Computers miteinander verbunden sind. Man unterscheidet interne und externe Schnittstellen. Interne verbinden etwa CPU und RAM, externe etwa Motherboard mit Drucker. Die Datentransferrate wird in bps (bits per second) gemessen. Die serielle Schnittstelle - COM Schnittstellen-Standard mit 25- oder 9-poliger Verbindung für die serielle Übertragung von Bits (daher niedrige Übertragungsraten). Datenaustausch ist in beide Richtungen möglich. Diese Schnittstelle wird auch als "COM-Port" bezeichnet. Mittlerweile wenig verwendet. Die parallele Schnittstelle - LPT Relativ schnell, aber Kabel maximal 5-6 m lang - Informationen nur in eine Richtung sendbar. Schnittstelle am Computer, die im Gegensatz zur seriellen Schnittstelle die Datenübertragung auf acht Leitungen (also mit einer Übertragung von 8 Bits gleichzeitig) unterstützt. An die parallele Schnittstelle wurde früher der Drucker angeschlossen, mittlerweile wenig verwendet. PS/2 Schnittstelle zum Anschluss von Maus bzw. Tastatur (grün/violett) USB - Universal Serial Bus Neueres System zur Ansteuerung aller möglichen Peripherie (Maus, Scanner, Drucker,...). Ein moderner PC hat zumindest vier USB Anschlusse. Stecker und Buchse sind für alle USB-Geräte gleich. Vorteile von USB: Plug & Play: Betriebssystem erkennt die Geräte sofort nach dem Einstecken, installiert automatisch die passenden Treiber und macht die Hardware betriebsfertig. Hot-Plug-Fähigkeit: Wenn ein USB-Gerät an- oder abgesteckt werden soll, muss der Rechner vorher nicht mehr heruntergefahren werden. An einer USB-Schnittstelle finden bis zu 127 Geräte Anschluss. USB 1.0: Übertragungsrate 12 MBit/s. Der Nachfolger USB 2.0 ermöglicht sogar die unglaubliche Datenrate von 480 Mbit/s. In Entwicklung ist USB 3.0, das nochmals 10mal schneller als USB 2.0 werden soll. FireWire - IEEE 1394 oder i.link Eine von Apple entwickelte serielle Schnittstellentechnologie für Computer- und Videogeräte zur Übertragung digitaler Daten mit bis zu 400 Mbit / Sek. Vorteile von FireWire: ähnlich wie USB 2.9. Grafikkarte Die Grafikkarte steuert die Grafikausgabe auf den Bildschirm. Grafikkarten werden auf den AGP-Steckplatz des Motherboards gesteckt. Grafikkarten verfügen über einen eigenen Speicher, um schneller arbeiten zu können. 3. Software 3.1. Betriebssysteme Die derzeit wichtigsten Betriebssytsme sind Windows XP, Windows Vista, Mac OS, Linux, Aufgaben des Betriebssystems Das Betriebssystem überprüft die vorhandene Hardware nach dem Einschalten, meldet eventuell Fehler steuert/überprüft Ein-/Ausgabe zu Bildschirm, Drucker, Tastatur, Speichern, etc. organisiert Verwaltung der Daten auf den Datenträgern steuert Programmabläufe, überwacht und steuert Zusammenspiel der einzelnen Systemkomponenten. Klassifikation von Betriebssystemen Es gibt viele verschiedene Betriebssysteme. Die Wahl des richtigen Produkts hängt von den Einsatzgebieten des verwendeten PCs und von der eigenen Computer-Philosophie ab. Entscheidend sind: Seite 4 von 9

5 die Anzahl der Anwender, die das Betriebssystem (den PC) gleichzeitig nutzen. Hier unterscheidet man zwischen Single-User- (ein Benutzer) und Multi- User- (Mehr-Benutzer)-Betriebssystemen. Für ein Multi- User-System ist zusätzlich ein Netzwerk erforderlich, da jeder Benutzer seinen eigenen PC benötigt. die Anzahl der gleichzeitig" ablauffähigen Anwenderprogramme. Kann man immer nur ein Programm in den Speicher laden, spricht man von einem Singletasking-System - kann das Betriebssystem mehrere Programme gleichzeitig bearbeiten, spricht man von einem Multitasking-System. die Leistungsfähigkeit des PC. Z.B. 32-Bit-Betriebssystem (Windows XP) oder 64-Bit Betriebssystem (Windows Vista). Benutzerführung und Arbeitsweise: Man unterscheidet zwischen kommandoorientierten Betriebssystemen (Befehlseingabe über Tastatur; z.b. MS-DOS; Detailwissen über Computer erforderlich) - und grafikorientierten Systemen (Maus, Fenster, Icons; z.b. Windows; einfach zu bedienen, aber viel unberechenbarer...) Anwendungssoftware Standardsoftware Standardsoftware ist branchenunabhängig, wird daher in großen Stückzahlen verkauft. In diese Gruppe fallen folgende Softwaregruppen, zusammengefasst nach Aufgabengebiet: Textverarbeitung Ein Programm, das zur Erstellung und Bearbeitung von Texten verwendet werden kann. Textverarbeitungs- Programme enthalten viele Arbeitshilfen und Zusatzfunktionen für die Bearbeitung von Texten. Bsp.: Microsoft Word, Open Office Writer Datenbank Im Allgemeinen ist mit einer Datenbank eine Sammlung von Daten gemeint, die zueinander in Beziehung stehen. Bsp.: Microsoft Access, Borland dbase, MySQL Tabellenkalkulation Ein Programm, das Zahlen und andere Werte in einer Tabelle anordnet und über entsprechende Funktionen auswerten lässt. Bsp.: Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, Open Office Calc DTP ( Desktop Publishing) Erstellen von druckfertigen Dokumenten (Zeitschriften) mit dafür speziell entwickelter Software. Bsp.: Adobe InDesign (früher: Pagemaker), Quark XPress Präsentation Programme zum Vorfuhren von digitalen Präsentationen am PC oder mittels Beamers auf einer Leinwand. Bsp.: Microsoft PowerPoint Kommunikation In diesen Bereich fallen Programme zum Versenden von s (z.b. Microsoft Outlook) und Faxen sowie zur direkten Kommunikation über das Internet mittels Text (Chat) oder sogar mit Bild und Ton (z.b. Microsoft Netmeeting, Skype). Grafik Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten, Bilder am PC darzustellen: Pixelgrafik: Ein Bild setzt sich nicht aus mathematisch beschreibbaren Kurven und Linien sondern aus einzelnen Bildpunkten zusammen. Jeder einzelne Bildpunkt kann separat angesteuert und manipuliert werden. Dieser Grafiktyp wird zumeist bei Fotos verwendet. Vektorgrafik: Ein Objekt" wird abgespeichert, d.h. eine Strecke wird durch zwei Punkte beschrieben (durch Anfangs- und Endpunkt - nicht durch alle Punkte auf der Strecke), ein Kreis durch die Koordinaten des Mittelpunktes und seinen Radius, usw. - ermöglicht z.b. fehlerfreie und schnelle Vergrößerungen von Grafiken, hauptsächlich im CAD-Bereich (s.u.) verwendet. Vektorgrafiken benötigen aufgrund dieser intelligenten" Art und Weise, das Bild abzuspeichern, viel weniger Platz auf der Festplatte, sind aber völlig ungeeignet für Fotos, da sich Fotos nicht sinnvoll als Kombination geometrischer Figuren darstellen lassen. Die gängigsten Formate, Bilder abzuspeichern sind: bmp (Bitmap) wird in Windows verwendet gif (Graphics Interchange Format) komprimiertes Format, maximal 256 Farben möglich jpeg, jpg (joint photographic expert group) komprimiertes Format für bis zu 16,7 Mio. Farben, verbreitetstes Format im Internet weitere gängige Formate sind tga, tiff, pcx und eps. Mal- und Zeichenprogramme: Ermöglichen das Erstellen von Bildern am PC ähnlich wie mit Pinsel auf der Leinwand, wobei zahlreiche zusätzliche Funktionen wie etwa Spraydose, Verfremdung, Raster, etc. zur Verfügung stehen. (z.b. Microsoft Paint) Bildbearbeitungssoftware: Gedacht zum Nachbearbeiten von Fotos, ermöglicht retouchieren, Fotomontagen u.v.a. (z.b. Adobe PhotoShop, Corel Photopaint, ) Seite 5 von 9

6 CAD-Programme: Unter dem Begriff CAD (Computer Aided Design) werden alle zeichnerischen Aktivitäten zusammengefasst, die die ingenieurmäßige Planung und Konstruktion bis hin zur Fertigung analysieren, strukturieren und algorithmieren. (z.b.: AutoCAD) Branchensoftware Branchenorientierte Software, speziell für bestimmte Berufsgruppen (Mathematiker, Mediziner, Komponisten,...) entwickelt. Setzt genaue Kenntnisse der Branche beim Programmierer voraus, die Zielgruppe ist weit nicht so umfangreich wie bei Standardsoftware und daher ist Branchensoftware zumeist auch viel teurer. Sonstige Shareware Eine besondere Art der Softwarevermarktung. Grundsätzlich funktioniert die Shareware Idee nach dem "Try and Buy" Prinzip. Das heißt der Autor stellt das Programm für einen begrenzten Zeitraum (oft sind das 30 Tage) oder unbegrenzt, aber dafür nicht mit allen Funktionen gratis zur Verfügung. Freeware Für diese Programme wird keine Registrierungsgebühr erhoben. Die Software wird zum Teil aus unterschiedlichen Motiven von den Autoren verschenkt. Public-Domain (PD) Software Der Autor stellt sein Programm der Allgemeinheit zur Verfügung. Neben dem eigentlichen Programm verfügt der Nutzer bei Public Domain über den Quellcode für eigene Programmierversuche und -arbeiten. Bekanntestes Beispiel eines Public Domain Programms ist das Betriebssystem Linux Programmiersprachen Für verschiedene Zwecke wurden unterschiedliche Programmiersprachen entwickelt. Derzeit sehr gebräuchlich sind: Java, JavaScript, C++, Php, Python, Visual Basic 4. Eingabegeräte 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). Weitere Eingabegeräte sind Scanner bzw. Joystick Tastatur Standard-Tastatur oder besonders ergonomisch geformt. Mit Kabel oder Funktastatur Maus Mechanische Maus Eine eingebaute Rollkugel wandelt Handbewegungen in elektrische Signale um, die zum Computer gesandt werden. Es gibt Mäuse mit zwei und drei Tasten, Mäuse mit einem Rädchen (z.b. zum Scrollen) sowie kabellose Mäuse (arbeiten mit Infrarotlicht). Optische Maus Eine Revolution in der Maustechnologie gelang Microsoft Ende 1999 mit der "IntelliEye"-Technologie - die Kugel wird hier durch eine miniaturisierte Digitalkamera ersetzt, die pro Sekunde Bilder von der Unterlage macht und dadurch besonders präzise Bewegungen ermöglicht. Auch das Mousepad wird dadurch nicht mehr benötigt und die Maus ist praktisch wartungsfrei Scanner Gedacht zum Einlesen und Weiterbearbeiten von Fotos, Grafiken und Texten. Das Bild wird vom Scanner analysiert, digitalisiert und zum Computer gesandt. Es ist auch möglich, Schriften nicht nur als Grafik" einzuscannen, sondern direkt im Textformat abzuspeichern. Dazu benötigt man so genannte OCR-Software. (Optical Character Recognition, optische Zeichenerkennung). Der Vorteil von OCR ist dass, der Text weiterbearbeitbar ist und viel weniger Platz benötigt als die Grafik. Leistungskriterien sind die Auflösung (wieder in dpi angegeben), Scan-Geschwindigkeit, und die Farbtiefe (d.h. die Fähigkeit, möglichst viele Farben unterscheiden zu können). Seite 6 von 9

7 5. 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 Monitor Wahrscheinlich wichtigster Teil der Peripherie. Monitortypen Kathodenstrahlmonitor (CRT-Monitor): ein Elektronenstrahl, der auf die Innenseite der Monitorscheibe ausgesandt wird, regt eine Phosphorschicht zum Leuchten an. Mittlerweile fast nicht mehr erhältlich. Nachteile: große Abmessungen, flimmern. TFT-Monitor (Thin Film Transistor): Für jeden einzelnen Bildpunkt wird ein Transistor und ein Kondensator verwendet. Vorteile: Platz sparend, extrem gute Bildqualität, niedriger Stromverbrauch, strahlungsarm, flimmerfrei. Größe Gemessen wird die Monitorgröße (wie bei Fernsehern) als Bildschirmdiagonale, aber in Zoll. Sinnvoll sind mindestens 17" für Textverarbeitung und 21"-22" für Bildbearbeitung. Die Bildwiederholfrequenz Damit das menschliche Auge kein Flimmern wahrnimmt, müssen mindestens Bilder pro Sekunde (d.h Hz) dargestellt werden können. Auflösung Ein Monitor kann nicht beliebig hohe Auflösungen darstellen. Üblich sind derzeit Auflösungen von 1400x1050, 1900x1200. Bildqualität Beim Kauf sollte man darauf achten, dass das Bild scharf ist, die Farben klar, keine Verzerrungen an den Rändern und keine Pixelfehler auftreten Drucker So gut wie alle heute eingesetzten Drucker sind Punktmatrixdrucker, d.h. die zu druckende Seite wird aus lauter einzelnen Punkten aufgebaut. Für die Druckqualität entscheidend ist daher die Anzahl der Punkte pro Flächeneinheit. Diese wird angegeben in dpi (dots per inch, Punkte pro Inch).. Nadeldrucker Gab es früher Nadeln bauen die einzelnen Zeichen, bzw. die Grafiken auf. Mehr Nadeln ergaben daher ein besseres Druckbild. (einziger) Vorteil: Durchschläge sind möglich Nachteile: schlechte Druckqualität, sehr laut, sehr langsam Tintenstrahldrucker Arbeiten wie Nadeldrucker, nur mit einzelnen Tintendüsen statt Nadeln. Mehrere 1000 Tintentropfen pro Sekunde werden auf die Seite gesprüht. Vorteil: bei Farbdrucken bestes Preis/Leistungsverhältnis aller Drucker Nachteile: deutlich langsamer als Laserdrucker, teure Farbpatronen Laserdrucker Arbeiten wie Kopierer - ein gebündelter Laserstrahl zeichnet Lichtpunkte auf eine Walze und lädt sie elektrisch auf. Ist die gesamte Seite aufgezeichnet, bleiben die Toner-Teilchen auf der Walze haften und werden dann auf Papier aufgetragen und danach eingeschmolzen. Vorteile: beste Druckqualität, schnellstes Arbeitstempo, geringste Lärmbelästigung, Toner lange haltbar, daher auf Dauer sogar günstiger als Tintenstrahldrucker. Nachteile: Schwarz-Weiß-Drucker in der Anschaffung etwas teurer als Tintenstrahldrucker, Farblaserdrucker sind noch teuer Modem (MODulator-DEModulator) Ein- und Ausgabegerät, das digitale Signale in analoge umwandelt und so die Datenübertragung über ein Telefonnetz ermöglicht. Digitale Signale, die von Computern verarbeitet werden, lassen sich nicht direkt über das Telefonnetz übertragen. Sie setzen sich aus separaten Einheiten zusammen, die normalerweise mit einer Serie von Nullen und Einsen dargestellt werden. Analoge Signale wechseln ständig. (Eine Schallwelle stellt z. B. ein analoges Signal dar.) Das Sender-Modem wandelt nun die digitalen Signale des sendenden Computers in analoge Signale um. Erreicht das Signal seinen Bestimmungsort, stellt das Empfänger-Modem das ursprüngliche digitale Signal wieder her, das dann vom empfangenden Computer verarbeitet wird. Seite 7 von 9

8 6.1. Einleitung Netzwerk Internet Online Offline Download 6. Das Internet Mehrere miteinander verbundene Computer, die Daten miteinander austauschen. (International Network) Unzählige kleinere Computernetzwerke, die über Kabel, Satelliten und Funk weltweit verbunden sind. mit dem Internet verbunden nicht mit dem Internet verbunden Speichern von Daten aus dem Internet am eigenen PC 6.2. Der Zugang zum Internet Für den Zugang zum Internet sind (zumeist) ein Modem und ein so genannter Internet-Provider notwendig, mit dem man sich (zumeist) über die Telefonleitung verbindet und der einen dann ins Internet weiterleitet. Für den Anschluss des PC ans Internet stehen mehrere Optionen zur Auswahl: Analoges Modem Aussterbend. Sehr niedrige Übertragungsgeschwindigkeit und nur eine Leitung verfügbar - d.h. entweder Telefonieren oder Surfen ist möglich, aber nicht beides gleichzeitig. ISDN (Modem oder Steckkarte) Ermöglicht höhere Übertragungsraten, zwei freie Leitungen, d.h. Internetzugang und Telefonieren gleichzeitig möglich. Kabelmodem Internetzugang via Kabelfernsehen. Internet via Satellit aufgrund des hohen Preises derzeit wenig verbreitet. Internet via Steckdose Derzeit als Versuchsprojekt in gewissen Regionen verfügbar. ADSL-Breitband Moderner Standard für Internetzugang. Drei Leitungen sind frei, es ist daher möglich, gleichzeitig zu telefonieren, zu faxen und zu surfen. Wichtig: Up/Download-Rate, Datenvolumen pro Monat, Anzahl der -Accounts. Mobiles Breitband Verbindung wird über ein USB-Stick-artiges Modem hergestellt. Empfehlenswert vor allem für Notebooks, allerdings noch teurer als normales Breitband. Weiteres Problem: Empfang Grundbegriffe ISP (Internet-Service-Provider, kurz Provider) Das sind Firmen oder Institutionen, die Teilnetze des Internet betreiben. Das INTERNET besteht also aus den Netzwerken der einzelnen ISPs. Der Provider bietet dem Kunden vor Ort einen Einwahlknoten (= Point of Presence, POP) ins Internet an. Die Kunden werden z.b. über ein Modem an das Netzwerk des Providers angeschlossen. Früher war ein Minutentarif üblich, heute zahlt man die so genannte Flatrate, bei der man einen fixen monatlichen Tarif zahlt und dafür das Internet zeitlich unbegrenzt nutzen darf. Der Provider bietet zusätzlich die Dienste und Newsgroups oder auch die Erstellung einer Homepage an. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) Netzwerkprotokoll, das im Internet verwendet wird. Jeder Computer im Internet hat eine eindeutige Nummer, die IP-Adresse. Diese setzt sich aus 4 Zahlen von 0 bis 255 zusammen, also z.b.: TCP/IP ermöglicht die Kommunikation der Computer im Internet. Online-Dienste Diese bieten im Gegensatz zu gewöhnlichen" Providern auch Inhalte an. Deren Einstiegsseite ist nach Themen geordnet und bietet alles Mögliche - von über Shopping, Suchprogramme und Chats (Unterhaltung online) bis hin zu Nachrichten. Proxy-Server Ein Proxy-Server ist ein Rechner, der von einem Internet-Provider betrieben wird und der die Internet-Seiten, die von den WWW-Nutzern häufig abgefragt werden, zwischenspeichert. Firewall Technik in Form von Hard- und/oder Software, die den Datenfluss zwischen einem privaten und einem ungeschützten Netzwerk kontrolliert bzw. ein internes Netz vor bösartigen Angriffen aus dem Internet schützt. Seite 8 von 9

9 Webbrowser Webbrowser bedeutet - wörtlich übersetzt -,,Netz-Schmökerer. Es handelt sich dabei um spezielle Programme mit deren Hilfe Informationen aus Servern abgerufen werden können. Bekannteste Beispiele: Internet Explorer von Microsoft, Mozilla Firefox. http (Hypertext Transfer Protocol) beschreibt/regelt den Austausch von Daten zwischen Internetserver und Webbrowser. Alle Internetadressen beginnen mit,,http:// HTML (Hypertext Markup Language) Standardisierte Seitenbeschreibungssprache für WWW-Seiten im Internet bzw. Intranet. Sie definiert sowohl die Gestaltung, den Inhalt und die Grafik der Seite als auch die Links (Hyperlinks, Verbindungen) zu eigenen oder fremden Seiten. Die Seiten werden dabei nur strukturiert, der endgültige Aufbau (Einbinden von Grafiken, Wahl der Schriftart,...) erfolgt erst im Rechner des Anwenders. Dies spart Speicherplatz und damit Übertragungszeit. Spam (engl. Spam = Frühstücksfleisch); In Anlehnung an einen Monty Python Sketch, in dem in jedem Nahrungsmittel unerwünschter Weise spam enthalten ist, wurde die Bezeichnung für die unerwünschte Werbung im Internet gewählt, die auch überall zu finden ist. Gegen Spam gibt es leider derzeit keinen wirksamen Schutz und auch keine Gesetze. Web 2.0 ist ein Begriff für eine neue Form des Internets, bei dem die User nicht nur konsumieren, sondern mitgestalten (User generated content). Beispiele: WebLog, Online Communities, Wiki, YouTube, 6.4. Dienste des Internet World Wide Web (WWW) Das WWW ist der meistgenutzte Dienst des Internet. Die Medien setzen die beiden Begriffe fälschlicherweise überhaupt gleich. Unter dem WWW versteht man Dokumente, die neben Texten und Grafiken auch Ton- und Bildsequenzen sowie kleine Programme (z.b. Java-Applets) enthalten können. Der wichtigste Inhalt sind allerdings die so genannten Hyperlinks, zumeist farbig hervorgehobene und unterstrichene Schlüsselworte, -sätze oder sogar Bilder, die auf andere Internetseiten, Dateien oder auch auf -Adressen verweisen, so dass man sich - wenn man ein interessantes Thema gefunden hat, durch ständiges Klicken auf (Hyper)links auf einer Welle von Informationen fortbewegt. Daher auch der Ausdruck Surfen" für das Durchforsten des Internet. Internet-Adressen, die einem Link entsprechen - also auf die man klicken kann - nennt man URLs (Uniform Resource Locators) und verweisen in der Regel auf eine Datei eines Servers im WWW. ist der Postdienst, der über einen Internet-Anschluss zur Nachrichtenübermittlung dient FTP (File Transfer Protocol) Möchte man nicht nur Nachrichten, sondern auch Daten über das Internet austauschen, ist das Datenübertragungsprotokoll FTP die beste Wahl. Zwar kann man auch mit Hilfe eines Webbrowsers Daten herunterladen", doch wird dies von FTP sehr erleichtert, man hat dann alle Möglichkeiten, wie man sie beispielsweise vom Windows-Explorer kennt. (In einem FTP-Server sind die Dateien nach Verzeichnissen wie auf einer Festplatte geordnet). Internet-Telefonie Telefonieren über das Internet (z.b. Skype), eventuell mit Bildübertragung mittels einer,,web-cam". Vorteile: Nur der günstige Internettarif ist zu zahlen, auch wenn der Empfänger weit entfernt wohnt, Videokonferenzen mit mehreren Teilnehmern möglich. Nachteile: schlechte Bild- und Tonqualität, Empfänger muss zum Zeitpunkt des Anrufs online sein Sicherheit im Internet Gib immer nur jene persönlichen Daten an, die unbedingt erforderlich sind. Öffne keine Mails, wenn du den Absender nicht kennst. Öffne speziell keine -Attachments. Banken versenden keine s! Gib also nie Verfügernummern oder Passworte an, selbst wenn du dringend aufgefordert oder unter Druck gesetzt wirst ( Achtung: Ihr Konto ist gefährdet! Geben Sie Ihre Verfügernummer und ihr Passwort ein! ). Achte bei Bankenhomepages auf die Verschlüsselung: https://... Spam-Vorsorge: Verwende verschiedene -Adressen für Privates (Freunde, ) und Sonstiges (hier eine -Adresse angeben, die man schnell wieder ändern kann). Bedenke, dass Daten von dir und deine IP-Nummer mitgespeichert werden (können). Überlege dir gut, was du ins Internet hochlädst. Oft kannst du das nicht mehr löschen und wer weiß, ob du mit diesem oder jenem Partyfoto in 10 Jahren gegoogelt werden möchtest! Seite 9 von 9

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