Eingabe Verarbeitung Ausgabe. Modem

Transkript

1 1 Peripheriegeräte 1.1 Eingabegeräte Mit der Systemeinheit allein wäre der Computer nur mit sich selbst beschäftigt. Wir brauchen noch weitere Geräte, um die Daten einzugeben, z. B. einen Text und dieser Text soll auch wieder ausgegeben werden. Diese Geräte bezeichnen die Fachleute als Peripheriegeräte. Und nun wird auch das Grundprinzip jeder Datenverarbeitung deutlich: Das E V A Prinzip: Eingabe Verarbeitung Ausgabe Eingabegeräte (eine Auswahl) Tastatur (Keyboard) Scanner (Lesegerät) Maus Strichcode-Lesegerät Touchpad Magnetkarten-Lesegerät Trackball (Rollkugel) Modem Berührungsbildschirm Mikrofon für die Spracheingabe Zeichenbrett Digitalkamera Es ist zunächst einmal bemerkenswert, dass einige der aufgezählten Geräte sowohl zur Eingabe als auch zur Ausgabe von Daten fähig sind. Manche allerdings auch nur in speziellen Ausführungen. Wussten Sie beispielsweise, dass es Computermäuse gibt, die aufleuchten, wenn Sie eine empfangen haben? Und das ist dann eindeutig ein Ausgabesignal. Aber besonders Modems und ISDN-Karten sind Ein- und Ausgabegeräte. Sie können damit ein Fax oder eine empfangen und auch senden. Tastatur Beim Arbeiten am PC im Büro wird meistens die Windows-Tastatur, eine multifunktionale Tastatur mit mehr als 100 Tasten verwendet. Die Tasten sind in vier Hauptgruppen angeordnet: Der grosse Schreibmaschinenblock, der in seiner Tastenanordnung der Schreibmaschine entspricht Die darüber liegenden 12 Funktionstasten (F1 bis F12) Der ganz rechts liegende Zahleneingabeblock (Nummernblock) Der Cursorsteuerblock zwischen Schreibmaschinen- und Zahleneingabeblock: 1

2 Bei der Bildschirmtastatur von Windows 8 und zum Teil auch bei den Tastaturen der tragbaren Computern, fehlt der Nummernblock (Zahleneingabeblock) rechts und die Cursortasten sind in den grossen Schreibmaschinenblock integriert: Bildschirmtastatur in Windows 8 Bei den folgenden Tasten und bei einer Tastenkombination beachten Sie bitte: (ª_)-Taste Für diese Taste zum Grossschreiben finden Sie verschiedene Namen: Umschalt-Taste Shift-Taste Gross-Taste Grossschreib-Taste ( )-Taste Auch diese Taste hat unterschiedliche Namen: Return-Taste Enter-Taste Eingabe-Taste Zeilenschaltung (æ ) Rücktaste Diese Taste liegt oberhalb der ( )- Taste. Sie löscht unter anderem beim Editieren das Zeichen links von der Cursorposition. oder (Win) Windows-Taste Kontext-Taste Taste zum Öffnen des Windows-Startmenüs. Taste zum Öffnen eines Kontextmenüs. Bei Tastenkombinationen mit einem Plus-Zeichen +, beispielsweise (AltGr)+(E) für die Eingabe des Eurosymbols EUR, drücken Sie zuerst die (AltGr)-Taste und halten sie fest und dann drücken Sie kurz die (E)-Taste. Bei einigen Tasten gibt es bei deutschen und englischen Tastaturen unterschiedliche Beschriftungen, z. B.: (Strg)=(Ctrl), (Einfg)=(Ins), (Entf)=(Del), (Pos1)=(Home), (Ende)=(End), (Bild½)=(PgUp), (Bild¼)=(PgDown), (Druck)=(PrintScreen), (Rollen)=(ScrollLock) 2

3 Maus Mit der Maus wird auf dem Bildschirm der Mauszeiger bewegt, um z. B. im Text zu blättern oder Text zu markieren. Früher war in einem kleinen Gehäuse eine Kugel untergebracht, die die Bewegungen des Gehäuses auf der Tischplatte auf den Mauszeiger überträgt. Bei den neueren Mäusen wird die Bewegung nicht mehr durch eine Kugel, sondern optisch ermittelt. Durch kurzen Druck (Klick oder Doppelklick) auf eine Taste kann eine Aktion durchgeführt werden, z. B. Start eines Programms. Bei der Rad-Maus ist zusätzlich ein Rädchen zwischen den Tasten angebracht. Damit können Sie in den Dokumenten blättern und zusammen mit der (Ctrl)-Taste auch zoomen. Trackball Der Trackball ist eine "umgestürzte" Kugel-Maus. Die Kugel wird mit der Hand bewegt und steuert so den Mauszeiger. Der Vorteil liegt hier in dem geringeren Platzbedarf, denn das Arbeiten mit der Maus erfordert etwas Platz auf dem Schreibtisch. Es gibt auch Tastaturen, in denen ein Trackball fest eingebaut ist. Touchpad Bei einem Notebook gehört das Touchpad schon zur Standardausrüstung: eine berührungsempfindliche Fläche ist unterhalb der Leertaste zwischen den Handballenauflagen angebracht. Dazu gehören noch zwei Tasten. Nur mit einem Finger bewegen Sie den Mauszeiger. Berührungsbildschirm Bei einem Berührungsbildschirm (engl. touchscreen) kann man direkt mit den Fingern oder einem speziellen Stift (Touchpen, Stylus) auf dem Bildschirm einen oder mehrere Auswahlpunkte (max. 10) gleichzeitig berühren oder auf einer virtuellen (scheinbaren) Tastatur Texte eingeben. Diese Berührungsbildschirme finden Sie an Informationsterminals und Fahrkartenautomaten, z. B. auf Bahnhöfen und sie sind immer bei Navigationsgeräten, Tablets und Smartphones eingebaut. Sie werden inzwischen auch häufig an den PC angeschlossen. Zusätzlich können Sie aber auch wie üblich mit Maus und Tastatur arbeiten! Damit vereint der Berührungsbildschirm zwei Arten von Geräten: Es ist ein Eingabe- und gleichzeitig auch ein Ausgabegerät. 3

4 Mikrofon für die Spracheingabe Die Spracheingabe, also ganz normales Sprechen in ein Mikrofon, wird voraussichtlich ab dem Jahr 2015 die häufigste Eingabemöglichkeit sein. Digitalkamera Auch eine am Computer angeschlossene Digitalkamera ist ein Eingabegerät. Joystick Hauptsächlich bei Computerspielen und in Flugsimulations-Programmen wird dieser kleine Steuerknüppel eingesetzt. Neben diesem Bedienungshebel sind eine ganze Reihe von Tasten und Knöpfen (z. B. Feuerknopf) angebracht, die anscheinend für Spiele unentbehrlich sind. Der Forced Feedback Joystick hat eingebaute Elektromotoren, die auf die Hand des Spielers eine Gegenkraft oder eine Rüttelbewegung ausüben, um zum Beispiel beim Fahren eines Autos im Gelände, die holprige Piste zu simulieren. Und damit ist der Forced Feedback Joystick ein Eingabegerät, aber in beschränktem Masse auch ein Ausgabegerät, denn es werden ja auch Daten wieder zurückübertragen. Lesegeräte Es gibt in der Informationstechnologie (IT/ICT) eine ganze Reihe der verschiedensten Lesegeräte. Hierbei geht es immer wieder um die Frage: "Wie können wir Informationen, die bereits vorhanden sind, in den Computer transportieren, also einlesen?" Beispielsweise kostet es ja sehr viel Zeit und damit Geld, einen Text von einem Blatt Papier wieder neu über die Tastatur einzutippen. Dann können wir uns noch eine weitere Frage stellen: "Warum wurde der Text überhaupt ausgedruckt? Ist es nicht einfacher, besser, billiger den Text gleich in elektronischer Form zu belassen und so auch weiterzugeben?" So gut wie alle Informationen, die heute von einem Drucker ausgeben werden, sind ja irgendwo in einem Computer gespeichert. Dieser Problembereich ist für die gesamte Wirtschaft, ja für die gesamte Gesellschaft eine grosse Herausforderung. Es war schon immer und ist weiterhin das Ziel die Papierflut einzudämmen. Beispielsweise ist es bei den grossen Unternehmen schon üblich, den Bestellvorgang eines Produktes, nur elektronisch über das Internet durchzuführen. Dazu bedurfte es grosser Änderungen, ja Umwälzungen in manchen Unternehmen und Behörden, um dies zu erreichen. Eines der grössten Softwarehäuser der Welt, die Firma SAP in Walldorf bei Heidelberg, hat hier mit ihren Programmen massgeblich an der Standardisierung der verschiedenen Geschäftsabläufe mitgewirkt. 4

5 Scanner Hier handelt es sich um ein Lesegerät, wie bei einem Fotokopierer. Farbige oder schwarz/weiss Bilder und Grafiken, aber auch Texte können abgetastet und im Computer gespeichert werden. Wir erhalten ein digitales Bild, das später von einem Grafikprogramm bearbeitet oder in ein Textdokument eingebunden werden kann. Sehr nützlich ist die Texterkennung (engl. OCR, optical character recognition). Auch ein Text wird vom Scanner als grafische Information (Bild) eingelesen. Dieses Bild kann dann von einem speziellen OCR-Programm in Text umgewandelt werden. Danach steht der Text für eine Weiterverarbeitung in einem Textprogramm (z. B. Word) zur Verfügung. Je nach der Qualität der Vorlage und den vielen verschiedenen Schriftarten ist aber immer noch eine gewisse Fehlerquote einzukalkulieren. Problematisch ist noch das Erkennen von Handschriften. Wie bei einem Fotokopierer sitzen bei einem Flachbett-Scanner die Sensoren auf einem Schlitten, der von einem Elektromotor gleichmässig unter der Vorlage bewegt und damit das Bild eingelesen wird. Bei einem Hand- Scanner müssen Sie selbst das Gerät über die Vorlage ziehen. Eine weitere Variante bieten die so genannten Kombi- oder Office-Geräte, die einen Drucker, einen Scanner und ein Fax in einem Gehäuse kombinieren. Strichcode-Lesegerät Ein spezieller Scanner ist das Strichcode-Lesegerät. Von vielen Lebensmittelpackungen und anderen Artikeln sind die Balken-, Bar- oder Strichcodes bekannt. Diese Informationen lesen auch die Scanner-Kassen in den Supermärkten. Der Quick-Response-Code (QR-Code) ist Ihnen vielleicht aus der Printwerbung bekannt. Mit einem entsprechenden Lesegerät oder mit einem Smartphone werden Sie zu der Internetseite des werbenden Unternehmens geleitet. Da im QR-Code bis zu alphanumerische Zeichen (Buchstaben und Zahlen) ausgelesen werden können, eignet sich dieser Code auch besonders für Produktinformationen in der Industrie und der Warenwirtschaft. Barcode QR-Code Funkchip-Empfangsgerät Der Strichcode (EAN-Barcode) wird in den nächsten Jahren durch die RFID-Technik abgelöst. RFID steht für Radio Frequency Identification. Es werden Funkchips verwendet, in denen ein Produktcode (EPC) gespeichert ist. Vielleicht haben Sie diese Chips schon einmal beim Skifahren an den Liftstationen kennen gelernt. 5

6 Lichtgriffel Sehr vereinfacht ausgedrückt, handelt es sich bei dem Lichtgriffel um einen Kugelschreiber ohne Mine, der entweder durch ein Kabel oder auch kabellos mit der Systemeinheit verbunden ist. Beim Lesegriffel können nur fertige Informationen, z. B. Strichcode, eingelesen werden. Der Schreibgriffel überträgt auch Handschriften oder Zeichnungen. Wie immer, gibt es auch wieder viele Varianten. So wird beispielsweise zum Teil ein spezielles Grafiktablett zum Schreiben benötigt. Magnet- oder Chipkarten-Lesegerät In dem Magnetstreifen und/oder auf dem Chip einer EC-Karte, Personalausweis oder einer Gesundheitskarte (Krankenversicherungskarte) sind für den Computer lesbare Daten gespeichert. In den nächsten Jahren werden wohl die Lesegeräte auch verstärkt an private PCs angeschlossen. Damit können die Benutzer über das Internet eine rechtsgültige "Unterschrift" unter einen Vertrag setzen. Der Gesetzgeber hat dafür eigens das Signaturgesetz erlassen, das die Rechtsverbindlichkeit von digitalen Unterschriften regelt. Chipkarten-Lesegeräte Anhand der digitalen Unterschrift (Signatur) auf der elektronischen Chipkarte lässt sich feststellen, von wem ein Dokument stammt und ob es bei der Übermittlung verfälscht wurde. Zu den Hauptanwendungen zählen die elektronische Steuererklärung, Onlinebanking, Telemedizin, Datenarchivierung, Vertragsübermittlungen und der elektronische Behördenverkehr. Sie können sich aber auch mit einer elektronischen Chipkarte an Ihrem PC in Windows anmelden. 1.2 Ausgabegeräte Bildschirm (Monitor) Plotter (technische Zeichnungen ausdrucken) Drucker Lautsprecher und Kopfhörer Modem ISDN-Karte oder -Adapter Bildschirm Für viele Anwendungen ist sicherlich der Bildschirm das Haupt-Ausgabegerät. Wichtig ist für den Benutzer eine gute und Augen schonende Darstellung, besonders die richtige Bildwiederholrate. Früher gab es noch die Unterscheidung zwischen farbigen und monochromen (z. B. schwarzweiss) Bildschirmen und zwischen grafikfähigen und nicht-grafikfähigen Schirmen. Letztere arbeiteten immer nur im so genannten Textmodus. Ein Kreis war hier nicht darstellbar. Heute werden nur noch Grafik-Farbbildschirme eingesetzt. 6

7 Sowohl von der Technik als auch vom Aussehen ist ein Computer-Bildschirm einem normalen Fernseher gleichzustellen. Sie können auch mit einem Zusatzbauteil (TV-Stick) das Fernsehprogramm am Computer anschauen. Technisch sind zwei verschieden Bildschirm-Bauarten zu unterscheiden. Heute werden aber in der Regel nur noch die so genannten Flachbildmonitore hergestellt: Bildschirme mit einer Kathodenstrahlröhre, engl. CRT, Cathode Ray Tube. Sie verlangen eine verhältnismässig grosse Stellfläche und besonders die grossen Bildschirme haben ein hohes Gewicht (bis zu 50 kg). Eine Kathodenstrahlröhre erzeugt Strahlung. Der Hersteller musste darauf achten, dass bestimmte Höchstwerte nicht überschritten werden. Ein Etikett auf dem Bildschirm gibt darüber Auskunft, z. B. TCO 99. Die Bedeutung der CRT-Bildschirme geht aber sehr stark zurück. Flachbildmonitore, engl. Flatscreen Monitors, das sind Flüssigkristallbildschirme, engl. LCD (Liquid Crystal Display), die grösstenteils mit der so genannte TFT-(Thin Film Transistor) Technik arbeiten. In allen tragbaren Computern (z. B. Notebooks) ist dieser Bildschirmtyp eingebaut. Aber auch für den Normal-PC wird er verwendet. Der Platzbedarf ist wesentlich geringer als beim CRT-Bildschirm. Ein weiterer Vorteil: Sie sind strahlungsfrei. Um ein Bild auf dem Schirm zu erzeugen, ist im Computer ein eigenes Videosystem, die Grafikkarte, untergebracht. Im Laufe der letzten 40 Jahre bildeten sich eine ganze Reihe Standards heraus: CGA, EGA, VGA, XGA. Wie viele Teile des Computers werden auch die Grafiksysteme ständig weiterentwickelt. Die Bildwiederholfrequenz gibt an, wie oft das Bild pro Sekunde (Hertz) neu aufgebaut wird. Bei den alten CRT-Bildschirmen ist ein hoher Wert die Voraussetzung für flimmerfreien Augen schonenden Windows-Genuss. Hier ist eine Bildwiederholfrequenz von mindestens 75 Hz vorgeschrieben. Für Flachbildmonitore wird eine Bildwiederholfrequenz von 60 Hz in der Regel automatisch eingestellt! Für die Farbdarstellung wird das Prinzip der so genannten additiven Farbmischung verwendet. Aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau kann jede beliebige Farbe erzeugt werden. Jeder Leuchtpunkt eines Farbmonitors mit CRT- oder TFT-Technik besteht aus einem so genannten Tripel: Rot, Grün und Blau. Durch den normalerweise grösseren Betrachtungsabstand verschmelzen die drei Farbpunkte zu einem Punkt und erscheinen dadurch als Mischfarbe. Die Bildschirmgrösse (Bildschirmdiagonale) in Zoll zeigt das Mass von der rechten oberen Ecke bis zur linken unteren Ecke des CRT-Bildschirmes oder des Flüssigkristallbildschirmes an. 7

8 Übliche Werte für die Bildschirmdiagonale bei Monitoren auf dem Schreibtisch: CRT-Monitor Grösse in Zoll (Anzahl der Pixel) TFT-(LCD-) Flachbildmonitor Früher verwendete Grösse für DOS-Programme Mindestgrösse bei früheren Windows- Versionen Durchschnittliche Grösse bei Bürotätigkeiten 14 (640x480) 12 (640x480) 15 (800x600) 15 (800x600) 17, 19 (1.024x768) 17, 19 (1.024x768) Für die professionelle Benutzung 19, 21 (1.280x1.024) 19 (1.280x1.024) bis 30" (2.560x1.600) Die Auflösung gibt die Anzahl der Pixel (Bildschirmpunkte) an, die ein Bildschirm darstellen kann. Sie wird in Anzahl der horizontalen Pixel mal Anzahl der vertikalen Pixel ausgedrückt. Die Mindestwerte liegen bei Windows 8 bei 1.024x768. Der Höchstwert ist von der verwendeten Hardware abhängig. Grafikkarte Die Grafikkarte liefert die Videosignale, die der Bildschirm darstellt. Sie ist entweder direkt auf der Hauptplatine (Motherboard) fest eingebaut oder als Karte in einem Slot eingesteckt. Die Darstellungs-Qualität des Bildschirms hängt besonders auch von der Effizienz der Grafikkarte ab. Gerade bei grossen Bildschirm-Auflösungen, einer hohen Anzahl der Farben (Farbtiefe) und einer nicht-gesundheitsschädlichen Bildschirm-Wiederholfrequenz wird eine hochwertige Grafikkarte benötigt. Auch Spiele stellen bei einer wirklichkeitsnahen 3-dimensionalen Darstellung hohe Anforderungen an das Grafiksystem. Grafikkarte Die ersten VGA-Karten (Video Graphics Array) unterstützten eine Auflösung von 640 x 480 Pixel in 16 Farben. Dies ist auch heute noch die Standardeinstellung bei einer Windows-Installation und bei Problemen im eingeschränkten Modus, denn jede Grafikkarte beherrscht auch noch diesen Modus! Für die heutigen Anforderungen ist der VGA-Modus nicht ausreichend und so hat sich das Grafiksystem laufend weiterentwickelt. 8

9 Zusammenfassung Bildschirm Bei der Grösse des Bildschirms wird die Diagonale in Zoll gemessen (von 12" bis über 30"). Die Qualität hingegen hängt von der Auflösung ab, gemessen in Pixel (z. B x768) und von der Frequenz, die in Hertz gemessen wird (z. B. 75 Hz bei CRT- und 60 Hz bei TFT-Bildschirmen). Üblicherweise werden heutzutage nur noch die strahlungsfreien Flatscreen TFT-Bildschirme eingesetzt, die auf der LCD Technologie basieren. Diese Bildschirme werden auch in tragbaren Computern (Notebook, Laptop, Tablet) eingebaut. Lautsprecher und Kopfhörer Über Lautsprecher und Kopfhörer werden die Audiodaten der Soundkarte ausgegeben. Mit geeigneten Programmen können Sie sich auch beliebige Texte aus einem Textverarbeitungsprogramm vorlesen lassen. Braille-Geräte Für blinde und sehbehinderte Menschen gibt es für die Eingabe eine spezielle Brailletastatur und für die Ausgabe die Braillezeile. 1.3 Drucker Der Drucker überträgt die vom Computer kommenden Daten (Texte, Listen, Bilder, Grafiken etc.) auf das Papier. Manche Drucker erlauben auch das Bedrucken von speziellen Materialien (Folien, Karton, Stoffe). Unter den Druckern gibt es eine grosse Vielfalt. Es ist manchmal auch für Fachleute schwierig, dabei den Überblick zu behalten: 9