Galileo Computing < openbook >
Galileo Computing - Professionelle Buecher. Auch fuer Einsteiger.
Galileo Computing - Professionelle Buecher. Auch fuer Einsteiger.


Kompendium der Informationstechnik
 von Sascha Kersken
EDV-Grundlagen, Programmierung, Mediengestaltung
Buch: Kompendium der Informationstechnik
gp Kapitel 3 Hardware
  gp 3.1 Grundlagen
  gp 3.2 Die Zentraleinheit
    gp 3.2.1 Aufbau und Aufgaben des Prozessors
    gp 3.2.2 Der Arbeitsspeicher
    gp 3.2.3 Das BIOS
    gp 3.2.4 Bus- und Anschlusssysteme
  gp 3.3 Die Peripherie
    gp 3.3.1 Massenspeicher
    gp 3.3.2 Eingabegeräte
    gp 3.3.3 Ausgabegeräte
    gp 3.3.4 Sound-Hardware
  gp 3.4 Zusammenfassung

gp

Prüfungsfragen zu diesem Kapitel (extern)

Kapitel 3 Hardware

Achtung! Alles lookenspeepers!
Das computermachine ist nicht fuer gefingerpoken und mittengrabben. Ist easy schnappen der springenwerk, blowenfusen und poppencorken mit spitzensparken. Ist nicht fuer gewerken bei das dumpkopfen. Das rubbernecken sichtseeren keepen das cotten-pickenen hans in das pockets muss; relaxen und watchen das blinkenlichten.
– Anonymer Wandschmuck in US-Computersälen seit den 50er-Jahren

Dieses Kapitel beschäftigt sich mit dem Aufbau von Computersystemen und ihren Bestandteilen. Als Erstes werden die grundlegende Struktur und das Zusammenwirken der verschiedenen Bestandteile von Computern beschrieben. Anschließend werden die verschiedenen Bestandteile der Zentraleinheit vorgestellt und danach die einzelnen Peripheriegeräte.

Auch in diesem Kapitel wurde Wert darauf gelegt, Ihnen neben dem unvermeidlichen Prüfungswissen vor allem nützliche Informationen zu bieten. Sie erfahren zum Beispiel auf praktische Art und Weise, wie Sie Komponenten anschließen können, wie man eine CD oder DVD brennt und wie das BIOS konfiguriert wird.

Die wichtigste Art der Hardware, die in diesem Kapitel konsequent nicht behandelt wird, ist sämtliches Netzwerkzubehör. Netzwerkgeräte wie Netzwerkkarten, Modems oder verschiedene Netzwerkkabel werden ausführlich in Kapitel 13, Netzwerkhardware und -protokolle, besprochen.


Galileo Computing

3.1 Grundlagen  toptop

Computerhardware lässt sich nach einem einfachen Schema in verschiedene Bestandteile aufteilen. Dieses Schema sehen Sie in Abbildung 3.1: Die Hardware besteht grundsätzlich aus Zentraleinheit und Peripherie. Zur Zentraleinheit zählen vor allem der Mikroprozessor, der Arbeitsspeicher (RAM), die verschiedenen Bus- und Anschluss-Systeme sowie das BIOS. Zur Peripherie gehören sämtliche Bauteile, die zusätzlich an die Zentraleinheit angeschlossen werden; sie dienen der Ein- und Ausgabe sowie der dauerhaften Speicherung von Daten.


Abbildung 3.1   Schematische Übersicht über die Systematik der Hardware

Abbildung
Hier klicken, um das Bild zu Vergrößern


Das EVA-Prinzip

Computer arbeiten schematisch gesehen nach einem Verfahren, das als EVA-Prinzip (für Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe) bezeichnet wird: Über eine Eingabeeinheit wie die Tastatur, die Maus oder einen Datenträger gelangen Daten in den Computer, werden durch den eigentlichen Rechenkern verarbeitet und über ein Ausgabegerät wie Monitor oder Drucker wieder ausgegeben. Ein- und Ausgabe sind Sache der Peripheriegeräte, für die Verarbeitung sind die Komponenten der Zentraleinheit zuständig.

Dieses Verfahren lässt sich durch die gesamte in Kapitel 1, Einführung, skizzierte Geschichte der Computer verfolgen. Tabelle 3.1 zeigt eine Übersicht über die verschiedenen Computergenerationen und ihre typischen Verwirklichungen von Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe. Beachten Sie, dass dies lediglich eine schematische Übersicht ist, der Wechsel der dominierenden Ein- und Ausgabegeräte erfolgte allmählich und nicht genau mit dem Wechsel der Rechnergenerationen.


Tabelle 3.1   Generationswechsel bei der Eingabe-, Verarbeitungs- und Ausgabeeinheit

Rechnergeneration Eingabeeinheit Verarbeitungseinheit Ausgabeeinheit
1. Röhrenrechner Schalttafeln Röhrenschaltungen, Trommelspeicher Leuchtanzeigen, Endlosdrucker
2. Transistorrechner Lochkarten Transistorschaltungen, Magnetkernspeicher Endlosdrucker
3. IC-Rechner Terminal, Magnetband IC-Schaltungen Terminal, Endlosdrucker, Magnetband
4. Mikrocomputer Tastatur, Maus, Scanner, Diskette, Festplatte usw. Mikroprozessor, IC-basierter Speicher Monitor, Drucker, Diskette, Festplatte usw.

Von-Neumann-Rechner

Die grundlegende Beschreibung der Funktionsweise eines Computers lieferte das Konzept, das John von Neumann 1946 aufstellte. Mit gewissen Abwandlungen durch neuere Entwicklungen gilt dieses Prinzip noch heute. Ein Von-Neumann-Rechner besteht aus den folgenden schematisch beschriebenen Komponenten:

gp  Das Steuerwerk liest einen Befehl und seine Operanden nach dem anderen und interpretiert ihn anhand einer Befehlstabelle.
gp  Das Rechenwerk führt die diversen arithmetischen und logischen Operationen durch.
gp  Der Hauptspeicher enthält die Befehle des zurzeit ausgeführten Programms und die Daten, die gerade verarbeitet werden.
gp  Ein- und Ausgabeeinheit kommunizieren mit der Umwelt, um neue Programme und Daten entgegenzunehmen und fertig verarbeitete Daten wieder auszugeben.

Rechen- und Steuerwerk sind noch heute die wichtigsten Komponenten von Mikroprozessoren. Diese Elemente bestehen zwar heutzutage genau wie der Hauptspeicher aus völlig anderen Bauteilen, als von Neumann sich das vorstellen konnte, erfüllen aber nach wie vor die gleiche Funktion. Ein- und Ausgabeeinheit werden im Von-Neumann-Konzept ohnehin nur abstrakt beschrieben und können durch völlig beliebige Geräte verwirklicht werden.


Abbildung 3.2   Vorder- und Rückseite eines modernen PCs

Abbildung
Hier klicken, um das Bild zu Vergrößern


Abbildung 3.2 zeigt die Vorder- und die Rückseite eines aktuellen PCs. Auf der Vorderseite erkennen Sie oben zunächst die verschiedenen Wechsellaufwerke: CD-Brenner, DVD-ROM-Laufwerk und Diskettenlaufwerk. Darunter befindet sich ein praktisches aufklappbares Fach mit den wichtigsten Anschlüssen, die sich zusätzlich noch einmal auf der Rückseite befinden. Unten finden Sie schließlich den Einschaltknopf, LEDs für Power und Festplattenaktivität sowie den Reset-Knopf.

Auf der Geräterückseite finden Sie zahlreiche Anschlüsse. Im oberen Bereich liegen die verschiedenen Buchsen der Onboard-Komponenten; unten sind die nach außen geführten Anschlüsse der Einsteckkarten zu finden. Der Bequemlichkeit halber sind die einzelnen Teile der Rückseite unmittelbar im Bild beschriftet.


Abbildung 3.3   Das Innenleben eines aktuellen PCs

Abbildung
Hier klicken, um das Bild zu Vergrößern


In Abbildung 3.3 sehen Sie das Innenleben des gleichen Rechners. Auch hier wurden die verschiedenen Komponenten im Bild beschriftet, um das Ganze übersichtlicher zu machen. In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen Bestandteile genauer beschrieben.






  

Einstieg in PHP 5

Einstieg in Java

C von A bis Z

Einstieg in C++

Einstieg in Linux

Einstieg in XML

Apache 2




Copyright © Galileo Press GmbH 2004
Für Ihren privaten Gebrauch dürfen Sie die Online-Version natürlich ausdrucken. Ansonsten unterliegt das <openbook> denselben Bestimmungen, wie die gebundene Ausgabe: Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten einschließlich der Vervielfältigung, Übersetzung, Mikroverfilmung sowie Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.


[Galileo Computing]

Galileo Press GmbH, Gartenstraße 24, 53229 Bonn, Tel.: 0228.42150.0, Fax 0228.42150.77, info@galileo-press.de