Computer
Der Computer ist im Grunde genommen eine Rechenmaschine (engl. to compute = dt. rechnen). Allerdings nutzen wir einen Computer natürlich nicht nur zum Rechnen: Genau so ist er eine Schreibmaschine, ein künstlerisches Werkzeug, eine Unterhaltungsanlage und vieles mehr. Ein Computer besteht aus zwei Bereichen: der Hardware, die aus elektronischen Bauteilen besteht und der Software, die aus digitale Programme besteht und somit nicht anfassbar ist.
Zu Hause arbeitest du wahrscheinlich mit einem Einzelplatzgerät, d.h. dein Computer übernimmt alle Aufgaben selber. In grösseren Betrieben, so auch an unserer Schule, wird mit einem Client-Server-System gearbeitet. Die verschiedenen Computer (Clients) sind alle mit einem sehr leistungsfähigen Gerät (Server) verbunden, der für sie verschiedene Aufgaben übernimmt.
Funktion eines Computers
Der Computer funktioniert nach dem EVA-Prinzip: Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe
Etwas ausführlicher bedeutet das:
Dem Computer müssen Daten in verständlicher Form zugeführt werden. Das heisst, dass der Computer beisipielsweise die angeschlossenen Peripheriegeräte erkennt und mit ihnen Kommunizieren kann. Diese Funktion übernimmt ein Treiber.
Der Computer führt mit diesen Daten aufgrund einer Anweisung einen Befehl aus und überführt sie in eine Form…
…die auf einem Ausgabegerät dargestellt werden kann. Dafür ist meist wiederum ein Treiber notwendig.
Entsprechend unterscheidet man Eingabegeräte und Ausgabegeräte, die über verschiedene Schnittstellen mit dem Computer verbunden werden. Wenn du also über die Tastatur einen Text schreibst, so gelangen elektrische Impulse zum Computer, die analysiert werden, um anschliessend am Monitor als Zeichen dargestellt zu werden. Die Funktionen des Computers werden vom Betriebssystem gesteuert.
Der folgende Beitrag der «Sendung mit der Maus» ist zwar schon ziemlich in die Jahre gekommen, aber das Grundprinzip hat sich eigentlich nicht geändert…
Die wichtigsten Bestandteile des Computers
Der Prozessor
G4 CPUDer Prozessor wird auch CPU (Abk. für Central Processing Unit) genannt und ist quasi das Hirn des Computers. Die Geschwindigkeit wird in Gigahertz (Milliarden Berechnungen pro Sekunde) angegeben. Ein 3GHz-Prozessor kann also drei Milliarden Berechnungen pro Sekunde durchführen.
Mittlerweile sind Prozessoren mit mehreren Kernen im Gebrauch, was die Arbeitsgeschwindigkeit entsprechend erhöht, aber nicht wesentlich mehr Strom benötigt.
Die Festplatte
Auf der Festplatte (engl. Harddisk) werden die Daten gespeichert. Eine Festplatte besteht aus magnetischen Metallplatten, die mit mehreren Tausend Umdrehungen pro Minute rotieren. Der Schreibkopf polt winzige Bereiche der Platte um und speichert so digitalen Daten. Diese können anschliessend jederzeit wieder abgerufen werden.
Die Datenmenge wird in Bytes angegeben. Heutige Festplatten fassen bis zu 2 Terabytes (2 Billionen Zeichen), das entspricht einer halben Milliarde A4-Seiten, was einen Stapel von 50 km ergäbe!
Mittlerweile werden anstelle von Festplatten oft sogenannte Flash-Speicher verwendet, die keine bewegten Teile mehr haben und somit weniger störungsanfällig, dafür noch wesentlich teurer sind.
Arbeitsspeicher
RAM-ModulDer Arbeitsspeicher wird auch RAM (Random Access Memory) genannt. Im Arbeitsspeicher werden die aktuellen Anwendungen und Daten gespeichert. Lese- und Schreibzugriffe auf dem RAM sind wesentlich schneller als auf der Festplatte, dafür gehen sie wieder verloren, wenn der Computer ausgeschaltet wird.
Für eine vernünftige Arbeitsgeschwindigkeit benötigen heutige Computer mindestens 1 GB RAM (1 Mia Bytes).
Grafik- und Soundkarte
Die Grafikkarte wandelt die Daten, die vom Prozessor kommen um, damit sie auf dem Monitor dargestellt werden können. Für aufwändige 3D-Spiele und anspruchsvolle Multimedia-Programme (z.B. Videoschnitt) und für die Arbeit mit mehreren Monitoren wird eine leistungsfähige Grafikkarte benötigt.
Analog dazu wandelt die Soundkarte digitale Audiosignale in Töne um und umgekehrt.