Embed Size (px)
Citation preview
Grundlagen Hardware
Wissenswerte über PC-Bestandteile
… letztens in der Zeitungsbeilage …
Grundausstattung
Ein Computersystem besteht mindestens aus Monitor,
Tastatur und dem Computer selbst.
Das Innere eines Computers
Öffnet man den Computer findet man ein Netzteil, das Motherboard, Laufwerke, Steckkarten und Kabel.
Das Netzteil wandelt die Netzspannung in die vom Computer benötigten Niederspannung (3,3V oder 5V).
Das Motherboard ist eine Platine (Leiterplatte) auf der die wichtigsten Bauelemente (Chips) untergebracht sind.
Das Innere eines Computers
Netzteil
Arbeitsspeicher
Prozessor(+ Lüfter)
Mainboard
Laufwerke (CD/DVD)
Festplatten
Steckkarten (Grafikkarte, Soundkarte etc.)
Vorder- und Rückansicht eines PC
EVA-Prinzip der EDV
Tastatur und Maus dienen zur Eingabe von Daten und zur Steuerung des Computers.
Im Computergehäuse selbst werden die eigentlichen Berechnungen durchgeführt.
Die Ausgabe erfolgt meist über den Monitor.
Computern liegt demnach das EVA-Prinzip (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe) zu Grunde.
Selbstlernphase
Eingabe – Verarbeitung - AusgabeTastatur Die meisten Computertastaturen bestehen aus 3 verschiedenen "Blöcken" :
Alphanumerische Tasten: Das sind im Prinzip die Tasten, die man auf jeder Schreibmaschine findet.
Ziffernblock: Bei Anlagen, wo viele Zahlen eingegeben werden müssen.
Funktionstasten: Erlauben die Eingabe von oft wiederkehrenden Befehlen über einen Tastendruck (Save, Run,..)
Eingabe – Verarbeitung - AusgabeMaus
Eine Kugel an der Unterseite eines Kästchens ermittelt die zurückgelegte Strecke und bewegt den Cursor auf dem Bildschirm entsprechend.
Optische Mäuse tasten durch einen Lichtstrahl die Oberfläche des Schreibtisches ab und errechnen dadurch die Bewegungskoordinaten.
Eingabe – Verarbeitung - Ausgabe Spracherkennung
Nach dem Probesprechen, durch das der Computer die Eigenarten einer Stimme ermittelt, können Befehle phonetisch an den Computer übermittelt werden. Bis der Computer aber Alltagssprache verstehen kann, wird noch einige Zeit vergehen.
Belegleser Er dient zum Lesen beliebiger Daten ( Magnetstreifen bei Scheckkarte). Oder zum Einlesen von mit der Hand ausgefüllten Zahlscheinen.
BarcodelesegeräteEin Barcodeleser ist ein Datenerfassungsgerät, das verschiedene Barcodes lesen und weitergeben kann. Die Erkennung dieser Strichcodes erfolgt dabei rein optisch entweder mit Rot- oder Infrarotlicht.
Eingabe – Verarbeitung - Ausgabe Kamera
Video- oder Digital-Foto-Kameras können an den PC angeschlossen werden.
Dadurch wird z.B. Videobearbeitung am PC, oder Photobearbeitung und Druck möglich.
ScannerEr ist ein fester Abtaster für Strichcode, Bilder und Texte. Die Qualität des Scanners ist von der optischen (nicht der interpolierten) Auflösung abhängig. Die Typen Hand-, Flachbett- und Trommelscanner sind erhältlich.
Wichtige Größe:
dpi (dots per inch =2,54 cm)
Darstellung z. B. 1200 X 1200 dpi
Eingabe – Verarbeitung -
AusgabeTintenstrahldrucker
Der Tintenstrahl-Drucker verwendet flüssige Tinte, die er aus sehr feinen Düsen aufs Papier spritzt.
Durch den Einsatz farbiger Tinte können auch Farbbilder gedruckt werden (Farbmischungen aus Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz)
Um eine bessere Druckqualität als mit Normalpapier zu erzielen, wird für den Ausdruck Spezialpapier verwendet
Eingabe – Verarbeitung -
AusgabeLaser-Drucker
Laser-Drucker gibt es erst seit Anfang der 80er Jahre. Das Druckprinzip des Laserdruckers ist recht kompliziert, aber mit einem Kopierer vergleichbar.
Ein feiner Lichtstrahl (Laser) "schreibt" das zu druckende Bild auf eine Belichtungstrommel.
Der Toner bleibt an dieser Trommel haften. Schließlich wird das Druckbild auf das Papier überführt und mit Hitze "festgebacken".
Eingabe – Verarbeitung -
AusgabeBildschirme Jedes Zeichen auf dem Bildschirm ist bei genauer
Betrachtung aus einzelnen Punkten zusammengesetzt, die mehrmals pro Sekunde auf die fluoreszierende Schicht der Bildröhre geschrieben werden.
Je mehr Punkte für die Darstellung eines Zeichens verwendet werden (Auflösung ), und je öfter pro Sekunde dieses Zeichen auf den Bildschirm geschrieben wird (Bildfrequenz), desto höher ist die Qualität des Bildschirms.
Farben werden über Farbmischungen der Farben Rot, Grün und Blau (RGB) erreicht.
Eingabe – Verarbeitung -
AusgabeBildschirme
CRT-Bildschirme (Cathode Ray Tube - Kathodenstrahlröhre) funktionieren nach dem Prinzip der Fernsehröhre:
Ein Elektronenstrahl lässt Bildpunkte (Pixel) auf eine speziell beschichtete Scheibe aufleuchten.
Die Anzahl dieser einzelnen ansteuerbaren Punkte ist ein Maß für die Schärfe und Auflösung von Bildern (z. B. 640 x 480 oder 1024 x 768 Bildpunkte).
Eingabe – Verarbeitung -
Ausgabe Die Horizontalfrequenz (Zeilen-
frequenz), wird in kHz (Kilohertz, wobei 1 Hertz = 1 Schwingung pro Sekunde) gemessen und gibt die Anzahl der erzeugten Zeilen des Elektronen-strahles pro Sekunde an.
Die Vertikalfrequenz gibt die Anzahl der pro Sekunde dargestellten Bilder (Bildwiederholfrequenz) und wird in Hz bemessen.
Ab einem Wert von 80 Hz spricht man von einem ergonomischen Bild (flimmerfrei).
Eingabe – Verarbeitung -
Ausgabe TFT-Bildschirme (Thin-Film-Transistor): Flachbildschirme, die eine
mit kleinsten Transistoren bestückte Beschichtung besitzen. Durch die Transistoren werden die einzelnen Bildpunkte angesteuert.
Eingabe – Verarbeitung - AusgabeWie kommen Bilder auf den Monitor?
Alle von der Zentraleinheit berechneten Daten müssen von einer Grafikkarte in Bildinformationen umgewandelt werden.
Diese Aufgabe übernimmt ein eigener schneller Grafikprozessor der die Daten berechnet. Ein Digital-Analog-Wandler wandelt diese Daten dann in analoge Impulse für Monitor um.
Eingabe – Verarbeitung - Ausgabe Im Rechnergehäuse befinden sich verschiedene Laufwerke, ein
Netzteil und das Motherboard (Hauptplatine).
Eingabe – Verarbeitung - Ausgabe Der Mikroprozessor ist ein Siliziumplättchen auf dem Rechenwerk und
Steuerwerk mit den dazugehörigen Daten-, Adress- und Steuerleitungen untergebracht sind, um die logischen und arithmetischen Operationen (Prozesse) auszuführen.
Wichtige Größe:
Geschwindigkeit (Hertz=1Taktverarbeitung / Sekunde)
Megahertz = 1 Million
Gigahertz = 1 Milliarde
Eingabe – Verarbeitung - Ausgabe Der Teil des Arbeitsspeichers der sowohl gelesen als auch beschrieben werden
kann heißt RAM (Random-Access-Memory).
In diesem Speicher können Programme und Daten nur gespeichert werden solange der Computer in Betrieb ist.
Alle Eingaben über die Tastatur oder Daten von externen Speichern landen letztendlich in einer für die CPU verarbeitbaren Form im Arbeitsspeicher (Storage, Memory).
Wichtige Größen:
Speicherkapazität (Byte)
KiloByte = 1024 Byte
MegaByte = 1024² Byte = 1.048.576 Byte
GigaByte = 1024³ Byte = 1.073.741.824 Byte
Eingabe – Verarbeitung - Ausgabe Damit der Rechner ein Programm ausführen kann, muss man die Programmschritte
eingeben. Die einzelnen Befehle werden im Arbeitsspeicher abgelegt.
Der gesamte Programmablauf wird durch das Steuerwerk organisiert. Das Steuerwerk interpretiert die einzelnen Befehle und veranlasst die entsprechenden Aktionen.
Die eigentlichen Rechenaktionen werden vom Rechenwerk ausgeführt. Das Rechenwerk addiert, subtrahiert, multipliziert, dividiert und vergleicht Daten.
Damit Zwischenergebnisse nicht jedes mal in den Hauptspeicher geschrieben werden müssen, kann die CPU sie in ihren Registern speichern.
Eingabe – Verarbeitung - AusgabeBussysteme
Da bei der Übertragung des Inhalts eines Speicherplatzes zumeist 8 Bit (es können auch 16 Bit oder 32 Bit sein) übertragen werden müssen, benötigt man für jedes Bit eine eigene Leitung.
Ein Bussystem besteht aus 3 Teilssystemen:
Der Bus, über den die Daten transportiert werden, heißt Datenbus.
Über den Steuerbus werden Steuersignale weitergeleitet.
Die Adressen (Speicherort der Daten) werden über den Adressbus weitergeleitet.
Eingabe – Verarbeitung - AusgabeDie Bussysteme für Laufwerke
IDE - E-IDE – S-ATA - SCSI
Die Bussysteme für externe Anschlüsse USB – FireWire
Die Bussysteme für Steckkarten PCI – ISA - AGP
Takt- geber
Mikro-prozessor
Steuerbus
Adressbus
Datenbus
Peri-pherie ROM RAM
EVA – Externe SpeicherFestplatte
Mehrere magnetisch beschichtete Scheiben werden übereinander montiert.
Da es pro Scheibe eine Schreib/Lesekopf gibt und die Platte sich sehr schnell dreht (bis 15000 Umdrehungen/Minute) haben Festplatten eine niedrige Zugriffszeit.
Da der Schreib/Lesekopf sich nur 1µm (mü-Meter) von der Oberfläche abhebt, würde selbst ein Staubkorn ihn aus der Bahn werfen.
Daher sind Festplatten immer in einem vor Staub geschützten Gehäuse unter-gebracht und dürfen nicht geöffnet werden.
Das Speichervolumen geht momentan bis zu 2.000 GB (2 TB).
EVA – Externe SpeicherCD-ROM
Auf einer Metallfolie werden mikroskopisch kleine Vertiefungen angebracht die mit einem Laserstrahl und einer Fotozelle gelesen werden können.
Ursprünglich als Read-Only-Medium entstanden, sind heute auch beschreibbare CD's erhältlich. Diese sind nur bei CD-RW-Geräten wieder beschreibbar.
CD-Laufwerke unterscheiden sich in ihrer Zugriffsgeschwindigkeit (2 - 72-fach).
1-fache Geschwindigkeit = 150 Byte/Sekunde Übertragung
EVA – Externe SpeicherDVD
Die neue Generation der CD-ROM heißt DVD. Es sind Kapazitäten > 4 GB (bis zu 18 GB) pro Disk möglich. Zur Zeit wird aber noch ein einheitlicher Standard gesucht.
Derzeit ist leider immer noch kein einheitlicher Standard für DVD-Brenner vorhanden. Außerdem sind diese Geräte immer noch zu teuer.
Generationskampf:
Streamer Auf einer speziellen
Magnetbandkassette werden die Daten meist komprimiert gespeichert.
Speichervolumen von 120 MB bis zu mehreren GB sind erhältlich.
Eine kostengünstige aber sehr langsame Speichermethode und wird daher nur zur Erstellung von Backups verwendet. Neuere Typen verwenden DAT-Bänder.
EVA – Externe SpeicherMemory-Sticks Hier werden Flash-Rams verwendet und
dadurch bleiben die Daten auch ohne Strom erhalten.
Sie werden einfach bei laufendem PC an den USB-Port angeschlossen und von WindowsXP automatisch als neues Laufwerk erkannt.
Sie können dann wie eine Festplatte genutzt werden.
Memory Sticks sind in Größen von 2 GB bis 256 GB erhältlich.
Was passiert beim Starten des PC?
1) Bootvorgang:
Übergabe der PC-Kerndaten
2) Zugriff z. B. auf Festplatte
Suche nach Betriebssystemdaten
3) Übertragung der Systemdaten in Arbeitsspeicher zum ständigen Austausch zwischen CPU – RAM - Peripherie
MausTastaturScannerTouchpadTouchscreenBarcode-LG
MonitorDruckerPlotterLaut-sprecher
Ausgabeeinheit
interner
RAM
Prozessor (CPU)
werk
Steuer
Bussystem(Adress-, Steuer-, Datenbus)
Speicher
CD, DVD, Festplatte, USB-Stick, Speicherkarten, Streamertape
Zusammenstellung einzelner Hardwarekomponenten einer DV-Anlage
Hardware, die an die Zentraleinheit angeschlossen ist
Zusammenfassung PC-Hardware
Netzteil
Arbeitsspeicher
Prozessor(+ Lüfter)
Mainboard
Laufwerke (CD/DVD)
Festplatten
Steckkarten (Grafikkarte, Soundkarte etc.)
Zusammenfassung PC-Hardware
Lückentext (1)
Lückentext (2)
... Alles klar?
