Wikijunior Computer und Internet/ Bestandteile
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Computer
Begriff Internet
Begriff Verwendung
Grundlagen Anhang
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Der Prozessor
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Der Prozessor, auch CPU (Central Processing Unit) oder Hauptprozessor genannt, ist die wichtigste Recheneinheit eines Computers. Hier werden alle anfallenden Rechenoperationen ausgeführt. Man gibt die Geschwindigkeit der heutigen CPUs in GHz (Gigahertz) an. Ein Hertz bedeutet, dass eine Berechnung pro Sekunde gemacht werden kann. Die Vorsilbe Giga bedeutet 1000 * 1000 * 1000, also 1.000.000.000 * Hertz. Eine CPU mit 1 GHz Rechenleistung kann also unvorstellbare 1.000.000.000 (1 Milliarde) Berechnungen in jeder Sekunde ausführen. Vor einigen Jahren gab es noch Prozessoren, die im Megahertz-Bereich (Megahertz= 1000 * 1000 Hertz = 1.000.000 Hertz) rechneten. Heute sind bis zu vier GHz üblich.
Mehrkernprozessoren
[Bearbeiten]Mittlerweile gibt es immer mehr Prozessoren mit zwei oder mehreren Prozessorkernen. Diese arbeiten unabhängig voneinander. Ein Großteil der aktuellen Programme kann nur einen Kern nutzen. Das Betriebssystem kann dieses Problem nicht beheben, jedoch kann es die einzelnen Programme auf die Kerne aufteilen, umso mehr Leistung zu erreichen.
Die Festplatte
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Auf der Festplatte werden alle Daten und Programme gespeichert, die man auf dem Rechner hat.
Festplatten bestehen aus Metallplatten mit einer speziellen magnetischen Oberflächenbeschichtung. Beim Speichern der Daten polt der Schreibkopf, der aus einem kleinen Elektromagneten besteht, winzige Bereiche der Oberfläche um und Speichert so die digitalen Daten. Beim Lesen erkennt dieser Kopf durch kleine elektrische Stromänderungen die umgepolten Stellen und kann so die Daten wieder lesen. Eine neuere Entwicklung sind die SSD-Festplatten. SSD ist die Abkürzung für Solid-State-Disk (aus dem Englischen entlehnt). SSDs haben keine beweglichen Teile.
Heutige Festplatten haben eine Größe von 100 bis 4.000 Gigabyte. Man kann auf ihnen unglaubliche 100.000.000.000 bis 4.000.000.000.000 Zeichen speichern. Zum Vergleich: Eine bedruckte Seite hat rund 4.000 Zeichen und ein Buch mit 250 Seiten kann 1.000.000 Zeichen haben. Also könnte eine Festplatte bis zu vier Millionen Bücher speichern.
Der Arbeitsspeicher
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Im Arbeitsspeicher sind die gerade geladenen Anwendungen und Dateien gespeichert. Vielleicht wirst du dich jetzt fragen: Kann das nicht die Festplatte auch machen? Ja, du hast richtig überlegt, das könnte die Festplatte auch. Aber der Arbeitsspeicher hat einen Vorteil: auf ihn kann viele tausend mal schneller zugegriffen werden.
Bei dem Speicher muss man unterscheiden zwischen RAM und ROM
- RAM (Random Access Memory) ist der Schreib- und Lesespeicher
- ROM (Read Only Memory) ist der Nur-Lese-Speicher eines Computers.
Aber warum nutzt man dann nicht den Arbeitsspeicher statt der Festplatte? Der Arbeitsspeicher hat auch einen Nachteil: Die Dateien verschwinden, wenn der Computer ausgeschaltet wird oder von der Stromzufuhr getrennt wird. Außerdem ist Arbeitsspeicher teurer: Für 60 Euro kannst du wahlweise 1 Gigabyte Arbeitsspeicher oder 500 Gigabyte Festplattenspeicher kaufen (1 Gigabyte sind eine Milliarde Byte).
Bitmuster
[Bearbeiten]Der Computer kennt nur zwei Zustände, welche in Bit umgewandelt werden:
- Strom fließt nicht (dargestellt durch 0) und
- Strom fließt (dargestellt durch eine 1)
Ein Byte besteht aus 8 Bit.
Ein Kilobyte sind eintausend Byte,
ein Megabyte sind eine Million Byte und
ein Gigabyte sind eine Milliarde Byte.
Die Grafikkarte
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Die Grafikkarte kümmert sich um die Daten, die die CPU sendet, und stellt diese auf dem Monitor dar. Sie ist so was wie ein Dolmetscher (Übersetzer). Text und Bilder sind im Computer als Zahlenkolonnen gespeichert. Die Grafikkarte wandelt diese Zahlenkolonnen in eine Form um, die von Menschen verstanden werden kann: in bunte Bilder und in Buchstaben der gewünschten Größe und Schriftart.
Die Soundkarte
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Eine Soundkarte war vor 15 Jahren ein exotisches Zubehör und kostete mehrere hundert Mark. Mittlerweile ist sie ein wesentlicher Bestandteil jedes Computers geworden. Sie wird verwendet, um verschiedene Signale und Töne wiederzugeben. Die Entwicklung der Soundkarte verlief von einfachen Signalen bis zu Signalen mit sehr hoher Qualität, wie z. B. die Musik von heute, die du am PC hörst.
Funktion:
Die Tonaufnahme in wenigen Worten erklärt: Ein Ton trifft im Mikrofon auf die Membran, ein hauchdünnes Plättchen. Die Membran schwingt, das heißt: Sie biegt sich hin und her. Ein sogenannter Analog-Digital-Konverter misst zehntausende Mal pro Sekunde die Durchbiegung und schreibt die Messwerte auf die Festplatte. Weil das so viele Messwerte sind, werden sie komprimiert, zum Beispiel nach dem Verfahren .mp3 oder .ogg.
Die Tonwiedergabe: Der Vorgang ähnelt stark der Aufnahme. Hierbei werden die komprimierten Zahlenkolonnen (Zahlen = digital) vom Digital-Analog-Konverter in analoge Signale umgewandelt. Diese analogen Signale werden anschließend zu den Lautsprechern oder anderen Wiedergabegeräten gesendet. Im Lautsprecher sorgt ein Elektromagnet dafür, dass die Membran im gleichen Rhythmus (nur stärker) wie die Membran des Mikrofons verbogen wird. So entsteht der gleiche Ton wie bei der Aufnahme.
Die wichtigsten Bestandteile:
- ADC (Analog-Digital-Konverter)
- DAC (Digital-Analog-Konverter)
- Ein- und Ausgänge
- Midi-Schnittstelle
- Schnittstelle für CD-ROM-Laufwerk
- Synthesizer
Das Modem
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Das Modem befindet sich auf einer Steckkarte im Computergehäuse. Das Modem (Abkürzung für Modulator-Demodulator) verhält sich so wie ein Dolmetscher. Es übersetzt deine Eingaben in elektronische Impulse, die über die Telefonleitung übertragen werden können, und eben auch zurück. Um ein Modem nutzen zu können, brauchst du einen Internetanbieter bzw. einen Einwahlknoten, wenn du dein Modem sowohl mit dem Computer als auch mit der TAE-Dose deines Telefonanschlusses verbunden hast. Es gibt aber auch die Möglichkeit, zwar TAE-Dose mit dem Modem, dann aber das Modem mit einem zwischengeschalteten Gerät zu verbinden, das auf Funkbasis Kontakt zu dem Empfangsteil an deinem Computer aufnimmt, siehe auch WLAN.
Das CD-Laufwerk
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Die CD-ROM ist ein sehr einfacher und schneller Datenspeicher. Auf eine CD-ROM kann problemlos ein ganzes Lexikon gepackt werden, das in deinem Bücherregal Unmengen an Platz verbrauchen würde. So werden fünf dicke Bücher durch eine dünne Plastikscheibe ersetzt.
Wie bereits erwähnt, ist die CD-ROM eine dünne Plastikscheibe. Im Inneren ist eine Folie aus glänzendem Metall eingebaut. Die Daten werden auf die Scheibe gespeichert, indem winzige Löcher in sie hineingebrannt bzw. -geschnitten werden. Auch du kannst mit Hilfe eines CD-Brenners Dateien auf eine CD kopieren. Dazu benötigst du nur eine geeignete CD-ROM, die beschreibbar ist. Beachte, dass sich normale CDs nur einmal beschreiben lassen. Danach sind Änderungen nicht mehr möglich.
Die Abkürzung ROM steht für "Read Only Memory", was bedeutet, dass von einer CD nur Daten gelesen werden können. CD-Rs sind die besagten CDs, auf die man Daten speichern kann. CD-RWs sind wiederbeschreibbare (englisch: re-writable) CDs, auf denen die Daten ein paar Mal geschrieben und wieder gelöscht werden können.
Gelesen wird eine CD von einem CD-ROM-Laufwerk. Dieses tastet mit Hilfe eines starken Lichtstrahls (Laser) die Oberfläche der Scheibe ab. Sobald der Lichtstrahl in ein Loch fällt, wird er abgelenkt und trifft auf ein elektronisches Bauteil, das das jeweilige Bit erkennt.
Das DVD-Laufwerk
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Eine DVD sieht wie eine CD aus, nur sind die Daten viel enger auf die Scheibe gepackt, so dass etwa die sechsfache Datenmenge auf eine Scheibe passt.
DVDs können in CD-Laufwerken nicht gelesen werden, hierfür gibt es bei älteren Computern externe DVD-Laufwerke im Handel.
Das Diskettenlaufwerk
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Die Diskette ist ein Speichermedium, das seit 1971 existiert. Es gab viele verschiedene Formen der Diskette. Die anderen Exemplare waren aber nicht so erfolgreich und konnten sich auf dem Markt nicht durchsetzen.
Das heute übliche Format ist die 3,5"-Diskette (lies: Drei Komma Fünf Zoll). Solche Disketten können bis zu 1,44 MB Daten bei HD-Formatierung (High Density) speichern. Dies entspricht 1,8 Millionen Byte. Es gab auch Floppy-Disks mit 2,88 MB im Double Density Format.
Durch die relativ geringe Speicherkapazität wurden Disketten immer mehr durch die CD und neuere Speichermedien verdrängt. Seit dem Jahr 2006 werden immer mehr PCs ohne Diskettenlaufwerk ausgeliefert.
