Der Rechner (Computer)

Ein meist viereckiges Gehäuse in dem die wichtigsten Komponenten untergebracht sind. (Mainboard mit CPU und RAM, Laufwerke, Steckkarten, Netzteil, . . .)

Interne Komponenten
Darunter versteht man Teile (z. B. Steckkarten Festplatten, . . .) die in das Gehäuse des Rechners eingebaut sind.

Die Computerperipherie - Externe Geräte

Das sind Teile, die über eine Steckverbindung und ein Kabel oder über Infrarot mit dem Rechner verbunden sind.

Eingabegeräte
Tastatur, Maus Joystick und Scanner.
Digitalisiertablett, Digitalkamera, . . .

Ausgabegeräte
Dazu gehören Bildschirme, Drucker, Plotter und Lautsprecher.

Zur Computerperipherie gehören auch noch die externen Speichermedien:
Disketten, CD-ROM, DVD, Magnetbänder, Wechselplatten, . . .

Das Gehäuse

Das Mainboard und die Teile darauf

Das Mainboard (Motherboard, Hauptplatine)

Es besteht aus einer rechteckeigen Platte und dient als wichtigste Verteilerebene. Die einzelnen Elemente sind über sogenannte Busse miteinander verbunden. Die Taktfrequenz dieser Busse ist ein wichtiges Leistungsmerkmal eines Rechners.

Die wichtigsten Komponenten eines Mainboards sind:

PS/2 - Mausanschluss.

Der Prozessor CPU (Central Processing Unit)

Er verarbeitet die einzelnen Rechenaufgaben mit einer bestimmten Taktfrequenz die in GHz (Gigahertz) angegeben wird (Schwingungen pro Sekunde). Auch kann ermehrere Kerne besitzen.
Im Prozessor enthalten ist ein sehr schneller Zwischenspeicher, der Second-Level-Cache.
Der Prozessor muss zum Mainboard passen, einen entsprechenden Sockel (Steckplatz) haben und das Mainboard muss die Taktfrequenz des Prozessors unterstützen.
Die bekanntesten Hersteller sind und .
Auf dem Prozessor sitzt immer ein Kühlkörper mit einem Lüfter.

Das BIOS

Abkürzung für "Basic Input Output System".  Das BIOS ist die hardwaregebundene Grundsoftware, die beim Ausschalten nicht gelöscht wird und sich fest in einem EPROM-Chip befindet.

Der Arbeitsspeicher (RAM)

Er dient dem Prozessor als Speichermöglichkeit für mittelgroße Datenmengen. Dieser Speicher ist nur bei eingeschaltetem Computer funktionsfähig (im Gegensatz zum ROM-Speicher).
Gängige Arbeitsspeichergrößen sind von 1000 MB bis 8 GB groß.
Unterschiedliche Speichermodule:
SDRAM, DDR, DDR2 und DDR3
(Ebenfalls mit unterschiedlichen Taktraten bis 1600 MHz)

Die Steckkarten

Sie erweitern die Funktionsmöglichkeiten eines Computers. Bei vielen Mainboards sind die Grafik-, Sound- und Netzwerkchips bereits "Onboard" (am Mainboard integriert). Ist dies nicht der Fall oder man will mehr Funktionen, so benötigt man entsprechende Steckkarten.

Die Grafikkarte

Sie ist verantwortlich für die Darstellungen am Bildschirm. Gerade bei rechenintensiven 3D-Anwendungen (Spiele oder CAD) ist eine gute Grafikkarte wichtig.
Gängige Grafikkarten werden über den PCI-Express-Slot mit dem Mainboard verbunden. Ein entsprechendes Grafikkabel versorgt den Bildsschirm mit dem Signal.
Manche Grafikkarten bieten Zusatzmöglichkeiten, wie Fernsehantenneneingang, Videoausgang oder einen Anschluss für einen zusätzlichen Bildschirm.

Die Soundkarte

Fast alle Mainboards besitzen bereits einen Soundchip, der zumindest Stereoqualität liefert. Will man mehr, zum Beispiel DOLBY Digital 5.1, so kann man eine gesonderte Soundkarte einbauen und die Soundfunktionen des Mainboards deaktivieren. Über die entsprechenden Anschlüsse können Aktivboxen angesteuert werden, oder man kann Musik aufnehmen.
Fast jeder PC besitzt aber auch einen PC-internen Lautsprecher. Dieser gibt Pieptöne zur Fehlerermittlung von sich.

Die Netzwerkkarte

Sie wird benötigt um Computer mittels Netzwerkkabel oder Funk mit anderen Computern zu einem LAN (Lokal Area Network) zu verbinden. Je nach Netzwerkkarte und Kabel sind unterschiedliche übertragungsgeschwindigkeiten möglich.

Weitere Steckkarten

Controllerkarten, Schnittstellenkarten: Um zusätzliche Anschlussmöglichkeiten für Festplatten, Drucker, usw. zu bekommen.
Radio-, TV- und Videoschnittkarten.
Interne Modem oder ISDN-Karten: Zugang über Telefonleitungen zum Internet.

Geräte zum Speichern von Daten, Laufwerke (Siehe auch Datensicherung)

Interne bzw. externe Festplatten

Werden meist fest in das Gehäuse eingebaut und dienen zum Speichern großer Datenmengen.
Festplatten bestehen aus sich sehr schnell drehenden magnetisierbaren Metallscheiben, über denen ein Lese- und Schreibkopf schwebt. Dabei werden die Daten magnetisch gespeichert.
Festplatten sollten keinen Erschütterungen und zu großen magnetischen Feldern ausgesetzt werden.
Die gespeicherten Daten bleiben auch nach dem Ausschalten des Rechners erhalten.

Je nach Anschluss unterscheidet man bei Festplatten zwischen:
älteren IDE-Festplatten (Ultra-ATA).
Serial-ATA-Festplatten und
SCSI-Festplatten.

Nach der Baugröße unterscheidet man zwischen 3,5" und 2,5"-Festplattenlaufwerken.

Externe Laufwerke sind nicht im Computergehäuse eingebaut und besitzen meist eine eigene Stromversorgung. Sie werden häufig über die USB-Schnittstelle angeschlossen.

Verschiedene Diskettenlaufwerke:

Das 3½ Zoll Diskettenlaufwerk ist veraltet. Das Fassungsvermögen einer Diskette beträgt nur 1,44 MB und sie besitzt eine langsame Lese- und Schreibgeschwindigkeit.
Flashspeicher, USB-Stick, Speicherkarten, Microdrive, . .
Sie werden an einen USB-Anschluss angeschlossen oder für Speicherkarten benötigt man ein Kartenlesegerät. Im Explorerfenster erscheinen sie dann als Wechseldatenträger.

CD-ROM-Laufwerke und DVD-Laufwerke

Mit normalen CD- und DVD-Laufwerken kann man nur Daten von den CD-ROMs und DVDs lesen. Mit Brennern können CD- bzw. DVD-Rohlinge auch beschrieben werden. Dabei bedeutet R dass der Rohling nur einmal beschrieben werden kann und RW dass er immer wieder beschrieben werden kann.
Fassungsvermögen einer CD: ca. 650 bis 800 MB
DVD bis 4,4 GB bzw. 8,5 GB bei Double-Layer.
Erste Brenner mit blauem Laser können bis zu 50 GByte Daten speichern.

Bandlaufwerke (Streamer)

Sie dienen zum Sichern von größeren Datenmengen und gewährleisten eine hohe Datensicherheit.

Ausgabegeräte

Bildschirme (Monitor)

Sie verarbeiten das Videosignal der Grafikkarte und stellen Bilder dar.

Arten

TFT Flachbildschirme (LCD) Dabei wird das Bild mittels Flüssigkristallen dargestellt. Dahinter befindet sich eine Leuchtfläche. Flachbildschirme sind strahlungsfrei. Röhrenmonitore (veraltert) Sie sind schwerer, benötigen eine viel größere Tiefe und haben einen höheren Stromverbrauch als Flachbildschirme.

Leistungskriterien von Bildschirmen

	Bildschirmgröße: Dabei wird die Bildschirmdiagonale in Zoll angegeben (15", 17", 19" 20" bis 24"). 1 Zoll = 2,54cm.
	Auflösung: Darunter versteht man die Anzahl der waagerechten und senkrechten Bildpunkte (Pixel), aus denen sich ein Monitorbild zusammensetzt. Grundsätzlich gilt: je höher die Auflösung des Bildes, desto größer ist der verfügbare Arbeitsbereich auf dem Bildschirm. Dafür erscheinen aber die Abgebildeten Objekte (Symbole, Schriften, . . .) immer kleiner. Gängige Auflösungen: 640 / 480 (VGA), 800 / 600 (S-VGA), 1024 / 768 (XGA), . . .. Der Begriff Auflösung
	Farbtiefe: Sie gibt an wie viele Farben dargestellt werden (256,  65.536, oder 16,7 Mio. Farben usw.)
	Bei Flachbildschirmen sind die Reaktionszeit und der Kontrast noch wichtige Qualitätsmerkmale.
	Die Bildwiederholfrequenz beim Röhrenmonitor Sie gibt an, wie oft das Monitorbild in einer Sekunde aufgebaut wird.  Je schneller dies geschieht, um so weniger flimmert das Bild. Sie sollte mindestens 75 Hz betragen.

Ein Touchscreeen ist ein berührungssensitiver Bildschirm. Er stellt eine Kombination zwischen Ein- und Ausgabegerät dar.

Drucker

Sie dienen zur Ausgabe von Text und Grafik auf Papier usw.
Kriterien für Drucker:
Auflösung (DPI = Bildpunkte/Pixel pro Zoll), Farbdarstellung, Druckgeschwindigkeit, Darstellungsgröße (A4, A3), Anschaffungs- und Betriebskosten, Lautstärke, usw.

Arten von Druckern

Tintenstrahldrucker

Ein beweglicher Druckkopf versprüht mikrofeine Flüssigtonerpartikel ("Tintenspritzer"). Entsprechende Farbpatronen müssen immer wieder ausgetauscht werden.
Viele Tintenstrahldrucker sind in der Anschaffung sehr günstig, weisen jedoch hohe Patronenkosten auf. Bei wenigen Ausdrucken sind sie also ideal für den Heimanwender. Fast alle Tintenstrahldrucker können inzwischen Farben darstellen. Die Druckgeschwindigkeit ist nicht hoch.
Spezialdrucker für Fotos funktionieren meist auf Tintenstrahlbasis oder als Thermosublimationsdrucker.

Laserdrucker

Schwarzweiß-Laserdrucker werden verwendet wenn mehr ausgedruckt werden soll. Sie funktionieren wie Kopierer mit einer Entwicklertrommel. Den verwendeten Farbstoff nennt man Toner. Laserdrucker sind teurer aber auch schneller als Tintenstrahldrucker. Farblaserdrucker sind nochmals teurer.

Nadeldrucker

sind ältere, laute Drucker mit denen aber auch Durchschläge gemacht werden können.

Kombigeräte

diese vereinigen die Funktion eines Druckers, eines Scanners, eines Kopierers und möglicherweise auch eines Fax-Gerätes.

Plotter

Sie dienen zur Ausgabe von Plänen und Plakaten (Formate größer als A3).
Stiftplotter wurden fast zur Gänze von Tintenstrahlplottern abgelöst.
Bei großen Firmen werden auch Elektrostat- und Termotransferplotter verwendet.

Drucker und Plotter können als "Lokale Drucker" = Drucker, die direkt am PC angeschlossen sind und nur einem PC zur Verfügung stehen, oder als "Netzwerkdrucker", auf die mehrere PCs zugreifen können, installiert werden.
Angeschlossen werden lokale Drucker über die LPT-Schnittstelle (Parallelport) oder über den USB-Anschluss.

Lautsprecher

In PCs ist häufig nur ein ganz einfacher Lautsprecher eingebaut, der nur Pieptöne von sich gibt.
Zur Ausgabe von Musik können in Bildschirmen eingebaute Lautsprecher, Aktivboxen oder auch eine bestehende Sterioanlage verwendet werden.

Eingabegeräte

Die Tastatur

Sie dient zur Eingabe von Texten und Befehlen.
Tastaturen bestehen aus einem Buchstabenblock, darüber den Funktionstasten. Rechts davon ist er Cursorblock und anschließend der Ziffernblock, der mit der Numlock-Taste umgeschaltet werden kann.
Mit bestimmten Tastenkombinationen kann man viele Befehle rascher als mit der Maus aufrufen.
Tastaturen besitzen einen eigenen kleinen runden Stecker, oder sie sind kabellos mittels Infrarot mit dem Computer verbunden.

Die Maus

Sie ist mit den grafischen Benutzeroberflächen zu einem wichtigen Hilfsmittel geworden. Mäuse gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen: als 2-, 3- oder Mehrtastenmaus, als Wheelmouse (mit kleinem Steuerrad) und als optische Maus oder Maus mit einer Kugel an der Unterseite.
Mäuse können über einen eigenen Mausstecker (PS/2), seriell an der COM-Schnittstelle, am USB-Ausgang oder auch kabellos über Infrarot mit dem Computer verbunden sein.
Sonderformen:
•  Touchpad (Berührfläche) mit 2 oder mehreren Tasten: Maus-Ersatz bei Laptops, meist vor der Tastatur angeordnet
•  Trackball mit einer beweglichen Kugel zur Steuerung des Mauszeigers.
•  Grafiktablett mit einem eigenen Zeichenstift, um Grafiken in den Computer zu übertragen.

Der Scanner

Texte oder Grafiken werden mittels Lichtstrahl abgetastet, digitalisiert und als Pixeldaten (Rastergrafik) zum Rechner geschickt. Diese Daten können dann weiter bearbeitet werden. Texte kann man mittels OCR-Programm (Texterkennungsprogramm) in ein gebräuchliches Format (.doc oder .txt usw.) umwandeln.
Gängige Scanner sind über die USB-Schnittstelle mit dem Rechner verbunden.
Leistungskriterien bei Scanner: Mögliche Auflösung , die Farbtiefe und die Scanngeschwindigkeit.

Kartenlesegeräte

Diese sind besonders durch die häufige Verwendung von Digitalkameras gebräuchlich geworden. Sie dienen hauptsächlich zum raschen Einlesen der auf einer Speicherkarte (Smart Media, Compact Flash usw.) gesicherten Bilddateien und sind mittels USB mit dem Computer verbunden.

Digitalkameras

Manche Kameras, besonders Web-Kameras, sind direkt mit dem Rechner verbunden und senden so laufend Bilder, um z.B. über Internet den Gesprächspartner sehen zu können.

Das Mikrofon

Auch dieses kann als Eingabegerät verwendet werden. Sie können damit Sprache und Musik aufnehmen.
Moderne Spracherkennungsprogramme machen es möglich Texte direkt in den Rechner zu diktieren.

Der Joystick

Er wird verwendet, um in Spielen das Geschen besonders gut steuern zu können. Dabei gibt es inzwischen alle möglichen Varianten, vom Lenkrad bis zur Flipperkonsole.
Als Anschluss dient ein eigener Stecker am Mainboard oder bei der Soundkarte.

Was versteht man unter dem "Front Side Bus"?

Nennen Sie mindestens 4 Arten von RAM-Bausteinen und erklären Sie welchen Einfluss die Taktfrequenz der Ram-Elemente auf die Geschwindigkeit des Rechners hat?

Erklären Sie den Begriff "Computer-Bus" genauer. Welche Arten gibt es davon?