Grundlagen Hardware

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Grundlagen Hardware

• Wissenswerte über PC-Bestandteile

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letztens in der Zeitungsbeilage
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Grundausstattung

• Ein Computersystem besteht mindestens aus
  Monitor, Tastatur und dem Computer selbst.

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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.

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Das Innere eines Computers
Laufwerke (CD/DVD)
Netzteil
Prozessor ( Lüfter)
Festplatten
Mainboard
Steckkarten (Grafikkarte, Soundkarte etc.)
Arbeitsspeicher
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Vorder- und Rückansicht eines PC
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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
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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Tastatur 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,..)

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(No Transcript)
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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Maus 
• 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.

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• SpracherkennungNach 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.
• Barcodelesegeräte
• Ein Barcodeleser ist ein Datenerfassungsgerät,
  das verschiedene Barcodes lesen und weitergeben
  kann. Die Erkennung dieser Strichcodes erfolgt
  dabei rein optisch entweder mit Rot- oder
  Infrarotlicht.

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• KameraVideo- 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
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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Tintenstrahldrucker
• 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

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Laser-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".

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Bildschirme
• 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.

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Bildschirme
• 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).

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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 (Bildwiederholfrequen
  z) und wird in Hz bemessen.
• Ab einem Wert von 80 Hz spricht man von einem
  ergonomischen Bild (flimmerfrei).

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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.

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Wie 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. 

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Im Rechnergehäuse befinden sich verschiedene
  Laufwerke, ein Netzteil und das Motherboard
  (Hauptplatine).

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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
(Hertz1Taktverarbeitung / Sekunde) Megahertz 1
Million Gigahertz 1 Milliarde
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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
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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.

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Bussysteme
• 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.

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Eingabe Verarbeitung - Ausgabe

• Die Bussysteme für Laufwerke
• IDE - E-IDE S-ATA - SCSI
• Die Bussysteme für externe Anschlüsse
• USB FireWire
• Die Bussysteme für Steckkarten
• PCI ISA - AGP

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EVA Externe Speicher

• Festplatte
• 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).

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EVA Externe Speicher

• CD-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

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EVA Externe Speicher

• 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.

• DVD
• Die neue Generation der CD-ROM heißt DVD. Es sind
  Kapazitäten gt 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

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EVA Externe Speicher

• Memory-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.

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Was passiert beim Starten des PC?
3) Übertragung der Systemdaten in Arbeitsspeicher
zum ständigen Austausch zwischen CPU RAM -
Peripherie
2) Zugriff z. B. auf Festplatte Suche nach
Betriebssystemdaten
1) Bootvorgang Übergabe der PC-Kerndaten
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Bussystem (Adress-, Steuer-, Datenbus)
einheit
Ausgabe
interner
Maus Tastatur Scanner Touchpad Touchscreen Barcode
-LG
Monitor Drucker Plotter Laut-sprecher
RAM
Prozessor (CPU)
Steuer
werk
Speicher
Zusammenstellung einzelner Hardwarekomponenten
einer DV-Anlage
Hardware, die an die Zentraleinheit angeschlossen
ist
CD, DVD, Festplatte, USB-Stick, Speicherkarten,
Streamertape
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Zusammenfassung PC-Hardware
Laufwerke (CD/DVD)
Netzteil
Prozessor ( Lüfter)
Festplatten
Mainboard
Steckkarten (Grafikkarte, Soundkarte etc.)
Arbeitsspeicher
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Zusammenfassung PC-Hardware
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Lückentext (1)
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Lückentext (2)
36
... Alles klar?