Multimedia im Überblick/ Anwendung/ Allgemeines/ Computer und dergleichen

< Hardware-Schnittstellen • ↑ Inhaltsverzeichnis • Systeme im Unterricht >

 

Hardware

Die formgebende Komponente des PC´s ist meist die graue Kiste in der sämtliche Module für die funktionstüchtigkeit des Rechners verbaut sind. Die Hauptkomponenten sind:

• Das Gehäuse inkl. Lüfter und Netzteil
• Die Hauptplatine an auf dem der Prozessor, die RAM Speicher und die Steckplätze für die In und Externe Hardware
• Die Festplatte
• Die Laufwerke (früher Diskette, heute DVD)
• Multimedia Komponenten (Soundkarte, TVBT Karte, Netzwerk Karte)

Prozessor

Der Prozessor, auch „C.P.U.“ „Central Processing Unit“ genannt, ist die zentrale Verarbeitungseinheit die alle Berechnungen und damit sämtliche Komponenten des PC´s steuert. Die Qualität und Leistung der C.P.U. ist maßgeblich für die Zuverlässigkeit des kompletten Systems. Der wichtigste Bestandteil des meist schwarzen Bauteils ist die „Arithmetic Logic Unit“ (ALU), das die Rechenzentrale des Prozessors darstellt. Die Berechnungen des Prozessors erfolgen getaktet. D.h. Der Binäre Code auf dem alle Rechenprozesse aufgebaut sind erfolgen mit einem bestimmten Takt. In einem Binären Code werden Informationen durch Einsen und Nullen bzw. durch Strom (Spannung) und nicht Strom errechnet. Um eine mindest Anzahl von 256 Zeichen darzustellen benötigt es 8Bit (Gruppe von Nullen und Einsen). Diese Grundvoraussetzung an Datendichte nennt man ein Byte, das auch die Kapazität eines digitalen Speichers angibt. Die Taktfrequenz bestimmt die Rechenleistung pro Sekunde und bewegte sich früher im Bereich um die 4 MHz (Megahertz) die eine Leistung von 4 Millionen Takte pro Sekunde bewältigten. Heute sind wir bei 2-3 Gigaherz (2-3 Milliarden Takte pro Sekunde) angelangt. Aber nicht nur die Taktung des Prozessors, sondern auch die „Vorhersehbarkeit“ der Befehle spielen bei steigenden Herzzahlen eine Rolle. Hierfür ist der Cache Speicher zuständig. Dieser kleinere und schnellere Speicher ist für die sogenannte „Branch Prediction“ (Sprungvorhersage) zuständig. Er stellt durch Algorithmen die am häufigst verwendeten und als nächstes voraussichtlich Benötigten Prozesse Bereit. Obwohl der Cache meist nur zwischen 2 und 12 MB (Mega Byte) Rechenleistung hat, schafft er es den Grossteil der Daten, die für die laufenden Prozesse benötigt werden, bereitzustellen. Ab einer gewisse Größe des Cache wird dieser zu langsam. Daher wird der Speicher in zwei Ebenen eingeteilt. Level 1 und Level 2 wobei der größere und langsamere Level 2 Cache dem kleineren und schnelleren Level 1 Cache vorgeschaltet wird. Bei neuen Systemen findet sich auch schon eine dritte Ebene um die Geschwindigkeit der Rechenprozesse aufrecht zu erhalten.

Hauptplatine (Motherboard bzw. Mainboard)

Auf der Hauptplatine werden sämtliche Komponenten eines Rechners zusammengeführt. Sie verfügt über etliche Steckplätze, die in ihrer Bauweise und Design/Farbe von Komponente zu Komponente verschieden sind. So wird verhindert das Bauteile falsch angeschlossen werden. Die wichtigsten Arten von Steckplätzen sind:

• ISA (Industrie Standart Architecture) heutzutage nicht mehr in Verwendung
• AGP (Advanced Grafic Port) für Grafikkarten
• PCI (Peripheral Computer Interface) schnelle Express Steckplätze für extra Bauteile

Weiters verfügt das Mainboard über Steckplätze für den Arbeitsspeicher (RAM) und für Anschlüsse von Laufwerken und externen Geräten. Der Chipsatz der auch auf der Hauptplatine verlötet ist regelt den Datenverkehr. Diese zentrale Informationsleiteinheit regelt die Kommunikation zwischen den Arbeitsspeichern, dem Prozessor, den Internen Karten sowie zu den externen Peripherie Geräten. Die hochvernetzten Bauteile sind in erheblichen Maße für die Stabilität und Leistungsperformance des gesamten Systems verantwortlich. Auch auf dem Motherboard verbaut ist ein Mini Betriebsystem, das sogenannte BIOS (Basis Ein- /Ausgabesystem). Es ist für die Überprüfung der grundlegenden Funktionen zuständig und stellt die Betriebsparameter für die Basisanwendungen des Rechners zu Verfügung. Durch einen „Power On Self Test“ (POST) konfiguriert es die Hardware, verwaltet Uhrzeit, Prozessortemperatur und Lüfterdrehzahl und leitet die Startsequenz auf ein installiertes Betriebsystem weiter.

Speicher

Eines der wichtigsten Elemente eines Rechners ist der Speicher. Durch ihn werden Rechenprozesse und Daten Archivierung möglich gemacht. Es gibt zwei Arten von Speichern. Zum Einen den Arbeitsspeicher zum Anderen die Festplatte.

Arbeitsspeicher (RAM)

Der Arbeitsspeicher besteht aus RAM (Random Access Memory) Bausteinen die eng mit dem Prozessor verbunden sind. Dieser Speicher wird vom Prozessor benutzt um die Daten der anstehenden Operationen abzulegen. Da die Daten auf dem RAM durch seine Abhängigkeit von Strom flüchtig sind und nach ausschalten des Computers nicht erhalten bleiben, werden beim einschalten Programmdaten auf den Arbeitsspeicher geladen und vor dem ausschalten wieder auf einen konstanten Datenträger (Festplatte) gespeichert.

Festplatte (HDD / Hard Disc Drive)

Die Festplatte erhält im Gegensatz zum Arbeitspeicher, der auf temporärer Aufladung basiert, Daten auch ohne Stromversorgung. Hierbei werden die Informationen, wie bei einem Magnetband, auf ein oder zwei magnetbeschichtete Metal oder Glasscheiben geschrieben. Diese sind auf einer gemeinsamen Achse (Spindel) befestigt. Durch eine konstante sehr hohe Drehzahl, und die ringförmige Anordnung der Informationen in sogenannten Spuren, werden große Packungsdichten von Informationen möglich gemacht. Die Informationen werden mit einem Lese- und einem Schreibkopf pro Plattenseite, die an einem Schwenkarm montiert sind, zugänglich gemacht. Zusammenhängende Daten werden vom Betriebsystem nach Möglichkeit in dieselbe Spur geschrieben um unnötige Kopfbewegungen zu minimieren. Weiters vereinfacht die tortenförmige Aufteilung der Platten in Sektoren das Zuordnen und Wiederfinden von Daten und gewährleistet dadurch die Geschwindigkeit der Speichervorgänge. Aktuelle Modelle bieten eine Kapazität von 500-1000 Gigabyte mit einer durchschnittlichen Zugriffszeit von 9 ms (Millisekunden).

Multimedia bei Computern

Der Ausdruck "multimedial", wurde erstmals in den 1970er Jahren verwendet, um einen speziellen theaterbasierten Film zu beschreiben.In den letzten Jahren hat der Ausdruck "Multimedia" mehr bzw. verschiedenere Bedeutungen zu einem angenommen. Aber was bedeutet Multimedia eigentlich? Multimedia beschreibt eine Anzahl von unterschiedlichen Techniken, die das Nebeneinander von auditiven und visuellen Inhalten ermöglichen. Multimedia bezieht sich oft auf die Computertechnik, aber es beschreibt auch eine Anzahl von Mediengeräten wie Digital-Video-Rekorder (DVRs), interaktives Fernsehen, MP3 Spieler, fortschrittliche drahtlose Geräte und öffentliche Bildausgaben. Heute ist so gut wie jeder PC Multimedia fähig.

Computer u.ä.

Ein Personal Computer (PC) ist jeder Computer, dessen Verkaufspreis, Größe und Fähigkeiten es einem Endbenutzer möglich machen ihn zu benutzen. Die häufigsten Computerformen sind Desktop-Computer, ein Laptops und Palmtops. Die häufigsten Betriebssysteme sind Microsoft Windows, Mac OS X und Linux. Allerdings bezieht sich der Begriff "PC" heutzutage oft auf Computer mit dem Betriebssystem Microsoft Windows. Ein PC kann für private Zwecke zu Hause, oder in einem Büro, vernetzt mit den anderen Firmencomputern, verwendet werden. Spötter bezeichnen den PC oft als "Persönliches Chaos" oder auch als "Problem Center".

Desktop Computer/Laptop/Notebook/Subnotebook

Laptops

Ein Laptop (auch Notebook genannt) ist ein kleiner, mobiler Computer, der normalerweise etwa 1,3 bis 5,4 Kilogramm wiegt, wobei ältere Laptops mehr wiegen können.

Begriffsdefinition Laptop/Notebook

Der Begriff Laptop kommt vom englischen Wort „Lap“, zu Deutsch Schoß und deutete schon damals darauf hin, dass das Gerät auf eben diesem Platz haben soll. In den 1970er Jahren wog ein solches Gerät noch um die 25 kg. Erst 1985 wurde von Toshiba ein leichteres Gerät entwickelt, welches lediglich 4 kg wog und dennoch die gleiche Leistung wie ein damaliger Desktop PC erbrachte: Der T1100. Von derselben Marke wurde später auch der Begriff Notebook eingeführt, um kompaktere und kleinere Laptops zu bezeichnen. Toshiba orientierte sich bei der Namensgebung am englischen Wort für „Schreibblock“, dem das Notebook optisch gleicht. Während heute die Begriffe Laptop und Notebook synonym verwendet werden, nennt man Geräte bis zu 12,1 Zoll Subnotebooks.

Aufrüsten

Notebooks sind nicht nur platzsparend, sondern auch für alle gängigen Anwendungen geeignet. Ein Kritikpunkt ist allerdings nach wie vor die eingeschränkte Möglichkeit, das Gerät aufzurüsten und die dadurch entstehende kurze Lebensdauer: das Notebook besitzt keine Steckplätze und hat wenig internen Platz. Das Austauschen der Festplatte (hier ist auf die Bauweise der Platte zu achten) und des Laufwerks bzw. der Umstieg auf ein 2,5 Zoll-Blu-ray-Laufwerk und das Aufstocken mit einem RAM Baustein (Arbeitsspeicher) ist allerdings ohne größere Schwierigkeiten und intern möglich.

Extern gibt es die Möglichkeit, an den Schnittstellen zu erweitern: an den mindestens 4 USB Anschlüssen können zB. die externe Wechselfestplatte (heutzutage stabil, groß und preiswert), das Diskettenlaufwerk, Scanner und Drucker angehängt werden. Die USB Anschlüsse können mit einem so genannten USB HUB ebenfalls erweitert werden. Auch W-LAN ist leicht nachzurüsten, sollte aber in den gängigen Modellen vorhanden sein. Des Weiteren sind heutige Modelle mit Card reader, HDMI und Fire-Wire-Anschluss und PS/2 Anschlüssen für externe Tastatur und Maus ausgestattet. Beim Kauf eines Notebooks sollte dennoch auf die Speicherkapazität der Festplatte, die Größe des Arbeitsspeichers und auf die Akkulaufzeit geachtet werden. Leider gilt bis heute das Motto: je teurer das Gerät umso energiesparender kann gearbeitet werden.

Durch eine Onboard Grafikkarte kann der Energieverbrauch zwar gedrosselt werden, die Möglichkeit grafisch anspruchsvolle Arbeiten zu erledigen oder Spiele zu spielen ist damit aber nur eingeschränkt bis gar nicht möglich. Eine geringe oder ungleichmäßige Ausleuchtung des Displays kann die Arbeitsqualität reduzieren.

Für das Notebook gibt es spezielle Festplatten, die Erschütterungen vertragen. Diese sind durch die geringere Drehzahl etwas langsamer als die eines Desktop PC. Heute sind einige dieser Festplatten mit einem „Fall Sensor“ ausgestattet, um im Falle des Falles zumindest die Daten zu schützen. Die Festplatte sollte min. 120 GB groß sein, sie kann jedoch später relativ leicht erweitert werden.

Desktop-Laptops

Ein Desktop-Laptop ist ein Laptop, der die vollen Fähigkeiten eines Desktopcomputers liefert und zusätzlich tragbar bleibt. Er wiegt zwischen 3-4 kg und besitzt ein Bildschirmformat ab 17 Zoll. Es handelt sich um große, sperrige Laptops, die wegen ihrer Größe dementsprechend mehr Hardware und eine größere Anzeige, als es im Allgemeinen bei kleineren tragbaren Laptops der Fall ist, bieten. Die Desktop-Laptops werden vor allem zum Spielen verwendet. Sie haben eine geringe Batterielebensdauer und sind extrem schwer.

Subnotebooks

Diese sind leichter als ihre großen Verwandten, ihre Tastatur hat aber dennoch nahezu Standardgröße. DVD Brenner, Onboard Grafikkarte, min. 3 GB RAM, Fingerprint Sensoren und WLAN sind ebenso vorhanden. Diese Laptops wiegen normalerweise zwischen 1.8 und 2.7 kg und haben einen Bildschirm von 10,6 bis 13,3 Zoll diagonal. Gerade im mobilen Bereich zeigen die kleinen Subnotebooks ihre Vorteile. Lediglich der Preis drückt – noch - empfindlich auf die Geldtasche. Soll es also nicht ganz so teuer werden, muss mehr Gewicht zu Gunsten eines kleineren Preises in Kauf genommen werden. Oder anders gesagt: je teurer umso leichter das Gerät. Stehen Mobilität und Gewicht im Vordergrund und sind die Anforderungen an das Gerät nicht ganz so hoch, eignen sich aber auch Netbooks. Subnotebooks waren lange ein Nischen-EDV-Produkt und haben sich bis zur Einführung des Asus Eee PCs und des OLPC XOs 2007 selten in großer Anzahl verkaufen lassen.

Netbooks

Netbooks haben allein schon durch ihre Größe (8,9- bzw. 10-Zoll-Display) eine Daseinsberechtigung. Allerdings sind ihre Möglichkeiten begrenzt: Surfen im Internet oder kleinere Arbeiten mit Programmen wie Office können erledigt werden. Filme ansehen, Spielen oder anspruchsvollere Arbeiten durchführen ist nicht möglich, da die Geräte zu leistungsschwach sind, die Onboard Grafikkarte zu langsam ist und das optische Laufwerk fehlt. Der eindeutige Vorteil liegt hier im Preis: Fast jeder Hersteller bietet heute Netbooks an, sogar die Discounter haben sich bereits auf diesem Sektor breit gemacht. Zudem werden die kleinen und leichten Geräte ständig weiterentwickelt, verfügen z.T. über drehbare Touch-Displays (zB: T91 oder T101H von Asus), erlauben die Eingabe via Stift und avancieren mittlerweile regelrecht zu einem Statussymbol.

Palmtops

Palmtops oder PDA's (Personal Digital Assistant) sind kleine mobile Computer, welche in einer Hosentasche Platz finden. Sie dienen als Terminkalender, Nachschlagewerke und sind für die Erfassung kleiner Datenmengen gedacht. Auch das Versenden und Empfangen von Faxen oder eine Internet-Verbindung ist zusammen mit einem Funktelefon möglich. Einige besitzen statt der Tastatur einen Touch-Screen.

Mobiltelefone

Literatur: http://www.www-kurs.de/gloss_p.htm#PDA http://en.wikipedia.org/ --- Wird noch ergänzt --- Ankündigung seit 2008

Quellennachweis von an_gri:

• Schusdziara, Fabian (2009): Die besseren „Netbooks“. In: PC Pr@xis. 04/09. S. 108 – 117
• Asus (aufgerufen am 05.04.2009)
• Geschichte des Laptops (aufgerufen am 16.03.2009)
• Die Geschichte des Notebooks (aufgerufen am 16.03.2009)
• Computerhardware für Anfänger

< Hardware-Schnittstellen • ↑ Inhaltsverzeichnis • Systeme im Unterricht >