Ein Blick in den Computer/ Komponenten/ Fachlicher Hintergrund

Dies ist der fachliche Hintergrund zu Einführungsstunde aus der Reihe Ein Blick in den Computer.

Fachlicher Hintergrund

Informatiksystemen liegt das sogenannte EVA-Prinzip zugrunde. Während die Geräte für die Eingabe (E) oder Ausgabe (A) oft deutlich zu erkennen und benennen sind (z.B. Eingabe: Maus, Tastatur; Aufgabe: Bildschirm, Lautsprecher), wirkt die Verarbeitung (V) im Informatiksystem oft wie eine Black-Box. Das Prinzip der Verarbeitung in einem Informatiksystem soll in diesem Modul durch das Kennenlernen der Bauteile (Einheit 1) und durch das Nachvollziehen der Kommunikation (Einheit 2) näher beleuchtet werden und baut auf den folgenden Grundlagen auf:

Innerhalb eines Computers sind unter anderem die folgenden Bauteile zu finden:

·      Motherboard (Hauptplatine)

·       CPU (Central Processing Unit), auch Prozessor genannt

·       RAM (Random-Access Memory), auch Arbeitsspeicher genant

·       Langzeitspeicher (z.B.  Festplatte)

·       ROM (Read-Only Memory), auch Festwertspeicher genannt

·       GPU

·       Grafikkarte

Der Prozessor ist die Zentraleinheit des Computers und ist auf dem Mainboard verbaut. Er vergibt die Befehle an die übrigen Bauteile, sodass eine Aufgabe gelöst werden kann. Während der Berechnungen legt er seine Daten im Arbeitsspeicher ab. Dieser ist das Kurzzeitgedächtnis des Computers. Daten können hier schnell gespeichert und wieder abgerufen werden, allerdings wird alles gelöscht, sobald die Stromversorgung des Computers unterbrochen wird. Wenn der Computer beispielsweise heruntergefahren wird, müssen alle wichtigen Daten im Langzeitspeicher abgelegt werden. Üblicherweise werden dafür Festplatten verwendet, in denen ein Schreibkopf die Daten mithilfe von Magnetismus auf eine Metallscheibe schreibt. Eine dritte Speicherart, die in einem Computer zu finden ist, ist die ROM. In diesem Speicher sind wichtige Daten enthalten, die es dem Computer ermöglichen, beim Einschalten einwandfrei das Betriebssystem zu starten. Diese Daten können aus der ROM ausgelesen werden, jedoch kann dort während der Benutzung des Computers nichts eingespeichert werden, daher stammt der Name “Read-Only Memory”.

Der Nutzer speichert seine Daten also kurzfristig im Arbeitsspeicher und langfristig im Langzeitspeicher. Wenn an Prozessen grafische Darstellungen wie eine Ausgabe auf dem Bildschirm beteiligt sind, gibt die CPU ihre Arbeit an die GPU weiter. Diese gibt alle nötigen Befehle, um gemeinsam mit der Grafikkarte das auf dem Bildschirm darzustellen, was der Nutzer sieht.