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Hard- und Software
Wie arbeitet ein Computer?
Jim und Jill untersuchen das Innere eines Computers. Sie haben dazu das Gehäuse aufgeschraubt und sehen verschiedene einzelne Teile. Aber es ist nicht einfach herauszubekommen, welche Aufgaben jeweils die Teile haben und wie sie zusammen arbeiten. Was passiert eigentlich in einem Computer?

In dieser Lerneinheit erfährst du:

Wenn man an einer Aufgabe (z.B. an einem Text) mehrere Tage am Computer schreiben möchte, muss man zuerst die Buchstaben über die Tastatur eingeben. Der verarbeitet dann die Daten und gibt sie auf dem Bildschirm aus. Wenn man die Wochenaufgabe speichert, kann man jeden daran weiter arbeiten. Aus diesen Arbeitsvorgängen bestehen im Prinzip alle Arbeiten, die man mit dem Computer ausführt.

Hard- und Software
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Aus welchen Teilen ein Computer besteht
In einem Computer wirken mehrere Teile zusammen. Durch die
Eingabegeräte können Daten eingegeben werden: z. B. durch eine Maus, eine Tastatur oder bei Spielen über einen Joystick.
Der verarbeitet die Daten.

Zu den Ausgabegeräten gehören Bildschirm, Drucker oder Lautsprecher. Speichern kann man dann auf Disketten, - ROM oder auf der . Außerdem gibt es noch Kommunikationsgeräte, durch die mehrere Computer mit einander verbunden werden und ein Austausch stattfinden kann, z.B. Netzkarten, ISDN Karten oder Modems.

Übrigens
Der Computer arbeitet nach dem EVA-Prinzip: Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe.

Alle anfassbaren, Bestandteile werden genannt. Die meisten dieser Bestandteile kann man sehen. Andere sind in dem Computergehäuse geschützt. Zum Beispiel eine Metallplatte - das . Darauf befinden sich die wichtigsten Teile des Computers: die , der und der Arbeitspeicher. Alle Teile auf dem sind durch Leitungen miteinander verbunden. Wenn man eine Datei vom vorigen aufruft, werden die Daten von der in den geschickt. Während man daran weiterarbeitet, werden die Daten blitzschnell in den weitergeleitet und dort berechnet. Danach kommen die Daten wieder zurück in den oder nach dem Befehl „speichern“ auf die .

Aufbau eines Computers
Der Aufbau eines Computers

Warum der Prozessor soviel rechnet
Der verarbeitet und berechnet die Informationen. Er rechnet nicht im Dezimalsystem, mit Zahlen von 0 bis 9, wie man es aus der Schule oder vom Einkaufen kennt.

Man kann sich einen als eine Ansammlung von Schaltern vorstellen. Jeder Schalter ist entweder an oder aus. „An“ versteht der als „1“, „Aus“ versteht er als „0“, andere Zahlen versteht er nicht. Daher rechnet er alle Zahlen unseres Dezimalsystems auf diese Weise in das Binärzahlensystem um. Beispielsweise wird die Zahl 27 als 11011 umgerechnet.

Mit Buchstaben oder Farben wird genauso verfahren: Jedem Buchstaben ist eine Dezimalzahl zugeordnet, die dann in eine Binärzahl umgerechnet wird. Auch Farben werden über solche Zahlenreihen dargestellt.

Teile eines Computers
Prozessor, Festplattenlaufwerk, Arbeitsspeicher

Die oder auch Massenspeicher ist die Lagerhalle des Computers. Hier können alle Informationen für unbegrenzte Zeit abgelegt und gespeichert werden.

Der Arbeitspeicher, auch genannt, ist eine Art Ablage, wo Informationen nur vorübergehend vorhanden sind. Das benötigt elektrische Spannung, um die Informationen zu halten, daher sind die Informationen nur so lange im , wie der PC eingeschaltet ist. Er sollte also nicht mit dem Festplattenspeicher verwechselt werden.

TIPP
Der Arbeitsspeicher eines Multimediacomputers sollte heute mindestens über 128 Mbyte verfügen, da diese besonderen Anwendungsprogramme (Bild, Ton) sehr speicherintensiv arbeiten.

Was sind Treiber?
Für fast alle Einzelteile des Computers oder die Zusatzgeräte ist ein notwenig. Das sind kleine Programme, die die Steuerung dieses Teils oder Gerätes ermöglichen.

So ähnlich, wie bei Sportmannschaften die Trainer die Mannschaft antreiben und voranbringen, kann ein Gerät oder ein Computerbestandteil nur über einen angesprochen werden.

Die für die Standardausrüstung bei einem Computer, wie z. B. für die Tastatur, werden gleich mitgeliefert. Wie bei anderer Software gibt es auch bei den Treibern ständig Verbesserungen und Überarbeitungen. Daher sollte man schauen, dass man immer eine aktuelle Version verwendet.

TIPP
Aktuelle Treiberversionen kann man sich im Internet herunterladen. Man findet sie auf den Seiten der jeweiligen Gerätehersteller.

Welche Programme gibt es?
Erst durch Anwendungsprogramme kann man Computer sinnvoll nutzen. Durch sie kann man auf dem Computer malen, schreiben, Schach spielen, Diagramme zeichnen und vieles mehr. Anwendungsprogramme gehören auch zur Software.

Inzwischen gibt es zahlreiche Programme von verschiedenen Herstellern. Manche sind sehr umfangreich und kompliziert und eher für den professionellen Gebrauch gedacht. Andere sind praktisch und einfach und können von jedermann schnell erlernt werden.
Es gibt verschiedene Programmtypen, mit denen unterschiedliche Arbeiten ausgeführt werden können:

Mit einem Textverarbeitungsprogramm wie kann man Briefe, Hausaufgaben, Bewerbungen oder Schülerzeitungen schreiben.
Es gibt Programme zum Zeichnen (Grafikprogramme) oder Bildbearbeitungsprogramme wie Plus mit dem Fotos weiter bearbeitet werden können.

Natürlich gibt es auch Software für die Bearbeitung oder Herstellung von Musik und Video. Viele Filmtricks werden mit komplexen Programmen „gezaubert“.

Je mehr Daten auf einem Computer sind, desto wichtiger wird Verwaltungssoftware. Damit kann man seine Daten sinnvoll ordnen. Mit Datenbanksoftware wie können Daten verknüpft oder Beziehungen zwischen ihnen hergestellt werden.

Über Emailprogramme wie können Emails ausgetauscht werden. Aber auch das Führen eines Kalenders mit Einträgen, Notizen und Erinnerungen ist damit möglich.

Die Aufgaben eines Betriebssystems
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Der Computer als Theater
Es ist heute wohl selbstverständlich, dass man auf Knopfdruck den Computer starten und mit der Arbeit beginnen kann. Dass dabei die Computersitzung jedes Mal einer „live“ Theatervorstellung gleicht, ist ein Bild, mit dem es einfacher wird, die verschiedenen Bereiche und Arbeitsabläufe innerhalb eines Computers zu verstehen.

Die einzelnen Abteilungen sind bereits vorgestellt worden: Der Bildschirm als Bühne, die
Festplatte als Fundus usw. Die würden Abteilungsleitern entsprechen und dafür sorgen, dass in den Abteilungen alle Anforderungen umgesetzt würden.

Damit ein Theaterstück aufgeführt werden kann, müssen viele Menschen aus verschiedenen Bereichen zusammenarbeiten. Ein Kostüm wird entworfen, genäht und anprobiert. Für die Aufführung wird das Kostüm in der Künstlergarderobe bereitgestellt. Eine Ankleiderin hilft beim Anlegen des Kostüms. Nach jeder Vorstellung muss das Kostüm gereinigt, ausgebessert und wieder aufgeräumt werden. Gleichzeitig müssen viele ähnliche Arbeitsschritte und Abläufe organisiert werden: Die Beleuchter sind für das Licht, die Toningenieure für den guten Ton und die Bühnenarbeiter für Auf- und Abbau des Bühnenbildes zuständig.

Damit bei all den gleichzeitig ablaufenden Tätigkeiten niemand den Überblick verliert, sitzen im Theater an verschiedenen Stellen Menschen, die für einen reibungslosen Ablauf sorgen.

Computer als Theater
Computer als Theater

Im Computer ist es das , das für einen reibungslosen Ablauf sorgt. Betriebssysteme heißen z.B. Microsoft Windows XP, Microsoft Windows 98, Linux oder MacOS. Ein dirigiert alle Informationen. Außerdem sorgt es dafür, dass die richtigen Geräte über die angesprochen werden und dass die richtigen Daten an den richtigen Orten landen.

Wenn der Computer gestartet wird und damit die Theatervorstellung beginnt, prüft Microsoft Windows XP, ob alle Geräte am Platz sind und ob sie einsatzbereit sind. Es überwacht auch regelmäßig den Festplattenspeicher und die Speichervorgänge. Auch die Verbindung zum Internet oder zu anderen Computern wird vom kontrolliert.

Extra für den Benutzer: die Benutzeroberfläche
Für den Zuschauer besteht das Theater aus zwei Bereichen: dem sichtbaren Bereich mit der Bühne, den Vorhängen, den roten Teppichen usw. Dann gibt es noch den „unsichtbaren“ Bereich, die Hinter- und Unterbühne, die Werkstätten und Abteilungen.
Der sichtbare Bereich ist der für den Zuschauer eigentlich spannende Raum: extra eingerichtet, damit er sich wohl fühlt und sich auf das Stück konzentrieren kann.

Auch ein hat diese beiden Bereiche. Der sichtbare Bereich für den „Zuschauer“ heißt . Bei Microsoft Windows XP ist diese Oberfläche durch wie ein Schreibtisch gestaltet. Man kann darauf Ordner ablegen, von hier aus gelangt man über das zu den Programmen. Sogar ein Papierkorb findet sich hier. Wenn man die anklickt, öffnen sie sich als . Mit der Maus können die und verschoben werden. Durch die kam Microsoft Windows zu seinem Namen.

Fenster bei Windows
Fenster bei Windows
So sehen die Fenster der unterschiedlichen Versionen von Microsoft Windows aus.


Bevor es Benutzeroberflächen gab, konnte ein Computer nur von Menschen bedient werden, die sich speziell dafür ausbilden ließen. Kommandos wurden per Hand und in einer besonderen Maschinensprache eingegeben. Erst durch die Erfindung und Gestaltung von Benutzeroberflächen wurde der Computer für viele Menschen als Arbeitswerkzeug interessant.

Um bei dem Theaterbeispiel zu bleiben – wenn ein Kostüm entworfen wird, muss z.B. auch geprüft werden, ob die Schauspielerin darin z.B. eine Treppe hochsteigen kann, ohne zu stolpern.

Microsoft Windows XP wurde immer wieder an Benutzern getestet, um eine gut verständliche und bequeme bereitzustellen.

TIPP
Alle Geräte und jede Software, auf der das Microsoft Windows XP Logo abgebildet ist, können auf einem Computer mit diesem Betriebssystem benutzt werden.

Netzwerk und Sicherheit
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Netzwerk
Durch die Netzwerkkarten ist es möglich, verschiedene Computer mit einander zu verbinden. Das ist eine sehr nützliche Einrichtung. In vielen Arbeitsbereichen wird Teamarbeit geleistet und das wird durch die Verbindung der Computer erleichtert.

Die Computer können natürlich nicht weiter auseinander stehen, als es die Kabellänge des Verbindungskabels zulässt. Über eine ISDN Karte oder ein Modem können jedoch Computer weltweit durch das Internet miteinander verbunden werden und Daten austauschen.

Netzwerke
Netzwerk

Sicherheit
Wenn man seinen Computer allein zu Haus benutzt, macht man sich wenig Gedanken darüber, ob andere die eigenen Daten vielleicht lesen könnten. Doch schon wenn man einen Internetzugang hat, sollte man Sicherheitsvorkehrungen treffen. Viren oder Würmer können die eigenen Daten oder die dauerhaft schädigen.

Man sollte daher immer über ein aktuelles verfügen. Damit können z.B. alle Dateien untersucht werden, die man sich aus dem Internet herunter lädt. Natürlich darf man sich den Spaß an all den interessanten und coolen nicht verderben lassen. Aber bitte mit Vorsicht! Wenn man eine Download-Funktion nicht selbst startet, sondern sie sich von allein aktiviert, ist Vorsicht geboten.

Eine Möglichkeit, sich Viren oder Würmer zuzuziehen sind Emails. von Unbekannten sollte man gar nicht öffnen. Aber auch, wenn die Nachricht von Freunden oder Bekannten ist, heißt das noch lange nicht, dass der Anhang virenfrei ist. Es gibt Viren, die das Versenden von Emails an alle im Adressbuch befindlichen Personen allein organisieren und sich so weiter verbreiten. Erhält man also unerwartet von Bekannten eine Email mit Anhang, sollte man damit auch vorsichtig sein. Ein ist dazu da, solche Anhänge zu überprüfen, daher sollte man es auch nutzen.

Gerade wenn man in einem Netzwerk mit einander verbunden ist, oder den Computer nicht allein benutzt, möchte man nicht immer, dass andere auf eigene Daten zugreifen können. Der einfachste Weg sich vor der Neugier anderer zu schützen ist der Schutz des eigenen Benutzerprofils mit einem Passwort. Das Passwort darf nicht leicht zu raten sein – also nicht der eigene Vorname oder der Name eines Familienmitgliedes. Außerdem sollte man sich natürlich den Namen nirgends notieren.

TIPP
Ein gutes Passwort besteht aus einer Mischung von Groß- und Kleinbuchstaben, Zahlen und Interpunktionszeichen. Es sollte acht Zeichen lang sein.

Auch wenn man keine geheimen oder sensiblen Daten auf seinem Computer hat, sollte man von Zeit zu Zeit ein vornehmen. Am besten man speichert den Inhalt seiner auf eine oder mehrere - ROMs und beschriftet diese entsprechend. Verschiedenste Ursachen können z.B. zu „Computerabstürzen“ und damit Datenverlust führen. Dann ist es gut, wenn man die Daten noch auf anderen Datenträgern gespeichert hat.

Zusammenfassung

Damit ein Computer funktioniert, sind bestimmte Hardwarebestandteile, wie z.B. ein mit , Festplattenlaufwerk und Arbeitspeicher Voraussetzung. Diese Teile haben Jill und Jim gefunden, als sie das Gehäuse aufgeschraubt haben.

Dann braucht man Ein –und , beispielsweise Maus und Drucker, um in den Computer Daten einzugeben und sie auch wieder herauszubekommen. Das sind die Geräte, die an Jills und Jims Computer angeschlossen sind.

Durch Software können Daten bearbeitet werden: Man kann Texte schreiben, die Schrift oder die Schriftgrößen einstellen usw.
Ein sorgt dafür, dass die einzelnen Bestandteile, die Ein- und miteinander funktionieren. Es hat in der Regel eine , bestehend aus und Symbolen über die der Benutzer den Computer bedienen kann. Software oder das Betriebsystem sehen Jim und Jill, wenn der Computer läuft – aber man kann Software nicht „anfassen“.

Mehrere Computer können Jim und Jill zu einem Netzwerk zusammenschließen. Aber je mehr Computer sie vernetzen, desto mehr müssen sie auf Sicherheit achten.

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