Bestandteile eines Computers

Bild: Pixabay, Lizenz: CC0

„Never trust anything that can think for itself if you can't see where it keeps its brain.“

(J. K. Rowling in Harry Potter and the Chamber of Secrets)

In Zeiten von Smartphones, Tablets und Ultrabooks bekommt man kaum noch das Innenleben der Hardware zu sehen. Desktop-PCs sind in Haushalten immer seltener anzutreffen, und die Vorstellung, selbst daran herumzuschrauben, wirkt heute geradezu anachronistisch. Will man dennoch nachvollziehen, wie ein Computer funktioniert, ob nun auf dem Schreibtisch oder in der Hosentasche, ist der klassische Desktop-PC am besten geeignet, die einzelnen Komponenten und ihre Funktionen zu bestimmen.

Prozessor (Central Processing Unit / CPU)

Bild: Matt Gibbs, Lizenz: CC BY-SA

Das ist der Zentralprozessor, in dem alle Programmbefehle interpretiert und ausgeführt und die Abläufe koordiniert werden. Er ist maßgeblich für die Rechengeschwindigkeit verantwortlich. Diese wird in MHz (Megahertz) beziehungsweise GHz (Gigahertz) gemessen.

Arbeitsspeicher (Random Acess Memory / RAM)

Bild: Pixabay, Lizenz: CC0

Das bezeichnet den Haupt- und Arbeitsspeicher des Computers, gemessen in MB (Megabyte). Hier werden die Daten verwaltet, mit denen der Rechner gerade arbeitet. Es empfiehlt sich allemal den Arbeitsspeicher aufzurüsten, da die Rechnergeschwindigkeit stark von der Größe des zur Verfügung stehenden RAM-Speichers abhängig ist. Falls nicht genügend RAM-Speicher physikalisch vorhanden ist, versucht der Rechner, „virtuellen Speicher“ von der Festplatte hinzuzunehmen. Da aber auf die Festplatte sehr viel langsamer als auf den schnellen RAM zugegriffen werden kann, kommt es bei Video- oder Audiobearbeitungsprogramme zu Problemen. Arbeitsprozesse verlangsamen sich, es kommt zu „Ruckelbildern“ und Ähnlichem.

 

 

Motherboard mit Bussystemen und Schnittstellen

Bild: Sven Grenzemann/LMZ

Auf dem Motherboard vereinigen sich CPU, RAM und die Steckplätze für die Erweiterungskarten für Grafik, Sound, Modem und so weiter. Mit den Bussystemen werden Daten zwischen den verschiedenen Computerbestandteilen übertragen. Über Leiterbahnen auf der Hauptplatine wird der Prozessor mit Daten und Programmbefehlen aus dem Arbeitsspeicher versorgt. Von der Leistungsfähigkeit der Bussysteme hängt auch die Geschwindigkeit des Rechners ab.

 

Interne Schnittstellen und Steckplätze sorgen für die Datenübertragung zu den Erweiterungskarten und Laufwerken. Als interne Schnittstelle für PCs hat sich der PCI-Bus (Peripheral Component Interconnect) durchgesetzt: Darüber werden Erweiterungskarten wie Grafik- und Soundkarten eingebunden.

Serial-ATA-Stecker. Bild: Berkut, Lizenz: CC BY-SA

Als zusätzlicher Steckplatz wurde AGP (Accelerated Graphics Port) eingeführt, dass größere Datenströme übermitteln kann und sich deshalb auch für schnellere Grafikkarten eignet. Inzwischen ist PCI-Express (PCIe) mit sehr großen Datenübertragungsraten angetreten, um AGP aber auch PCI abzulösen. Für den Anschluss interner Festplatten wird heute die Serial-ATA-Schnittstelle eingesetzt. Bis vor kurzem war hier noch die parallele ATA- (oder IDE, EIDE)-Schnittstelle üblich.

 

Festplatte

Bild: Moehre1992, Lizenz: CC BY-SA

Die Festplatte ist der Hauptspeicher für alle Daten, die erhalten bleiben sollen, auch wenn der Computer abgeschaltet wird. Die Größe von Festplatten wird in Gigabyte (GB) angegeben. Sie bestehen aus einer oder mehreren rotierenden Platten, die sich mit Geschwindigkeiten von 5 400 bis 15 000 Umdrehungen pro Minute bewegen. Externe Festplatten werden über eine USB- oder Firewire-Schnittstelle eingebunden.

Grafikkarte

Die Grafikkarte dient der Darstellung des Bildes auf dem Monitor und von ihr hängt die mögliche Bild- und Farbauflösung ab. Alle heute erhältlichen Grafikkarten genügen den gängigen Anforderungen, lediglich Computerspiele stellen höhere Ansprüche. Die möglichst realistische Darstellung künstlicher Welten durch 3-D-Techniken hat zu einer rasanten Weiterentwicklung auf diesem Gebiet geführt. Spezielle GPUs (Graphic Processing Units) übernehmen die Grafikberechnung und schnelle Speicher erhöhen die Verarbeitungsgeschwindigkeit.

 

Falls auf dem Computer Videos von Camcordern (Video-Digitalisierungs-Karte) eingespielt oder Fernsehbilder (TV-Tuner-Karte) aus dem Kabelnetz empfangen werden sollen, muss die Grafikkarte Ein- und Ausgänge haben, an denen Kamera und Videorecorder oder das Antennenkabel angeschlossen werden können.

Soundkarte

Soundkarte, Bild: David Biro, Quelle: www.sxc.hu
Bild: Abdul Malik, Lizenz: CC BY

Eine Soundkarte gehört zur Standardausstattung eines Computers, der dadurch Sprache und Musik aufnehmen und wiedergeben kann. In vielen Fällen sind Soundfunktionen auch gleich im Motherboard integriert (onboard), die durchaus genügen, wenn keine besonderen Ansprüche an die Klangqualität gestellt werden. Diese hängt ab von der Bitrate (16 Bit entspricht HiFi-Qualität) und der Samplingfrequenz (Eine CD hat eine Samplingfrequenz von 41 KHz).

 

Möglich sind verschiedene Ein- und Ausgänge für die Verbindung mit HiFi-Anlagen, Mikrofonen und Lautsprechern. Dabei gibt es analoge Anschlüsse für Klinkenstecker, Cinchbuchsen oder Midi-Stecker und digitale Anschlüsse wie SDIF.

CD-ROM- / DVD-Laufwerke

Bild: Sven Grenzemann/LMZ

CD und DVD arbeiten mit optischen Speicherverfahren. Im Gegensatz zu einer CD kann eine DVD beidseitig beschrieben sein, außerdem verfügt sie über eine größere Datendichte und zwei parallelen Datenschichten (Layer). So bietet eine CD 700 Megabyte Speicherplatz und eine DVD je nach Typ von 4,7 bis 17 Gigabyte.

 

Es gibt einmal beschreibbare Rohlinge (CD-R und DVD-R/DVD+R) und wieder beschreibbare (CD-RW und DVD-RW/DVD+RW).

Bei DVDs gibt es zwei konkurrierende Systeme, die als Plus- und Minus-Standard bezeichnet werden und nicht zueinander kompatibel sind, so dass beim Kauf eines Rohlings auf den jeweiligen Standard des Brenners geachtet werden muss.

Ein- und Ausgabegeräte

Bild: Pixabay, Lizenz: CC0

Monitor, Maus und Tastatur sind die klassischen Interfaces, mit denen der Mensch Kontakt mit dem Computer aufnimmt. Drucker, Scanner, Modem, Webcam, Lautsprecher oder Joystick sind ebenfalls übliche Ein- oder Ausgabegeräte. Darüber hinaus gibt es so genannte Grafikpads, bis zu DIN-A3-große Platten, auf denen mit einem Stift gemalt und geschrieben werden kann. Diese sind vor allem bei Grafikern in Gebrauch. Teilweise schon realisiert sind Sprachein- und ausgabegeräte, Brillen die eine dreidimensionale Sicht ermöglichen und Datenhandschuhe, bestückt mit Sensoren, die Fingerbewegungen als Mausbewegungen im Computer übersetzen. Vor allem die Spiele- und Unterhaltungsindustrie investiert in neue Entwicklungen.

Links

Wikipedia: Kategorie Hardware

Die freie Enzyklopädie Wikipedia bietet viele einführende, aber auch ausführliche Informationen rund um Computerhardware.

 

ELKO

Das Elektronik-Kompendium enthält viele Details zur Computertechnik.

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