Wie der PC womit wie kommuniziert

Der Rechner selbst wäre selbst ohne die Geräte der Peripherie recht nutzlos. Erst die externen Geräte erlauben es uns Usern, mit dem Rechner zu kommunizieren. Dabei unterscheiden wir bei den Geräten zwischen Eingabe (E),  Ausgabe (A), sowie Ein- und Ausgabe (E/A)

Eingabe:

• DVD-Rom Laufwerk
• Tastatur
• Maus
• Scanner
• Mikrophon
• Joystick

Ausgabe:

• Drucker
• Plotter
• Bildschirm
• Lautsprecher

Ein- und Ausgabe:

• USB-Stick 
• DVD-Laufwerk (Brenner)
• Magnetband

Maus in der Sicht der Informatik

Durch das Bewegen der Maus, erfolgt die Auswahl eines befehles vom Bildschirmmenü (z.B. Scanner).
Mit der Betätigung einer Taste auf der Maus, Kommt es zu einer Befehl'sausführung.

Tastatur

Die Tastatur besteht im wesentlichen aus einer sinnvollen Verdrahtung einzelner Tasten, die bei Bestätigung einer Taste eine entsprechende Signalkombination (Dualzahl). An die Verarbeitungseinheit transportiert.

Eingabeeinheiten

Eingabeeinheiten ermöglichen die Kommunikation des Menschen mit dem Verarbeitung'ssystem. Das verbreiteteste Eingäbegerät ist die Tastatur, die der manuellen Eingabe von zahlen, Texten oder Befehlen dient. Mit der Entwicklung von CAD-Technik entstand eine neue Form der Eingabe. Vorgegebene Auswahlentscheidungen können durch besonders leicht handhabbare Wahlschalter (z.B. Maus, Stift) abgewählt werden.

Informatik Teil 2

Da der Inhalt einer Speicherzelle als Bitfolge weder selbstschreibend noch selbstidentifizierend ist, muss der Rechner aufgrund eines zeitlichen Kontextes selbst entscheiden, wie eine spezielle Bitfolge zu interpretieren ist. Technisch löst man dieses Problem, welches sich aus der Neumann-Philosophie ergibt, durch das sogenannte Zwei-Phasen-Konzept der Befehlsverarbeitung

Was ist eine Speicherzelle?

Eine Speicherzelle ist ein Speicherelement für zwei Bits, sie kann zwei Zustände speichern. Es wird von einer auch von einer 1-Bit-Speicherzelle, oder Bitzelle gesprochen. Es gibt aber auch Speicherzellen für 1 Byte, die aus acht Speicherelementen bestehen.

Informatik Teil 1

Arbeitsweise einer CPU:

Die Bearbeitung eines speziellen Problems erfolgt gemäß einem Programm, bei welchem es sich um eine Folge von befehlen handelt. Vor Beginn der Bearbeitung steht es zusammen mit den Daten, welche es benötigt, im Hauptspeicher (RAM). Daraus leitet sich die Charakteristika des von Neumann-Rechners ab:

• Zu jedem Zeitpunkt führt die CPU genau einen Befehl aus und dieser kann maximal einen Datenwert bearbeiten.
• Alle Speicherwerte sind als Daten, Adressen oder Befehle brauchbar. Die jeweilige Verwendung eines Speicherwertes richtet sich nach dem momentanen Kontext.
• Da die Daten und Programme nicht in getrennten Speichern untergebracht werden können, besteht grundsätzlich keine Möglichkeit, die Daten vor unberechtigtem Zugriff zu schützen

Vom Abakus zum "Pentium" (Teil 3)

• 1944 - Howard Aiken entwickelte den "Mark 1" eine dezimal arbeitende Rechenmaschine auf elektromagnetischer Basis

• 1944/46 - I.P Eckert und J.W. Mauchly entwickeln an der Pensylvania-Universität den ersten Rechner mit Elektronenröhren (18.000 Röhren) die ENIAC. Sie hatte eine Masse von 30 Tonnen und eine Leistungsaufnahme von 200 kW. (auftauchen des Begriffes "Computer") 

• 1946/52 - John von Neumann entwickelte (theoretisch) die EDVAC. Das sogenannte von-Neumann-Modell hatte die Besonderheit, dass das Programm und die Daten im selben Speicher lagen. Nach dem Prinzip des von-Neumann-Rechners arbeiten alle heutigen PC's
• 1948 - wurde der erste Transistor entwickelt (Weiterentwicklung bis 1962). Durch diese Erfindung gelang es eine erhebliche Volumenverringerung des Rechner und gleichzeitig eine Erhöhung der Rechenleistung

• ab 1950 - industrielle Entwicklung des von-Neumann-Rechners
• 1958 - Jack S. Kilby erfindet den integrierten Schaltkreis (IC)

Vom Abakus zum "Pentium" (Teil 2)

• 1774/90: der schwäbische Pfarrer Philipp Matthäus Hahn stellte serienmäßig Rechenmaschinen her

• 1883/38: Charles Babbage, entwickelte die erste Maschine mit den Grundfunktionen "Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe (EVA)" und nannte sie " Analytical Engine"

• im 19.Jhd. - industrielle Produktion von Rechenmaschinen
• 1886 - Hermann Hollerith entwickelte für IBM eine Zählmaschine für die Volkszählung auf Lochkartenbasis

• 1934 - Konrad Zuse gilt als Erfinder der programmgesteuerten Rechenmaschine  

• 1937 - mit Speicher auf mechanischer Basis (Binärsystem) - Z1

• 1941 - 1. elektromechanischer Rechner (Relais) - Z3

Vom Abakus zum "Pentium" (Teil 1)

Schon im Altertum war man bestrebt, sich Hilfsmittel zu schaffen, die das Zählen und Rechnen erleichtern

• Formulierung mechanischer Abläufe (Algorithmen), z.B. "größter gemeinsamer Teiler (ggT) durch Euklid (400 v. Chr.)

• ältestes bekanntes Rechengerät "Abakus" (ca. 1100 v. Chr.) in China - Kugeln aus Stabreihen

• im 9.Jhd: Buch "Regeln zur Wiedereinsetzung und Reduktion" vom persischen Astronom Ibu Musa Al - Chwarizmi (Der Begriff "Algorithmus" wurde von seinem Namen Abgeleitet)

• 1524 - Adam Ries(e) förderte die Durchsetzung des Dezimalsystems in den Deutschen Ländern und schuf damit die wesentliche Grundlage für die "Automatisierung" von Rechenabläufen

• 1623 - Wilhelm Schickard war Prof. für Judaistik und Hebräisch sowie Prof. für Mathematik und Astronomie. Baute die 1. Rechenmaschine (für J. Kepler), die alle vier Grundrechenarten beherrschte

• 1641 - Blaise Pascal, entwickelte eine Maschine zur Addition 6 - stelliger Zahlen

• 1672/74 - Wilhelm Freiherr von Leibnitz, baute eine Rechenmaschine für alle vier Grundrechenarten, die auf dem Dualsystem (Binärdarstellung) beruhte