Computer Hardware

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Posted: Fr. 02.09.2022-18:00Updated: So. 25.08.2024-17:06

 ❓✅ Hardware (gelegentlich mit “HW” abgekürzt) ist der Oberbegriff für die physischen Komponenten (die elektronischen und mechanischen Bestandteile) eines datenverarbeitenden Systems … FAQ, QUIZ

Eine einleitende Metapher zur einfachen Einführung ?

Hardware-Komponenten

Ah, Hardware-Komponenten! Das ist ein faszinierendes Thema. Es ist, als würden wir uns gleich auf eine archäologische Ausgrabung begeben, aber anstatt Dinosaurierknochen auszugraben, werden wir das Innenleben Ihres Computers aufdecken.

Beginnen wir mit einer einfachen Frage: Was sehen Sie, wenn Sie auf einen Computer schauen? Man könnte sagen: “Nun, es gibt einen Bildschirm, eine Tastatur, eine Maus und eine Art Box.” Und du hättest Recht! Aber das ist nur die Oberfläche. Lassen Sie uns etwas tiefer graben.

Stellen Sie sich vor, Sie sind ein Entdecker und haben gerade eine mysteriöse Kiste entdeckt. Sie öffnen es und was finden Sie? Ein Haufen seltsamer Objekte, jedes mit seiner eigenen Form und Größe. Das, mein Freund, sind die Hardwarekomponenten eines Computers.

Zuerst fällt Ihnen vielleicht eine große, flache Platine auf, auf der sich viele kleine Komponenten befinden. Dies ist das Motherboard, das Herz des Computers. Es ist wie das Hauptautobahnsystem einer Stadt, das alle anderen Teile miteinander verbindet.

Als nächstes sehen Sie möglicherweise eine kleine, quadratische Komponente mit einem Fächer oben. Dies ist die Zentraleinheit (CPU) oder das Gehirn des Computers. Es ist für die Ausführung von Anweisungen der Hardware und Software des Computers verantwortlich.

Dann gibt es noch den Direktzugriffsspeicher (RAM) Random Access Memory. Es ist wie das Kurzzeitgedächtnis des Computers und speichert vorübergehend Daten, die die CPU für Aufgaben verwendet.

Möglicherweise finden Sie auch die Festplatte, den Langzeitspeicher des Computers. Es speichert alle Ihre Dateien und Daten, auch wenn der Computer ausgeschaltet ist.

Und vergessen wir nicht das Netzteil (PSU). Es ist wie das Verdauungssystem des Computers, das den Strom aus der Steckdose in eine Form umwandelt, die die anderen Komponenten nutzen können.

Schließlich gibt es noch die Ein- und Ausgabegeräte wie Tastatur, Maus und Monitor. Sie ermöglichen Ihnen, mit dem Computer zu interagieren und die Ergebnisse seiner Berechnungen anzuzeigen.

Da haben Sie es also! Die geheimnisvolle Kiste ist kein Geheimnis mehr. Sie haben gerade die grundlegenden Hardwarekomponenten eines Computers kennengelernt. Und das Beste daran ist, dass man dafür kein Archäologe sein musste!

Generiert mit feyn.AI

Hardware (gelegentlich mit “HW” abgekürzt) ist der Oberbegriff für die physischen Komponenten (die elektronischen und mechanischen Bestandteile) eines datenverarbeitenden Systems, als Komplement zu Software (den Programmen und Daten).

Ursprünglich ist das englische hardware ungefähr bedeutungsgleich mit “Eisenwaren” und wird heute im englischsprachigen Raum auch noch in diesem Sinne verwendet – also nicht nur ausschließlich für computer hardware. In Anlehnung an diese Wortherkunft wird als Synonym für Hardware Blech verwendet.

Datenverarbeitende Systeme, im Folgenden als “Computer” bezeichnet, bestehen meistens aus Hard- und Software. Hardware ist der Teil eines Computers, den man anfassen kann: Jede einzelne Komponente, vom einfachen Kondensator bis hin zur komplett bestückten Platine, das Gerät als Ganzes sowie dessen Zubehör (externe Hardware) wie beispielsweise Maus, Tastatur, Bildschirm und Drucker, aber auch Datenträger wie Festplattenlaufwerke oder USB-Speichersticks.

Zur internen Hardware gehören folgende Komponenten:

Gehäuse
Das Gehäuse bildet die Hülle der Bauteile, Geräte und Baugruppen, die für einen Computer notwendig sind. Das Gehäuse schützt alle Teile vor der Umgebung und sorgt dafür, dass die Kühlung sichergestellt ist. Meist besteht es aus verzinktem Metall.
Auf dem Motherboard finden sich die sogenannten Bussystemen und Schnittstellen. Das Mainboard / Motherboard meint im Grunde die Hauptplatine des Rechners oder Laptops. Hier befindet sich die wesentliche Technik des Computers, außerdem die Anschlüsse für die Hardware. Mit dem Mainboard/Motherboard sind Lüfter, Arbeitsspeicher, Grafikkarte und Prozessor verbunden.
Der Prozessor ist der Kern eines Computers. Er wird auch CPU, Zentralprozessor, Hauptprozessor oder einfach nur Prozessor genannt, ist die elektronische Schaltung und ist die zentrale Recheneinheit und verarbeitet Befehle. Ein Prozessor ist im Grunde ein programmierbares Rechenwerk zur Datenverarbeitung. Er besteht aus mehreren sogenannten Kernen.

Der Arbeitsspeicher auch RAM – Random Access Memory – genannt, wird benötigt, um einen schnellen Zugriff auf aktuelle Daten zu ermöglichen. Der Arbeitsspeicher oder Hauptspeicher eines Computers ist die Bezeichnung für den Speicher, der die gerade auszuführenden Programme oder Programmteile und die dabei benötigten Daten enthält. Der Hauptspeicher ist eine Komponente der Zentraleinheit. Diese Einheit hat Einfluss auf die gesamte Rechenleistung des PCs.

Ein Laufwerk oder auch Speichergerät oder Festplatte (HDD) genannt – ist ein Gerät für den schreibenden und/oder lesenden Zugriff auf ein Speichermedium für digitale Daten. Das Speichermedium wird auch Datenträger oder, je nach Funktionalität, Massenspeicher genannt. Unterschieden werden Laufwerke mit sogenannten Wechselmedien (etwa DVD, CD) und ohne solche (zum Beispiel die Festplatte und Speicherkarten).

Historisch gesehen gab es anfangs s.g. Disketten Laufwerke für 5¼”, später 3½” Disketten für DOS basierte System, die die Laufwerksbuchstaben A: und B: hatten. Als interne Fesplatten hinzu kamen bekamen diese logischerweise den Laufwerksbuchstaben C:, was bis heute, auf Windows-Rechnern, erhalten geblieben ist.

Eine SSD (Solid State Drive) ist eine Art von Datenspeicher, der im Gegensatz zu herkömmlichen Festplattenlaufwerken keine beweglichen Teile verwendet. Stattdessen verwendet er NAND-Flash-Speicherchips, um Daten zu speichern und abzurufen. Durch den Einsatz von Flash-Speicher ist eine SSD schneller, zuverlässiger und energieeffizienter als eine HDD (Hard Disk Drive).

Das Netzteil bzw. der Akku dient als Transformator, weil es den Gleichstrom aus der Steckdose in den für einen Computer benötigten Wechselstrom – sowie die jeweilige Stromstärke und Spannung für jedes Kabel umwandelt. Unterschieden wird zwischen modularen und non-modularen Netzteilen. Bei modularen Geräten lassen sich die überflüssigen Kabel entfernen, was platzsparender und übersichtlicher ist.
Ein Lüfter sorgt dafür, dass das Gerät nicht überhitzt. Weil bei einem Computer die elektrische Energie aus dem Stromnetz in Wärmeenergie verwandelt wird, müssen Elemente zur Kühlung eingesetzt werden. Unterschieden wird dabei zwischen aktiv gekühlten und passiv gekühlten PCs (mit Wasser und Ventilatoren).
Eine Netzwerkkarte (auch genannt Netzwerkadapter oder NIC für engl. Network Interface Card oder Network Interface Controller) ist in Zusammenhang mit der Informationstechnologie eine elektronische Schaltung zur Verbindung eines Computers mit einem lokalen Netzwerk zum Austausch von Daten.

Diese Funktion befand sich früher fast ausschließlich auf einer Steckkarte für einen Erweiterungssteckplatz und ist mittlerweile auf den meisten Hauptplatinen direkt integriert. Umgangssprachlich wird der Begriff auch für eine integrierte Netzwerkschnittstelle verwendet, die sich nicht auf einer separaten Steckkarte befindet.

Ihre primäre Aufgabe ist die Herstellung einer physikalischen Verbindung zum Netzwerk. Ohne Netzwerkkarte ist keine Zugang zum Internet möglich.

Die Grafikkarte steuert die Grafikausgabe und berechnet die jeweiligen Daten so, dass diese als Bild auf Ihrem Monitor wiedergegeben werden können. Der Prozessor berechnet dabei die jeweiligen Daten und gibt sie an die Grafikkarte weiter. Dort werden die Daten entsprechend umgewandelt. Wichtige Komponenten von Grafikkarten sind:
  • GPU[1]
  • RAMDAC[2]
  • Grafikspeicher
  • verschiedene Anschlüsse für Peripheriegeräte

[1] Ein Grafikprozessor ist ein auf die Berechnung von Grafiken spezialisierter und optimierter Prozessor für Computer, Spielkonsolen und Smartphones. Zusätzlich gibt er die berechneten Grafiken an ein Display oder mehrere aus. Früher hatten Grafikkarten gar keine eigenen Rechenfähigkeiten und waren reine Ausgabekarten.

[2] Ein RAMDAC ist ein Chip auf der Grafikkarte, der für die Umwandlung von digitalen in analoge Bildsignale verantwortlich ist. Er wird also nur im Zusammenhang mit analogen Bildschirmen, die beispielsweise mit VGA angeschlossen werden, benötigt.

Die Soundkarte ist nicht essentiell notwendig, damit ein Computer funktioniert. Die Soundkarte ist für Audiosignale zuständig. Ohne Soundkarte können Sie beispielsweise keine Musik an Ihrem Rechner hören, ihn aber davon abgesehen in vollem Umfang nutzen. Die Soundkarte verarbeitet analoge und digitale Signale. Zu ihren Aufgaben gehört die Verarbeitung und Wiedergabe von Tönen, aber auch deren Erzeugung und Aufzeichnung.

Software ist Information und kann nicht angefasst werden, da sie immateriell ist. Sie ist unterteilbar in Programme (Ablaufbeschreibungen) und Daten und bestimmt, was ein Computer tut und wie er es tut (in etwa vergleichbar mit einem Drehbuch). Die Hardware führt Software aus und setzt sie so in Aktionen um.

Ebenso wie Information kann Software nicht ohne physische Repräsentation existieren: Software kann zwar auf bestimmten Medien gespeichert, gedruckt, angezeigt oder transportiert werden. Diese sind aber nicht die Software, sondern sie enthalten sie nur.

Die Basis-Bestandteile eines Prozessors sind die verschiedenen Untergruppen wie Steuerwerk, Rechenwerk („ALU“ Arithmetisch-logische Einheit), Speicherwerk und Eingabe-/Ausgabewerk (Peripheriegerät). Mittlerweile sind bei modernen Prozessoren viele dieser Strukturen eines Rechners in einem Hardwarechip integriert, etwa:

  • Steuerwerk zur ALU und zur Befehlskodierung gleich mehrere Male zur Parallelverarbeitung;
  • Steuerwerk zur Speicherverwaltung (MMU Memory Management Unit);
  • der Cache als Teil des Speicherwerks,
  • die Steuerung für ein Bus-System, das interne und externe Komponenten miteinander verbindet.

Bei sogenannten eingebetteten Prozessoren (embedded systems) wie sie zum Beispiel in PDAs (Personal Digital Assistant) oder Waschmaschinen verwendet werden, findet man im selben Gehäuse noch ein Ein-/Ausgabewerk in Form serieller Schnittstellen (zum Beispiel USB), digitalem I/O (Input/Output) zum Beispiel für einen Touchscreen oder eine Motorsteuerung und analogem I/O für zum Beispiel Lämpchen.

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Quellangabe: de.wikipedia.org
Original-Titel: Hardware

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