Computer-Peripheriegeräte: Hardware, Ports und Wartung

Computer-Peripheriegeräte und Schnittstellen

Peripheriegeräte sind für die Kommunikation zwischen dem Computer und der Außenwelt verantwortlich. Man unterscheidet folgende Typen:

• Eingabegeräte
• Ausgabegeräte
• Ein- und Ausgabegeräte
• Speicherperipherie
• Kommunikationsperipherie

Diese Geräte werden verwendet, um externe Hardware an Ihren Computer anzuschließen.

Serielle Schnittstellen (COM-Ports)

Eine serielle Schnittstelle ist eine Kommunikationsschnittstelle, bei der Daten Bit für Bit übertragen werden. Sie verfügen meist über einen D-Sub-Stecker mit 9 oder 25 Pins. Die Bezeichnung erfolgt nach dem Schema: DB-<Anzahl Pins> M (Male/Stecker) oder F (Female/Buchse).

Das Betriebssystem erkennt serielle Schnittstellen als COM-Ports (z. B. COM1, COM2). Die Ports COM3 und COM4 werden oft für interne Geräte genutzt. Serielle Schnittstellen verwenden folgende Systemressourcen:

• Interrupt Request (IRQ)
• Eingabe-/Ausgabe-Adressen (I/O)

Standardressourcen für serielle Schnittstellen:

• COM 1: IRQ 4, Adresse 03F8
• COM 2: IRQ 3, Adresse 02F8
• COM 3: IRQ 4, Adresse 03E8
• COM 4: IRQ 3, Adresse 02E8

Der UART-Chip

Der UART-Chip (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) steuert die seriellen Ports. Er ist entweder auf dem Motherboard integriert oder Teil eines Adapters. Heute ist der Standard-Chip der 16.550, der Geschwindigkeiten von bis zu 115,2 kBit/s unterstützt. Seine Hauptaufgaben sind:

• Verwalten von Unterbrechungen (Interrupts) der angeschlossenen Geräte.
• Konvertierung von parallelen Datenformaten (Systembus) in serielle Formate und umgekehrt.

Standard RS-232

Dieser Standard definiert:

• Die physischen Stecker (DB-9 und DB-25).
• Die Pin-Belegung und die Signale, die über die Pins übertragen werden.
• Signalspannungen und Protokolle für den Informationsaustausch.

RS-232 wird heute oft als EIA-232 bezeichnet. Der Computer wird dabei als DTE (Data Terminal Equipment) und das Peripheriegerät als DCE (Data Communication Equipment) bezeichnet.

Parallele Schnittstellen (LPT)

Im Gegensatz zur seriellen Schnittstelle werden hier 8 Bit gleichzeitig übertragen. Diese Ports sind als LPT (Line Printer Terminal) bekannt und wurden primär für Drucker genutzt. Der Standard-Anschluss am Computer ist eine DB-25-Buchse (weiblich). Geräte nutzen oft einen 36-poligen Centronics-Stecker.

Der Standard IEEE 1284 umfasst:

• SPP (Standard Parallel Port): Einseitige Datenübertragung vom Computer zum Gerät.
• EPP (Enhanced Parallel Port): Bidirektionale Datenübertragung (nicht gleichzeitig).
• ECP (Enhanced Capabilities Port): Gleichzeitige bidirektionale Kommunikation.

USB – Universal Serial Bus

USB ist eine serielle Schnittstelle, die Daten Bit für Bit überträgt. Zu den Hauptmerkmalen gehören Plug and Play, Hot-Swapping (Anschluss im laufenden Betrieb) und die Möglichkeit, bis zu 127 Geräte anzuschließen.

USB-Versionen

• USB 1.0/1.1: 1,5 Mbps (Tastaturen/Mäuse) bis 12 Mbps (Webcams).
• USB 2.0: Bis zu 480 Mbps für große Datenmengen.
• Wireless USB (WUSB): 480 Mbit/s auf kurze Distanz (3m).
• USB On-The-Go (OTG): Ermöglicht Geräten, sowohl als Client als auch als Host zu agieren.

USB-Anschlüsse

Typ A: Rechteckig, meist am Computer zu finden. Typ B: Quadratisch, meist am Peripheriegerät. Zur Erweiterung können USB-Hubs verwendet werden.

Firewire und PS/2

Firewire (IEEE 1394): Eine Hochgeschwindigkeitsschnittstelle für Videokameras oder Festplatten. Versionen: FireWire 400 (400 Mbit/s) und FireWire 800 (800 Mbit/s). Unterstützt bis zu 63 Geräte.

PS/2: Mini-DIN-Anschluss (6-polig) für Tastatur (meist lila) und Maus (meist grün). Diese sind nicht austauschbar und werden heute weitgehend durch USB ersetzt.

Eingabegeräte

Die Tastatur

Die Tastatur besitzt einen eigenen Prozessor. Bei einem Tastendruck wird ein Code an das Motherboard gesendet und ein IRQ1 ausgelöst. Es gibt verschiedene Schaltertypen: mechanisch, Schaumstoff, Gummikappen oder Membranen.

Tastaturtypen

• PC/XT (83 Tasten) und AT (84 Tasten).
• MF-II (101 Tasten): Der langjährige Standard.
• Windows-Tastatur (104 Tasten): Mit speziellen Windows- und Kontextmenü-Tasten.
• Ergonomische und Multimedia-Tastaturen.

Wartung der Tastatur

1. Computer ausschalten und Tastatur trennen.
2. Tastatur umdrehen und vorsichtig schütteln.
3. Druckluftspray verwenden, um tiefsitzenden Schmutz zu entfernen.
4. Tasten mit einem leicht feuchten Tuch oder Pinsel reinigen.

Die Maus

Die Maus steuert einen Cursor über die X- und Y-Achse. Man unterscheidet mechanische Mäuse (mit Kugel) und optische Mäuse (mit Lichtsensor). Moderne Mäuse sind oft kabellos (Infrarot/Funk).

Wartung: Bei mechanischen Mäusen muss die Kugel entnommen und gereinigt werden. Die internen Rollen sollten mit einem alkoholgetränkten Wattestäbchen von Schmutz befreit werden.

Der Scanner

Scanner erfassen gedruckte Informationen digital. Die Qualität wird in dpi (Punkten pro Zoll) gemessen. Viele Scanner nutzen Interpolation, um die Auflösung softwareseitig zu erhöhen.

Wartung: Das Glas sollte vorsichtig mit einem weichen, feuchten Tuch gereinigt werden. Vermeiden Sie Scheuermittel, um Kratzer zu verhindern.

Ausgabegeräte

Der Monitor

Monitore wandeln digitale Signale der Grafikkarte in sichtbare Bilder um. Früher waren CRT-Monitore (Kathodenstrahlröhre) üblich, heute dominieren LCD/TFT-Displays.

Wichtige Parameter

• Auflösung: Anzahl der Pixel (z. B. 1920 x 1080).
• Bildwiederholfrequenz: Wichtig bei CRT zur Vermeidung von Flimmern.
• Reaktionszeit: Wichtig bei LCDs für schnelle Bewegungen (gemessen in ms).

Anschlüsse

• VGA: Analog (DB-15).
• DVI: Digital (DVI-D), Analog (DVI-A) oder beides (DVI-I).
• HDMI: Digitaler Standard für Video und Audio.

Der Drucker

Drucker übertragen digitale Dokumente auf Papier. Der Prozess der Umwandlung in Druckpunkte wird Rasterung genannt.

Druckertypen

• Laserdrucker: Schnell, hohe Qualität, nutzt Toner und eine Belichtungstrommel.
• Tintenstrahldrucker: Ideal für Fotos, nutzt flüssige Tinte.
• Nadeldrucker (Dot-Matrix): Robust, laut, nutzt ein Farbband; heute selten.

Wartungstipps

Reinigen Sie das Gerät regelmäßig. Bei Tintenstrahldruckern sollten die Düsen über die Software ausgerichtet und gereinigt werden. Bei Laserdruckern ist Vorsicht beim Umgang mit Toner geboten (nur mit kaltem Wasser abwaschen).