Grundlagen der Computertechnik und Anwendungen

Vorteile von Computern

Computer arbeiten schneller als Menschen, finden Informationen schnell, können Informationen speichern und werden nie müde.

Datentypen

• Numerisch (2 Typen: Ganzzahlen und reelle Zahlen)
• Text (Zeichenketten)
• Grafiken (Bilder)
• Datum
• Sound

Eingabegeräte

• Konzept-Tastatur: Ein flaches Brett mit einem Raster programmierbarer Tasten. Wird oft bei kleinen Kindern in der Grundschule verwendet.
• Lichtgriffel: Ein kleiner, stiftförmiger Stab mit Lichtsensoren. Wenn man den Stift gegen den Bildschirm drückt, um Objekte oder Befehle auszuwählen, sendet er ein Signal an den Computer, der die Position des Lichtgriffels ermittelt. Benötigt keinen speziellen Bildschirm.
• Touchscreen: Ein Flachbildschirm, der Berührungen erkennt (z. B. durch Unterbrechung von Infrarot-Strahlen, die von oben nach unten und von Seite zu Seite verlaufen). Findet man oft in Restaurants.
• OMR (Optical Mark Recognition): Verwendet einen optischen Markierungsleser, um Markierungen an bestimmten Stellen auf speziell gedruckten Formularen zu erkennen. Häufigste Anwendung: Eingabe von Daten aus Lottoscheinen.
• OCR (Optical Character Recognition): Verwendet einen Scanner und spezielle Software, um Text in einem gescannten Bild in ein bearbeitbares Format (z. B. für Textverarbeitung) umzuwandeln. Hauptunterschied zu OMR: OCR erkennt die Form der Zeichen, OMR die Position der Markierungen. OCR wird z. B. zur Verarbeitung von Postleitzahlen bei der automatischen Briefsortierung verwendet.

Binärzahlen

Computer speichern und verarbeiten Daten mithilfe von Binärzahlen. Diese werden verwendet, weil sie sehr einfach mit elektronischen Schaltungen darzustellen sind. Eine Einheit im Binärsystem heißt Bit (kurz für Binary Digit).

Speichertypen

• ROM (Read Only Memory): Programme und Daten im ROM sind permanent und können nicht geändert werden. Inhalte gehen beim Ausschalten nicht verloren (nicht-flüchtiger Speicher).
• RAM (Random Access Memory): Der Arbeitsspeicher des Computers. Speichert Programme und Daten, die aktuell verwendet werden. Inhalte gehen beim Ausschalten verloren (flüchtiger Speicher).
• PROM (Programmable Read-Only Memory): Kann einmal programmiert, aber danach nicht mehr geändert werden.
• EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): Kann programmiert und bei Bedarf gelöscht und neu programmiert werden (z. B. in Waschmaschinen).

EPOS und EFTPOS

Supermarktkassen werden als EPOS (Electronic Point of Sale)-Terminals bezeichnet. EFTPOS (Electronic Funds Transfer at Point of Sale) bezieht sich auf ein Terminal, das Kredit- oder Debitkarten verarbeiten kann. EPOS-Terminals sind oft an einen Minicomputer im Geschäft angeschlossen. Dieser kann wiederum über eine Telekommunikationsverbindung (z. B. Telefonleitung) mit einem zentralen Großrechner der Kette verbunden sein.

Direkter vs. Serieller Zugriff

Direkter Zugriff (Random Access): Benötigte Daten können sofort gefunden werden, ohne alle vorherigen Daten lesen zu müssen (z. B. bei Festplatten). Die Adresse (Spur, Sektor) wird aus einem Index ermittelt. Wird auch als wahlfreier Zugriff bezeichnet.
Serieller Zugriff (Sequenzieller Zugriff): Um Daten zu finden (z. B. auf einem Magnetband), muss vom Anfang an gelesen werden, bis die Daten gefunden sind. Wird auch als sequenzieller Zugriff bezeichnet.

Dateikomprimierung

Wird verwendet, um Dateien zu verkleinern, sodass mehr Daten auf demselben Speicherplatz gespeichert werden können. Ermöglicht auch das schnellere Senden großer Dateien über das Internet, da eine komprimierte Datei viel kleiner ist als das Original. Eine komprimierte Datei muss vor der Verwendung mit Dekomprimierungssoftware (z. B. WinZip) dekomprimiert werden.

CAD (Computer-Aided Design)

Die Verwendung eines Computers, um Designs anzuzeigen, zu ändern sowie Berechnungen durchzuführen und Ergebnisse anzuzeigen. Häufige Anwendungen sind:

• Entwicklung neuer Autos
• Brücken- & Gebäude-Designs und Prüfung
• Leiterplatten (PCB)-Design
• Design neuer Flugzeuge
• Design von Einbauküchen

Sensoren

Computer verwenden Sensoren, um Ereignisse in der Außenwelt zu überwachen. Sensoren erkennen Veränderungen von Bedingungen wie Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und Licht und senden Daten als Eingangssignal an einen Computer. Ein häufig anzutreffender Sensor ist der Passiv-Infrarot-Sensor (PIR), der von Einbruchmeldeanlagen verwendet wird, um Bewegungen innerhalb oder außerhalb von Gebäuden zu erkennen.

Formeln (Tabellenkalkulation)

Eine Formel in einer Tabellenkalkulation wird verwendet, um eine Berechnung anhand der Zahlen in anderen Zellen durchzuführen. Das Ergebnis der Berechnung wird in der Zelle angezeigt, in der die Formel eingegeben wurde. Eine einfache Formel kann addieren, subtrahieren, multiplizieren oder dividieren. Für Berechnungen werden üblicherweise folgende Symbole verwendet: +, -, *, /.