Grundlagen der Computertechnologie und Netzwerke

Der Computer

Ein Computer ist ein elektronisches Gerät, das Daten aufnimmt, verarbeitet und in nützliche Informationen umwandelt. Er besteht aus einer Sammlung von integrierten Schaltungen und Komponenten, die eine Vielzahl von Aufgaben mit hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit ausführen können.

Diese Aufgaben basieren auf Folgen von Anweisungen oder Routinen, die vom Benutzer oder automatisch von einem anderen Programm bereitgestellt werden. Diese Anweisungen werden angegeben, organisiert und systematisiert in einem breiten Spektrum von praktischen und genau bestimmten Anwendungen. Dieser Prozess wird als Programmierung bezeichnet, und die Person, die ihn durchführt, ist der Programmierer.

Hardware und Software

Hardware

Die Hardware umfasst alle physischen Komponenten eines Computers, wie zum Beispiel:

• Festplatte
• Hauptplatine (Mainboard)
• Speicher (RAM)
• Grafikkarte (Video-Ausgang, Beschleuniger-Karte)
• Audio-Ausgang
• CD/DVD-Laufwerke
• Mikroprozessoren
• USB-Anschlüsse

Auf der Hardware läuft die Software, welche alle Programme und Daten umfasst, die auf dem Computer gespeichert sind.

Software

Die Software besteht aus den Anweisungen, die die Hardware (die Maschine) steuern, damit sie funktioniert. Als allgemeiner Begriff kann Software in verschiedene Kategorien unterteilt werden, basierend auf der Art der ausgeführten Arbeit. Die beiden primären Kategorien sind:

1. System-Software: Steuert die grundlegende Funktionsweise des Computers.
2. Anwendungs-Software: Führt die Vielzahl von Aufgaben aus, für die Computer eingesetzt werden.

Arbeitsspeicher (RAM)

RAM (Random Access Memory, zu Deutsch: Direktzugriffsspeicher) ist der Hauptspeicher, in dem der Computer die Daten speichert, die er im Moment verwendet. Die Speicherung ist vorläufig (volatil), da die Daten und Programme nur so lange dort verbleiben, wie der Computer eingeschaltet ist oder nicht neu gestartet wird. Er wird RAM genannt, weil es möglich ist, schnell auf jeden beliebigen Speicherort zuzugreifen.

Peripheriegeräte

Eingabegeräte

Geräte zur Eingabe von Daten in den Computer:

• Tastatur
• Maus (Rato)
• Joystick
• Mikrofon
• Webcam
• Scanner
• Barcodescanner
• Touchscreen (taktil)

Ausgabegeräte

Geräte zur Ausgabe von Informationen:

• Monitor
• Lautsprecher
• Kopfhörer
• Drucker
• Plotter
• Projektor

Eingabe- und Ausgabegeräte (I/O)

Geräte, die sowohl zur Eingabe als auch zur Ausgabe dienen:

• Speichereinheiten
• CD/DVD-Laufwerke
• Modem
• Fax
• USB-Geräte

Netzwerkprotokolle

Protokoll

Ein Protokoll ist ein Satz von Regeln für die Kommunikation zwischen Computern in einem Netzwerk. Diese Standards legen fest, welche Art von Kabeln verwendet wird, die Netzwerk-Topologie, die Art der Kommunikation und die Geschwindigkeit der Übertragung. Die gängigsten Standards für den Kanalzugriff sind Ethernet, LocalTalk und Token Ring.

TCP/IP

Wir haben mehrere Protokollfamilien für die Netzwerkkommunikation, die ursprünglich für die Entwicklung von UNIX-Systemen führend waren. Die am weitesten verbreitete ist die Internet-Protokoll-Suite, bekannt als TCP/IP.

TCP/IP ist ein Protokoll, das eine zuverlässige Datenübertragung in Paket-Netzwerken bietet. Der Name leitet sich von den zwei wichtigsten Protokollen der Familie ab: Transmission Control Protocol (TCP) und Internet Protocol (IP). Gemeinsam umfassen sie mehr als 100 verschiedene Protokolle in diesem Satz.

Das auf TCP/IP basierende Internet verbindet Computer mit unterschiedlichen Betriebssystemen, einschließlich PCs, Mini- und Mainframe-Computern, über lokale und weitreichende Netzwerke.

Ethernet

Ethernet ist ein Standard für lokale Computernetzwerke (LAN), der das Medium Access Control-Verfahren CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) verwendet. Der Name leitet sich vom physikalischen Begriff des Äthers ab.

Ethernet definiert die Eigenschaften der Verkabelung und Signalisierung sowie die Frame-Formate der Data Link Layer und der Physical Layer des OSI-Modells.