Grundlagen der Informatik: Computer, Hardware und Sprachen

Was ist ein Computer?

Ein Computer ist ein Hochleistungsrechner, der für intensive Rechenaufgaben entwickelt wurde. Mainframe-Computer haben in der Regel mehrere Benutzer, die gleichzeitig an das System angeschlossen sind. Die mächtigsten Mainframes, Supercomputer genannt, führen sehr komplexe und zeitaufwendige Berechnungen durch.

Was ist ein Mikrocomputer?

Ein Mikrocomputer ist ein Gerät, wie ein PC oder Laptop, das einen Mikroprozessor als Zentraleinheit (CPU) verwendet. Zu den häufigsten Mikrocomputern zählen PCs, Home-Computer und Computer für kleine Unternehmen.

Elemente eines Computers

Hardware umfasst alle materiellen Komponenten eines Computersystems, die für den Betrieb notwendig sind. Die Funktion dieser Komponenten wird in der Regel in drei Hauptkategorien unterteilt:

• Eingabe
• Ausgabe
• Speicherung

Die Bestandteile dieser Kategorien sind durch eine Reihe von Kabeln und Leitungen miteinander verbunden.

Programmiersprachen

In der Informatik wird eine künstliche Sprache verwendet, um eine Folge von Anweisungen zur Verarbeitung durch einen Computer zu definieren. Es ist allgemein anerkannt, dass die Übersetzung von Anweisungen in einen für den Computer verständlichen Code vollständig kompatibel sein muss. Normalerweise führt der Computer selbst die Übersetzung aus.

Typen von Programmiersprachen

Maschinensprache

Dies ist die Sprache des Computers selbst, basierend auf dem binären System (Maschinencode). Sie ist für Menschen schwer zu verwenden, da der Entwickler jeden Befehl und jede Dateneingabe in binärer Form angeben muss.

Low-Level-Sprache

Auf einer sehr niedrigen Ebene verarbeiten Mikroprozessoren nur binäre elektronische Signale. Eine Anweisung an einen Mikroprozessor ist das Senden einer Reihe von Nullen und Einsen, die über die Zeit in einer bestimmten Weise ausgebreitet werden. Diese Signalfolge wird als Maschinencode bezeichnet.

High-Level-Sprache

High-Level-Sprachen verwenden normalerweise englische Begriffe (z. B. LIST, PRINT oder OPEN), die eine Folge von Dutzenden oder Hunderten von Maschinensprachen-Anweisungen repräsentieren. Befehle werden über die Tastatur eingegeben und von einem Programm in Maschinensprache übersetzt.

Beispiele für Programmiersprachen

• Pascal: Eine High-Level-Sprache für allgemeine Zwecke, die sowohl für wissenschaftliche als auch für kommerzielle Anwendungen genutzt werden kann. Ein Beispiel ist ein Sorting-Programm, das eine Folge von N Zeichen einliest, einen Index erstellt und die sortierte Folge ausgibt.
• BASIC: Eine High-Level-Sprache, die aus für Menschen verständlichen Anweisungen besteht. Ein Compiler wie QBasic übernimmt die Übersetzung in Maschinensprache.

Bytes und Dateneinheiten

Ein Byte ist eine Informationseinheit, die aus 8 Bit besteht und einem einzelnen Zeichen (Buchstabe, Ziffer oder Satzzeichen) entspricht. Da ein Byte nur eine kleine Menge an Informationen repräsentiert, werden Speichergrößen in der Regel in Kilobyte (1.024 Bytes) oder Megabyte (1.048.576 Bytes) angegeben.