Peripheriegeräte: Arten, Funktionen und Klassifizierung

1. Arten von Peripheriegeräten

Eine der wichtigsten Funktionen eines Betriebssystems ist die Kontrolle der peripheren Eingabe/Ausgabe (Input/Output) des Computers. Das Betriebssystem ist für das Senden von Aufträgen, die Zuweisung der Prozessoraufmerksamkeit an die Geräte sowie die Vermeidung möglicher Fehler verantwortlich.

Klassifizierung nach Informationsverwaltung

Peripheriegeräte werden nach der Art und Weise, wie sie Informationen verwalten, wie folgt eingestuft:

• Block-Peripheriegeräte: Die Informationen, die sie handhaben, haben eine feste Größe. Die Informationen werden als Block in den und aus dem Speicher übertragen.
• Zeichen-Peripheriegeräte: Sie werden verwendet, um Daten in Form von Zeichen in keiner bestimmten Reihenfolge in den Speicher des Rechners zu übertragen.

Jedes Peripheriegerät besteht aus einer mechanischen Komponente und einer oder mehreren elektronischen Komponenten. Das Betriebssystem extrahiert Informationen aus dem Hauptspeicher in Form von elektrischen Impulsen und sendet sie an die verschiedenen Peripheriegeräte.

Klassifizierung nach Funktion

Die Geräte, die das Betriebssystem verwaltet, um Informationen von einem Ort zum anderen zu leiten, werden nach ihrer Funktion klassifiziert:

• Speicher (Storage): Computerspeicher oder zusätzlicher externer Speicher.
• Schnittstellen: Ermöglichen die Kommunikation zwischen dem Benutzer und dem Betriebssystem.
• Übertragungsmedien: Busse und Kanäle sind die Sender für den Informationsaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Computers.

Weitere wichtige Aspekte der Peripherie sind die Controller, die Kanäle und die Unterbrechungen (Interrupts). Controller oder Adapter sind Hardware-Komponenten, welche die Nutzung von Peripheriegeräten verwalten. Sie existieren in verschiedenen Typen und Funktionen, um die Peripherie physisch mit der Hauptplatine des Computers für die Kommunikation zu verbinden.

Controller oder Adapter benötigen eine kleine Software für die Kommunikation zwischen den Peripheriegeräten und dem Mikroprozessor. Diese Software wird Treiber (Driver) genannt. Diese Treiber werden für verschiedene Betriebssysteme entwickelt.

2. User-Interfaces (Benutzerschnittstellen)

Schnittstellen sollten als Mittel der Kommunikation zwischen Hardware und Software über das Betriebssystem betont werden. Schnittstellen können wie folgt eingestuft werden:

• Textbasierte Schnittstellen (Interface-Typ Text): Der Benutzer gibt Befehle ein und erhält Antworten vom Betriebssystem in Form von Zeichenketten. Ein typischer Bildschirm im Textmodus hat eine Größe von 80 Spalten und 24 Zeilen, sodass bis zu 1920 Zeichen gleichzeitig angezeigt werden können.
• Grafische Schnittstellen (Grafik-Interface-Typ): Bei dieser Art von Schnittstellen ist die Maus fast unerlässlich. Informationen werden in separaten Fenstern oder auf Bildschirmen angezeigt.

3. Klassifikation der Peripheriegeräte

Die gängige Klassifikation der Peripheriegeräte lautet:

• Eingabegeräte: Sie dienen dazu, Informationen in den Computer einzugeben. Von dort gelangen die Informationen in den Arbeitsspeicher und zu anderen internen Komponenten zur Verarbeitung.
• Ausgabegeräte: Sie dienen dazu, Informationen aus dem Speicher und anderen Komponenten zu extrahieren und die Daten anzuzeigen.
• Ein- und Ausgabegeräte (I/O): Sie dienen dazu, Daten sowohl in den Computer einzufügen als auch aus ihm zu entfernen.

Externe Speicher-Peripheriegeräte

Externe Speicher, auch als Hilfsspeicher oder Massenspeicher bezeichnet, versuchen die Defizite des Hauptspeichers auszugleichen – insbesondere dessen geringe Kapazität und die Tatsache, dass gespeicherte Informationen gelöscht werden, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Hilfs-Massenspeicher können Informationen länger speichern als der Hauptspeicher.

Wichtige Peripheriegeräte im Überblick

Einige der wichtigsten Peripheriegeräte sind:

• a) Tastatur und Maus: Dies sind die Eingabegeräte par excellence. Es gibt verschiedene Tastaturmodelle mit 84, 102 oder 104 Tasten.
  • Allgemeine Schreib-Tasten: Angeordnet wie bei einer Schreibmaschine.
  • Funktionstasten: Meist oben platziert, um spezifische Anwendungen durch Kurzbefehle zu steuern.
  • Ziffernblock: Befindet sich auf der rechten Seite. Er hat eine Doppelfunktion: als numerische Tastatur (bei aktiviertem NumLock) oder zur Cursor-Bewegung.
  • Bearbeitungs- und Cursor-Tasten: Tasten zur Bearbeitung und Steuerung des Cursors.
  • Spezielle Tasten und Windows-Tasten: Tasten mit spezifischen Systemfunktionen.
  Die Maus ist ein weiteres häufig verwendetes Eingabegerät. Ihr Erfolg beruht auf moderner Software, mit der der Cursor schnell über den Bildschirm bewegt werden kann. Mäuse haben meist zwei oder drei Tasten.
• b) Monitor: Ein Ausgabegerät, das monochrom oder farbig sein kann. Die Leistung hängt von der Grafikkarte, dem Speicher, der Bildwiederholfrequenz und der Größe in Zoll ab. Jeder Bildpunkt wird als Pixel bezeichnet. Moderne Karten ermöglichen Auflösungen von 1280 x 1024 Pixeln oder mehr bei 16,7 Millionen Farben.
• c) Drucker: Ein Ausgabegerät, das Informationen auf Papier präsentiert. Die gängigsten Typen sind:
  • Impact-Drucker (Nadeldrucker): Heute seltener wegen hoher Lautstärke und niedriger Qualität (9 oder 24 Nadeln).
  • Nicht-Impact-Drucker: Dazu gehören Thermodrucker (benötigen wärmeempfindliches Papier), Tintenstrahldrucker (hohe Qualität für Zeichen und Grafiken), Laserdrucker (höchstes Niveau, ähnlich wie Kopierer mit Toner) und elektromagnetische Drucker.
• d) Scanner: Ein Eingabegerät, das Bilder oder Texte in digitale Daten umwandelt.
• e) Modem / Router: Der Name stammt von Modulator/Demodulator. Es ist ein I/O-Peripheriegerät, das die Fernkommunikation mit anderen Computern über Telefonleitungen oder Netzwerke ermöglicht.
• f) Festplatten: Sie bieten große Kapazität und hohe Geschwindigkeit. Sie werden zur Installation von Betriebssystemen und Anwendungssoftware genutzt. Die Kapazität wird in Gigabyte (GB) oder Terabyte gemessen.
• g) Digitalisiertablett und Stift: Diese Eingabegeräte werden zur Erstellung von Karten und Diagrammen verwendet, wo Tastatur und Maus unpraktisch sind.
• h) CD-ROM: Ein Eingabegerät, bei dem der Zugriff auf Informationen mittels Laser-Technologie erfolgt.
• i) DVD (Digital Versatile Disc): Ähnlich wie CD-ROMs, aber mit wesentlich höherer Speicherkapazität (über 4 GB) und heute weit verbreitet.