Informationstechnische Grundlagen (ITG)/ Rechnerkomponenten

Grundsätzlich kann man die Bestandteile eines jeden Rechners, ganz egal ob Bürorechner, Supercomputer, Smartphone oder Mikrocontroller, dem Bereich Hardware oder Software zuordnen. Zur Hardware gehören alle physischen, materiellen Bestandteile, all das, was man prinzipiell anfassen kann.

Der Software hingegen wird alles immaterielle, wie Programme und Daten, zugeordnet. Vergleichbar mit Ideen, Anweisungen und Konzepten kann man Software im Gegensatz zur Hardware nicht anfassen. Es handelt sich letzten Endes um Information.

In diesem Abschnitt wollen wir einige wichtige Hardwarekomponenten sowie typische Vertreter der (Anwendungs-) Software betrachten.

Hardware

Die Hauptplatine (Motherboard) eines Desktop-Rechners trägt einen Großteil der erforderlichen Bauteile und hält Steckplätze und Anschlüsse für weitere Komponenten bereit.

Einige wichtige Komponenten eines Büro-Rechners (Desktop-Rechner, Desktop) sollen hier aufgezählt und ihre Funktion knapp erläutert werden:

• Spannungsversorgung/Netzteil, stellt die benötigte Energie zur Verfügung.
• Hauptplatine (Mainboard/Motherboard), trägt die meisten Bauteile und hält Steckplätze und Anschlüsse bereit.
• (Haupt-) Prozessor (CPU, Central Processing Unit), führt Berechnungen und Datenverarbeitung durch, steuert Speicher und Geräte.
• Grafikkarte oder Onboard-Grafik mit GPU (Graphics Processing Unit, Grafikprozessor), steuert die Bildausgabe auf dem Monitor. Für Büroarbeiten genügt eine Onboard-Grafik.
• Steckplätze für Erweiterungskarten wie Hochleistungsgrafik, Netzwerkkarten WLAN/Kabel, Soundkarte, … .
• Speicher (siehe auch: Speicherhierarchie):

1. Prozessor-Cache: Sehr schneller, flüchtiger Zwischenspeicher in der CPU.
2. Arbeitsspeicher (RAM): Flüchtiger und schneller Speicher, der momentan ausgeführte Programme und zugehörige Daten enthält. Weitere Speichermodule können gegebenenfalls hinzugefügt oder vorhandene durch Module mit größerer Speicherkapazität ersetzt werden.
3. Festplattenlaufwerk/Solid State Disk (SSD): Nichtflüchtiger Speicher zur dauerhaften Speicherung von Programmen und Daten (siehe auch: Massenspeicher).
4. Wechseldatenträger: Mobile Speichermedien.

• Eingabegeräte: Tastatur, Maus, Touchpad, Grafiktablett, Mikrofon, …
• Ausgabegeräte: Monitor, Beamer, Drucker, Lautsprecher, …

• 
  Netzteil
• 
  PC Motherboard
• 
  Schematische Darstellung
• 
  Smartphone Motherboard
• 
  Laptop Motherboard
• 
  Prozessor (CPU)
• 
  Prozessor (CPU)
• 
  Integrierte GPU
• 
  Grafikkarte
• 
  Netzwerkkarte
• 
  Arbeitsspeicher
• Festplatte
• 
  Solid State Disk (SSD)
• 
  Wechseldatenträger
• 
  USB-(Speicher-)Stick
• 
  Grafiktablett

Symbol für ESD-gefährdete Bauteile Hinweise zum Umgang mit fest verbauten Hardwarekomponenten: Elektrische Geräte vor dem Öffnen immer von Spannungs-/Stromquellen trennen. Kontaktflächen und elektronische Bauteile möglichst nicht berühren, vorsichtige Handhabung aller Komponenten. Maßnahmen gegen elektrostatische Auf- bzw. Entladung (ESD) treffen: Sich selbst durch das Berühren von geerdeten Gegenständen wie Wasserhahn oder Heizung entladen. Nach Möglichkeit Erdungsband verwenden. Antistatische Kleidung, Schuhe und Fussboden wählen bzw. ungünstige Kombinationen wie z.B. Wolle/Synthetikfasern meiden. Die in Hardwarekomponenten verwendeten Materialien sind größtenteils giftig: Während der Arbeit keine Nahrungsmittel konsumieren, danach Hände gründlich waschen.

Software

Der Benutzer kommuniziert über die Software (bestehend aus Anwendungen, Programmen und dem Betriebssystem) mit der Hardware.

Zur Software gehören Programme (auf Smartphones/Tablets auch Apps genannt) und Daten, all das, was man installieren, kopieren, löschen und über das Internet übertragen kann:

• Bildbearbeitungsprogramme und Bilder/Grafiken
• Präsentationsprogramme und Präsentationen
• Textverarbeitungsprogramme und -Dokumente
• Tabellenkalkulationsprogramme
• Web-Browser
• Datei-Browser
• Kommunikationsprogramme
• Multimedia-Programme und Audio/Video Dateien
• Betriebssystem
• …

Aufgaben

Liste auf, welche der oben genannten Hardwarekomponenten für folgende Rechner unabdingbar und welche optional (nicht unbedingt notwendig) sind: Desktop Smartphone Server WLAN-Router Ermittle Eigenschaften aktueller und handelsüblicher Hardware: Prozessor: Taktfrequenz, Anzahl der Kerne, Preisbereich Arbeitsspeicher: Speicherkapazität, Preisbereich Festplattenspeicher: Speicherkapazität, SSD oder HD, Preisbereich Zerlege (unter sachkundiger Aufsicht) einen Rechner und identifiziere die einzelnen Komponenten. Anschließend Händewaschen nicht vergessen! Suche zu jedem aufgeführten Softwarebereich ein zugehöriges Programm und starte es. Zu welchen Bereichen kennst/findest du mehrere Programme, zu welchem Bereich keines? Warum?