Computertechnik für Einsteiger

In unserem Alltag ist Computertechnik ein unverzichtbarer Bestandteil. Die Nutzung und Bedienung von Computern und computerähnlichen Geräten ist für viele Menschen etwas völlig Normales. Nur in technisch orientierten Berufen müssen sich Einsteiger in die überwältigende Vielzahl an Begriffen und Techniken einarbeiten.

Dieser Artikel bietet einen Überblick und einen verständlichen Einstieg in die Grundlagen der Computertechnik.

Übersicht

• Was ist ein Computer?
• Programmieren
• Binärsystem
• Warum die binäre Darstellung?
• Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, ...
• Prinzipien: Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe
• Datenspeicher

Was ist ein Computer?

Ein Computer ist ein elektronisches Gerät, das als Rechner fungiert und Daten verarbeitet. Er besteht aus einer Kombination von Hardware und Software, die es ihm ermöglicht, unterschiedliche Aufgaben auszuführen. Computer sind programmierbar, was bedeutet, dass sie an spezifische Anforderungen angepasst werden können.
In der heutigen Zeit treten die meisten Computer weniger als klassische Computer in Erscheinung. Stattdessen finden sie Anwendung in Bereichen wie Messen, Steuern und Regeln. Diese spezialisierten Computer steuern beispielsweise Abläufe und überwachen Umgebungsbedingungen.

Programmieren

Um einen Computer zu programmieren, ist es notwendig, ihm präzise Anweisungen zu geben, damit er die gewünschten Aufgaben ausführen kann. Dies geschieht mithilfe einer streng formalen Programmiersprache, die es ermöglicht, komplexe Abläufe und Logik in verständlicher Form zu formulieren. Durch diese Sprachen können Programmierer ihre Ideen in ausführbare Programme umsetzen und somit die Funktionalität des Computers steuern.

Binärsystem

In der Computertechnik wird zur Darstellung von Daten das Binärsystem verwendet, welches auf der Grundlage von zwei Zuständen basiert. Der Begriff binär bezieht sich darauf, dass Informationen in Form von zwei möglichen Werten, typischerweise 0 und 1, dargestellt werden.
Jede einzelne Stelle in diesem System wird als Bit bezeichnet. Das Bit ist die kleinste Einheit der Datenverarbeitung in digitalen Systemen.

Die Vereinfachung auf zwei Zustände ermöglicht eine stabile und effiziente Verarbeitung von Informationen. Da stabile Zustände leichter zu handhaben sind, reduziert sich die Komplexität der Schaltungen und Rechenwerke. Zudem ist in einem binären System keine Fehlerkorrektur erforderlich, was die Zuverlässigkeit und Effizienz der Datenverarbeitung weiter erhöht.

• Bit und Byte

Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, ...

Das Byte ist eine weitere Dateneinheit in der Computertechnik. Damit werden in der Regel 8 Bit zusammengefasst. Das ist aber nur eine generelle Annahme. In der Praxis kann ein Byte auch mehr oder weniger Bits umfassen.
Ursprünglich wurde das Byte als "Bite" bezeichnet, was so viel wie "Biss" bedeutet.
Die Einheit Byte bildet die Grundlage für größere Dateneinheiten wie Kilobyte, Megabyte, Gigabyte usw. die auch im allgemeinen Sprachgebrauch weit verbreitet sind.

• Einheiten in der IT

Prinzipien: Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe

Jeder Computer muss drei Dinge bewältigen können: Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe.

1. Computer haben Tastatur und Maus zur Eingabe von Daten. Bei Computer-ähnlichen Geräten dienen Sensoren zur Eingabe.
2. Die Verarbeitung von Daten erfolgt durch einen Prozessor, der einen Programmcode Schritt für Schritt abarbeitet. Im Programmcode wird entschieden, was als nächstes passiert. Dabei kann es neben Berechnungen auch Verzweigungen und Wiederholungen geben.
3. Durch Ausgabe von Daten beeinflusst der Computer die Welt um ihn herum. Das kann eine leuchtende LED sein, ein Motor wird eingeschaltet oder ein Ton wird abgespielt. Denkbar wären die Darstellung auf einem Bildschirm oder die Übertragung von Daten an ein anderes System.

• Computer

Datenspeicher

Ein Datenspeicher dient der kurzfristigen oder langfristigen Aufbewahrung von Daten auf Datenträgern oder in elektronischen Bauteilen. Es gibt verschiedene Arten, wie elektronische, magnetische und optische Speicher. Hierbei macht man sich physikalischer Effekte zu nutze. Ein idealer Datenspeicher vereint hohe Kapazität, Geschwindigkeit und Langlebigkeit, was jedoch oft nicht gleichzeitig erreichbar ist. Deshalb gibt es für unterschiedliche Anforderungen unterschiedliche Speicher.

• Datenspeicher

Schnittstellen

Schnittstellen verbinden unterschiedliche Systeme und ermöglichen Kommunikation und Datenaustausch. Standardisierte Schnittstellen fördern die Automatisierung und Kooperation. Computer besitzen interne und externe Schnittstellen für die Verbindung von Komponenten.

• Schnittstellen

Weitere verwandte Themen:

• Informatik
• Grundlagen Computertechnik
• Geschichte der Computertechnik
• Computersysteme
• Computer-Architektur

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