Exkurs:
Hardware, Software und das Drum und Dran
Im folgenden sollen möglichst kurz einige grundlegende Begriffe im Zusammenhang mit Computer erläutert werden. Der Unterschied zwischen verschiedenen Hard- und Softwaresystemen spielt zum Beispiel bei der Beschäftigung mit Computerviren eine Rolle.
1. Hardware
Als Hardware bezeichnet man die physikalisch vorhandenen Einzelteile eines Computers. Handelsübliche Rechner bestehen mindestens aus den folgenden Hardware - Komponenten, also Einzelteilen: Hauptplatine, Mikroprozessor, Arbeitsspeicher, Festplattenspeicher, Diskettenlaufwerk, Gehäuse mit Netzteil, Graphikprozessor und Graphikspeicher. Die beiden letztgenannten Teile sind meistens gemeinsam auf einer Erweiterungskarte (Graphikkarte) untergebracht. Auch ein CD-Rom-Laufwerk gehört mittlerweile zum Standard.
Dazu kommen als unverzichtbare Elemente die Ein- und Ausgabegeräte: Auf der Eingabeseite üblicherweise Tastatur und Maus, auf der Ausgabeseite der Monitor.
Dazu lassen sich die meistens Computer mit zusätzlichen Komponenten aufrüsten: Drucker, Scanner, Wechselplattenlaufwerke, Graphiktabletts, Digital(Video-)kameras, Modems und so weiter. Diese zusätzlichen Komponenten bezeichnet man als Peripherie. Im Zusammenhang mit dem Internet ist auf Seiten der Peripherie natürlich das Modem unverzichtbar.
Hauptplatine (mainboard, motherboard)
Die Hauptplatine verbindet die einzelnen Komponenten über ihre Leiterbahnen zu einem Ganzen. Außerdem versorgt sie den Prozessor und die Erweiterungskarten über das Netzteil mit Strom (Laufwerke haben eigene Stromanschlüsse). Dementsprechend beherbergt die Hauptplatine die "Halterung" (Sockel) für den Prozessor, die Steckplätze für Arbeitsspeicher und Graphik- und Erweiterungskarten, die Anschlüsse für Festplattenlaufwerke und Diskettenlaufwerke, einen Anschluß für das Netzteil, die Anschlüsse (Schnittstelle, interface) für die Peripherie und die Steuerungselektronik für den Datenverkehr zwischen den Komponenten.
Mikroprozessor (CPU, central processing unit)
Ein Mikroprozessor ist ein Siliziumplättchen, auf das mit einem speziellen Belichtungsverfahren mikroskopisch kleine Transistoren aufgebracht werden. Ein Transistor ist ein elektronisches Schaltelement. Über Verkettungen vieler Schaltelemente können im Prozessor mathematische Operationen vollzogen werden. Diese Erklärung ist zwar nicht wirklich verständlich, aber eine genauere Betrachtung lohnt sich eigentlich nicht.
Prozessoren unterscheiden sich in ihrem inneren Aufbau, der sogenannten Prozessorarchitektur. Das hat Einfluß darauf, welche Art von Befehlen Prozessoren verarbeiten können. Die Software (s.u. muß an den Prozessor angepaßt sein.
Auf dem Markt für Heimanwender werden im wesentlichen zwei Prozessorarten eingesetzt:
Die IBM-Kompatiblen X86-Prozessoren und die Prozessoren von Apple, bzw. deren Nachbauten von Umax, Motorola u.ä.
Bei den X86-Prozessoren steht das X für die jeweilige Prozessorgeneration (286 , 386, 486...).
Jede Prozessorgeneration unterscheidet sich von der vorhergehenden hauptsächlich durch die Anzahl von Transistoren pro Quadratmillimeter und durch die sogenannte Taktfrequenz (gemessen in Megahertz). Die Taktfrequenz gibt an, wieviel Befehle pro Sekunde der Prozessor ausführen kann. Auch Intels Pentium gehört übrigens zu den X86-Prozessoren; die Bezeichnung 586 ließ sich aber nicht für Werbezwecke rechtlich schützen.
Arbeitsspeicher (RAM)
RAM ist die Abkürzung für Random Access Memory, also Speicher mit wahlfreiem Zugriff. Ein RAM-Baustein ist ein Mikrochip, der hauptsächlich aus winzigen Kondensatoren - also Speicherzellen für elektrischen Strom - besteht. Daten im Computer bestehen aus elektrischem Strom.
Die Kondensatoren im Speicherchip sind in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet. Aus der Kombination von Spaltennummer und Zeilennummer ergibt sich eine Speicheradresse, an der die Steuerelektronik eine Information ablegen und wieder auslesen kann.
Arbeitsspeicher ist flüchtiger Speicher. Das bedeutet, daß die Informationen in ihm verloren gehen, sobald der Strom am Rechner abgeschaltet wird.
Arbeitsspeicher gibt es in verschiedenen Ausführungen, die sich hauptsächlich in der Geschwindigkeit unterscheiden, mit denen Daten geschrieben und gelesen werden können (Zugriffszeit). Das Tempo des Arbeitsspeichers muß zum Tempo des Prozessors passen; die Daten dürfen weder zu schnell noch zu langsam zum Prozessor gelangen.
Festplattenspeicher (Festplatte, hard disk)
Die Festplatte ist ein dauerhafter Speicher. Die Daten bleiben erhalten, auch wenn der Rechner ausgeschaltet wird.
Eine Festplatte besteht aus übereinanderliegenden, magnetisierbaren Scheiben, die in einem versiegelten Gehäuse rotieren. Über jeder dieser Scheiben schwebt ein einem Luftpolster ein Schreib- und ein Lesekopf. Daten werden geschrieben, indem nach einem bestimmten Muster Punkte auf der Scheibe magnetisiert werden. Daten werden gelesen, indem die magnetisierten Bereiche unter dem Lesekopf rotieren. Der Lesekopf besteht im einfachsten Fall aus einem Eisenkern, der von einer Drahtspirale umgeben ist. Wenn sich ein magnetisierter Bereich unter dem Lesekopf bewegt, wird in der Metallspirale ein Strom induziert. Der Strom wird als Datenbit an den Rechner weitergegeben. Eine sinnvolle Aneinanderreihung von Datenbits ergibt ein Zeichen oder eine Anweisung.
Auch Festplatten sind durch Zylinder, Spuren und Sektoren in Adressen aufgeteilt.
Um geschriebene Daten wieder aufzufinden, wird auf einer reservieren Spur die FAT angelegt, die file allocation table, also eine Tabelle mit den Adressen der Daten. Wird die FAT beschädigt, sind die Daten verloren.
Diskettenlaufwerk
Das Diskettenlaufwerk funktioniert ähnlich wie eine Festplatte. Allerdings ist hier eine einzelne, biegsame Scheibe in einem herausnehmbaren Gehäuse untergebracht. Die Lese- und Schreibköpfe schweben nicht über der Platte, sondern liegen auf ihr auf.
Graphikprozessor, Graphikspeicher
Um den Hauptprozessor zu entlasten, wird die Bildschirmdarstellung meistens von einem gesonderten Prozessor auf einer Graphikkarte übernommen. Dieser ist besonders für die Anforderungen der Bildschirmdarstellung konstruiert. Da Bilder (z.B. bei "Filmen") sehr schnell neu berechnet werden müssen, ist auf der Graphikkarte noch ein meist sehr schneller Arbeitsspeicher untergebracht. Während ein Bild auf dem Bildschirm gezeigt wird, wird das nächste bereits berechnet und im Graphikspeicher abgelegt.
2. BIOS
Zwischen Hard- und Software besteht noch eine Vermittlungsebene, das BIOS, oder Basic Input-Output System (Grundlegende Steuerung von Ein- und Ausgabe). Das BIOS steuert den Verkehr zwischen Hardware und Betriebssystem; es ist auf einem ROM-Speicherbaustein im Rechner untergebracht (ROM = Read only Memory, Speicher zum Nur-Lesen).
Zum BIOS gehört auch das CMOS, ein als Mikrochip ausgeführter, dauerhafter Speicher. In ihm werden einige grundlegende Angaben über die verwendete Hardware gespeichert, z.B. Größe der Festplatte oder Größe des Arbeitsspeichers. Die Eintragungen lassen sich zum Teil von Hand ändern. Dazu wird unmittelbar nach Rechnerstart eine Taste oder Tastenkombination angezeigt, (bei Hauptplatinen mit einem BIOS der Firma Award zum Beispiel die "Entfernen"- Taste), mit denen man zu den Einstellungsfelder gelangt.
Wer nicht ziemlich genau weiß, was er tut, sollte allerdings die Finger von den meisten Einstellungen lassen.
3. Software
Software unterscheidet man nach Betriebssoftware (Betriebssystem) und Anwendungssoftware.
Das Betriebssystem bietet zunächst noch keine Funktion wie etwa Textverarbeitung oder ähnliches. Seine Aufgabe ist es, die Anweisungen der Anwendungssoftware in Befehle zu übersetzen, die für die verwendete Hardware ausführbar sind. Betriebssysteme müssen der jeweiligen Prozessorarchitektur angepaßt sein.
Gängige Betriebssysteme für PCs sind etwa MS-DOS, Windows 95, OS/2 von IBM. Windows 3.11 ist übrigens kein Betriebssystem, sondern ein Anwendungsprogramm, bzw. eine sogenannte "graphische Benutzeroberfläche", die die Anwendung von MS-DOS komfortabler gestalten und dessen Möglichkeiten erweitern soll.
Die Firma Apple entwickelt speziell an ihre Rechner angepaßte Betriebssysteme, wie Os8 oder Rhapsody. Allerdings wird Rhapsody das erste APPLE-Betriebssystem, daß auch auf IBM-kompatiblen Personal Computern laufen soll.
Rhapsody beruht auf Unix, einem Betriebssystem, das sich mit relativ wenig Aufwand an andere Hardwareumgebungen anpassen läßt.
Anwendungssoftware bezeichnet Programme wie WordPerfect, dBase, eMail-Programme etc., also all das, womit der Computerbenutzer am Ende tatsächlich arbeitet. Anwendungsprogramme (applications) sind vom Betriebssystem und damit auch von der Hardware abhängig. Deswegen sind Computerviren, die eine bestimmte Software oder den ihr zugeordneten Dateityp angreifen (z.B. *.doc-Dateien bei WinWord) ebenfalls Betriebssystem- und Hardwareabhängig.
Das Bemerkenswerte am Internet ist, daß es Rechner plattformübergreifend verbindet, das heißt auch Apple-Rechner und PCs oder PCs und Workstations mit Alpha-Prozessoren. Dazu dienen die Übertragungsprotokolle im Internet die jeder Rechner, unabhängig von seiner Hardware, versteht.
