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Computer Grundlagen

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cg-zusammenfassung

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Computer Grundlagen

1. Computer und mobile Endgeräte 1.1. Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) Der Begrif IT ist ein tberbegriff, der verschiedene Bereiche aus der Welt der Computer und Iommunikation zusammenfasst. Dazu gehören beispielsaeise ◦ Berechnung von Daten (Bildbearbeitungf, Tabellenkalkulationf, Bankensystemef, Motorsteuerung von Autosf, Steuerung von ndustrieanlagen …) ◦ Speicherung von Daten ◦ Übermittlung von Daten ( nternetf, Telefonief, Fernsehen...) Die Durchdringung aller Lebensbereiche mit IT ist aeit fortgeschritenn Smartphonesf, OnlineBankingf, nternet überallf, bargeldlose Zahlungf, Ticketkauf über das nternet und vieles mehr funktionieren nurf, aeil im iintergrund eine umfangreiche DD-- nfrastruktur besteht.

1.2. Hardware iardaare ist allesf, aas man angreifen kannn Monitorf, Druckerf, Mausf, Computerf, Festplatenf, Smartphones...

Arten von Computern •

Personal Computer (PCs) aerden von einzelnen Personen benütztn Desktop Computer: Computerf, die auf oder neben einem Tisch stehen Notebook/Laptop: tragbarer Computer

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Tragbare Geräte und Mobilgeräte Tablet PCn bezeichnet einen tragbaren Computer mit Touchscreen ohne Tastatur. Der Benutzer kann Dingaben per Stii oder Finger direkt auf dem Bildschirm machen. Din Smartphone ist ein Mobiltelefon mit Zugang zum nternet. Auf Smartphones können Programme (Apps) installiert aerden.

Hauptbestandteile des Computers •

Prozessor - CPU (Central Processing Unit) Die CPU ist die zentrale Recheneinheit eines Computers.

Prozessor

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Arbeitsspeicher (RAM = Random Access Memory) zum kurzfristigen Speichern von Daten. Das RAM ist der ArbeitsspeiArbeitsspeicher RAM cher (iauptspeicher) eines Rechners. Beim Start des Rechners aerden Teile des Betriebssystems in das RAM geladen. Das RAM ist ein flüchtiger Speichern Wenn der Strom abgeschaltet airdf, geht der Speicherinhalt verloren.

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Festplatte oder SSDn Aktuelle PCs haben Festplaten oder SSDs bis zu mehreren Terabyte Speichergröße. SSD (Solide State Drive) ist ein Speichermedium ähnlich einer Festplatef, jedoch ohne beaegliche Teile. SSDs sind aesentlich schneller als Festplaten!

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Festplatte 2 TB

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Welche Faktoren beeinfussen die Computerleistung? •

Prozessorgeschwindigkeit (= CPU-Geschwindigkeit)n gemessen in Mhz (Megahertz) bza. Ghz (Gigahertz). Aktuelle Prozessoren haben Taktreeuenzen bis 4 Ghz.

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Anzahl der Prozessorkernen Je mehr Ierne ein Prozessor hatf, desto mehr Aufgaben kann er gleichzeitig erledigen. Ds gibt Single-Core Prozessoren ( Iern)f, Dual-Core Prozessoren ( Ierne)f, Quad-Core Prozessoren (4 Ierne) usa.

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Arbeitsspeicher (RAM)n Je größer der Arbeitsspeicher istf, desto aeniger oi muss der Computer auf die aesentlich langsamere Festplate zwischenspeichern bza. davon lesen. Aktuelle PCs haben 4 GB und mehr RAM. Bei speziellen Anforderungen aie zum Beispiel -ideobearbeitung kann mehr RAM (bis zu 64 GB!) notaendig sein. Mit der Tastenkombination Windows + Pause findet man Informationen zur Größe des Hauptspeichers.

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Anzahl der laufenden Programmen Wird der Computer beim Arbeiten langsamerf, kann durch Schließen von nicht benötigten Programmen Arbeitsspeicher freigegeben aerden – der Computer aird schneller. Alle laufenden Anwenderprogramme haben einen Eintrag in der Taskleiste. Mit einem rechten Mausklick auf das Taskleistensymbol kann die Anwendung beendet werden (→ Fenster schließen).

Interne Geräte sind im Computer eingebaut •

Festplatte oder SSD als Massenspeicher

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Optische Laufwerke: Blu-ray und D-D-Laufaerke

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Touchpad: zum Beaegen des Cursors bei Notebooks

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Touchscreen: Smartphonesf, Tablets und manche Notebooksf, D-Book Readerf, Navigationsgerätef, Fahrkartenautomatenf, Geldausgabeautomaten in Banken haben einen berührungsempfindlichen Monitorf, der mit Finger oder Stii bedient aird.

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Webcam und Mikrofon sind in vielen mobilen Geräten eingebaut.

Externe Geräte werden an den Computer angeschlossen •

Maus, Tastatur, Monitor, Lautsprecher

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Externe Festplatten mit USB-Anschluss f, USB Speichersticks oder SD Speicherkarten.

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Drucker: Laserdrucker bza. Tintenstrahldrucker

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Scanner: zum Digitalisieren von Bildernf, Texten Aus Fotos und gedruckten Texten aerden Dateien im Computer erzeugt. Große Firmen wie zum Beispiel Versicherungen scannen jeden Brief, den sie erhalten, sofort ein. Die Sachbearbeiter erhalten, lesen und bearbeiten die eingescannten Dokumente nur mehr auf dem PC.

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Dockingstationn Dine Notebook Dockingstation versorgt das Gerät mit Stromf, verbindet es mit dem Netzaerk und Peripheriegeräten aie Drucker und zusätzlichem Monitor. Das umständliche Anschließen von verschiedenen Geräten entällt.

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Schnittstellen verbinden Computer mit Geräten: •

1.3.

USB (Universal Serial Bus)n für den Anschluss einer -ielzahl von externen Geräten aie Mausf, Tastaturf, Druckerf, Scannerf, Festplatenf, USB-Sticksf, Iameras …

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HDMI, DVI, DisplayPort und VGA (veraltet)n für den Anschluss von Monitoren und Beamern

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Netzwerkanschlussn für Zugang zum LAN bza. nternet.

USB

Netzwerkstecker HDMI

Sofware und Lizenzierung Soiaare nennt man alle Arten von Computerprogrammen. Man unterscheidet zaischen dem Betriebssystem und den Anaendungsprogrammenn

VGA

Betriebssysteme Din Betriebssystem ist die Soiaaref, die die -eraendung eines Computers ermöglicht. Das Betriebssystem verwaltet den Zugrif auf die Hardware (Speicherf, Din- und Ausgabegeräte aie Tastaturf, Mausf, Bildschirm etc.) und steuert die Ausführung von Programmen. Bevor ein Anaendungsprogramm oder eine APP installiert aerden kannf, muss ein Betriebssystem vorhanden sein. Bekannte Betriebssysteme sind z.B. Microsoft Windows, Linux, Android oder Apple iOs (für Smartphones) und Mac OS.

Anwendungsprogramme •

Apps (Abk. für Applikation) sind Programme. Sie aerden in App Stores zum Doanload bereitgestellt. Apps gab es anfangs nur für Smartphones und Tabletsf, jetzt auch für PCs mit dem Betriebssystem Windoas.

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Textverarbeitung: z.B. Word oder LibreOfce Writer

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Tabellenkalkulation z.B. Dxcel oder LibreOfce Calc

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Datenbanken arbeiten mit großen Mengen an Datenf, die in Tabellen eingegeben aerdenn z.B. Accessf, MySel oder LibreOfce Base.

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Präsentation: z.B. PoaerPoint oder LibreOfce mpress für -orträge

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E-Mailprogramme: z.B. Outlookf, Windoas Mailf, Thunderbird

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Webbrowser: z.B. nternet Dxplorerf, Ddgef, Firefoxf, Google Chromef, Operaf, Safari (Apple)

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Bildbearbeitungsprogramme z.B. Photoshopf, G MPf, Paint.NDT...

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Computerspiele

Soiaare kann lokal auf dem Computer installiert sein (z.B. nstallation Microsoi Ofce) oder online verfügbar sein (z.B. Microsoi Ofce c65f, -ideobearbeitung von YouTubef, Google Drivef, Onlineversion von Photoshop etc.). Bei einer Installation eines Programms oder einer App aerden die Programmdateien auf das Gerät kopiert und zur -eraendung eingerichtet. Wird ein Programm nicht mehr benötigtf, kann man es deinstallieren. Bei der Deinstallation aerden die Programmdateien gelöscht.

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Lizenzierung von Sofware •

Kommerzielle Sofware: z.B. Microsoft Office (Word, Excel, PowerPoint,...) Windows 8, Photoshop, ….

Iommerzielle Soiaare kostet Geld. Bei der nstallation muss die Soiaare mit einem Registrierungscode freigeschaltet aerden. Die erlaubten Nutzungsmöglichkeiten eines gekauien Programms sind in der Benutzerlizenz bza. Endbenutzerlizenz (EULAn End User License Agreement) festgelegt. Die Software Microsoft Office Home and Student 2016 darf nur auf einem PC installiert werden. Nur private Nutzung ist erlaubt.

Rechtmäßig eraorbene (lizenzierte) Soiaare erkennt man an der Produkt-ID und der Produktregistrierung für eine Person oder Firma. •

Freewaren Freeaareprogramme können kostenlos genutzt aerden.

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Sharewaren Diese Programme dürfen für einen festgelegten Zeitraum zum Testen kostenfrei genutzt aerdenf, dann aird der Benutzer aufgefordertf, einen Iaufpreis zu bezahlen.

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Demoversion (Probeversion, Testversion)n Zeitlich oder funktionsmäßig eingeschränkte -ersion eines Programms zum Iennenlernen.

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Proprietäre Sofware: Dine -eränderung der Soiaare durch den Anaender ist nicht möglich bza. nicht erlaubtf, da der Quellcode nicht veröfentlicht aird (z.B. Windows, Microsoft Office).

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OpenSource: OpenSource Soiaare erlaubt den Benutzern die freie Weitergabe des Programms. Jeder darf den Quellcode (Programmcode) einsehenf, ändern und das Programm aeiter entaickeln. Beispiele dafür sind das Betriebssystem Linux und die Programme LibreOffice, Firefox, GIMP und viele andere Programme.

1.4. Computer hochfahren und herunterfahren Nach Dinschalten startet der Computer das Betriebssystem. Diesen -organg nennt man auch Booten. Nach der Anmeldung (Dingabe von Benutzername und Passaort) kann man auf seine Daten und die Programme zugreifen. -erlässt man den Computerf, sollte man sich abmelden . Din anderer Benutzer kann sich dann mit seinen Anmeldedaten anmelden. Benötigt man den PC für längere Zeit nicht mehrf, so kann er heruntergefahren oder in einen stromsparenden Ruhemodus versetzt aerden.

1.5. Speicherung von Daten Speichergrößen Bitn ist die kleinste Maßeinheit für nformationen. Nur zaei Zustände sind möglichn 0 oder . Byten Byte = 8 Bits Din Buchstabe oder Zifer benötigt mindestens ein Byte Speicherplatz.

Der Quellcode besteht aus Programmzeilenf, die der Programmierer geschrieben hat. Der Quellcode aird dann in ein ausführbares Programm übersetztf, das der Computer versteht. www.easy4me.info

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Computer Grundlagen Iilobyte (IB)

≈ .000 Byte

Eine bedruckte Seite hat ca. 2000 Zeichen (2 KB)

Megabyte (MB)

≈ .000 IB

Typische Fotos haben ca. 1 MB bis 6 MB

Gigabyte (GB)

≈ .000 MB

Eine Film-DVD hat 4 bis 8 GB Speicher

Terabyte (TB)

≈ .000 GB

Genug Speicherplatz um die Grunddaten aller Menschen der Welt zu speichern.

10 Der Einfachheit halber wird statt der korrekten Umrechnungszahl 1024 (= 2 ) mit 1000 gerechnet.

Speichermedien •

Festplatten oder SSDs können im PC eingebaut sein oder als externe Geräte angeschlossen aerden. Aktuelle Geräte haben Festplatten von 250 GB bis zu mehreren TB.

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CDs (Compact Disc) sind ein optisches Speichermedium für Musik und Daten aller Art. CD Rohlinge (leere beschreibbare CDs) können mit einem CD- bza. D-D-Brenner beschrieben aerden.

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DVDs unterscheiden sich durch ihre höhere Speicherkapazität von CDs.

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Blu-ray Disks aerden für -ideos veraendet.

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USB-Sticks und Speicherkarten USB-Sticks und Speicherkarten sollten nicht während eines Speichervorgangs abgesteckt werden, da sonst Daten verloren gehen können. So entfernt man diese Speichermedien ordnungsgemäß: Im Infobereich der Taskleiste kann der Datenträger sicher entfernt bzw. ausgeworfen werden.

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NAS (Netaork Atached Storage) sind im Netzaerk verfügbare Speichermedien. Din NAS ist ein einfach zu veraaltender Dateiserver – vereinfacht gesagt – ein Gehäuse mit einer oder mehreren eingebauten Festplaten. Rechner im Netzaerk können auf die dort gespeicherten Daten zugreifen und Programme gemeinsam nutzen.

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Online Speicherplatzn aird von Anbietern im nternet bereitgestellt. Bekannte Anbieter sind dropbox.com, drive.google.com, box.com, Microsoft mit OneDrive.

-orteilen Der Datenzugrif kann von überall über das nternet erfolgen. Dateien und Ordner können für andere Anaender zur Ansicht oder Bearbeitung freigegeben aerden.

Speichergrößen im Vergleich

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1.6. Netzwerkbegrife Din Netzaerk entstehtf, aenn verschiedene Geräte aie Computerf, Drucker und Server miteinander verbunden aerden. Din wichtiger -orteil ist die gemeinsame Nutzung der Ressourcenn Druckerf, Speicherplatz und Zugang zum nternet können von allen Computern im Netzaerk genutzt aerden. Din Computernetzaerk dient auch der internen Iommunikation in Firmen und Schulen.

Sicherheit im Netzwerk Din Netzaerk ermöglicht vielen Computern den Zugrif auf Daten. Durch die Anmeldung mit Benutzername und Passaort aird sichergestelltf, dass nur berechtigte Benutzer auf die Daten zugreifen können. • WLAN: (Wireless Local Area Netaork - drahtloses Lokales Netzaerk)n Mehrere Rechner sind mit Funknetzaerk miteinander verbunden (fast alle Notebook haben WLAN). Drahtlosnetzaerke (WLANs) können gesichert oder ofen seinn Gesichertes WLAN mit Verschlüsselung

Um ein gesichertes WLAN benutzen zu könnenf, muss ein Passwort eingegeben aerden. Die Daten aerden verschlüsselt übertragen. Die -erschlüsselungsmethoden WPA bza. WPA2 gelten als sicher. Öfentliche Netzaerke sind meist ofen – die Datenübertragung erfolgt unverschlüsselt. Sicherheitshalber sollte man sensible Tätigkeiten aie Online-Banking nicht über ofene und daher ungesicherte WLANs ausführen. •

LAN (Local Area Netaork - Lokales Netzaerk)n Din LAN ist ein Netzaerk innerhalb einer Schule oder einer Firma.

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Din Intranet ist ein Netzaerkf, das nur innerhalb einer Firma oder Organisation verfügbar ist und im Gegensatz zum nternet nicht öfentlich ist.

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Virtual Private Network (VPN)n Din -PN ermöglicht den verschlüsselten und sicheren Zugrif von außen auf ein Netzaerkf, als aäre man selbst innerhalb des Netzaerkes. Damit erhält zum Beispiel ein Mitarbeiter auf Geschäisreise Zugrif auf alle Daten seiner Firma als aäre er auf dem Arbeitsplatz im Büro.

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Netzlaufwerkn st ein Ordner auf einem Serverf, der in einem Netzaerk frei gegeben aurde. -on anderen PCs aus können auf Netzlaufaerken Dokumente gespeichert oder abgerufen aerden. Netzlaufaerke sind ideale Speichermedien für die Zusammenarbeit von Nutzern.

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Internetn st das größte Computernetzaerk. Ds besteht aus vielen Netzaerken und verbindet Millionen von Computern. Die aichtigsten Dienste des nternets sind E-Mail (elektronische Post) WWW (World Wide Web) IM Instant Messagingn Unterhaltung (Chaten) per Textnachricht in Echtzeit z.B. über Facebook oder WhatsApp. VOIPn nternetelefonie (Voice Over Internet Protocol) z.B. mit Skype oder Gespräch per WhatsApp. Das Gespräch aird über das nternet übertragen

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Upload, Download und Übertragungsgeschwindigkeit von Daten •

Uploadn Daten aerden von einem Rechner ins nternet kopiert – z.B. ein Foto auf Facebook.

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Downloadn Aus dem nternet aerden Daten auf den eigenen Rechner heruntergeladen – z.B. eine Musikdatei oder ein Programm.

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Übertragungsgeschwindigkeit = Übertragungsrate = Datenraten m Unterschied zu den üblichen Speicherangaben in Byte aird die tbertragungsgeschaindigkeit in Bits pro Sekunde angegebenn Bit/s (Bits pro Sekunde) = Anzahl der Bits die pro Sekunde übertragen aerden Kbit/s (Iilobits pro Sekunde) = 0 4 bit/s (ca. 000 bit/s) Mbit/s (Megabits pro Sekunde) = 048 576 bit/s (ca. Million bit/s) Gbit/s (Gigabits pro Sekunde) = ca. Milliarde bit/s

Din schneller nternetzugang (Breitbandanschluss) kann bis zu c00 Mbit/s erreichen. n einem lokalen Netzaerk aerden kann die Datenrate über Gbit/s liegen. Beispiel:

Kann der Downwload von 10 MB (Megabyte) unter einer Sekunde dauern? Anbindung an das Internet: 50 Mbit/s.

Lösung:

10 MB sind 80 Mbit. Nachdem in einer Sekunde maximal 50 Mbit heruntergeladen werden kann, wird der Download etwas mehr als eine Sekunde dauern.

Anbindung an das Internet: Ds gibt verschiedene Technikenf, um einen Zugang zum nternet herzustellenn •

Telefonleitung per ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)n Breitbandanschluss über vorhandenen Festnetzanschluss

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Mobilfunkn UMTS/cG bis 4 Mbit/sf, LTD/4G (neueste Technologie) bis c00 Mbit/s

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Kabeln nternetanschluss über T--Iabel

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Wi-Fi bza. WLANn (Wireless Local Area Netaork - drahtloses Lokales Netzaerk)n Die Rechner greifen über ein Funknetzaerk auf ein Gerät (z.B. ein Router) zuf, das den Zugang zum nternet bereitstellt.

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Satellit: Die Internetverbindung über Satellit funktioniert auch in abgelegenen Regionen.

Internet Service Provider (ISP) sind Firmenf, die einen Zugang zum nternet gegen Bezahlung bereitstellen. SPs sind z.B. Mobilfunkanbieterf, Festnetztelefonieanbieter und Iabel-T- Anbieter. Oi aerden Breitbandanschlüsse mit Flatrate (unbeschränktes Datenvolumen mit monatlichen Fixkosten) angeboten. Wichtige Iriterien bei der Wahl eines SP sind die Doanload- und Uploadgeschaindigkeit und der monatliche Pauschalpreis. m nternet finden sich nternetarif-Rechnerf, die bei der Ausaahl eines Providers behilfich sind.

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2. Sicherheit und Wohlbefnden 2.1. Daten und Geräte schützen PCsf, Smartphonesf, Tablets speichern bza. haben Zugrif auf aertvolle Daten. Damit diese Daten nicht verloren gehen oder ausspioniert oder unbefugt verändert aerdenf, sollten verschiedene Sicherheitsmaßnahmen ergrifen aerdenn

Gute Passwörter verwenden Benutzername und Passaort ermöglichen nur befugten Benutzern den Zugang. Din gutes Passaort sollte •

aus Ilein- und Großbuchstabenf, Zifern und Sonderzeichen bestehen

• • • •

eine Mindestlänge von 8 Zeichen haben nicht in einem Wörterbuch stehen keinen persönlichen Bezug haben aie Geburtsdatumf, Namensteile etc. regelmäßig geändert aerden

Gutes Passaortn mVi1963g! (Merkhilfen mein Vater ist 1963 geboren!) Schlechte Passaörtern 12345 qwertz geheim hallo boss passwort ...

Firewall Die Fireaall kontrolliert den Datenverkehr zaischen den Computern. Sie schützt Computer vor uneraünschten Zugrifen über das Netzaerk. Moderne Betriebssystem aie Linux oder Microsoi Windoas haben eine Fireaall als Soiaare dabeif, sie kann aber auch durch iardaare bereitgestellt aerden (z.B. viele Router haben auch eine Fireaallfunktionf, die den nternetzugang filtert).

Backup Der Computer ist kaputt wo sind meine Daten? Wenn eine Festplate defekt aird oder ein Brand ausbrichtf, können Computerdaten zerstört aerden. Man erstellt daher Sicherheitskopien (Backups) auf externe Datenträger (Festplatenf, D-Dsf, etc.)f, die man an einem anderen Ort aufeaahrt und mit denen man die Daten im Unglücksfall aiederherstellen kann.

2.2. Malware und Antivirensofware Was ist eine Malware? Malaare ist ein tberbegrif für verschiedene Typen von uneraünschten Programmen. Wenn der Computer langsamer als so...