Computer - Zusammenfassung IT-Grundlagen PDF

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aus dem skript....

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IT (= Informationstechnologie): Unter IT versteht man Computer, Netzwerke (z.B. Internet) und Software zur Verarbeitung von Informationen, z.B. Text schreiben, Bilder scannen, Text/Bilder versenden, Steuererklärungen erstellen, Kundendatenbank nutzen, Waren im Internet ersteigern. Computer, Netzwerke und deren Bestandteile sowie die eingesetzte Software bezeichnet man als ITKomponenten.

1. Arten von Computern     

Arbeitsplatzcomputer: Desktop Mobile Computer: Notebook, Netbook (verfügen i.d.R nicht über Festplatten) Wearable Computer (tragbare Computersysteme) Smartphone/Tablet Workstation (Server): Tower Großrechner (Mainframe)

2. Bestandteile eines Computersystems  Hardware (materielle Komponenten)  Zentraleinheit  Schnittstellen  Peripherie (Ein- und Ausgabegeräte)  Software/Daten (immaterielle Komponenten)  Systemsoftware  Anwendungssoftware

3. Daten, Datenaufbau Jegliche Information innerhalb eines Computersystems wird als eine Folge von Bits dargestellt. 8 Bit werden dabei immer zu einem Byte zusammengefasst. Die zu speichernden Informationen müssen hierbei passend codiert werden. Beispiel 1: Codierung eines Schwarz-Weiß-Bildes Bild: Codierung:

Bitfolge: 10100110 Speicherbedarf für das Bild: 8 Bit = 1 Byte Beispiel 2: Bild mit 4 Farben Bild: Codierung:

Bitfolge: 11 00 10 01 00 00 10 11 Speicherbedarf für das Bild: 16 Bit = 2 Byte

Beispiel 3: Mehrzeiliges Schwarz-Weiß-Bild Bild:

Codierung:

Bitfolge: 11 11 11 10 00 11 00 10 00 11 00 10 Speicherbedarf für das Bild: 24 Bit = 3 Byte Beispiel 4: Rechnerinterne Darstellung von Text (ASCII-Code) Zur Codierung eines Buchstabens werden 8 Bits verwendet. Daher können 256 verschiedene Zeichen dargestellt werden. Auszug aus der ASCII-Tabelle:

Speicherbedarf: 5 Byte Speicherplatzbedarf Je größer die Menge der O bjekte (z.B. Farben oder Schriftzeichen), die binär codiert werden müssen, umso mehr Speicherplatz wird für ein einzelnes Element benötigt. 2 Anzahl Bits = maximale Anzahl codierbarer Elemente Beispiel: 1 Bit = 21 = 2  z.B. 2 Farben (siehe Beispiel 1) 2 Bit = 22 8 Bit = 28

= 4  z.B. 4 Farben (siehe Beispiel 2) = 256  z.B. 256 Zeichen (siehe Beispiel 4)

Ein Bild enthält 240 verschiedenen Farben. Wie viele Bits werden zur Kodierung eines Bildpunktes benötigt ? 240 = 2n  N=8Bit Damit Daten, die in einer Datei gespeichert sind, von einem Programm korrekt verarbeitet werden können, muss dieses den genauen Aufbau der Daten kennen. Dieser Aufbau wird Dateiformat genannt. Dabei wird zwischen zwei Arten unterschieden:  Proprietäres Format  Format wird durch Hersteller festgelegt z.B. .doc, .xlsx, .rar  Aufbau des Formats ist oft nur dem Hersteller bekannt.  Bindung an das Programm des Herstellers  Standardformat  Festlegung durch ein standardische Gremium (.zip / .mkv / .odt / .png)  Aufbau des Formats ist veröffentlicht  es kann von vielen verschiedenen Programmen verwendet werden  Kürzel für Größenangaben  Kilo (K): 210  Mega (M): 220  Giga (G): 230  Tera (T): 240  Beispiele  1 Kilobyte (KB) = 1024 Byte  1 Megabyte (MB) = 1024 KB  1 Gigabyte (GB) = 1024 MB  1 Terabyte (TB) = 1024 GB

4. Zentraleinheit (EVA-Prinzip)

EVA = Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe ROM = Read Only Memory: Speicher, der überlesen werden kann CPU = Central Processing Unit RAM = Random Access Memory -> Arbeitsspeicher ca. 4GB groß Austausch zwischen RAM und CPU -> Datenverarbeitung.  Prozessor (CPU = Central Processing Unit)  unterschiedliche Hersteller (Intel, AMD, IBM, Motorola)  unterschiedliche Bitbreite (gleichzeitige Verarbeitung von 32 oder 64 Bit)  unterschiedliche Taktfrequenz (Anzahl Verarbeitungsschritte pro Zeiteinheit)

 Bussystem  Leitungen, die den Prozessor und den Hauptspeicher verbinden  Hauptspeicher  RAM (Random Access Memory)  Aufnahme von Programmen und Daten  „flüchtiger“ Speicher (Inhalt nur solange Stromzufuhr besteht)  Zugriffszeit typisch 60 Nanosekunden (nsec)  meist DRAM (Dynamic RAM)  auch SRAM (Static RAM)  schneller und teurer als DRAM  ROM (Read Only Memory)  permanente Speicherung („nicht-flüchtig“)  Inhalt nicht (vom Endanwender) veränderbar  fest eingeschriebenes Programm und Geräteparameter zum Starten des Rechners ("Boot")  Cache-Konzept (Cache-Speicher zwischen RAM und CPU)  Sehr schneller Pufferspeicher zur Reduzierung der Zugriffszeit typisch...