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Informatik

Der Informatikunterricht erfolgt nach dem Lehrplan der Schule zur Lernförderung. Im Rahmen der informatischen Bildung lernen die Schüler verschiedene Informations- und Kommunikationssysteme, insbersondere den Computer, sachgerecht, situativ-zweckmäßig und verantwortungsbewusst zur Lösung von Aufgaben zu nutzen. Dazu stehen den Schülern an unserer Schule zwei gut ausgestattete Computerkabinette und Computer, in nahezu jedem Klassenzimmer, zur Verfügung.

   

Das Innenleben eines Computers

Mikroprozessor (Central Prozessing Unit - CPU)

 
Prozessor

Der Mikroprozessor ist das Herzstück eines Rechnersystems. In ihm findet die Verarbeitung aller Informationen, Daten, Anweisungen und Adressen statt. Die Taktfrequenz ein MHz (GHz) gibt an, mit welcher Frequenz ein Prozessor maximal getaktet werden kann, und ist ein Maß dafür, wie schnell er die Anweisungen eines Programms abarbeiten kann.

Arbeitsspeicher (Random Acess Memory - RAM)

 
 RAM Das bezeichnet den Hauptspeicher des Computers, gemessen in MB (Megabyte) bzw. GB (Gigabyte). RAM-Speicher haben sehr kurze Zugriffszeiten im Bereich von wenigen Nanosekunden und dienen dem Mikroprozessor als Arbeitsspeicher. Es gibt verschiedene Arten von RAM, wie z.B. DRAM, DDR-SDRAM, DDR2-SDRAM, EDO-RAM oder SD-RAM.

Hauptplatine (Motherboard, Mainboard)

 
 Mainboard Die Hauptplatine beherbergt alle wichtigen Funktionseinheiten eines Computers: Mikroprozessor, Takteinheit, ROM und RAM, die dazugehörigen Steuereinheiten und die Slots zur Erweiterung des Systems. Je nach Hersteller beinhaltet die Hauptplatine auch Video-, Sound- und Netzwerkkomponenten „onboard“.

Interne Schnittstellen (Interface)

 
 Controller Interne Schnittstellen (Interface) werden innerhalb der Systemeinheit genutzt und sind besser unter der Bezeichnung Controller bekannt. Bekannt sind z.B. IDE-Controller, SCSI-Controller oder SATA-Controller. Sie dienen zum Anschluß von Festplatten und CD-, und DVD-Laufwerken.
 

Externe Schnittstellen

 
 Schnittstellen Externe Schnittstellen stellen die Verbindung zwischen der Systemeinheit und der Peripherie her. Mit ihnen können beliebige Geräte an jeden Computer angeschlossen werden. Zu den bekanntesten gehört die serielle Schnittstelle, die parallele Schnittstelle (für Drucker), die SCSI-Schnittstelle, Firewire-Schnittstelle und die USB-Schnittstelle.
 

Erweiterungskarten (Interface-Karten)

 
 Netzwerkkarte Besondere Erweiterungskarten finden in den Slots auf der Hauptplatine Platz. (PCI, AGP und PCI-Express) Zu ihnen zählen z.B. ISDN-Karten, Netzwerkkarten, Grafikkarten, TV-Karten und PCMCIA-Karten.
 

Festplatte

 
 Festplatte Die Festplatte ist der Hauptspeicher für alle Daten, die erhalten bleiben sollen, auch wenn der Computer abgeschaltet wird. Die Größe von Festplatten wird in Gigabyte angegeben. Sie bestehen aus einer oder mehreren rotierenden Platten, die sich mit Geschwindigkeiten von 5400 bis 15000 Umdrehungen pro Minute bewegen. Externe Festplatten werden über eine USB oder Firewire Schnittstelle eingebunden.
 

Grafikkarte

 
 Grafikkarte Die Grafikkarte dient der Darstellung des Bildes auf dem Monitor. Von ihr hängt die mögliche Bild- und Farbauflösung ab. Alle heute erhältlichen Grafikkarten genügen den gängigen Anforderungen, lediglich Computerspiele stellen höhere Ansprüche. Die möglichst realistische Darstellung künstlicher Welten durch 3-D-Techniken hat zu einer rasanten Weiterentwicklung auf diesem Gebiet geführt. Spezielle GPUs (Graphic Processing Units) übernehmen die Grafikberechnung und schnelle Speicher erhöhen die Verarbeitungsgeschwindigkeit.
 

Soundkarte

 
 Soundkarte Eine Soundkarte ermöglicht die Eingabe, Verarbeitung, Erzeugung und Ausgabe akustischer Signale. Als Schnittstelle zum Anschluss verschiedener Geräte, z.B. Mikrofon, HIFI-Geräte, Musikinstrumente (MIDI), Verstärker oder Aktivboxen ist sie universell einsetzbar.

Floppy-Disk-Laufwerk

 
Floppy Die Diskette gehört zu den magnetischen Speichermedien. Obwohl die meisten Computer noch über ein Diskettenlaufwerk verfügen, ist die Floppy-Disc mit lediglich 1,4 MB Speicherplatz und sehr langsamen Datenübertragungsraten nicht mehr zeitgemäß. Sie wird heute so gut wie nicht mehr verbaut und hat dem jetzigen Standard, dem USB-Stick den Rang abgelaufen.

CD-ROM / DVD / Blu-Ray-Laufwerk

 
Laufwerk CD und DVD arbeiten mit optischen Speicherverfahren. Im Gegensatz zu einer CD kann eine DVD beidseitig beschrieben sein, außerdem verfügt sie über eine größere Datendichte und zwei parallelen Datenschichten (Layer). So bietet eine CD 750 Megabyte Speicherplatz und eine DVD je nach Typ von 4,7 bis 17 Gigabyte.
Es gibt einmal beschreibbare Rohlinge (CD-R und DVD-R/DVD+R) und wieder beschreibbare (CD-RW und DVD-RW/DVD+RW).
Bei DVD gibt es zwei konkurrierende Systeme, die als Plus- und Minus-Standard bezeichnet werden und nicht zueinander kompatibel sind, so dass beim Kauf eines Rohlings auf den jeweiligen Standard des Brenners geachtet werden muss.
Als neustes Medium ist die Bluray-Disk auf den Markt. Als Single-Layer mit 25GB und als Dual-Layer mit 50GB Speicherkapazität wird sie vor allem als Datenspeicher von hochauflösenden Filmen verwendet.

Netzteil

 
Netzteil Im Netzteil wird die Wechselspannung des Energieversorgungsunternehmens (230Volt) in Gleichspannung für das Computersystem umgeformt. Diese betragen +3,3V, +5V oder –5V, +12V oder –12V. Die Belastbarkeit (Leistung) wird in Watt angegeben. Über genormte Steckverbindungen können alle Baugruppen eines IT-Systems angeschlossen werden.

Lüfter/Kühler

 
Kühler Der immer höher werdende Integrationsgrad und die damit verbundene Wärmeentwicklung im Betrieb der Prozessoren machen eine Zwangskühlung erforderlich. Dazu wird auf dem Prozessor ein Lüfter montiert, dessen Drehzahl elektronisch gesteuert wird und der dadurch je nach Bedarf die Betriebstemperatur des Prozessors auf einem zulässigen Pegel hält. Das gleiche gilt auch für moderne Grafikkarte, deren GPU gekühlt werden muss. Als zusätzliche Kühlung kann ein Gehäuselüfter eingesetzt werden. Als Hardcore-Variante wird heutzutage auch eine Wasserkühlung eingesetzt.

Ein-und Ausgabegeräte

 
Tastatur Unter Ein- und Ausgabeeinheiten werden all die Geräte zusammengefasst, mit denen eine Kommunikation zwischen Mensch und Maschine und umgekehrt möglich ist. Als Eingabegeräte zählen die Tastatur und die Maus, über die der Mensch dem Computersystem sowohl Anweisungen als auch Daten übermitteln kann, das Grafiktablett, zum Eingeben von Informationen in grafischer Form sowie der Scanner zum Abtasten und Einlesen von optischen Informationen in alphanumerischer oder grafischer Form. Als Ausgabegeräte zählen der Monitor (als CRT oder TFT), der Drucker für Texte und grafischen Darstellungen auf Papier, der Plotter zum Ausdruck von großformatigen Dokumenten und der Video-Projektor(Beamer) zum Darstellen von Bildschirminhalten im Großformat auf einer Fläche.

USB-Stick

 
Stick Eine weiteres übliches Speichermedium ist der USB-Stick. Er besteht aus einem so genannten Flash-Speicher mit USB-Anschluss. Er kann mit jedem Computer verbunden werden, der über eine USB-Schnittstelle verfügt und wird von neueren Betriebssystemen sofort als Laufwerk erkannt. Auf älteren Betriebssystemen wie Windows 98 muss ein entsprechender Treiber installiert werden.
   
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