Donnerstag, Juli 5, 2007, 11:56 AM
- Hardware
Ein Drucker ist ein Zubehörgerät, mit dem man Texte, Bilder, Fotos oder ähnliches auf Papier oder ähnliche Oberflächen ausdruckt. Die ersten Drucker wurden in den 50er Jahren entwickelt, diese sogenannten Alphabetdrucker funktionierten wie eine Art Schreibmaschine. Es gibt die unterschiedlichsten Druckertypen, die nach ihren speziellen Druckverfahren eingeteilt werden. Der verbreitetste Drucker in den Haushalten ist wohl der Tintenstrahldrucker, bei dem kleine Tintentröpfchen über Düsen anschlagfrei auf das Papier aufgebracht werden.
Hierbei kann eine sehr hohe Qualität von bis zu 1200 dpi erreicht werden. Einer der schnellsten Drucker ist der Laserdrucker, der nach fotoelektrischem Prinzip arbeitet. Dieser Non-Impact-Drucker besitzt eine Bildtrommel, die einer A4-Seite entspricht. Die Trommel ist statisch geladen und wird per Laserstrahl punktweise wieder entladen – an diesen Entladenen Punkten haftet beim Druckvorgang dann der Toner. Eine alte Druckerart ist der Nadeldrucker, bei dem Buchstaben segmentweise aufs Papier gebracht werden. Wie der Name schon sagt, werden bei diesem Impact-Drucker Nadeln und Farbbänder verwendet. Darüberhinaus gibt es noch Thermodrucker, Wachsdrucker und LCD-Drucker.
Erwähnenswert ist auch der Machine Identification Code: bei nahezu jedem Farbdrucker wird eine winzig kleine, kaum sichtbare Markierung auf dem Papier hinterlassen, ein digitales Wasserzeichen mit dem sich der Hersteller nachvollziehen lässt. Angeschlossen werden Drucker meist über die USB- oder FireWire-Schnittstelle, seriell, oder aber über Bluetooth. Mittlerweile gibt es auch große Multifunktionsgeräte, die über Scanner, Drucker, Kopierer und Fax Funktionen verfügen.
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Donnerstag, Juli 5, 2007, 11:55 AM
- Speicher
Die Festplatte eine Computers oder anderer elektronischer Gerätes ist das Hauptspeichermedium. Es basiert auf ferro-magnetischer Technik. Dies bedeutet, dass binäre Informationen auf die Oberfläche einer rotierenden Scheibe geschrieben werden. Die Informationen werden auf diese Weise als magnetisierte Bereiche gespeichert, das Lesen der Daten geschieht dementsprechend durch eine Abtastung der magnetisierten Bereiche mit Hilfe eines Lesekopfes.
Das Material der Festplatten ist fest und starr, im Gegensatz zu den bekannten Disketten. Die erste Festplatte, die käuflich erworben werden konnte, war die IBM 350. Die Kapazität der damaligen Festplatte betrug gerade mal fünf Megabyte, eine unglaublich kleine Größe, verglichen mit den heutigen Gigabyte-Bereichen. Die erste Festplatte IBM 350 wog ganze 500 Kilogramm und verbrauchte eine exorbitante Leistung von 10 Kilowatt. Im Jahr 1973 wurde die Speichertechnik eines rotierenden Speichers mit einem fixierten Medium entwickelt. Diese Technik setzte sich in den folgenden Jahren durch und bekam nach dem Namen des Gewehrs Winchester 3030 die Bezeichnung Winchester-Laufwerk.
In den 80er Jahren wurden die ersten 5-1/4“-Laufwerke verkauft. Die Firma Seagate Technology verkaufte diese mit ST506 bezeichneten Typen mit sechs Megabyte Speicherkapazität. Das Aufkommen von erschwingbaren Computern, die von IBM und Apple vertrieben wurden, ließ die Nachfrage stark ansteigen. Damit hat die Festplatte einen Siegeszug begonnen, der bis heute anhält. Im Jahr 2005 kam die erste 500-GB-Festplatte auf den Markt und im Jahr 2007 können erstmals Festplatten erworben werden, die Datenmengen von einem Terabyte festhalten können.
Donnerstag, Juli 5, 2007, 11:53 AM
- Hardware
Die Entwicklung von Prozessoren begann in den 30er Jahren, als die zentrale Recheneinheit allerdings noch aus mechanischen Bauteilen und Relais bestand. In den 40er und 50er Jahren ging man dazu über, die Computer mit Hilfe von Röhren zu bauen – die Rechner wurden weniger störanfällig, schneller und günstiger. Doch die technischen Möglichkeiten waren noch lange nicht ausgereizt.
Anfang der 60er verwendete man erstmals die wegweisende Transistor-Technologie mit integrierten Schaltkreisen. Durch den enormen technischen Fortschritt und die Verwendung besserer Materialien, konnte der Mikrochip zu dem werden, was er heute ist: klein, kompakt und ungeheuer leistungsfähig. Zum Vergleich bestand der erste Prozessor von Intel im Jahre 1969 noch aus 2300 Transistoren, ein Prozessor aus dem Jahr 1995 verfügte bereits über 5 Millionen Transistoren. Der Prozessor ist die programmierbare, zentrale Recheneinheit und somit das Herzstück eines Computers. Die Bestandteile eines Prozessors sind das Rechenwerk, auch ALU genannt, das Steuerwerk, Speichermanager und das Register.
Die Steuerung von Prozessorbefehlen erfolgt über Programmiersprachen wie C++, C, Pascal oder FORTRAN. Er ist auf dem Mainboard implementiert und mittlerweile aufgrund der starken Erwärmung mit einem Lüfter versehen, was bei einer Stromausbreitung von nahezu dreiviertel der Lichtgeschwindigkeit und enorm kurzen Leitungen kein Wunder ist. Heutzutage liegt die interne Taktfrequenz bei über 2 Gigahertz, die externe Taktfrequenz (z.B. für Zugriffe auf den Arbeitsspeicher) liegt bei über 133 MHz. Der technische Fortschritt geht weiterhin vonstatten, Multi-Core-Prozessoren erhöhen die Leistungsfähigkeit und steigende Gigahertz-Zahlen sind ebenso zu erwarten.
Mittwoch, Juli 4, 2007, 12:52 AM
- Speicher
Wenn man mehr Speicherplatz in seinem PC haben möchte und die herkömmliche Festplatte nicht ausreicht, so ist die externe Festplatte eine elegante Lösung. Die Platte wird über die FireWire oder USB-Schnittstelle angeschlossen und sofort erkannt. Die internen Festplatten sind wesentlich größer (3,5“) und benötigen eine externe Stromversorgung sowie einen separaten Lüfter. Dafür verfügen sie über schnellere Zugriffszeiten, was für Betriebssysteme und Anwendungsprogramme immens wichtig ist.
Durch die kleinere Bauweise der externen Festplatten (2,5“) benötigen diese nicht immer eine externe Stromversorgung oder ein Lüftungssystem und sind wunderbar zur Archivierung von Multimediadateien (Musik, Fotos, Filme) oder zum Backup von Datenbeständen geeignet. Vom Grundprinzip her funktioniert die externe Festplatte genauso wie die Interne – sie ist ein ferromagnetisches Speichermedium. Bestandteile von Festplatten sind u.a. drehbar gelagerte Scheiben, Elektromotor, Lese- und Schreibköpfe und Steuerungselektronik. Daten werden gespeichert, indem die Beschichtung der Platten magnetisiert wird, das Auslesen der Daten erfolgt durch Abtastung dieser Magnetisierung.
Die Umdrehungsraten liegen bei 4200 bis zu 10.000 Umdrehungen pro Minute. Mittlerweile ist die Kapazität der 3,5“-Festplatten auf 1000 GB gestiegen. In Zukunft wird diese Technik jedoch wohl aber veralten. Der neue Trend ist mit Flash-Speichern gesetzt. Diese verfügen über eine kleinere Bauweise, sind schneller, robuster, leichter und leiser. Lediglich die Kapazitäten und der Preis bedürfen noch der Reifung. Dennoch ist die externe Festplatte mit ihrer kleinen Bauweise ein optimales Medium zur Speichererweiterung.
Mittwoch, Juli 4, 2007, 12:51 AM
- Hardware
Mittlerweile unerlässlich und in jedem PC oder Laptop zu finden: das DVD-Laufwerk. Die Digital Versatile Disc ähnelt einer CD und verfügt über eine Speicherkapazität von bis zu 16 GB. Mitte der 90er Jahre hatte sich die CD auf dem Markt etabliert, die Speicherkapazität war aber, gerade bei Filmen, einfach zu niedrig. So kamen im Jahre 1996 die ersten DVDs auf den Markt. 3 Jahre später folgte der erste, wenn auch überteuert, DVD-Brenner.
Der Trend zu noch höheren Speicherkapazitäten ist mittels HD-DVD und Blue-Ray-Discs gesetzt. Es gibt viele verscheidene Formate für DVDs, wie zum Beispiel die wiederbeschreibbare DVD-RW, DVD-R, DVD+R, DVD-RAM oder DVD-DL, die über zwei Datenschichten pro Seite verfügt. Das Format kann meist an der Farbgebung der Rückseite erkannt werden. DVD-Laufwerke tasten mit einem Laser die spiralförmigen Spuren auf der Scheibe mit einer Wellenlänge von 650 nm ab. Die Abstände der Spuren sind deutlich geringer als bei einer CD, wodurch etwa 6mal höhere Datentransferraten erreicht werden – bis zu 1,1 MB pro Sekunde.
Moderne DVD-Laufwerke arbeiten mit 2 verschiedenen Lasersystemen, um die Kompatibilität zu CDs zu gewährleisten. Die meisten Laufwerke verfügen nicht nur über eine Lesefunktion, sonder auch über einen Schreibmodus (DVD-Brenner). Die rein technische Lebensdauer für DVDs liegt unter optimalen Bedingungen bei bis zu 70 Jahren. Die DVD ist ein optimales Speichermedium für Filme, Fotos, Musik, Spiele, Programme und zur Archivierung von Daten.
Mittwoch, Juli 4, 2007, 12:50 AM
- Hardware
Videokarten bzw. Grafikkarten wandeln binäre Daten um, damit diese grafisch angezeigt werden können. Die Grafikfähigkeiten eines PC wurden durch einen zusätzlichen Steckplatz auf dem Motherboard erstmal in den 80er Jahren gesteigert. Der damalige Marktführer IBM veröffentlichte die CGA-, EGA- und VGA-Karte. Ab 1990 wurden dann erstmals Videokarten mit einem eigenständigen Prozessor zur Verarbeitung der Grafikdaten (GPU) auf den Markt gebracht.
Mit der Boom der 3D-Spiele Mitte der 90er Jahre weiter seinen Lauf – immer leistungsfähigere Grafikkarten mit Render-Funktion und mehr Arbeitsspeicher, um die CPU zu entlasten, standen zur Verfügung. Dabei erscheint der Grafikspeicher heute besonders wichtig. Er dient der Ablage durch die GPU verarbeiteten Daten – dadurch werden die maximale Auflösung und die Farbtiefe bestimmt. Standard ist momentan 512 MB oder sogar noch mehr. Als Signalausgänge bieten Videokarten zum Beispiel den TV-Out (für Fernseher oder Beamer), D-Sub-Out für Monitore, DVI-Out oder HDMI-Out. Als Schnittstelle für die Karte werden die PCI- oder AGP-Anschlüsse verwendet, früher auch ISA oder VESA Local Bus.
Für Laptops mit geringem Stromverbrauch oder Büro PCs bieten sich IGPs an, bei denen die Videokarte direkt auf der Hauptplatine implementiert ist. Somit werden alle 2D-Funktionen und minimale 3D-Funktionen ermöglicht. Mit der Einführung von DirectX 10 unter Windows Vista gewinnen muskelbepackte Grafikkarten für opulente Spiele nun immer mehr an Bedeutung. Auch für die Darstellung flüssiger Videos ist eine Grafikkarte heutzutage ein unerlässlicher Bestandteil jedes PC.
Dienstag, Juli 3, 2007, 01:54 PM
- Hardware
Kartenlesegeräte finden heutzutage in jedem modernen Computer oder Laptop einen Platz. Hierbei werden sie zum Einlesen von Chipkarten oder Magnetkarten, wie der SIM-Karte oder der Geldkarte benötigt. Es gibt allerdings eine Vielzahl weiterer Speichermedien, die für das Lesegerät kompatibel sind, wie zum Beispiel Flash-Cards, MultiMediaCarts, Memory-Sticks, SD-Cards, Mini-SD-Cards, XD-Karten oder MD-Karten.
Kartenlesegeräte können sowohl extern als auch intern im PC implementiert sein. Bei externen Geräten erfolgt die Erkennung über Plug and Play via USB-Anschluss und wird von allen gängigen Windows-Versionen sofort unterstützt. Mittlerweile unterscheidet man in Speicherchipkarten, Prozessorchipkarten und Secure Memory Cards, die über wirkungsvolle Sicherheitsmerkmale verfügen. Ein Kartenlesegerät ist auch ideal, um eine Verbindung zwischen Flash-kompatiblen Geräten und dem PC herzustellen, wie zum Beispiel für eine Digicam oder einen CamCorder. Mit diesen modernen und kompakten Geräten ist das Lesen und Beschreiben von nahezu allen Speichermedien ein Kinderspiel.
Der Anwendungsbereich der Speichermeiden ist grob gefächert: von Fotos über Musik, Filmen bis hin zu persönlichen Daten. Von diesem vielseitigen Gerät kann man, egal ob für privaten oder gewerblichen Einsatz, nur profitieren. Der moderne Elektronikmarkt bietet Geräte an, die bis über 20 verschiedene Speichermedien einlesen können. Auch im Einzelhandel und vielen anderen Läden werden Einsteckleser, Barcode-Leser, Magnetstreifenleser, RFID-Kartenleser oder Kartenleser für Zutrittskontrollsysteme verwendet.
Dienstag, Juli 3, 2007, 01:52 PM
- Speicher
CD Rom bedeutet ausgeschrieben Compact Disc Read-Only Memory. Der funktionale Hauptzweck ist die dauerhafte Speicherung von Daten. Die CD Rom ist also ein Speichermedium. Neben der Audio CD ist dies die zweite Anwendung der Compact Disc, die Anfang der 80er Jahre entwickelt wurde und sich seitdem am Markt durchgesetzt hat. Die Kapazität der Datenspeicherung beträgt bei einer CD Rom meist zwischen 650 MB bis 900 MB.
Eigentlich jeder herkömmliche PC und Laptop besitzt ein CD-Rom-Laufwerk, mit dem dieses Medium gelesen werden kann. Die Produkte dürfen das bekannte Compact-Disc-Logo nur tragen, wenn sie ganz bestimmte von Philips festgelegte Spezifikationen erfüllen. Die Technik der CD Rom ist relativ simpel – ein Laserstrahl tastet die Oberfläche der Disc ab und erkennt Hügel und Täler. Diese repräsentieren die abgespeicherten Informationen und können in selbige umgewandelt werden. Während der Herstellung wird die Disc von der anderen Seite als der Leseseite bearbeitet, das heißt, die Hügel auf der Leseseite werden als Vertiefungen in die Beschichtung gepresst. Über die Lebensdauer der CD-Rom wird noch diskutiert.
Die Schätzungen gehen von 10 bis 50 Jahre. Fest steht, dass die Lebensdauer stark von der Temperatur abhängig ist. Optimale Temperatur für eine CD-Rom in Bezug auf die Lebensdauer sind konstante 20 Grad, bei absoluter Dunkelheit. Das Loch in der Mitte der CD Rom findet seinen Ursprung übrigens in der 10-Cent-Münze der Niederlande. Diese hatten die Ingenieure von Philips während der Entwicklungsphase dauernd in der Tasche und befanden sie für den Einsatz als sinnvoll.
Montag, Juli 2, 2007, 07:48 PM
- Hardware
Der Begriff Arbeitsspeicher oder RAM ist bezeichnend für den Speicher eines Computers, der Programme und deren Nutzdaten speichert. Zum späteren Aufruf können die Daten auf diese Weise unverändert abgerufen werden. Aufgebaut ist ein Arbeitsspeicher in Tabellenform mit Adressen, die Binärwörter von einer determinierten Größe aufnehmen können. Ein bedeutendes Merkmal des RAM ist es, dass nach dem Herunterfahren des Computers der Arbeitsspeicher seine gesamten Daten verliert. Der Arbeitsspeicher ist also flüchtig.
In der Geschichte des Computers traten die Arbeitsspeicher nicht sofort auf. Zunächst hatten die ersten Computer nämlich kein RAM. Entwickelt wurden dann Magnetkernspeicher. Diese Speicherart konnten Daten und Informationen in Form von kleinen Ferritkernen speichern. Das heutige Merkmal des RAMs, dass er flüchtig ist, war beim Magnetkernspeicher noch nicht existent. Jedoch waren seine Größe und die Herstellkosten noch nicht optimal. Dank der Einführung der Mikroelektronik konnte das RAM durch integrierte Schaltungen ersetzt werden, den sogenannten Chips. Als nächster Entwicklungsschritt stand der dynamische Arbeitsspeicher an.
Dazu wurden die Daten in einem Kondensator gespeichert. Vorteil gegenüber den vorigen Arbeitsspeichern waren die bedeutend kleineren Ausmaße und die geringere Leistungsaufnahme. Ein Nachteil war allerdings die Voraussetzung der stetigen Neuspeicherung der Informationen. Da Kondensatoren ihre Daten verlieren, musste durch einen Refresh diese neue Speicherung der Daten in bestimmten zeitlichen Abständen geschehen. Zugriffszeiten der damaligen RAMs sind nahezu unverändert geblieben, heute ist die Rechenkapazität jedoch stark angestiegen - auf einige Gigabit je Chip.
Montag, Juli 2, 2007, 07:45 PM
- Hardware
Das Modem, eine Wortverschmelzung aus Modulator und Demodulator, dient prinzipiell der Datenübertragung. Die ersten Modems wurden in den 50er Jahren in einem amerikanischen Luftabwehrsystem benutzt, um Terminals, Luftstützpunkte und Radarstationen miteinander zu verbinden. Wenige Jahre später wurden die Geräte von IBM in einem handlicheren Format produziert. Bis in die 80er Jahre wurden Modems ausschließlich von der Post vertrieben, doch durch den enormen technischen Forstschritt und weitaus günstigere Angebote von privaten Herstellern, konnte dieser Monopolstatus aufgehoben werden.
Jahrelang war das Telefonmodem die Standard-Variante, um den Zugang zum Internet herzustellen. Hierbei werden digitale Signale in analoge Signale verwandelt, um Daten zu versenden und zu empfangen. Dazu erfolgt eine Modulation, um die Signale im Bereich von 300 bis 3400 Hz im Telefonnetz zu übertragen. Modems werden auch genutzt, um Faxe zu versenden. Seit dem Jahr 2000 ist die Popularität des traditionellen 56k-Modems jedoch stark gesunken. Die neue Internetgeneration bevorzugt komfortablere und schnellere Verbindungen via Kabel, DSL, oder Satellit. Beim DSL-Modem wird mit einer geeigneten Gegenstelle eine wesentlich höhere Datenübertragungsrate ermöglicht.
Diese Modems verfügen über eine wesentlich höhere Bandbreite, mit der analoge und digitale Signale gleichzeitig übertragen werden können. Desweiteren gibt es noch Kabelmodems, die per Punkt-zu-Punkt-Übertragung enorm hohe Geschwindigkeiten innerhalb eines Netzwerkes ermöglichen. Heutzutage finden ebenso Kabelnetz-Modems, die Daten über die TV-Kabelnetze übertragen, Funkmodems und Stromleitungsmodems, bei denen die Modulation der Signale über die Stromleitungen erfolgt, in den Haushalten Anwendung.
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