Alles was im ursprünglichen Konzept nicht direkt auf der Hauptplatine integriert war wurde als Peripherie bezeichnet. Dazu gehören grob genommen schon die RAM-Steckmodule, die ich aber doch noch zu den zentralen Komponenten zählen möchte. Dazu ist die Verbindungselektronik in Form von Steckkarten in je einen Erweiterungsstecker der Hauptplatine eingesteckt. Dass heute je nach Bauweise doch einige elektronische Schaltungen direkt in der Hauptplatine integriert sind weil das die kompakte Bauweise vor allem der mobilen Geräte ausmacht möchte ich hier am Rande erwähnen. Das häufigste Beispiel dafür dürfte die On-board-Grafik sein.
Das Grafik Device Interface kurz GDI ist ein Programmteil des Betriebssystems insbesondere von Windows. Für Alles was vom Computer dargestellt werden soll sowohl die Bildschirmausgabe als auch der Druck und andere Ausgaben wird eine Datensammlung erzeugt die eigentlich schon das gewünschte Bild ist. Dieses muss dann nur noch an den Gerätetreiber weitergereicht werden der die Daten nochmals für das Ausgabegerät modifiziert. Ein Gerät oder ein Programm das bei einem Datenfluss zwischengeschaltet ist wird in der EDV Interface genannt.
Hatten erst sowohl Monitore als auch Drucker eine Elektronik eingebaut welche aus den Signalen die wohl denen der alten Fernschreiber entsprachen die Buchstaben gebildet hat so ist die Elektronik heutiger Geräte im SOHO (Small Office / Home Office) Bereich sehr abgeschlankt weil das Gerät alle Signale mit denen das Druckbild entsteht bereits vom Betriebssystem geschickt kriegt. Also diesen Text Punkt für Punkt das entstehende Bild und nicht mehr die Einzelbuchstaben. Das ist wesentlich rechenintensiver am Computer entlastet aber die Monitore und Drucker. Obwohl ein Drucker heute ein Bild malt pro A4-Seite ist er aber schneller als die damaligen Geräte und wesentlich billiger wobei die Druckqualität auch bei Heimgeräten heute für fast jeden Zweck hervorragend ist.
Man muss beim Kauf nur darauf achten für welche Betriebssysteme das Gerät geeignet ist das wird daher auch bei der Bewerbung angegeben. Ein Windows-Drucker ist ein GDI-Drucker und würde wohl mit anderen Systemen nicht funktionieren, meist können sie daher auch Mac-OS. Wohl auch LINUX das weiß ich nicht aber drucken kann man mit Linux auch. Für Monitore gilt das Ganze analog.
Um Geräte vom Computer aus betreiben zu können müssen sie von ihm die Signale bekommen auf Grund derer sie funktionieren. Daher gibt es auf der Hauptplatine – dem Mainboard – Erweiterungsschächte in welche die nötige Elektronik in Form einer Erweiterungskarte einzustecken ist. Die für die RAM-Speicher haben wir schon beschrieben. Für alle anderen Erweiterungen eines Computers gibt es auch solche Schächte. Die haben sich rasant entwickelt, die PCI-Stecker der letzten Generation sind heute Standard, dürften aber im hoch professionellen Bereich auch schon veraltet sein. Die in den Schacht an der Hauptplatine eingesteckten Karten sind selbst solche Platinen. Sie haben die Seite mit der sie eingesteckt werden und eine Seite die an die Hinterwand des Computers reicht wo man dann das Verbindungskabel anstecken kann. Oft sind solche elektronische Schaltkreise aber auch gleich in der Hauptplatine integriert wo dann an dieser der Stecker für das Peripheriegerät ausgeführt ist. Wenn Erweiterungsstecker frei sind dann kann man auch eine weitere Karte einstecken und diese verwenden. Das ist vor allem interessant wenn man zum Beispiel mehrere Monitore betreiben möchte oder der originale Stecker nicht passt oder man einfach einen schnelleren Datendurchsatz braucht. Für normalen Bürogebrauch ist die Grundausstattung meist ausreichend, man kann auch darauf achten dass der Computer noch Erweiterungsstecker frei hat um später aufzurüsten. Notebooks und andere kompakte Geräte haben praktisch alles auf der Hauptplatine da räumlich sowieso keine Möglichkeit zur Aufrüstung besteht. Ich möchte die für uns wichtigsten Erweiterungen hier aufzählen und dabei gleich grob beschreiben. Keine Garantie auf Vollständigkeit und Aktualität, die gibt es bei der Entwicklung der Computer nicht.
So heißt eine Steck-Platine welche man in den Sockel des Mainboard einsteckt und die dann an die Hinterwand des Computers reichend den Stecker für das Monitorkabel hat. Oft ist sie auch gleich in das Mainboard integriert was für normale Büroaufgaben jedenfalls reicht. Je rechenintensiver die Bildschirmausgabe ist, also bei High-End-Grafik von Designerbüros und bei den Spielecomputern, umso aufwendiger und teurer wird das Grafikboard.
Für uns einfach gestrickte Benutzer sind einmal die Stecker bzw. Buchsen wichtig an welche man das Monitorkabel ansteckt welche auch als Schnittstellen bezeichnet werden. Es gibt VGA, DVI, HDMI, Display-Port und andere. Oft gibt es auch Adapter die man für das Kabel zwischen stecken kann. Achte darauf dass auch der Anschluss am Monitor dazu passen muss.
Eine Grafikkarte hat auch einen oder mehrere Prozessoren welche die Signale berechnen die dann tatsächlich auf den Bildschirm geschickt werden. Und einen Zwischenspeicher den man ursprünglich als Video RAM (VRAM) bezeichnet hat aus dem dann die Signale für das Bildschirmbild ausgelesen werden. Auch dieser kann in mehrfacher Ausführung vorliegen um eine schnelle Folge der Bildschirmausgabe zu ermöglichen. Billige Computer haben früher dazu auch einfach einen Teil des normalen RAM als Shared Memory genutzt was natürlich das RAM für die Anwendung verkleinert hat.
Hochkarätige Grafikkarten sind daher sehr teuer und haben oft eine eigene Kühlung (welche dann mitunter bei schnellen Spielen nicht ausreicht). Bei normaler SOHO - Anwendung sollte die ausgelieferte Karte ausreichen auch wenn sie Onboard (auf der Hauptplatine) ist.
Ursprünglich hat man die Grafikkarte als Videokarte bezeichnet. Dann kamen Steckkarten auf welche praktisch ein Fernsehgerät sind so dass man über eine Antenne Fernsehprogramme empfangen und am Bildschirm sehen kann. Die gibt es intern als eine Steckkarte oder auch extern dann meist über den USB-Stecker mit dem Computer verbunden. Wir sprechen hier von direktem Fernsehen nicht von Streamen über das Internet was inzwischen wohl öfter genutzt wird.
Hier müssen wir kurz erklären was eine serielle Übertragung ist: es werden die Daten Bit für Bit hintereinander übertragen. Also acht aufeinanderfolgende Impulse für ein Byte. Die Bits pro Sekunde bezeichnet man als Baud-Rate. Bei der parallelen Übertragung gibt es acht Pins nebeneinander so dass es möglich ist ein Byte in einem Schritt zu übertragen. Intern arbeiten die meisten Computer inzwischen mit 64 Bits parallel in ihrem Datendurchsatz, daher bei der Programminstallation die Auswahl zwischen x64 und noch x32 für einfacher gestrickte Programme. Denn das Programm muss auch dazu passen. Bei einem aktuellen Computer geht man wenn es angeboten wird standardmäßig auf x64. Mit der Anzahl der tatsächlich vorhandenen Pins am Stecker hat das aber nichts zu tun es werden auch noch Leitungen daneben gebraucht.
Die ersten Drucker waren seriell angesteuert. Dann bald parallel mit einer Bandbreite von 8 Bit. Und sie waren teuer. Daher gab es in den Computern lange die 8088, 80288 usw. Prozessoren denn niemand hätte Computer und Drucker gleichzeitig neu gekauft. Die ..86 konnten dann schon 16 Bit zumindest intern gleichzeitig (parallel) übertragen.
Später wurde die serielle Übertragung immer schneller, sowohl am Druckeranschluss als auch im Internet. Die Übertragungsraten sind daher viel höher als zuvor bei den parallelen Anschlüssen. Die ganz schnellen bezeichnet man dabei als Breitband was streng genommen nicht stimmt denn die Übertragung ist Bit für Bit also eigentlich auf nur einem Pin.
Am Drucker ist es auch noch wichtig dass nichts von den übertragenen Daten verloren geht. Daher gibt es ein sogenanntes Handshake-Protokoll. Das heißt der Drucker kriegt Signale und quittiert dies indem er wenn er sie verarbeitet hat Signale zurückschickt. Dann kriegt er die nächsten Signale. Bis der Job abgearbeitet ist.
Heutige Drucker haben einen USB-Anschluss, einen Netzwerkanschluss oder es baut sich eine Funkverbindung vom Netzwerkrouter zum Drucker auf (WLan oder Wi-Fi); meiner kann alle drei, aber nicht gleichzeitig.
Eine Erweiterungskarte die sehr früh in der Entwicklung der Computer eingeführt wurde. Heute ist sie bei vielen Geräten auch Onboard an der Hauptplatine integriert. Sie ermöglicht die Ausgabe von Tönen von einfacher Sprache bis zu hochkarätiger Musik auf Lautsprecher oder natürlich auch auf andere Systeme für die Weiterverarbeitung des Klanges. Wie bei anderen Erweiterungskarten ist immer die mit dem Grundgerät ausgelieferte soweit vorhanden gut, die Aufrüstung zu verbessertem Klangerlebnis ist durch Austausch oder Hinzufügen weiterer Steckkarten möglich (und preislich nach oben unbegrenzt).
Die Stecker sind die sogenannten Klinkenstecker, dabei meist 3,5mm wegen dem beschränkten Platzangebot, für andere Abmessungen kriegt man im Elektrohandel Adapterstecker. An der Karte befindet sich dabei die Buchse, das Kabel hat meist an jedem Ende einen Stecker, hat es an einer Seite eine Buchse dann dient es der Verlängerung. Für den Stereobetrieb hat so ein Stecker drei Kontakte wobei der hinterste die Rückleitung ist (Masse; GND), die Spitze der linke Stereokanal (L) und der dazwischen der rechte (R). Besonders an billigen Mikrofonen hat der Stecker die Spitze ausgeführt (SIG) für das Signal und einen breiten Schaft (GND) für die Rückleitung. Da kriegt dann meist der rechte Lautsprecher keinen Ton. Ein Computer mit einer guten Soundkarte kann wie der Verteiler einer Tonanlage eingesetzt werden. In fast allen Fällen muss der Ton noch extern verstärkt werden. Beachte besonders dass man den Kopfhörer nie bei voll aufgedrehtem Ton verwenden darf da dies zu Hörschäden führen kann. Die Lautstärke erst hinauf drehen wenn man den Kopfhörer bereits auf hat!
Bessere Karten haben mehrere Buchsen nämlich für die Bedienung von Lautsprechersystemen welche ein sattes Klangerlebnis von allen Seiten ermöglichen sollen. Inklusive für einen großen Subwoofer in der Mitte hinten unten. Das ermöglicht dann im Wohnzimmer ein Erlebnis wie sonst in einem Raumtonkino.
Einen Eingang der heute meist für Mikrofon und für externe Geräte funktioniert (bei einem meiner ersten Computer hab ich es mal verwechselt und ein Tonbandgerät als Mikrofon angesteckt und schön aufgedreht, da kaufte ich mir dann eine neue Soundkarte) und einen Stereoausgang. Sollten heute alle Computer haben (überprüfe das beim Kauf!), weniger wichtig aber gut ist es wenn sie (auch) von vorne zugänglich sind.
Um mehrere Computer miteinander zu verbinden und dabei auch an die Wandbuchse der Telefongesellschaft braucht es eine Elektronik welche diese Verbindung herstellt. Ich hatte mal zwei solche Steckkarten, die waren im Vergleich zur Soundkarte sehr klein, gekauft und konnte so bei einem Wettkampf von zwei Computern gleichzeitig an einer Datei arbeiten. Bis eine Karte so heiß wurde dass sie ausstieg. Aber da war der Wettkampf schon im Laufen. Heute ist diese Elektronik fast immer in der Hauptplatine integriert und läuft den ganzen Tag störungsfrei, denn man ist damit auch im Internet.
Es wird dabei ein Kabel an den Computer gesteckt und das andere Ende an den Netzrouter. Zu dem und zum Netzwerk allgemein in einem späteren Kapitel. Der Stecker heißt RJ-45. Oder Fast Ethernet. Oder Firewire (Blitzdraht). Und so weiter. Wir sprechen dabei schlicht vom Netzwerkanschluss eines Computers.
Es gibt auch einen Funkstandart der mit dem Router über Funk verbindet. Wir sprechen nicht von Bluetooth oder die Verbindung einer Funktastatur bzw. Maus. Da man damit drahtlos (wireless) in das eigene Netzwerk (Local Access Network) gelangt hat sich der Ausdruck WLan durchgesetzt. Das heißt:
Universal Serial Bus = USB ist ein Datenübertragungssystem zum Anschluss peripherer Geräte an den Computer. Es werden dabei die Daten Bit für Bit übertragen, also seriell. Durch die enorme Weiterentwicklung werden heute auch Geräte wie Drucker oder Scanner über USB angeschlossen weil das Argument für die parallele Übertragung der alten Druckeranschlüsse so nicht mehr zählt. Die Datenübertragung ist mit dieser Technik wesentlich schneller.
Als USB aufkam gab es auch Steckkarten analog zu zum Beispiel die Soundkarte die das übernahmen, heute sind die Buchsen entweder direkt an der Hauptplatine oder über ein Kabel an die Stecker der Hauptplatine verbunden. So auch mein „interner“ Multicard-Reader den ich hauptsächlich nachgerüstet habe um SD-Karten betreiben zu können. Es gibt auch Multicard-Reader mit USB-Kabel für den Anschluss am Gehäuse.
Das Wesentliche am USB ist dass praktisch verschiedene Geräte wie über ein Netzwerk angesprochen werden und man daher über Zwischenstecker, die man als USB-Hub bezeichnet verschiedene Geräte an einen Port anschließen kann. Entgegen der offiziellen Werbung aber nicht zu viele, was soll der eine Anschluss alles gleichzeitig bewältigen? Es gibt auch Hubs welche eine periphere Stromversorgung haben die man bei Bedarf anschließen kann.
Obwohl USB eigentlich eine Netzwerkvariante ist hat sich für das eigentliche Netzwerk das ältere Ethernet oder Firewire oder wie auch immer bezeichnete System erhalten. Siehe oben.
Die heutigen Verbindungskabel sind eigentlich alle Bidirektional, das heißt die Daten können zum und vom Gerät laufen. Siehe das beim Drucker erwähnte Handshake-Protokoll. Und eine Stromversorgung des Gerätes bewerkstelligt USB meist auch, solang es sich in Grenzen hält. Drucker würde ich jedenfalls selbst an eine Stromversorgung anschließen so dass USB hier nur den Datentransfer bewerkstelligen muss, weniger Strom verbrauchende Geräte haben oft keine externe Stromversorgung mehr.
Der Entwicklungsstandart des Anschlusses wird durch eine nachgestellte Zahl angegeben. USB 3.1 bedeutet die dritte Entwicklungsstufe in der ersten Überarbeitung wie bei anderen Standards in der EDV auch. Wesentlich dabei ist der schnellere Datendurchsatz, wobei wieder die langsamere Komponente maßgeblich ist, egal ob dies der Anschluss am Computer oder das betriebene Gerät ist.
Vor allem aufgrund der explosionsartigen Verbreitung von Mobiltelefonen haben Amerika und die EU drauf gedrängt deren Akkus über USB aufladbar zu machen. Das ging schnell. Und gleichzeitig vermehrten sich die Varianten der Stecker und Buchsen bei USB, so rein zufällig. Da ich mit einem Hund aufgewachsen bin denke ich mir meinen Teil dazu. Ich habe heute vor dem Monitor einige Adapterkabel liegen um die verschiedenen Anschlüsse bedienen zu können. Grundsätzlich passt der Stecker wenn er sich leicht einstecken lässt und dann nicht wackelt. Mit Gewalt richtet man sicher Schaden an. Die Buchse am aktuellen Smartphone habe ich aber auch schon mal mit einer spitzen Nadel ausgekratzt, seither funktioniert es wieder. Das ist USB Typ C. Das andere Handy braucht wieder einen anderen Stecker, das Navi auch und so weiter. Prinzipiell gibt es den klassischen kantigen Anschluss für zum Beispiel den Drucker, dazu Mini-USB, Micro-USB und den USB Typ C welchen man auch umgekehrt herum einstecken kann (sofern keine Verflusung siehe oben) und andere.
Mit USB kann man also verschiedene Geräte anschließen wo früher für jedes ein eigener Stecker am Computer nötig war. Ich hatte eine Scanner der hatte einen Stecker für den parallelen Druckeranschluss, an dem war wiederum eine Buchse für das Druckerkabel so dass dessen Signale „durchgeschliffen“ wurden. Man kann auch den Kabelsalat vermindern wenn man für jedes Gerät mittels eines Hub abzweigt, wenn man aber alle gleichzeitig betreiben will dann sollte man vielleicht doch jedes direkt an den Computer anschließen.
Typische Geräte für den Anschluss per USB sind jedenfalls Drucker, Scanner und die Tastatur und Maus. Letztere mittels des Funkempfängers wenn es sich um die drahtlose Variante handelt der dann in eine USB-Buchse gesteckt wird. Auch ein Mobilfunkmodem wird über USB betrieben für den Internetzugang wo kein Router zur Verfügung ist. Im SOHO Bereich nicht so üblich ist der Anschluss von Monitoren und anderen Geräten, die gibt es auch für USB. Momentan fallen mir da noch die externen Fernsehempfänger ein.
Meine Beschreibung des USB geht ca. über eineinhalb A4-Seiten und ist nur ein Bruchteil dessen was darüber in Wikipedia steht dort ist schon das Inhaltsverzeichnis fast so lang.
Unter Laufwerk versteht man Bandlaufwerke, Diskettenlaufwerke aller Sorten und neuerdings auch ansteckbare Festspeicher wie USB-Sticks, SD-Speicherkarten und andere.
Hatte ich beim ersten Computer noch ein „Interface“ ans Gehäuse zu stecken so befindet sich die entsprechende Elektronik heute prinzipiell an der Hauptplatine. Diese hat mehrere Stecker an denen dann das Laufwerkkabel eingesteckt wird. Eigene für das Floppy-Laufwerk und andere für die Harddisk. Der derzeitige Standard für die HD ist SATA. Wobei die Geschwindigkeit der Datenübertragung von der langsameren Komponente vorgegeben wird. Eine SATA II Platte an einem SATA III Stecker und eine SATA III Platte an einem SATA II Stecker funktionieren beide mit der Geschwindigkeit für SATA II.
Neulich hat mein Computer einfach nicht mehr gestartet. Nach stundenlangem Suchen und Probieren habe ich das SATA-Kabel zwischen einem Laufwerk und der Hauptplatine ausgetauscht seither funktioniert der Computer wie zuvor.
Die Hauptplatine hat dabei mehrere Stecker und die systematische Zuordnung der Laufwerknummer entscheidet sich danach an welchem das Laufwerk angesteckt ist. Die Zuordnung ist 0, 1, 2 usw., davon merkt der normale Computer-Anwender aber nichts weil das Betriebssystem dies in die Laufwerkbuchstaben umsetzt, und diese kann über selbiges auch „tauschen“. Nur wenn man gezwungen ist das oben erwähnte BIOS aufzurufen (durch Drücken einer Funktionstaste F.. beim Computerstart) dann werden die Laufwerke nach ihren ursprünglichen systematischen Nummern angesprochen.
Die klassische Einteilung ist A und B für zwei Floppy-Laufwerke, C für die Harddisk, D für das optische Laufwerk (CD, DVD, Blu-ray). Und weitere Buchstaben für weitere HDs oder zum Beispiel SD-Kartenslots bzw. USB-Speicher.
Heutige sogenannte externe Laufwerke werden über USB oder über das Netzwerk verbunden, letzteres auch über RJ-45 oder WLan.
Die Laufwerke selbst sind oben unter Externe Massenspeicher beschrieben.
Die Überarbeitung ist noch in Arbeit weil ich noch daran arbeite die Arbeit abzuarbeiten.