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Hardware, Software und der Weg der Daten

InformatikComputer und HardwareAlter 12–13

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Mit meiner Klasse nutzen

Ein Blockschaltbild eines Computers mit Eingabegerät, CPU (Steuerwerk und Rechenwerk), Arbeitsspeicher (RAM), Massenspeicher und Ausgabegerät. Klicken Sie auf jeden Block, um seine Aufgabe und Beispielgeräte zu sehen. Wählen Sie eine bekannte Aufgabe (Datei öffnen, rechnen, Datei speichern, drucken) und drücken Sie „Starten“, um zu sehen, wie die Daten Schritt für Schritt durch die Blöcke wandern, begleitet von einem Satz, der den aktuellen Schritt beschreibt.

Lektion: Aufbau eines Computers: Ein- und Ausgabegeräte, Prozessor, Speicher und Software

Was sie zeigt

Jede Aufgabe am Computer folgt dem EVA-Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe. Das Blockdiagramm verbindet Eingabegeräte, die CPU mit Steuerwerk und Rechenwerk (ALU), den Arbeitsspeicher (RAM), den Massenspeicher und Ausgabegeräte. RAM ist schnell, aber flüchtig und hält nur die gerade genutzten Programme und Daten, während der Massenspeicher Dateien auch ohne Strom bewahrt; die CPU kann nur Daten verarbeiten, die zuvor in den RAM geladen wurden. Eine zuschaltbare Schicht zeigt, wie Anwendungssoftware auf dem Betriebssystem läuft, das die Hardware steuert.

So funktioniert es

Klicken Sie auf jeden Block, um seine Funktion und Beispielgeräte zu lesen. Wählen Sie unter Was der Computer gerade tut eine Aufgabe, etwa Gespeicherte Datei öffnen, und drücken Sie Schritt, um Stufe für Stufe vorzugehen, oder Starten für die Animation. Lassen Sie die Lernenden vor jedem Schritt vorhersagen, welchen Block die Daten als Nächstes erreichen. Vergleichen Sie Öffnen und Speichern einer Datei, um zu zeigen, dass die Daten zwischen RAM und Massenspeicher in entgegengesetzte Richtungen fließen.

Einstellbare Parameter

  • Was der Computer gerade tut Gespeicherte Datei öffnen, Eingetippte Rechnung ausrechnen, Bearbeitete Datei speichern, Dokument drucken
  • Simulationsgeschwindigkeit 1–5 x
  • Gruppenbeschriftungen zeigen (Eingabe / Verarbeitung / Ausgabe)
  • Schicht aus System- und Anwendungssoftware zeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Durch welche Blöcke laufen die Daten beim Speichern einer Datei, und in welcher Reihenfolge?
  2. Warum geht ungespeicherte Arbeit bei einem Stromausfall verloren, gespeicherte Dateien aber nicht?
  3. Wie unterscheidet sich Systemsoftware von Anwendungssoftware, und welche steuert die Hardware?

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