Lernen

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Grundlagen der Informatik
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Sie stehen in einem Computerladen vor einem nahezu unüberblickbaren Angebot. Für
welches Gerät sollen Sie sich entscheiden? Was bedeuten Begriffe wie Megabyte, Gigabyte,
Taktfrequenz, Mikroprozessor, RAM, DVD, Firewire oder USB? In diesem Kapitel
erläutern wir wichtige Begriffe der Informatik. Sie sehen sich an, wie ein Computer
arbeitet, aus welchen Bestandteilen er sich zusammensetzt und wie Sie mit Bit und
Byte rechnen können. Nach dem Durcharbeiten dieses Kapitels kennen Sie die wichtigsten
Bezeichnungen rund um das Thema Hardware und Sie werden die Begriffe auf
den technischen Datenblättern im Computergeschäft verstehen.
In diesem Kapitel beschäftigen Sie sich mit
● den Datenverarbeitungsprozessen,
● den Begriffen Orgware, Hardware und Software,
● Bit und Byte sowie dem binären und hexadezimalen Zahlensystem,
● den Zeichencodierungen ASCII, ISO-Latin und Unicode,
● den Vorsilben Kilo, Mega, Giga und Tera für Maßeinheiten sowie
● den Bestandteilen eines PCs und deren Funktionen.
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1 Computertechnik heute . . . . . . . . . . . . . 2
2 Datenverarbeitungsprozesse . . . . . . . . . 4
3 Verarbeitungsschichten . . . . . . . . . . . . . . 5
4 Bit und Byte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5 Zahlensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
6 Zeichencodierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
7 Vorsilben für Maßeinheiten . . . . . . . . . . 9
✓ Expertenwissen: Binärpräfixe . . . . . . . . 10
Üben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Sichern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Lerneinheit 3: Anschaffungsplanung
Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1 Preis- versus Kostenvergleich . . . . . . . . 45
2 Entscheidungsmatrix . . . . . . . . . . . . . . . 47
3 Total Costs of Ownership . . . . . . . . . . . 49
✓ Expertenwissen: Return on Investment 50
4 Ausschreibungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Üben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Sichern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Lerneinheit 2: Personal Computer
Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1 Arten von Computersystemen . . . . . . . 16
2 Bestandteile eines PCs . . . . . . . . . . . . . . 17
3 Mainboard und Prozessor . . . . . . . . . . . 18
✓ Expertenwissen: Aufbau eines
Mikroprozessors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4 Speicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5 Datenbus und Grafikkarte . . . . . . . . . . 23
✓ Expertenwissen: Grafikschnittstellen . . 26
6 Schnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
✓ Expertenwissen: USB und Firewire . . . . 28
7 Massenspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
✓ Expertenwissen: Hochauflösendes
Fernsehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8 Ausgabegeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Üben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Sichern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Informieren Sie sich mit dem ergänzenden
Material im SbX, trainieren
Sie mit Online-Übungen und wenden
Sie Ihr Wissen an!
Achtung! In diesem Kapitel
teile ich mein Expertenwissen
mit besonders Interessierten!
Mr. Expert
Ms. Check
Angewandte Informatik HTL 1
0 Grundlagen der Informatik

2
Lernen
Üben
Alle SbX-Inhalte zu dieser
Lerneinheit finden
Sie unter der ID: 1010.
Eine Bildschirmpräsentation
mit allen Abbildungen
zum Schritt
LERNEN finden Sie
unter der ID: 1011.
Die Formen der Vernetzung
von PC und
Unterhaltungselektronik,
Internet-Telefonie
(Voice-over-IP) und
Foto-/Videobearbeitung
sind zentrale Multimedia-Anwendungen
.
Die Intel ViiV-Technologie
(gesprochen „Weif“)
integriert sämtliche
Services für den Wohnzimmer-PC
.
Sony Vaio VA
Mediacenter-PC
Wireless-LAN (WLAN)
ist ein Funknetzwerk .
Sichern
Wissen
Lerneinheit 1
Begriffe und Grundlagen
In dieser Lerneinheit erarbeiten Sie grundlegende Begriffe rund um die Computertechnik
und Sie erfahren, wie ein Computer intern arbeitet. Mithilfe verschiedener
Größenordnungsbegriffe können Sie Speichervolumen umrechnen und damit z. B.
die technischen Angaben in Prospekten vergleichen.
Lernen
1 Computertechnik heute
Der Computer als zentrales Multimediagerät
Fotos und Videofilme werden am Notebook oder PC bearbeitet, über das Handy, Wireless-LAN
oder das Internet an andere Benutzer versendet, um schließlich am Fernseher in hochauflösender
Qualität betrachtet zu werden: Herzlich willkommen in der multimedialen Welt!
Personal Computer PDA Video Foto
Notebook
Der PC als zentrales Multimediagerät
Elemente von Multimedia
Handy
WLAN
Internet
HDTV
1 Der Personal Computer (PC) ist das zentrale Gerät.
Der PC dient als Bearbeitungsinstrument und Datenspeicher. Er steht im Zentrum des Multimediazeitalters.
Wir können einen mit unserer Digitalkamera aufgenommenen Film bearbeiten
und auf eine DVD speichern, eine MP3-Datei aus dem Internet herunterladen, über das
Internet telefonieren, mit Freunden spielen und am PC fernsehen.
2 Netzwerke verbinden Geräte und Benutzer.
Wie kommunizieren unsere Geräte zu Hause miteinander? Der einfachste Weg ist Wireless-
LAN (WLAN). Das Mediacenter im Wohnzimmer lädt z. B. einen Film von der Festplatte des
Büro-PCs, der Personal Digital Assistant (PDA) synchronisiert die Termine mit Outlook, mit
dem Handy surfen wir im Internet und bestellen uns eine Pizza. Das Internet stellt die Verbindung
zur Außenwelt her. Es ist die Schlüsseltechnologie für die weltweite Vernetzung.
Ü
ID: 1011
Angewandte Informatik HTL

Ein Peripheriegerät ist
ein Zusatzgerät zum PC .
Mr. What und
Ms. Check
Gordon E. Moore
gründete 1968 gemeinsam
mit Andy Grove
und Robert Noyce die
Firma Intel .
Clayton M. Christensen
ist Professor an der
Harvard Business
School .
3 Multimediale Peripheriegeräte bieten ungeahnte Möglichkeiten.
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Digitale Fotografie und Digital Video ermöglichen die Nachbearbeitung von Fotos und
Videos durch den Benutzer. Optische Datenträger (CD, DVD, HD-DVD, Blu-ray) sind leistungsfähige
Speichermedien. In den letzten Jahren wurden die analogen Technologien (wie
Schallplatte, Tonbandkassette, VHS) durch digitale abgelöst (CD, MP3, DVD).
Warum ist der PC heute auch im Bereich
der Unterhaltungselektronik das Die Digitalisierung von Bildern (Digitalkamera), Musik
zentrale Gerät?
(CD, MP3) und Film (DVD, HD-DVD, Blu-ray) erlaubt die
Veränderung von Inhalten durch den Konsumenten mittels
Home-Computer . Der PC dient als Zentrale für alle multimedialen
Anwendungen und öffnet überdies das Tor ins Internet .
Welche Trends lassen sich für
die nächsten Jahre erkennen?
Viele Hollywood-Filme haben schon vor Jahren Trends vorgegeben
(z . B . Flachbildschirme oder Mobilkommunikation), die
heute zum Alltag gehören . Diese Entwicklungen werden sich fortsetzen
. Starre Bilder auf Plakaten werden z . B . durch bewegte Bilder
oder holografische 3D-Projektionen ersetzt werden .
Welche Rolle wird der
Computer in den nächs- Computertechnologie ist schon heute allgegenwärtig . Denken wir an
ten Jahren spielen? das Navigationssystem im Auto, die Spielkonsole im Handy oder den
digitalen Satellitenreceiver und den DVD-Rekorder im Wohnzimmer . Ein
Handy um ein paar Euro bietet deutlich mehr Rechenleistung als die Computersysteme
der Saturn-5-Mondrakete aus dem Jahr 1969 . Das Moor'sche Gesetz
aus dem Jahr 1965 besagt, dass sich die Leistungsfähigkeit der Mikroprozessoren
alle 24 Monate verdoppelt . Tatsächlich konnte diese Entwicklung in
den letzten Jahrzehnten beobachtet werden .
Erhaltende und ablösende Technologien
1997 erforschte Clayton Christensen die Auswirkungen von Innovationen auf den Markt und
veröffentlichte seine Forschungsergebnisse unter dem Titel „The Innovator's Dilemma“. Danach
vollziehen sich technologische Innovationen in Form von erhaltenden Technologien,
welche die Marktposition verbessern (z. B. Fotohandy), und in Form von ablösenden Technologien,
die etablierte Produkte verdrängen (z. B. Schallplatte � CD � MP3).
L 0.1: Ablösung der VHS-Videokassette durch die DVD
Den Unterschied zwischen erhaltender und ablösender Technologie können Sie am Beispiel
der VHS-Videokassette leicht erkennen. Um die VHS-Videokassette länger am Markt zu halten,
wurde durch Super-VHS eine Verbesserung der Qualität erreicht. Die DVD löste schließlich
die Videokassette ab und verdrängte sie mit der Zeit vollständig vom Markt.
Ü 0.1: Erhaltende und ablösende Technologien ��
Überlegen Sie sich weitere Beispiele für erhaltende und ablösende Technologien!
Frau Hauer bearbeitet einen selbst gedrehten Urlaubsfilm mit einem Videoschnittprogramm am
PC und brennt ihn auf eine DVD. Das Ergebnis zeigt sie ihren Freundinnen und Freunden. Sehen
Sie sich Schritt für Schritt an, wie sie bei der Bearbeitung des Videos vorgeht.
Angewandte Informatik HTL 3
0 Grundlagen der Informatik

4
Lernen
Üben
Mr. What und
Ms. Check
EVA = Eingabe, Verarbeitung
und Ausgabe
Die Datenverarbeitungsprozesse
finden
bei jedem elektronischen
Gerät Anwendung,
das über einen
Mikroprozessor verfügt,
z . B . PC, Mobiltelefon
und Navigationssystem .
Sichern
Wissen
2 Datenverarbeitungsprozesse
Die Verarbeitung von Daten am Computer
Frau Hauer hat mit einer Kamera ein Video aufgenommen. Dieser Prozess wird als Eingabe
(Input) bezeichnet. Das Bearbeiten der Videodaten am PC bezeichnen wir als Verarbeitung
(Processing). Das Speichern (Storage) des fertigen Videos auf eine DVD ermöglicht dessen spätere
Verwendung. Im letzten Schritt präsentiert Frau Hauer das fertige Video ihren Freundinnen
und Freunden. Die Ausgabe (Output) der Videodaten erfolgt auf einem Computermonitor oder
Fernseher.
Wie funktioniert der Datenverarbeitungsprozess
beim Schreiben einer
E-Mail?
Nachricht schreiben (Input) – Senden-Knopf anklicken (Processing)
– Versenden über das Internet (Output) – Speichern
der E-Mail im Postausgang (Hilfsprozess)
Datenverarbeitungsprozesse können wir also in vier Teilprozesse zerlegen. Die Kernprozesse
sind Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe. Die Datenspeicherung unterstützt die Verarbeitung
als Hilfsprozess.
Input
Storage
Datenverarbeitungsprozesse
Die Teilprozesse der Datenverarbeitung
1 Input (Eingabe)
Processing
Output
Die Eingabe von Daten in ein Datenverarbeitungssystem kann z. B. über die Tastatur, die
Maus, den Scanner, den Fotoapparat oder die Videokamera erfolgen.
2 Processing (Verarbeitung)
In diesem Schritt werden die eingegebenen Daten verarbeitet, indem z. B. Bilder nachbearbeitet,
Videos geschnitten, Dokumente oder Kundendaten aktualisiert werden.
3 Output (Ausgabe)
Das Ergebnis der Bearbeitung wird z. B. am Monitor oder Drucker ausgegeben.
4 Storage (Datenspeicherung)
Damit die bearbeiteten Daten nicht verlorengehen, werden diese z. B. auf einer Festplatte,
CD, DVD, MemoryCard oder einem USB-Stick gespeichert.
Multimediageräte, wie PC, Videokamera, Fernseher und Handy, sind komplex in ihrem Aufbau.
Daher unterscheiden wir bei der Entwicklung und Benutzung solcher Geräte drei Schichten.
Angewandte Informatik HTL

Der Begriff Orgware
bezeichnet Organisationstools
wie Diagramme
und Benutzerhandbücher
.
Zur Software
zählen Betriebssysteme,
Programme und deren
Daten .
Mr. What und
Ms. Check
3 Verarbeitungsschichten
Hardware, Software und Daten
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Anhand des Videofilms von Frau Hauer haben wir gesehen, dass bei der Datenverarbeitung
verschiedene Teilprozesse unterschieden werden können. Nun überlegen wir uns, aus welchen
Schichten Datenverarbeitungsgeräte bestehen und wie wir diese Schichten sinnvoll unterscheiden
können.
Für das organisierte Vorgehen bei der Planung von Hard- und Software werden Tools benutzt.
Solche organisatorischen Tools bezeichnen wir als Orgware.
Begriffe Hardware, Software, Daten
Hardware
Software
Daten
Hardware, Software und Daten
1 Als Hardware bezeichnen wir alle Geräte, aus denen ein Computersystem besteht.
Zur Hardware zählen z. B. Zentraleinheit, Tastatur, Maus, Monitor, Drucker und Scanner, aber
auch CD, DVD oder USB-Stick.
2 Als Software bezeichnen wir Programme und ihre Bestandteile.
Software im engeren Sinn sind Programme wie das Betriebssystem, die Textverarbeitung, die
Tabellenkalkulation, die Datenbank oder das Videoschnittprogramm. Im weiteren Sinn zählen
auch die Daten zur Software.
3 Daten sind das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses. Um Daten zu produzieren,
verwenden wir Programme.
Wenn wir mit unserem Videoschnittprogramm ein Video bearbeitet haben, erhalten wir als
Ergebnis einen Videofilm. Dieser gehört zur Datenschicht. Briefe, Rechnungen, erfasste Kunden
oder Musik sind Daten, die ohne ein Programm nicht nutzbar wären.
Ein Programm (Software) ist Voraussetzung, um Daten nutzen zu können. Die Software benötigt
Hardware, um laufen zu können. Daten werden auf Speichermedien (z. B. CD, DVD, Festplatte,
USB-Stick, Flash-Speicherkarten) abgelegt.
Welche Hard- und Software verwenden
wir in der Schule?
Welche Formen von Daten gibt es?
Als Hardware verwenden wir einen PC mit Tastatur,
Maus und Drucker, als Software das Betriebssystem
und Anwenderprogramme .
Wir unterscheiden Konfigurations-,
Stamm- und Bewegungsdaten .
Angewandte Informatik HTL 5
0 Grundlagen der Informatik

6
Lernen
Üben
Eine Linkliste zu den
Begriffen und Grundlagen
der Informatik
finden Sie unter der
ID: 1011.
Ein Computer arbeitet
mit Binärzahlen, den
Bits 1 und 0 .
1 Byte = 8 Bit
Dez 0 � Bin 000
Dez 1 � Bin 001
Dez 2 � Bin 010
Dez 3 � Bin 011
Dez 4 � Bin 100
Dez 5 � Bin 101
Dez 6 � Bin 110
Dez 7 � Bin 111
Ein Beispiel für die Anwendung
von Binärzahlenberechnungen
ist die
Programmierung von
digitalen Modelleisenbahnen
.
Sichern
Wissen
4 Bit und Byte
So arbeitet ein Computer
In den 1980er-Jahren war die kleinste Informationseinheit eines Computers, das Bit, als Robot im
Disneyfilm „Tron“ zu sehen. Das Bit unterstützte den Hauptdarsteller Kevin Flynn (Jeff Bridges)
bei der actionreichen Navigation durch die digitale Welt eines Computers.
Informationseinheiten
1 Ein Bit ist die kleinste vorstellbare Informationseinheit und unterscheidet True
und False (1 und 0).
Mit einem Bit können wir z. B. darstellen, ob es regnet oder nicht. Oder wir können speichern,
ob jemand verheiratet ist oder nicht. Kombinieren wir mehrere Bit, können wir eine
größere Anzahl unterschiedlicher Informationen speichern.
2 Ein Byte besteht aus 8 Bit. Damit ergeben sich 256 mögliche Werte, welche mit
einem Byte dargestellt werden können.
Kombinieren wir 8 Bit, so ergeben sich daraus 2 hoch 8 oder 256 darstellbare Werte.
Im Dezimalsystem gibt es 10 Ziffern (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9). Die Basis für das Dezimalsystem
ist daher 10. Im Binärsystem gibt es nur 2 Ziffern (0 und 1). Die Basis ist 2.
Im Dezimalsystem kann mit 4 Stellen ein Zahlenwert zwischen 0 und 9999 dargestellt werden.
Das ergibt 10 000 mögliche Zahlenkombinationen. Die Anzahl der möglichen Kombinationen
wird mit der Formel BasisStellenanzahl berechnet, z. B. 104 = 10 000. Die Formel gilt auch für das
Binärsystem.
L 0.2: Bit kombinieren
Wie viele mögliche Kombinationen können mit 3 Bit dargestellt werden?
2 3 = 8, folgende Kombinationen sind möglich: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.
Ü 0.2: Bitkombinationen �
Wie viele Kombinationen sind mit a) 8, b) 16, c) 24 und d) 32 Bit darstellbar?
Sie wissen nun, dass Computer nur mit Binärzahlen, also Kombinationen aus Bit, rechnen können.
Doch wie rechnen wir eine Binärzahl in eine Dezimalzahl um?
L 0.3: Umwandlung einer Binärzahl in eine Dezimalzahl
Jede Stelle einer Binärzahl entspricht einer Zweierpotenz. In der Abbildung sehen Sie die
Zweierpotenzen rechts beginnend mit 2 0 , dann 2 1 usw. bis 2 7 . Die Dezimalzahl erhalten Sie,
indem Sie jene Zweierpotenzen addieren, an deren Stelle in der Binärzahl eine 1 steht. In unserem
Beispiel sind dies die folgenden Zweierpotenzen:
2 7 + 2 4 + 2 3 + 2 2 + 2 0 = 128 + 16 + 8 + 4 + 1 = 157
1 0 0 1 1 1 0 1
1·2 7 0·2 6 0·2 5 1·2 4 1·2 3 1·2 2 0·2 1 1·2 0
128 + 0 + 0 + 16 + 8 + 4 + 0 + 1
� 157
Angewandte Informatik HTL

Mr. What und
Ms. Check
1 Hexziffer =
1 Nibble = 4 Bit
Hex A � Dez 10
Hex B � Dez 11
Hex C � Dez 12
Hex D � Dez 13
Hex E � Dez 14
Hex F � Dez 15
Die Gruppierung in
Nibbles (4-Bit-Gruppen)
erfolgt von rechts nach
links .
Jede Hexadezimalziffer
kann mit 4 Bit (Nibbles)
dargestellt werden .
Daher ist die Umwandlung
vom Binär- in das
Hexadezimalsystem
wesentlich einfacher als
vom Binär- in das Dezimalsystem
.
Welche Dezimalzahl wird mit der
Binärzahl 11001100 dargestellt?
5 Zahlensysteme
Menschen, Computer und ihre Art zu rechnen
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Das für uns Menschen gebräuchliche Dezimalsystem mit den Ziffern 0 bis 9 ist für einen Computer
nicht direkt verwendbar. Wie wir schon gesehen haben, benutzen Computer zur Verarbeitung
und Speicherung von Werten binäre Zahlen, bestehend aus den Ziffern 0 und 1. Es wäre
jedoch sehr unpraktisch, wenn wir eine Zahl z. B. als 11000110 eingeben müssten. Die Umrechnung
von Binär- in Dezimalzahlen ist aber auf den ersten Blick schwer durchschaubar.
Hexadezimales Zahlensystem
128 + 64 + 8 + 4 = 204
Ü 0.3: Binärzahlen in Dezimalzahlen umwandeln �
Wandeln Sie die Binärzahlen a) 11110010, b) 10101010 und c) 10011111 in Dezimalzahlen
um!
Zur Darstellung von Zahlen wird häufig das hexadezimale Zahlensystem verwendet. Dabei werden
jeweils 4 Bit zu einer Hexziffer zusammengefasst. Eine solche Ziffer kann 16 verschiedene
Werte annehmen: die Ziffern 0 bis 9 sowie die Buchstaben A bis F (für dezimal 10 bis 15).
L 0.4: Umwandlung einer Binärzahl in eine Hexadezimalzahl
1100 0110
12 6
C 6
Hex C6
a) Welcher Hexadezimalzahl entspricht die
Binärzahl 11000110?
Die Abbildung zeigt die Umrechnung der Binärzahl
11000110 in die Hexadezimalzahl C6, indem jeweils
4 Bit (rechts beginnend) gruppiert und anschließend
in eine Dezimalzahl umgerechnet werden.
Bin 1100 � Dez 8 + 4 = 12 � Hex C
Bin 0110 � Dez 4 + 2 = 6 � Hex 6
Bin 1100 0110 = Hex C6
b) Welcher Binärzahl entspricht ACE4 hex?
Hex A � Dez 10 = 8 + 2 � Bin 1010
Hex C � Dez 12 = 8 + 4 � Bin 1100
Hex E � Dez 14 = 8 + 4 + 2 � Bin 1110
Hex 4 � Dez 4 � Bin 0100
Hex ACE4 = Bin 1010 1100 1110 0100
Ü 0.4: Binärzahlen in Hexadezimalzahlen umwandeln �
Wandeln Sie die Binärzahlen a) 11110010, b) 10101010 und c) 10011111 in Hexadezimalzahlen
um!
Ü 0.5: Hexadezimalzahlen in Binärzahlen umwandeln ��
Wandeln Sie die Hexadezimalzahlen a) FEE, b) CAFE und c) AFFE in Binärzahlen um!
Ein Beispiel für die Verwendung von Hexadezimalzahlen ist die Darstellung des Zeichencodes
von Windows-Schriftarten, wie z. B. Arial und Times New Roman.
Angewandte Informatik HTL 7
0 Grundlagen der Informatik

8
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Üben
ASCII =
American Standard
Code for Information
Interchange
Die ANSI
(= amerikanische Normungsorganisation)
hat
1968 den ASCII-Zeichencode
genormt, weshalb
häufig auch der Begriff
ANSI- anstelle von
ASCII-Code verwendet
wird .
UTF-7
ist kompatibel
zu ASCII .
Die Windows-
Zeichentabelle
stellt alle Zeichen einer
Truetype-Schrift mit
ihrem Unicode-Wert
dar . Andere Schriften,
wie z . B . Courier, enthalten
8-Bit-Zeichensätze .
Font
bedeutet Schriftart .
Das ausgewählte
Zeichen Alpha wird mit
seinem Hexadezimalwert
dargestellt .
Sie müssen den
Windows-7-Rechner im
Menü Ansicht auf
Programmierung umstellen!
Sichern
Wissen
6 Zeichencodierung
So kann ein Computer Buchstaben und Zahlen darstellen
Ein Computer bedient sich einer Codierung, also eines Systems von Zeichen, die mit mehreren
Bit dargestellt werden kann. Die Codierung wird auch Zeichensatz genannt und repräsentiert für
jede Binärzahl ein Zeichen. Welche wichtigen Zeichensätze für einen PC gibt es?
ASCII, ISO-Latin und Unicode
1 ASCII verwendet 7 Bit zur Zeichendarstellung und hat demnach einen Umfang
von 128 darstellbaren Zeichen (2 hoch 7).
So hat der Buchstabe A den Code 65, B den Code 66, C den Code 67 usw. Mit ASCII sind
deutsche Sonderzeichen wie Ä, Ö und Ü nicht darstellbar. Daher wird dieser Zeichensatz
heute kaum mehr eingesetzt. Er bildet aber die Basis für andere Zeichencodierungen.
2 ISO-Latin-1 verwendet 8 Bit zur Zeichendarstellung. Er baut auf dem ASCII-Code
auf und ergänzt ihn um die wichtigsten sprachspezifischen Sonderzeichen.
ISO-Latin-1 (ISO/IEC 8859-1) enthält alle Sonderzeichen der gängigsten Sprachen wie
Deutsch, Französisch, Spanisch, Portugiesisch, Dänisch, Finnisch etc. Dieser Zeichensatz
wurde früher in Microsoft Windows verwendet, jedoch mittlerweile durch Unicode abgelöst.
3 Unicode verwendet 16 Bit (UCS-2) bzw. 32 Bit (UCS-4) zur Zeichendarstellung und
ist ein internationaler Standard, der alle bekannten Schriftzeichen beinhaltet.
Die Speicherung und Übertragung von Unicode-Zeichen erfolgt im UTF (Unicode Transformation
Format). UTF-8 (z. B. Internet, Linux, NTFS-Dateisystem in Windows) bzw. UTF-16 (z. B.
Microsoft .NET) sind heute die gängigsten Zeichensatz-Formate.
L 0.5: Zeichencodierung in MS Windows
Windows-Zeichentabelle mit einem Unicode-Zeichen
Welche Form der Zeichencodierung
verwendet
eigentlich MS Windows?
MS Windows verwendet
den Unicode-Zeichensatz.
Wenn wir die Zeichentabelle
unter Start | Alle
Programme | Zubehör |
Systemprogramme aufrufen,
wird das nebenstehende
Fenster angezeigt. In der
Statuszeile erkennen wir die
Form der Zeichencodierung:
für das Alpha Unicode
03B1. Aber nicht alle Schriftarten
verwenden Unicode.
Die Schriften Courier und
System verwenden z. B. nur
8 Bit zur Darstellung.
Ü 0.6: Unicode �
Welchen Unicode haben die Zeichen a) „Ü“, b) „&“, c) „#“ und d) „£“ (Pfund)? Geben Sie
die Zeichencodes als Hexadezimalzahlen und als Dezimalzahlen an und verwenden Sie zum
Umrechnen den Windows-Rechner!
Um mehrstellige Zahlen besser lesen zu können, werden diese durch Vorsilben für Maßeinheiten,
wie z. B. Kilo, Mega, Giga oder Tera, ergänzt.
Angewandte Informatik HTL

Die Präfixe (Vorsilben)
Kilo, Mega, Giga, Tera,
Peta und Exa entstammen
dem SI-System der
IEC: www.iec.ch/zone/si
Das Präfix „k“ steht
für Kilo und wird klein
geschrieben. Ein großes
„K“ bedeutet Kelvin.
Ein großes „M“ wird als
Abkürzung für Mega
verwendet . Ein kleines
„m“ bedeutet milli.
Weitere bekannte
Abkürzungen sind z . B .
g (Gramm) und t (Tonnen)
. Giga und Tera
werden mit Großbuchstaben
abgekürzt .
Die Abkürzung für Bit
ist ein kleines „b“.
7 Vorsilben für Maßeinheiten
Kilo, Mega, Giga, Tera, Peta, Exa
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Wenn Sie Bit oder Byte in großer Zahl kombinieren, z. B. wenn Sie große Datenmengen speichern,
wäre es unpraktisch zu schreiben, dass der Umfang der Daten 5,3 Millionen Byte beträgt.
Kürzer und verständlicher ist 5,3 Megabyte.
Die Vorsilben, z. B. Kilo, Mega oder Giga, entstammen dem SI-System. Darin sind weltweit die
gültigen Vorsilben festgelegt, die wir auch im täglichen Leben verwenden. Beispiele dafür sind
Kilogramm, Megawatt oder Gigahertz.
Die Vorsilben Kilo, Mega, Giga, Tera, Peta und Exa werden auch für die Größenordnungen
von Bit und Byte verwendet.
Vorsilbe Abkürzung Potenz Zahl
Kilo k 10 3 Tausend
Mega M 10 6 Million
Giga G 10 9 Milliarde
Tera T 10 12 Billion
Peta P 10 15 Billiarde
Exa E 10 18 Trillion
Diese Vorsilben (Präfixe) können sowohl für Byte als auch für Bit in gleicher Weise benutzt werden.
Kilobyte wird z. B. mit kByte oder kB abgekürzt. Üblicherweise werden Byte mit Groß- und
Bit mit Kleinbuchstaben dargestellt. Die Abkürzung für Kilobit ist demnach kb.
Wie in der Physik ist der Umrechnungsfaktor zwischen den einzelnen Größen 1000 (103 ).
L 0.6: Speichergrößen
Rechnen Sie die folgenden Speichergrößen in Byte um!
Speichergröße Byte Umrechnung
1 kB 1000 1 · 103 1 MB 1 000 000 1 · 106 1 GB 1 000 000 000 1 · 109 1 TB 1 000 000 000 000 1 · 1012 1 kb 125 1 · 103 : 8
1 Mb 125 000 1 · 106 : 8
Hinweis: 1 kb = 1000 Bit : 8 = 125 Byte, 1 Mb = 1 000 000 Bit : 8 = 125 000 Byte = 125 kB
Die folgende Abbildung veranschaulicht die Größeneinheiten am Beispiel von Textdaten.
1 Byte = 1 Zeichen
1 Kilobyte = 1 Seite
1 Megabyte = 1 Buch
1 Gigabyte = 1 Bibliothek
1 Terabyte = Das Weltwissen
Angewandte Informatik HTL 9
0 Grundlagen der Informatik

10
Lernen Üben
Sichern
Wissen
Expertenwissen für
besonders Interessierte
Der Umrechnungsfaktor
für Binärpräfixe
beträgt 1024 .
Eine Linkliste zu den
Begriffen und Grundlagen
der Informatik
finden Sie unter der
ID: 1011.
KibiByte = Kilobinary-
Byte
Speicherkapazitäten
optischer Datenträger:
CD: 700 MiB
DVD: 4,7 GB
Achtung! Expertenwissen: Binärpräfixe
Wie Sie bereits erfahren haben, spielt das binäre Zahlensystem mit seinen Zweierpotenzen in
der Informatik eine große Rolle. Dieser Umstand führte in der Vergangenheit häufig zu Missverständnissen
im Zusammenhang mit den SI-Vorsilben, da z. B. die Vorsilbe Kilo einmal für
1000, ein anderes Mal für 1024 (2 10 ) verwendet wurde.
Daher wurden im Jahr 1999 die Binärpräfixe mit der Norm IEC 60027-2 weltweit geregelt und
in das SI-System übernommen.
Vorsilbe Abkürzung Potenz Zahl
Kibi Ki 210 1024
Mebi Mi 220 1 048 576
Gibi Gi 230 1 073 741 824
Tebi Ti 240 1 099 511 627 776
Pebi Pi 250 1 125 899 906 842 624
Exbi Ei 260 1 152 921 504 606 846 976
Der Unterschied zwischen Kilo und Kibi ist die Zahl, der die Vorsilbe entspricht: Kilo = 1000,
Kibi = 1024. Je nachdem, welche Einheit verwendet wird, wird unterschiedlich gerechnet, z. B.
1 KiB = 1024 Byte, 1 kB = 1000 Byte.
L 0.7: Gigabyte versus Gibibyte
Wie viele Byte sind 45 GB bzw. 45 GiB?
45 GB · 10 9 = 45 000 000 000 Byte
45 GiB · 2 30 = 48 318 382 080 Byte
Ü 0.7: Binärpräfixe ��
a) In einem Verkaufsprospekt eines PCs ist die Größe der Festplatte mit 1 TB angegeben.
Geben Sie die Größe der Festplatte in GiB an!
b) Die Speicherkapazität einer DVD beträgt 4,7 GB, jene einer CD 700 MiB. Geben Sie die
Größe beider Speichermedien in MB an!
L 0.8: Nettokapazitäten von Speichermedien
Wie viele Byte passen auf ein USB-Gerät?
Rechnen Sie die Speicherkapazität eines USB-Sticks von 8 GB in
GiB um!
8 GB · 1000 · 1000 · 1000 : 1024 : 1024 : 1024 = 7,45 GiB
Rechnen Sie die Speicherkapazität einer externen Festplatte von
2 TB in TiB um!
2 TB · 10004 : 10244 USB-Stick
= 1,82 TiB
Wie groß sind die Unterschiede zwischen Brutto- und Nettokapazitäten in Prozent?
8 GB USB-Stick: 7,45 : 8 = 93,13 %
2 TB Festplatte: 1,82 : 2 = 91 %
Je größer die Maßeinheit ist, desto größer ist der Unterschied zwischen Brutto- und
Nettokapazität.
Die Nichtbeachtung der Unterschiede zwischen den Binärpräfixen und den herkömmlichen SI-
Präfixen kann zu verwirrenden Informationen über die Größe eines Speichermediums führen.
Die Speicherkapazität einer CD beträgt z. B. 700 MiB, jene der DVD 4,7 GB, das sind aber nur
4482 MiB. Tatsächlich wird in der Praxis die Größe einer CD sehr häufig mit 700 MB angegeben,
was streng genommen falsch ist.
Angewandte Informatik HTL

Ms. Check und
Mr. Expert
Brutto- und
Nettokapazität
unterscheiden sich aus
verkaufstechnischen
Gründen .
Eine CD fasst 700 MiB. Wie viele MB sind das?
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Das Lehrbeispiel L 0.8 zeigt Ihnen, dass bei der Umrechnung
von Vorsilben nicht immer der Faktor 1024 verwendet
wird. Es werden zahlreiche Produkte angeboten,
deren angegebene Speicherkapazität (Bruttokapazität)
deutlich über der Nettokapazität liegt. Warum ist das so?
Festplattenhersteller geben aus verkaufstechnischen
Gründen möglichst hohe Kapazitäten für ihre Laufwerke
an. Eine 1-TB-Festplatte könnte somit 1 000 000 000 000
Byte speichern. Errechnen Sie die Nettokapazität, so erhalten
Sie als tatsächlich nutzbare Speicherkapazität für
Ihr Laufwerk im Rechner lediglich 0,909 TiB. Die Nettokapazität
liegt um 9 % unter der Bruttokapazität.
In der Praxis finden Binärpräfixe kaum Beachtung. Sie werden de facto nicht verwendet.
Wir verzichten in weiterer Folge auf den Einsatz von Binärpräfixen und geben Speichergrößen
ausschließlich in kB, MB, GB, TB usw. mit dem Umrechnungsfaktor 1000 an.
Zur Umrechnung zwischen Größeneinheiten dienen die SI-Präfixe. Zusätzlich müssen wir beachten,
ob die Größe in Bit oder Byte angegeben ist (1 Byte = 8 Bit).
L 0.9: WLAN-Bandbreitenberechnung
Die Datenübertragungsrate einer WLAN-Verbindung beträgt 54 Megabit/s. Wie viele Kilobyte
bzw. Kibibyte können pro Minute übertragen werden?
54 Mb : 8 · 60 · 1000 = 405 000 kB
54 Mb : 8 · 60 · 106 : 210 = 395 508 KiB
Eine 3,6 MB große MP3-Datei soll aus dem Internet heruntergeladen werden. Der Internetzugang
hat eine Bandbreite von 768 kb/s. Wie lange dauert die Übertragung?
3,6 · 1000 · 8 : 768 = ca. 38 s
Ü 0.8: Downloaddauer berechnen ��
Wie lange dauert der Download eines 45 MB großen Videos aus dem Internet, wenn eine
Bandbreite von 56 Kibibit/s zur Verfügung steht?
Ü 0.9: Speicherplatzbedarf berechnen ��
Ein Einzelbild eines Hollywoodfilms auf einer DVD hat eine Auflösung von 720 · 576 Bildpunkten.
Pro Bildpunkt werden 24 Bit für die Farbinformation benötigt. Pro Sekunde werden
25 Einzelbilder dargestellt. Wie groß ist der Speicherplatzbedarf für einen Film mit einer
Spieldauer von zwei Stunden? (Annahme: unkomprimierte Speicherung)
GB:
GiB:
Festplatte
700 · 1024 · 1024 = 700 · 2 20 = 734 003 200 Byte = 734 MB
Angewandte Informatik HTL 11
0 Grundlagen der Informatik

12
Lernen
Üben
Übungsbeispiele
Sie finden diese
Übungsbeispiele mit
automatischer Aufgabenkontrolle
unter der
ID: 1012.
erledigt: w✔
Ü 0.10: w
Ü 0.11–Ü 0.15: w
Ü 0.17: w
Sichern
Wissen
Üben
Ü 0.10: Begriffe �
Ordnen Sie die folgenden Begriffe durch Ankreuzen zu:
Begriff
Zentraleinheit
Microsoft Word
Auf dem PC
geschriebener Brief
Digitalkamera
Mikrofon
MP3-Musikdateien
Bildbearbeitungsprogramm
Internet Explorer
CD
Scanner
Windows
Hardware Software Daten
Ü 0.11: Binärzahlen umwandeln ��
Wandeln Sie folgende Binärzahlen in Dezimalzahlen bzw. Hexadezimalzahlen um:
Binärzahl
1111 0110
1001 0101
0010 0001
Dezimalzahl Hexadezimalzahl
Ü 0.12: Binärzahlen in Hexadezimalzahlen umwandeln ��
Wandeln Sie folgende Binärzahlen in Hexadezimalzahlen um:
Binärzahl Hexadezimalzahl
1111 0110 1101 0011
1001 0101 1111 0000
0010 0001 0101 1010
Ü 0.13: Hexadezimalzahlen in Binärzahlen umwandeln ��
Wandeln Sie folgende Hexadezimalzahlen in Binärzahlen um:
Hexadezimalzahl Binärzahl
F6
A145
FC88
Ü 0.14: Bit/Byte �
Wie viele Bit sind 56 Byte?
ID: 1012
Ü 0.15: Speicherkapazität berechnen ��
Die Speicherkapazität einer DVD beträgt 4,7 GB. Ein MP3-Titel benötigt durchschnittlich 3700
Kilobyte. Wie viele Musiktitel passen auf eine DVD?
Ü
Angewandte Informatik HTL

ID: 1012
MUSTERUNTERNEHMEN
Ü 0.16: Zeichencodierung ��
Schreiben Sie den Satz „Ich gehe in die 1. Klasse“ als ASCII-Code!
Beispiele: ! = 21, + = 2B; A = 41; a = 61
ASCII-Code (hexadezimal):
ASCII-Zeichentabelle
Weitere Übungen im SbX
Ü 0.19: Größeneinheiten ��
Bearbeiten Sie das Übungsbeispiel „Größeneinheiten“!
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
Ü 0.17: Speicherplatzbedarf berechnen ���
Ein Standardbrief von einer A4-Seite umfasst ungefähr 30 Zeilen mit durchschnittlich jeweils 50
Unicode-Zeichen. Wie viel Speicherplatz wird für den Brief benötigt? Berechnen Sie die Dateigröße
in den Größeneinheiten kB und MB!
Kilobyte:
Megabyte:
Ü 0.18 zum Expertenwissen: Größe einer Musikdatei berechnen ���
Sie laden eine Musikdatei mit einer Größe von 3 MB aus dem Internet herunter. Sie haben allerdings
nur ein 56k-Modem, d. h., pro Sekunde werden 56 Kibibit Daten übertragen. Wie lange
müssen Sie warten, bis der Song vollständig auf Ihre Festplatte kopiert wurde?
Ü 0.20: Bandbreitenberechnung ���
Bearbeiten Sie das Übungsbeispiel „Bandbreitenberechnung“ der H2Ö GmbH!
Angewandte Informatik HTL 13
0 Grundlagen der Informatik

14
Lernen
Üben
Computertechnik
heute
Datenverarbeitungsprozesse
Hardware, Software
und Daten
Bit und Byte
Zeichencodierung
Zahlensysteme
Vorsilben für
Maßeinheiten
Binärpräfixe
Brutto- und
Nettokapazität
ID: 1013
Sichern
Wissen
Sichern
In dieser Lerneinheit haben Sie wichtige Begriffe rund um die Computertechnik sowie
Zahlensysteme und Größeneinheiten kennengelernt.
Der Personalcomputer ist das zentrale Gerät für multimediale Anwendungen. Computertechnik
und Unterhaltungselektronik sind miteinander verschmolzen.
Die Kernprozesse der Datenverarbeitung sind Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe (EVA). Sie
werden durch den Hilfsprozess der Speicherung unterstützt.
Computer und Geräte der Unterhaltungselektronik, wie Handy, DVD-Player oder HDTV, verfügen
über Hard- und Softwarekomponenten, welche aufeinander abgestimmt sind. Mithilfe
von Programmabläufen generiert ein Benutzer Daten.
Ein Byte besteht aus 8 Bit. Die Speicherung von Zahlen erfolgt im Computer in Binärform. Ein
Bit kann die Werte True und False annehmen, die mit den Binärziffern 1 und 0 dargestellt
werden.
Der ASCII-Zeichensatz verwendet zur Darstellung 7 Bit und enthält keine länderspezifischen
Zeichen wie Umlaute. Er ist die Basis für wichtige Zeichensätze wie ISO-Latin und Unicode. Das
Internet, Linux und Windows verwenden Unicode zur Zeichencodierung.
Zur einfacheren Darstellung von Binärzahlen wird in der Computerindustrie häufig das hexadezimale
Zahlensystem verwendet. Es besteht aus 16 Ziffern (0 bis 9 und A bis F). Eine
Hexziffer ist ein Nibble, das sind 4 Bit.
Der Umrechnungsfaktor zwischen den Größenordnungen Kilo, Mega, Giga, Tera, Peta und
Exa beträgt 1000 (10 3 ).
Der Umrechnungsfaktor zwischen den Binärpräfixen Kibi, Mebi, Gibi, Tebi, Pebi und Exbi
beträgt 1024 (2 10 ).
Aus verkaufstechnischen Gründen wird bei Speicherkapazitäten meist die Bruttokapazität
angegeben. Für die Angabe der Nettokapazitäten werden die Binärpräfixe verwendet.
Zusätzlich zu dieser Zusammenfassung finden Sie im SbX eine Audio-Wiederholung
zur Wiedergabe mit dem Audio-Player und als MP3-Datei sowie eine Bildschirmpräsentation.
Wissen
Kontrollfragen und -aufgaben
1. Nennen Sie mindestens fünf Hardware-Elemente für den Multimedia-Einsatz zu Hause!
ID: 1014
2. Beschreiben Sie den Datenverarbeitungsprozess anhand einer Kundenverwaltung mit Rechnungsdruck!
3. Welchen Datenverarbeitungsprozessen ist das Schreiben eines Briefes mit einem Textverarbeitungsprogramm
zuzuordnen?
4. Benennen Sie die Begriffe Hardware, Software und Daten in Zusammenhang mit Mobiltelefon,
SMS und Adressbuch!
Ü
Ü
ID: 1013
Angewandte Informatik HTL

Sie finden die Aufgaben
4 bis 16 mit automatischerAufgabenkontrolle
unter der
ID: 1014.
erledigt: w✔
Aufgaben 4–15: w
Aufgabe 16: w
ID: 1014
Ein kurzer
Wissens-Check
bevor’s weitergeht!
Weitere Aufgabe im SbX
16. Stellen Sie sich einem Quiz mit fünf Fragen!
Lerneinheit 1: Begriffe und Grundlagen
5. Ordnen Sie die Begriffe Hardware, Software und Daten der Film-DVD „Avatar – Aufbruch
nach Pandora“ zu!
6. Wie viele Bit werden benötigt, um die Zahl 4000 darstellen zu können?
7. Wie viele Zahlenkombinationen sind mit einem 128-Bit-Passwort möglich?
8. Worin unterscheiden sich die Zeichencodierungen ASCII, Latin und Unicode?
9. Welche Dezimalzahl steht für die Binärzahl 11001100?
10. Welche Binärzahl steht für die Hexadezimalzahl FACE?
11. Welche Dezimalzahl steht für die Hexadezimalzahl BADBEE?
12. Wandeln Sie die Binärzahl 1111010100011100 in eine Hexadezimalzahl um!
13. Wie viel Speicherkapazität (in MB) wird benötigt, wenn ein Dokument 7 Mio. Zeichen im
Unicode-Format enthält?
14. Eine Videothek lagert 2500 Filme auf DVD. Eine Film-DVD fasst rund 8,5 GB. Wie groß ist die
Speicherkapazität aller DVDs zusammen (in TB)?
15. Wandeln Sie die Dezimalzahl 255 in das binäre und das hexadezimale Zahlensystem um!
Wissens-Check
Ich kann Datenverarbeitungsprozess erklären.
Ich kann die Begriffe Hardware, Software, Bit und Byte erklären.
Ich kann Dezimal-, Binär- und Hexadezimalzahlen umrechnen.
Ich kann Kilo, Mega, Giga und Tera zur Darstellung von
Datenmengen verwenden.
� � �
Angewandte Informatik HTL 15
0 Grundlagen der Informatik

16
Lernen
Üben
Alle SbX-Inhalte zu dieser
Lerneinheit finden
Sie unter der ID: 1020.
Eine Bildschirmpräsentation
mit allen Abbildungen
zum Schritt
LERNEN finden Sie
unter der ID: 1021.
Als Mainframe
werden extrem
leistungsfähige Großrechner
bezeichnet .
Der Server
ist das zentrale Gerät in
einem Computernetzwerk
.
PDA =
Personal Digital
Assistant
Einen Artikel über die
Geschichte des PCs
finden Sie unter der
ID: 1021.
Sichern
Wissen
Lerneinheit 2
Personal Computer
Laufend flattern Prospekte mit PC-Angeboten ins Haus. In dieser Lerneinheit beschäftigen
Sie sich mit den Komponenten eines PCs, damit Sie die Angebote anhand
der Leistungsdaten vergleichen können und die richtige Kaufentscheidung treffen.
Lernen
1 Arten von Computersystemen
Vom PDA bis zum Großrechner
Heute sind unterschiedliche Arten von Computersystemen erhältlich. Das Angebot reicht vom
kleinen PDA, mit dem wir unsere Adressen und Termine verwalten können, über Desktop-PCs,
Notebooks, Server für kleine und große Netzwerke bis hin zu leistungsfähigen Großrechnern
bzw. Supercomputern.
Leistung
PDA
Desktop-PC
Notebook
Arten von Computersystemen nach Leistung und Preis
Netzwerkserver
Mainframe
Wir konzentrieren uns auf jene Geräte, die derzeit den größten Marktanteil haben: Personalcomputer.
Sehen wir uns an, aus welchen Teilen ein moderner PC besteht.
Ü 0.21: Desktop-PCs versus Notebooks ��
Welche Vor- und Nachteile haben Desktop-PCs gegenüber Notebooks?
Preis
Ü 0.22: Geschichte des IBM PCs �
Lesen Sie den Artikel über die Geschichte des PCs im SbX und beantworten Sie die folgenden
Fragen:
a) Wann hat IBM den ersten PC der Öffentlichkeit vorgestellt und verkauft?
b) Wie groß war der Hauptspeicher des ersten PCs?
c) Auf welchen Medien wurden die Daten gespeichert und wie groß war deren Kapazität?
Ü
ID: 1021
Angewandte Informatik HTL

Der Suspend
schaltet den PC automatisch
ab, wenn dieser
nicht benutzt wird, und
ermöglicht das rasche
Weiterarbeiten, wenn
der Benutzer eine beliebige
Taste drückt .
Mr. What und
Ms. Check
2 Bestandteile eines PCs
Die Teile eines Multimedia-Desktops
Lerneinheit 2: Personal Computer
Jeder PC bietet Anschlussmöglichkeiten für diverse Zusatzgeräte, wie z. B. für Speichermedien,
DVD- und BD-Laufwerke, Videokameras, Fotoapparate, Drucker, Netzwerkkomponenten, Internet
usw. Wer seinen PC immer bei sich haben möchte, kann ebenfalls aus verschiedenen Angeboten
auswählen.
Monitor
Lautsprecher
Tastatur
Bestandteile eines Multimedia-Desktops
Notebook
Tablet-PCs
Varianten mobiler Personalcomputer
Welche Vorteile bietet ein Desktop-
PC gegenüber einem Notebook?
Welche Vorteile bietet ein
Notebook gegenüber einem
Desktop-PC?
Zentraleinheit
Maus
Mobile Geräte stehen den Desktop-PCs
in puncto Leistungsfähigkeit keineswegs
nach. Die Herausforderung bei der Entwicklung
besteht vor allem im Erzielen
einer möglichst langen Akkulaufzeit.
Neben Stromsparfunktionen (Suspend-
Modi) werden Notebooks mit speziellen
Mobilvarianten von Mikroprozessoren
ausgestattet, die sich auch während
des Betriebes abschalten können, wenn
nicht die volle Rechenleistung benötigt
wird. Durch ihre geringere Leistungsaufnahme
entwickeln sie weniger Hitze
und benötigen weniger Strom.
Angewandte Informatik HTL 17
PDAs
Der Desktop-PC kann leicht mittels Steckkarten oder Festplatten
erweitert werden . Außerdem sind Zentraleinheit
und Monitor getrennt, sodass man bei einem PC-Neukauf
den Monitor weiterverwenden kann .
Mit einem Notebook kann man überall arbeiten . Die Stromversorgung
erfolgt über einen Akku, der auch gegen Stromausfall schützt .
Ü 0.23: PDA ��
Ein Freund/Eine Freundin möchte sich einen PDA kaufen. Erkläre ihm/ihr den Unterschied
zwischen einem PDA, einem Tablet-PC und einem Notebook. Recherchiere im Internet und
nenne zu jeder Variante ein konkretes Modell und einen Preis!
0 Grundlagen der Informatik

18
Lernen
Üben
Mainboard Asus P5K3
Andere Begriffe für
Mainboard sind
Motherboard und
Hauptplatine .
Installierter DDR3-
Hauptspeicher am
Mainboard
Das Netzteil versorgt
alle Bauteile des PCs
mit Strom .
Sichern
Wissen
3 Mainboard und Prozessor
Wir machen einen Blick unter die „Haube“ des Desktops .
Bestandteile der Zentraleinheit
1 Das Mainboard enthält Prozessor-Sockel, Chipset, Steckplätze für Hauptspeicher
und für Erweiterungskarten sowie I-/O-Schnittstellen für Ein- und Ausgabegeräte.
Das Mainboard ist eine Platine, die mit zahlreichen hochintegrierten Schaltkreisen bestückt
ist. Es enthält Anschlussmöglichkeiten (Schnittstellen) für Tastatur, Maus, USB-Geräte, Lautsprecher,
Netzwerkkabel, Monitor usw. Erweiterungskarten können in freie Steckplätze (z. B.
PCI-Express) eingebaut werden.
2 Die Hauptspeichermodule werden in die dafür vorgesehenen Sockel gesteckt.
Beim Einbau von Speichermodulen ist darauf zu achten, dass der richtige Modulstandard gewählt
wird, z. B. DDR2, DDR3, SODIMM, und dass der Hauptspeicher die Busgeschwindigkeit
des Mainboards unterstützt. Diese wird in MHz angegeben, z. B. DDR3: 1333 MHz.
3 Über Flachbandkabel werden die Massenspeicher an einen Controller am Mainboard
angeschlossen.
Das Mainboard enthält Anschlüsse für Massenspeicher wie Festplatten, DVD- oder BD-Laufwerke
sowie Controller für diese Geräte.
Netzteil
Netzteil
Bestandteile eines Desktop-PCs
Prozessor
mit Kühler
Mainboard
DVD-RW
Festplatte
Speichersockel
4 Alle Geräte der Zentraleinheit werden
mit Strom aus dem Netzteil versorgt.
Alle Teile des PCs befinden sich in einem Gehäuse,
das mit einem Netzteil ausgerüstet ist und
den Strom aus der Steckdose in eine Wechselspannung
von 5 V und 12 V umwandelt.
Die Leistungsfähigkeit des Netzteils wird in Watt
angegeben und muss größer als die Gesamtleistung
aller angeschlossenen Komponenten des
PCs sein.
Angewandte Informatik HTL

CPU
bedeutet „Central
Processing Unit“ und
ist der englische
Fachbegriff für
Mikroprozessor .
AMD Athlon 64 FX
Prozessor
Die Produktion von
Mikroprozessoren erfolgt
in staubfreier Umgebung
. Das Bild zeigt
die Produktionsumgebung
bei Intel .
Lerneinheit 2: Personal Computer
Ü 0.24: PC-Bestandteile �
Öffnen Sie Ihren PC, indem Sie die Abdeckung abnehmen. Suchen Sie die bezeichneten Teile
und benennen Sie sie richtig. Erstellen Sie eine Skizze auf einem Blatt Papier!
I-/O-Schnittstellen
Steckplätze
Mikroprozessor
Chipset
Mikroprozessor
mit Kühler
Speicher-
Steckplätze
Die wichtigsten Hersteller für PC-Mikroprozessoren sind die beiden kalifornischen Firmen Intel
und AMD. Hergestellt werden Prozessoren in Reinräumen, also in partikelfreier Umgebung, auf
sogenannten Wafern. Ein Wafer ist eine ca. 1 mm dicke Scheibe aus Silizium, auf der Chips
hergestellt werden. Jeder Wafer enthält Cores (Kerne) für mehrere Prozessoren.
Wafer und Prozessor-Cores
Mikroprozessor
Core
Wafer
Angewandte Informatik HTL 19
0 Grundlagen der Informatik

20
Lernen Üben
Sichern
Wissen
Expertenwissen für
besonders Interessierte
ALU =
Arithmetic Logical Unit
(Rechenwerk)
XOR bedeutet
entweder . . .oder .
OR ist eine Kombination
aus XOR und AND .
NOT dreht alle Bit in
ihr Gegenteil um .
Intel-kompatibel
bedeutet, dass der
Prozessor die x86-Maschinensprache
benutzt,
die heute z . B . von
Windows oder Linux
unterstützt wird .
Die Sony Playstation 3
hat einen IBM-Cell-
Prozessor (RISC).
Cache
ist ein sehr schneller
Zwischenspeicher, der
Speicherzugriffe
beschleunigt .
Pipelining
ermöglicht die Parallelverarbeitung
von
Befehlen .
Die Geschwindigkeit
eines Prozessors ist
nicht nur von der Taktfrequenz
abhängig .
Achtung! Expertenwissen: Aufbau eines Mikroprozessors
Die Architektur eines Prozessors wurde von dem Mathematiker und Physiker John von Neumann
im Jahr 1945 erstmals beschrieben. Nach ihr ist auch heute noch jeder Prozessor aufgebaut.
Von-Neumann-Rechnermodell
1 Das Rechenwerk (ALU) ist für arithmetische und logische Funktionen zuständig.
Die arithmetische Einheit des Rechenwerks kann z. B. zwei Binärzahlen addieren. Durch wiederholtes
Addieren in einer Schleife wird eine Multiplikation ausgeführt:
z. B. 2 · 5 = 2 + 2 + 2 + 2 + 2
Eine häufig benutzte logische Operation ist die AND-Operation (logisches Und): z. B. 1010
AND 1100 = 1000. Nur wenn beide Bit 1 sind, ist das Ergebnis der Operation 1, sonst 0.
Weitere logische Operationen sind OR, XOR und NOT.
2 Das Steuerwerk führt Befehle in Maschinensprache aus.
Jeder Prozessor kennt seine eigene Maschinensprache. Wir unterscheiden bei der Befehlsverarbeitung
zwei grundsätzlich verschiedene Code-Sets:
CISC (Complex Instruction Set Code) verwendet eine große Zahl an fix
im Prozessor gespeicherten Befehlen. PC-Prozessoren von Intel und AMD
sind CISC-Prozessoren.
RISC (Reduced Instruction Set Code) benutzt eine sehr kleine Zahl an
fixen Prozessorbefehlen, die dafür aber sehr schnell abgearbeitet werden
können. Vorteile sind u. a. kurze Entwicklungszyklen durch den einfacheren
Aufbau und günstigere Produktionskosten. RISC-Prozessoren werden
IBM-Cell-Prozessor
z. B. von Sony in der Playstation 3 (IBM-Cell-Prozessor – siehe Bild) oder
Sun (Sun Sparc) verwendet.
3 Register sind kleine, extrem schnelle Speichereinheiten für Zwischenergebnisse,
z. B. von Rechenoperationen.
Zur Erhöhung der Rechengeschwindigkeit werden Prozessoren mit Caches und zusätzlichen
Fließkommarechenwerken ausgestattet. Für die effizientere Bearbeitung von Befehlen wird
das Pipelining verwendet. Die Taktfrequenz gibt den Rhythmus der Verarbeitung in MHz
oder GHz an.
ALU
Arithmetic Logical Unit
Steuerwerk
Prozessor
Von-Neumann-Rechnermodell
Register
Peripherie-Bus
RAM ROM
János Neumann
alias John von Neumann,
geboren
1903 in Budapest,
gestorben 1957 in
Washington, war der
Begründer des Von-
Neumann-Rechnermodells
.
Der von Intel im Jahr 1978 vorgestellte 8086-Mikroprozessor war der „Urgroßvater“ aller PC-
Prozessoren und verwendete erstmals den x86-Befehlssatz. Folgende Architekturen haben sich
im Lauf der Zeit entwickelt:
Angewandte Informatik HTL

Der Intel Core2 Extreme
QuadCore-Die (QX6850)
fasst 582 Mio . Transistoren
. Die Gatelänge
eines Transistors beträgt
65 Nanometer .
Mikrostruktur eines
Intel Core-2-Prozessors
Architektur eines Mikroprozessors
1 16-Bit-Architektur
Lerneinheit 2: Personal Computer
1978 stellte Intel die 8086- und 8088-Prozessoren für den IBM-PC vor. Wie der etwas später
entwickelte 80286 verfügten diese Prozessoren über einen 16-Bit-x86-Befehlssatz. Die Zeit
der 8-Bit-Prozessoren ging damit zu Ende.
2 32-Bit-Architektur
1985 kam der Intel 80386-Prozessor auf den Markt. Er begründete eine neue Ära, die bis
zum Pentium 4 andauerte. Der iA32-Befehlssatz erweiterte den x86-Befehlssatz der 16-Bit-
Architektur und war vollständig abwärtskompatibel.
3 64-Bit-Architektur
2003 begann für den x86 das „dritte Zeitalter“. AMD brachte einen zu x86 kompatiblen
64-Bit-Befehlssatz mit dem Namen AMD64 im Athlon-64-Prozessor auf den Markt. Intel
musste wenig später den Erfolg von AMD anerkennen und mit dem EM64T-Befehlssatz
nachziehen. Der von Intel favorisierte iA64-Befehlssatz für die Itanium-Prozessoren konnte
sich mangels Kompatibilität zu x86 gegen AMD nicht durchsetzen. Der neue Befehlssatz
AMD64/EM64T wurde von Linux und Windows XP Professional x64 Edition unterstützt.
Eine breite Akzeptanz von x64 begann mit der Markteinführung von Windows Vista im
Jahr 2007.
Ms. Check und Welche Prozessoren werden in
Mr. Expert Notebooks verwendet? Bei Notebooks werden zur Erzielung möglichst langer Akkulaufzeiten
stromsparende Mobilprozessoren benutzt .
Der Front Side Bus verbindet
den Prozessor
mit der Northbridge des
Chipsets .
AMD hat beim Athlon
64 einen Teil der Northbridge
bereits im Prozessor
integriert .
Stimmt es, dass die Geschwindigkeit eines Prozessors
nur von der Taktfrequenz abhängt? Nein, das stimmt nicht . Die Taktfrequenz ist nur
ein Faktor, der für die Rechenleistung eines Prozessors
ausschlaggebend ist . Andere Faktoren sind Architektur
(16 Bit, 32 Bit, 64 Bit), Code-Set (CISC, RISC), Größe
der Caches, Anzahl der Cores usw .
Was bedeutet Quad-Core?
Core steht für den Prozessorkern . Quad-Core bedeutet, dass in einem
Prozessor vier Kerne enthalten sind . Dadurch kann bei gleicher Taktfrequenz
die Leistung eines Prozessors gesteigert werden . Die Anzahl der
Kerne ist noch weiter steigerbar (Multi-Core) .
Chipset und Front Side Bus
Das Chipset steuert die Datenströme zwischen Prozessor, Hauptspeicher und Grafikkarte
(Northbridge) sowie den Steckplätzen für Peripheriegeräte (Southbridge).
Front Side Bus
Serial-ATA
I/O USB Ethernet
Bestandteile des Chipsets
Prozessor
Northbridge
Southbridge
PCI/PCIe
Speicher
Grafikkarte
Steckplätze
Das Chipset verbindet den Prozessor
mit den restlichen Teilen eines
PCs. Die Northbridge stellt eine
besonders schnelle Verbindung zu
Grafikkarte und Hauptspeicher her.
Die Southbridge ist für die Verbindung
zu anderen Geräten, wie
Festplatte, USB und Steckkarten,
zuständig.
AMD ging beim Athlon 64 erstmals
dazu über, die Speicheranbindung
der Northbridge direkt in den Prozessor
zu integrieren.
Angewandte Informatik HTL 21
0 Grundlagen der Informatik

22
Lernen
Üben
Speicherkosten in Euro
pro MB Arbeitsspeicher
1973: 75 000
1977: 5 000
1981: 400
1984: 130
1987: 20
1990: 7
1995: 3
2001: 0,08
2010: 0,01
(Computer Bild)
SODIMM-Hauptspeichermodul
für
Notebooks
Als Refresh wird das
ständige Versorgen
des RAM mit Strom
bezeichnet .
BIOS =
Basic Input
Output System
EEPROMs
werden unter dem
Namen Flash-Speicher
verbreitet eingesetzt,
z . B . bei Memory-Sticks
und Speicherkarten .
Sichern
Wissen
4 Speicher
Die große Schreibtischlade für den Prozessor
Der Prozessor hat mit seinen Registern nur ein sehr begrenztes Speichervolumen. Ein Computer
benötigt daher einen vom Prozessor getrennten Arbeitsspeicher.
RAM und ROM am Beispiel des Personalcomputers
Speicherarten
RAM
Random Access Memory
Prozessor RAM
Arbeitsspeicher
ROM
Read Only Memory
Basic Input Output
System (BIOS)
1 Der Hauptspeicher (RAM) wird als schneller Arbeitsspeicher für den Prozessor
verwendet. Eine Speicherstelle kann vom Prozessor direkt adressiert werden.
DDR3-Hauptspeichermodul
Im RAM werden Programme und Daten während der
Arbeit mit dem PC abgelegt und laufend verändert. Diese
Form des Speichers benötigt eine ständige Stromversorgung,
um Daten halten zu können.
2 Persistente Speicher (ROM) benötigen keine Stromversorgung zur Datenhaltung.
Der Zugriff auf die Daten erfolgt blockweise.
Zum Betrieb eines PCs ist eine Betriebssoftware (BIOS) erforderlich, die den Start des Betriebssystems
bewirkt. Das BIOS wird aus einem
a) ROM (Read Only Memory),
b) EPROM (Eraseable Programmable Read Only Memory) oder
c) EEPROM (Electrically Eraseable Programmable Read Only Memory)
geladen. Bei den ROM-Speichern handelt es sich generell um persistente Speicher, die Daten
auch ohne Stromversorgung halten. Im Gegensatz zum RAM kann aber der Inhalt des Speichers
nicht direkt adressiert, sondern nur blockweise gelesen werden. Deshalb ist der Zugriff
deutlich langsamer als beim RAM.
Der Gegenwert für 1 MB Arbeitsspeicher betrug im Jahr 1973 ein Haus, im Jahr 1984
ein Fahrrad, im Jahr 1990 ein Brathuhn und im Jahr 2010 ein Gummibärchen.
Angewandte Informatik HTL

PCI =
Peripheral Component
Interconnect
AGP =
Accelerated
Graphics Port
PCIe
PCI-Express ist skalierbar
von x1 bis x32 .
Durch die Verwendung
von zwei Lanes kann
die Bandbreite verdoppelt
werden .
5 Datenbus und Grafikkarte
Ein PC kann jederzeit erweitert werden .
PCI, AGP und PCI-Express
Lerneinheit 2: Personal Computer
Ü 0.25: Speicheraufrüstung �
Die Tischlerei Holzwurm plant für die Installation von Windows 7 eine Speicheraufrüstung
aller vorhandenen PCs. Insgesamt müssen 10 PCs von 512 MB auf 2 GB Hauptspeicher aufgerüstet
werden. Welche Informationen benötigen Sie, um ein Angebot erstellen zu können?
Der Datenbus verbindet das Chipset und den Prozessor mit Peripheriegeräten, wie z. B. Grafikkarte,
Netzwerkkarte oder Festplatten. Dem standardisierten Datenbus hat der PC seinen enormen
Markterfolg zu verdanken.
1 1992 stellte Intel den PCI-Bus vor. Gemeinsam mit dem AGP beherrschte diese
Technologie den PC-Markt zehn Jahre lang.
PCI arbeitete mit 32 oder 64 Bit und einer Taktrate von 33 oder 66 MHz. Die maximale Datentransferrate
betrug 528 MB/s. Der AGP ermöglichte eine Hochgeschwindigkeitsverbindung
zwischen Prozessor und Grafikkarte. Als maximale Datenübertragungsrate konnten mit
8x-AGP 2133 MB/s erzielt werden. PCI und AGP gelten mittlerweile als überholt. Aus Gründen
der Abwärtskompatibilität befindet sich dennoch ein PCI-Steckplatz in vielen PCs.
2 PCI-Express (PCIe) ist der Nachfolger von PCI. Er bietet einen höheren Datendurchsatz
und mehr Flexibilität.
Bei PCI-Express beträgt der Datendurchsatz für jede 32
Bit breite Verbindung (= Lane) 250 MB/s pro Richtung.
Durch die Koppelung von Lanes kann ein Vielfaches
PCI
dieses Datendurchsatzes erzielt werden (z. B. 4000 MB/s
bei PCIe-x16 für eine Grafikkarte).
In Consumer-PCs werden PCIe-x16- und PCIe-x1-Slots
eingebaut (siehe Bild). Für Netzwerkserver sind zusätz-
PCIe
lich x2, x4, x8 und x32 vorgesehen.
PCI-Express und PCI
Pro Lane kann in einem Taktzyklus 1 Bit übertragen werden. Bei x16 werden demnach in einem
Taktzyklus 16 Bit übertragen.
PCI-Express Links und Lanes
PCIe-Datentransfer
PCIe-Karte
PCIe-Bandbreiten pro Richtung
Angewandte Informatik HTL 23
x1
x4
x8
x16
PCI-Express-Bandbreiten
250 MB/s
1000 MB/s
2000 MB/s
4000 MB/s
0 Grundlagen der Informatik

24
Lernen
Üben
Mr. What und
Ms. Check
Ausgänge von
Grafikkarten:
DVI VGA
DVI und HDMI
sind digitale Ausgänge
für Flachbildschirme mit
hoher Auflösung .
VGA
ist ein analoger Ausgang
für alle Monitortypen
.
Die Auflösung
wird in Bildpunkten
(Pixel) angegeben:
XGA 1024 · 768
HD720 1280 · 720
WXGA 1280 · 800
SXGA 1280 · 1024
SXGA+ 1400 · 1050
UXGA 1600 · 1200
WSXGA 1680 · 1050
HD1080 1920 · 1080
WUXGA 1920 · 1200
WQXGA 2560 · 1600
QSXGA 2560 · 2048
Die Farbtiefe
wird in Bit angegeben:
8 Bit 256 Farben
16 Bit 65 536 Farben
24 Bit ~16 Mio . Farben
32 Bit ~4 Mrd . Farben
Sichern
Wissen
Kann eine PCIe-x1-Karte auch in einen
x2- oder x4-Slot gesteckt werden?
Grafikkarte
Ja, PCIe-Steckplätze sind abwärtskompatibel . Eine x1-
Karte kann daher in jeden PCIe-Slot gesteckt werden .
Aber eine x16-Karte passt nur in einen x16- oder x32-Slot .
Ü 0.26: Bandbreite für HDTV berechnen ��
Berechnen Sie die erforderliche Bandbreite für das Abspielen eines Films mit 25 Vollbildern
pro Sekunde in einer Auflösung von 1280 · 720 Pixel (HDTV) und einer Farbtiefe von 24 Bit.
Wie viele PCI-Express-Lanes werden dafür benötigt?
Die Grafikkarte steuert die Anzeige auf dem Monitor. Moderne Grafikkarten sind selbst ein kleiner
Computer, denn sie besitzen ihren eigenen Prozessor sowie ihren eigenen Speicher.
PCIe-Grafikkarte
PCI-Express-Grafikkarte mit eigenem Grafikprozessor
Typen von Grafikkarten
Grafikprozessor
1 Onboard-Chips sind auf dem Mainboard integriert und sehr günstig, da keine
eigene Karte benötigt wird.
Diese Variante ermöglicht zwar die Darstellung hochauflösender 2D-Bilder mit bis zu
1920 · 1200 Pixel bei 32 Bit Farbtiefe, aber für Windows 7 und schnelle 3D-Spiele ist sie
nicht geeignet.
2 Business-Karten liefern gestochen scharfe Bilder und unterstützen die Ausgabe
auf mehreren Monitoren.
Business-Karten haben relativ wenig Grafikspeicher und nur eingeschränkte 3D-Funktionen,
bieten dafür aber gestochen scharfe Bilder, einen TV-Ausgang und meist die Möglichkeit
zum Anschluss von mehreren Monitoren. Marktführer bei diesen Karten ist die Firma Matrox.
3 Game-Karten sind für Computerspiele und 3D-Darstellungen optimiert und in
allen Preisklassen verfügbar.
Grafikkarten für Computerspiele kosten oft so viel wie ein ganzer PC. Die beiden Marktführer
ATI und NVidia kommen laufend mit Neuerungen auf diesen heißumkämpften Markt.
Ü 0.27: Speicherplatzbedarf berechnen �
Wie viel Speicherplatz belegt ein 32-Bit-Farbbild mit einer Auflösung von 1920 · 1080 Pixel?
Angewandte Informatik HTL

Mr. What und
Ms. Check
Den Betriebsmodus der
Grafikkarte kann man
in Windows 7 in den
Anzeigeeinstellungen
auswählen: Rechtsklick
auf den Desktop | Bildschirmauflösung
Mr. What und
Ms. Check
Local Area Network
(LAN) steht für
lokales Netzwerk .
Für welche Grafikkarte soll ich mich entscheiden,
wenn ich meine privaten Urlaubsfilme
schneiden und bearbeiten möchte?
Lerneinheit 2: Personal Computer
Für diese Art von Anwendung ist heute jede Grafikkarte
sehr gut geeignet . Eine teure Game-Karte ist
dafür nicht nötig .
Kann ich mit einer Grafikkarte
auch fernsehen? Eigentlich nicht, aber viele Karten haben einen TV-Ausgang . Über
diesen Ausgang kann ein TV-Gerät mit dem PC verbunden werden .
Über das DVD-Laufwerk am PC können dann Filme auf dem Fernseher angesehen
werden . Will man allerdings TV-Programme sehen, benötigt man
zusätzlich einen TV-Tuner . Tunerkarten sind als PCI- bzw . PCIe-Versionen erhältlich
und verarbeiten Antennen- (DVB-T) bzw . SAT-Signal (DVB-S) .
Bildschirmeinstellungen in Windows 7
Die Grafikkarte erstellt das Bild und sendet dieses Signal an den Monitor. Zur Erzeugung des
Bildes bedient sich die Grafikkarte ihres eigenen Grafikprozessors und Videospeichers.
L 0.10: Speicherkapazität berechnen
Herr Maurer hat mit seinem 2-Megapixel-Fotohandy ein Foto aufgenommen und möchte
dieses nun mit einer Farbtiefe von 24 Bit am Bildschirm darstellen. Wie viel Videospeicher
wird für die Darstellung des Bildes in der Grafikkarte benötigt?
2 000 000 Pixel · 24 Bit : 8 = 6 000 000 Byte = 6 MB
Ü 0.28: Grafikleistung berechnen ��
Ein Actionspiel arbeitet mit einer Auflösung von 1440 · 900 Pixel und 32 Bit Farbtiefe. Pro
Sekunde werden 25 Bilder dargestellt. Welches Datenvolumen muss die Grafikkarte in zehn
Minuten Spielzeit bewältigen?
Was ist eine LAN-Party?
Verwendung mehrerer
Monitore für die Ausgabe,
z. B. Monitor und
Videobeamer
Schieberegler für die
Änderung der Bildschirmauflösung
Bei einer LAN-Party treffen sich spielbegeisterte Leute, um
gegeneinander Computerspiele zu spielen . Zur Standardausrüstung
eines Gamers gehören neben einem getunten PC
auch ein Netzwerkanschluss und ein Headset, damit sich die
Gamer während des Spielens unterhalten können .
Angewandte Informatik HTL 25
0 Grundlagen der Informatik

26
Lernen Üben
Sichern
Wissen
Expertenwissen für
besonders Interessierte
Eine Schnittstelle
(engl . Interface)
ermöglicht die Verbindung
von zwei
Systemen .
API
(Application Program
Interface) ist eine Verbindung
von zwei Softwaresystemen
.
Ms. Check und
Mr. Expert
Achtung! Expertenwissen: Grafikschnittstellen
Vor 1995 mussten Computerspiele die Grafikkarte direkt ansprechen, da es damals noch keine
Softwareschnittstellen für Grafikkarten gab. Spielehersteller konnten mit ihren Spielen auch nur
bestimmte Grafikkarten unterstützen. Mit einer falschen Karte konnte man das Game nicht
spielen. Dies war für die Anwender/innen sehr mühsam.
DirectX OpenGL
DirectX und OpenGL unterstützen verschiedene Betriebssysteme .
Die Grafikschnittstellen DirectX und OpenGL
1 DirectX wurde 1995 von Microsoft für das Betriebssystem Windows eingeführt.
Es handelt sich um ein API für Spieleprogrammierer.
DirectX bietet eine Softwareschnittstelle (API) zur 2D- und 3D-Grafikprogrammierung für
Windows und die Xbox, ohne auf die speziellen Eigenheiten der jeweiligen Grafikhardware
Rücksicht nehmen zu müssen und unter teilweiser Umgehung der Kontrolle durch das Betriebssystem.
Ein Teil von DirectX ist Direct3D, das einen schnellen Zugriff auf 3D-Funktionen
der Grafikkarte ermöglicht. Weitere Schnittstellen sind DirectSound (für Klangwiedergabe),
DirectMusic (für Musikwiedergabe), DirectInput (z. B. für Joysticksteuerung), DirectPlay (für
Netzwerkspiele im Multiplayerbetrieb) oder DirectShow (für Videowiedergabe).
2 OpenGL ist ein betriebssystemunabhängiger Schnittstellen-Standard für 3D-
Grafikanwendungen. Etwa 250 Befehle erlauben 3D-Darstellung in Echtzeit.
OpenGL wurde ursprünglich von Silicon Graphics (SGI) entwickelt. Die Umsetzung übernimmt
bei OpenGL der Grafiktreiber. Unterstützt die Grafikkarte den Befehl nicht, so wird
dieser über den Hauptprozessor ausgeführt. Spiele, die OpenGL benutzen, sind z. B. „Doom“
und „Quake“.
Ich habe eine DirectX-fähige Grafikkarte.
Kann ich damit jedes beliebige Computerspiel
spielen, auch wenn es schon 20 Jahre alt ist?
Nein, ältere Spiele haben DirectX noch nicht unterstützt,
da es erst 1995 von Microsoft mit Windows
95 eingeführt wurde . Davor mussten Spiele mühsam
händisch konfiguriert werden .
Angewandte Informatik HTL

PS/2-Schnittstelle
Parallele Schnittstelle
Serielle Schnittstelle
USB und Firewire
Netzwerk-Schnittstelle
Audio-Schnittstellen
6 Schnittstellen
Anschluss externer Geräte
Typen von Schnittstellen
Lerneinheit 2: Personal Computer
Über Input- und Output-Schnittstellen können beliebige Geräte mit dem PC verbunden werden.
Die Schnittstellen befinden sich am Mainboard und sind auf der Rückseite des Gehäuses der
Zentraleinheit über verschiedene Anschlussbuchsen zugänglich.
Tastatur
Schnittstellen
Maus
Video-
kamera
Drucker
Digital-
kamera
Netzwerk
Lautsprecher
Mikrofon
1 Die PS/2-Buchsen ermöglichen den Anschluss von Tastatur und Maus.
Tastatur und Maus sind nach wie vor häufig über einen PS/2-Anschluss mit dem PC zu verbinden.
Viele Geräte haben aber auch einen USB-Anschluss.
2 Parallele Buchsen ermöglichten früher den Anschluss eines Druckers. Am Drucker
wurde diese Schnittstelle als Centronics bezeichnet.
Heute werden Drucker über USB- oder Netzwerkkabel angeschlossen.
3 Serielle (9-/25-polige) Stecker ermöglichten früher den Anschluss langsamer
Geräte, wie z. B. eines Modems.
Geräte mit seriellem Anschluss findet man heute kaum noch. Es gibt aber im Bereich der
industriellen Fertigung noch einige Spezialmaschinen, Prüf- und Messgeräte, die über serielle
Anschlüsse verfügen.
4 Firewire und USB sind die Schnittstellen für die meisten heute verfügbaren
Peripheriegeräte.
Firewire wird meist für Video-Datenübertragung, USB für PC-Peripheriegeräte eingesetzt.
5 Mittels einer RJ45-Netzwerkbuchse können andere Computer oder ein Router zur
Internetverbindung angeschlossen werden.
Moderne Mainboards haben einen Netzwerkanschluss mit 100 Mbit/s oder 1000 Mbit/s bereits
eingebaut.
6 Soundbuchsen ermöglichen die Klangein- und -ausgabe.
Über Soundbuchsen können Lautsprecher, Mikrofon oder eine Hi-Fi-Anlage angeschlossen
werden.
Während PS/2, parallele und serielle Schnittstellen bereits veraltete Technologien darstellen, gewinnen
USB und Firewire zunehmend an Bedeutung. Sehen wir uns diese wichtigen Schnittstellen
etwas genauer an.
Angewandte Informatik HTL 27
0 Grundlagen der Informatik

28
Lernen Üben
Sichern
Wissen
Expertenwissen für
besonders Interessierte
USB =
Universal Serial Bus
USB 3 .0 Stecker
Firewire
wird auch als
IEEE 1394 oder i .Link
bezeichnet .
Wireless USB
ermöglicht Datentransferraten
von 11 bis 480
Megabit/s und eine
Reichweite bis 70 m .
USB On-the-Go
erlaubt die direkte Verbindung
von zwei USB-
Geräten ohne einen PC
als Hostcontroller .
Ms. Check und
Mr. Expert
Achtung! Expertenwissen: USB und Firewire
Die Multimedia-Talente unter den Schnittstellen
Die wichtigsten Standards für die Übertragung von Daten zu externen Geräten sind USB und
Firewire.
Unterschiede und Gemeinsamkeiten von USB und Firewire
1 USB wird zum Anschluss von externen Peripheriegeräten verwendet. Es gibt drei
Steckertypen: Mini-USB, USB-A und USB-B.
Jeder moderne Computer bietet Anschlussmöglichkeiten
für bis zu 127 USB-Geräte.
Die Geräte werden automatisch erkannt
USB-mini-B, USB-A- und -B-Stecker
und installiert (Plug&Play) und können während
des PC-Betriebes an- und abgesteckt
werden (hot plug/unplug). Wer mehr USB-Geräte anschließen möchte, als der PC Buchsen
hat, kann dieses Problem mittels USB-Hub lösen. Es ist auch möglich, mehrere USB-Hubs aneinander
anzuschließen, was als Kaskade bezeichnet wird.
2 Firewire wird zur Übertragung von Multimediadaten, wie z. B. Videos, benutzt.
Firewire wurde zur Übertragung von Videos
entwickelt und ist heute in jeder digitalen
Videokamera vorhanden. Im Gegensatz zu
USB benötigt Firewire keinen Host, der die
Geräte verwaltet (bei USB ist das der PC). Es
1394a 6-polig, 1394a 4-polig und 1394b-Stecker
können also auch zwei Firewiregeräte direkt
miteinander verbunden werden (z. B. Videokamera und DVD-Rekorder).
Die Tabelle verdeutlicht die Unterschiede und Gemeinsamkeiten beider Technologien:
Eigenschaft USB Firewire
Maximale Anzahl an Geräten 127 63
Maximale Übertragungsrate 12 Mb/s (USB 1 .1)
400 Mb/s (IEEE 1394a)
480 Mb/s (USB 2 .0)
2,4 Gb/s (USB 3 .0)
11–480 Mb/s (Wireless USB)
3200 Mb/s (IEEE 1394b)
Plug&Play-Unterstützung ja ja
Hot Plug-/Unplug-Unterstützung ja ja
Integrierte Stromversorgung 5 Volt 8–40 Volt
Maximale Kabellänge 5 Meter 4,5 Meter (Kupferkabel)
100 Meter (Glasfaserkabel)
Topologie Baum Stern
Host-Controller nötig ja nein
Welche Schnittstellen verwenden Maus,
Videokamera und ADSL-Router?
Soll ich meine Festplatte über USB
oder Firewire anschließen?
Die Maus verwendet eine PS/2- oder eine USB-
Schnittstelle, die Videokamera nutzt Firewire oder
USB . Ein ADSL-Router kann über USB oder RJ45 angeschlossen
werden .
Ich würde die Festplatte über USB anschließen, da Firewire
eine niedrigere Datenübertragungsrate aufweist .
Angewandte Informatik HTL

Einen Artikel zu den
elektronischen Datenspeichern
finden Sie
unter der ID: 1021.
rpm (revolutions
per minute):
Der Wert gibt an, wie
oft pro Minute sich die
Platte um die eigene
Achse dreht .
Headcrash
bezeichnet das
Aufsetzen des Schreib-/
Lesekopfes auf der
Plattenoberfläche .
Die Übertragungsrate
gibt an, wie viele MB
pro Sekunde von der
Platte gelesen bzw . auf
die Platte geschrieben
werden können .
Die Zugriffszeit
gibt die durchschnittliche
Zeitspanne an, bis
die gewünschte Information
auf der Platte
gefunden wird .
7 Massenspeicher
Magnetische Datenspeicher
Parkposition
Wenn keine Lese- oder Schreibzugriffe stattfinden, befindet
sich der Kopf in einer Parkposition. Dies verhindert
einen Headcrash bei plötzlichen Erschütterungen
(z. B. bei Notebooks).
Lerneinheit 2: Personal Computer
Die Festplatte ist das wichtigste Speichermedium eines PCs. Sie speichert Betriebssystem, Anwenderprogramme
und Daten.
Ü 0.29: Festplatte oder elektronischer Speicher? ��
Welche der folgenden Geräte haben eine Festplatte bzw. einen elektronischen Speicher eingebaut?
a) iPod, b) USB-Stick, c) HDD-Videokamera, d) Navigationssystem
Schreib-/
Lesekopf
Festplatte mit ihren Bestandteilen
Schrittmotor
Antrieb
Platten
Der Antrieb bringt die Platte auf eine
Geschwindigkeit von 7000 bis 15 000
rpm. Der Schreib-/Lesekopf wird vom
Schrittmotor angetrieben und kann
punktgenau über der Plattenoberfläche
positioniert werden. Doch Vorsicht, bereits
die kleinste Erschütterung kann die
Oberfläche der Platte bei einem Lese-
oder Schreibzugriff zerstören.
Schreib-/Leseköpfe parken
Rampe
Parkposition
Funktionsweise
Eine Festplatte besteht aus mehreren einzelnen Scheiben, die in einem Stapel übereinander angeordnet
sind. Dieser Plattenstapel dreht sich permanent mit gleichbleibender Geschwindigkeit.
Der Platz auf jeder Platte wird in
Kopfbewegung Spuren und Sektoren unterteilt, wobei
jeder sich dadurch ergebende Bereich
Schreib-/Lesekopf
gleich viele Byte aufnimmt. Eigentlich
wird dadurch viel Speicherplatz vergeudet,
denn außen würde viel mehr Raum
für Daten zur Verfügung stehen als im
Achse
Antrieb
Zentrum der Scheibe. Durch die Einteilung
in Spuren und Sektoren ergibt sich
jedoch der Vorteil einer sehr niedrigen
Schrittmotor
Zugriffszeit. Der Lese- bzw. Schreibvorgang
beginnt, sobald der Schrittmotor
den Kopf auf der richtigen Spur posi-
Funktionsweise einer Festplatte
tioniert hat und sich der richtige Sektor
unter dem Kopf befindet.
L 0.11: Mittlere Zugriffszeit
Wie kann die mittlere Zugriffszeit für eine Festplatte ermittelt werden?
Im ungünstigsten Fall muss der Schreib-/Lesekopf eine ganze Plattenumdrehung lang warten.
Im günstigsten Fall befindet sich der gesuchte Sektor unter dem Kopf. Durchschnittlich muss
für jeden Zugriff eine halbe Plattenumdrehung gewartet werden. Daher gilt: Je schneller sich
die Platte dreht, desto kürzer ist die mittlere Zugriffszeit.
Angewandte Informatik HTL 29
0 Grundlagen der Informatik

30
Lernen
Üben
Artikel zu den verschiedenenFestplattenstandards
sowie zu USB-
und Flashspeichern
finden Sie unter der
ID: 1021.
Eine Linkliste zu den
externen Peripherie-
geräten finden Sie
unter der ID: 1021.
Pit Land
Daten befinden sich in
Form von Vertiefungen
(Pits) auf der reflektierenden
Oberfläche
(Land) .
CD-DA =
Compact Disc
Digital Audio
Die Moving Picture
Experts Group (MPEG)
wurde 1988 gegründet
und entwickelt seither
Kompressionsformate
für Video und Audio,
wie z . B . MPEG1, MPEG2
und MPEG4 .
Sichern
Wissen
Ü 0.30: Festplattenstandards ���
Bearbeiten Sie den Artikel im SbX und erstellen Sie eine übersichtliche Präsentation oder ein
Referat, in der/dem Sie die verschiedenen Festplattenstandards vergleichen!
Speicherkapazitäten von Festplatten
Die Speicherkapazitäten von Festplatten sind seit der Markteinführung des IBM-PCs enorm gestiegen:
Jahr, Hersteller und Typ Baugröße Kapazität
1980, Seagate ST506 5,25" 5 MB
1983, IBM PC XT 5,25" 20 MB
1991, IBM/Fujitsu 3,5" 145 MB
1998, Seagate Barracuda 3,5" 50 GB
2007, Hitachi Deskstar 3,5" 1 TB
Optische Datenspeicher
Egal um welches Format es sich handelt, z. B. CD, DVD oder Blu-ray Disc, die Form der Informationsaufzeichnung
ist immer
die gleiche. Ein Laserstrahl
tastet die Information ab,
die von Pits und Lands
unterschiedlich reflektiert
wird. Das Lesen eines optischen
Datenträgers beginnt
beim Lead-in auf
der Innenseite und endet
beim Lead-out am Rand.
Datenbereich
Dazwischen befindet sich
der Datenbereich. Die
Lead-in
Abtastung erfolgt in Spi-
Lead-out
ralform unter optimaler
Ausnutzung des zur Verfü-
Aufbau optischer Datenträger
gung stehenden Platzes.
Compact Disc (CD)
Die CD wurde 1982 von den Firmen Philips und Sony auf dem Markt eingeführt. In den folgenden
Jahren erfreute sich zunächst die Audio-CD immer größerer Beliebtheit. Dies führte
am Beginn der 1990er-Jahre zu einer nahezu vollständigen Verdrängung der Schallplatte und
später mit der Entwicklung beschreibbarer CDs auch zur Ablösung der Kompaktkassette und
der Diskette.
CD-Standards
1 Der Red-Book-Standard definiert das Format für die Audio-CD (CD-DA).
Die Audio-CD (Compact Disc Digital Audio, kurz CD-DA) löste die Schallplatte ab.
2 Der Yellow-Book-Standard legt das Format für die Daten-CD (CD-ROM) fest.
Eine CD-ROM fasst eine Datenmenge von 650 MB (74 min), 700 MB (80 min) oder 800 MB
(90 min).
3 Der White-Book-Standard definiert das Format für die Video-CD (VCD). SVCD
wurde als IEC-62107-Standard festgelegt und ist in China weit verbreitet.
Eine VCD enthält bis zu 74 min MPEG1-komprimiertes Video mit einer Auflösung von 352 ·
288 Pixel. Eine SVCD fasst bis zu 70 min MPEG2-komprimiertes Video mit einer Auflösung
von 480 · 576 Pixel.
Angewandte Informatik HTL

Mr. What und
Ms. Check
Das Fehlerkorrektursystem
CIRC (Cross Interleaved
Reed-Solomon
Code) kommt bei der
CD und der DVD zum
Einsatz . Es ermöglicht
das Lesen von zerkratzten
Datenträgern .
CD 700 MB DVD 4 .7 GB
Die dichtere Anordnung
von Pits auf einer DVD
ermöglicht eine größere
Speicherkapazität als
eine CD .
Mikrometer (µm)
Der Durchmesser eines
menschlichen Haares
beträgt ca . 70 µm . Der
Spurabstand der DVD
dagegen nur 0,74 µm .
Ein Haar kann demnach
100 DVD-Spuren
abdecken .
Film-DVD
Lerneinheit 2: Personal Computer
Kann ich eine zerkratzte CD noch lesen?
Eine zerkratzte CD kann gelesen werden, da die Daten
mittels Paritätsbits gesichert werden . Mit der CIRC-Technik
können Kratzer bis zu einer Länge von 2,4 cm bei CD-ROMs
und 8,5 cm bei CD-DAs ausgeglichen werden .
Wie lange hält eine CD?
Eine CD weist eine Haltbarkeit von etwa zehn bis fünfzig Jahren auf .
Die zunehmende Beliebtheit der CD für den Audiobereich führte auch zu einem Nachdenken
über das Speichern von Videos. Die CD mit ihren Standards VCD und SVCD setzte sich für das
Speichern von Videos aufgrund ihrer zu geringen Speicherkapazität und der mangelhaften Bildqualität
weltweit nicht durch. Daher wurde eine gleich große Scheibe entwickelt, die in der Lage
ist, deutlich mehr Daten auf der gleichen Fläche zu speichern – die DVD.
DVD
DVD stand früher für Digital Versatile Disc. Heute steht DVD als Wortmarke für sich selbst.
Der Durchmesser der Scheibe beträgt wie bei der CD 12 cm. Jedoch ist der Spurabstand deutlich
geringer: 0,74 µm bei der DVD im Vergleich zu 1,6 µm bei der CD. DVDs können doppelseitig
(Double-Side) bespielt werden. Außerdem können auf jeder Seite zwei Schichten vorhanden
sein (Double-Layer). Daraus ergeben sich vier Formate:
Single-Layer
Double-Layer
Single-Side
DVD-Formate: DVD-5, DVD-9, DVD-10 und DVD-18
Inhalt einer Video-DVD
Double-Side
Die Abbildung zeigt den Inhalt einer
Video-DVD. Die Namen der Dateien
sind standardisiert und haben die Endungen
BUP, IFO und VOB. Eine VOB-
Datei darf maximal 1 GiB groß sein.
Wird eine Video-DVD in einen DVD-
Player eingelegt, so sucht der Player
nach der Startdatei, die in der Regel das
Menü beinhaltet.
Angewandte Informatik HTL 31
0 Grundlagen der Informatik

32
Lernen
Üben
Es gibt drei DVD-Typen:
DVD-Video, DVD-Audio
und DVD-ROM
Eine Hybrid-DVD
enthält mehrere
DVD-Typen .
Anfang 2008 wurde die
Weiterentwicklung der
HD-DVD eingestellt,
nachdem große Filmproduzenten
ins Bluray-Lager
gewechselt
waren .
PC-Kombiplayer für
Blu-ray und HD-DVD
Die Sony Playstation 3
wurde von Anfang an
mit einem Blu-ray-Laufwerk
ausgeliefert .
Für die XBox 360
hat Microsoft bis 2008
ein HD-DVD-Laufwerk
angeboten .
Sichern
Wissen
DVD-Standards
1 1997 begann mit DVD-Video die Verdrängung der VHS-Kassette.
Auf Druck der Filmindustrie einigten sich die Firmen Philips, Sony, Toshiba und Time Warner
auf das DVD-Format.
2 Bei der DVD gibt es drei Typen: DVD-Video, DVD-Audio und DVD-ROM.
Ein DVD-Typ ist anhand des Inhalts der DVD erkennbar. Bei DVD-Video befinden sich Videodateien
im Ordner VIDEO_TS, bei DVD-Audio befinden sich Musikdateien im Ordner AUDIO_
TS und bei einer DVD-ROM können Dateien in beliebigen Ordnern gespeichert sein.
3 Eine Hybrid-DVD beinhaltet Video-, Musik- und Computerdaten.
Eine Hybrid-DVD spielt im DVD-Player einen Spielfilm ab. Legen wir die DVD in das DVD-Laufwerk
des Computers ein, können wir ein Spiel spielen oder eine Webseite aufrufen.
Blu-ray Disc (BD)
Die Weiterentwicklung der DVD führte zu zwei Formaten, die beide blaue Laserdioden mit
einer kürzeren Wellenlänge verwenden und eine deutlich höhere Speicherkapazität anbieten:
25 GB Single-Layer
50 GB Double-Layer
HD-DVD und Blu-ray Disc im Vergleich
Blu-ray Disc und HD-DVD im Vergleich
15 GB Single-Layer
30 GB Double-Layer
1 2002 präsentierte die Blu-ray-Disc-Association die Blue-ray Disc als Nachfolger der
DVD.
Die Firmen Sony, Philips, Matsushita, Pioneer, LG, Hitachi, Sharp, Samsung, Dell, HP und
Apple arbeiteten an der Blu-ray Disc (BD) mit einer Speicherkapazität von 25 GB je Layer für
les- und beschreibbare Medien. Unterstützende Firmen aus der Filmindustrie waren 20th
Century Fox, Disney, Warner Brothers und ab Anfang 2008 auch Time Warner, die Universal
Studios und Constantin.
2 2003 stellte das DVD-Forum die HD-DVD als Nachfolger der DVD vor. Die Weiterentwicklung
der HD-DVD wurde im Februar 2008 eingestellt.
Die HD-DVD mit einer Speicherkapazität von 15 GB je Layer für lesbare und 20 GB je Layer
für beschreibbare Medien konnte sich nicht durchsetzen.
Ü 0.31: Datensicherungsmedien �
Welches Format ist für Datensicherungen besser geeignet: a) DVD oder b) Blu-ray?
Begründen Sie Ihre Antwort!
Angewandte Informatik HTL

CD-R-Rohling:
Compact Disc
Recordable
CD-RW-Rohling:
Compact Disc
ReWriteable
DVD–R und DVD–RW
werden vom DVD-
Forum, einer Vereinigung
von mehr als 230
Firmen, unterstützt .
DVD+R und DVD+RW
werden von Firmen wie
Dell, HP, Mitsubishi,
Philips, Ricoh, Sony,
Thomson und Yamaha
unterstützt .
DVD-RAM
speichert Daten in Spuren
und Sektoren .
Beschreibbarer HD-
DVD-Rohling mit einer
Schicht .
Beschreibbare optische Datenträger
Lerneinheit 2: Personal Computer
Ein moderner Multimedia-PC ist in der Regel mit einem Brenner ausgerüstet. Wir unterscheiden
CD- und DVD-Brenner:
Brenner und Rohlinge
Das Beschreiben eines Rohlings wird als Brennen bezeichnet. Mit einem Laserstrahl werden
die Pits auf der speziellen Beschichtung der Oberfläche des Rohlings erzeugt. Auf diese Weise
„brennt“ der Laserstrahl die Daten in Form von Bit und Byte auf die Scheibe.
1 CD-Brenner können CD-R- und CD-RW-Medien beschreiben.
Es gibt zwei Formen von beschreibbaren CD-Medien: Die einmal
beschreibbare CD-R und die mehrmals beschreibbare CD-RW.
Eine CD-RW kann 50- bis 100-mal gelöscht und erneut beschrieben
werden. CD-Rohlinge werden als CD-R74 (650 MB), CD-R80
CD-R-Spindel
(700 MB) und CD-R90 (800 MB) angeboten. Dies gilt auch für
CD-RW-Rohlinge. Aufgrund des rasanten Preisverfalls von DVD-
Rohlingen und der deutlich geringeren Kapazität von CDs gehen die Marktanteile der CD-R
und CD-RW ständig zurück. Auch Softwarehersteller und Fachzeitschriften bieten mittlerweile
DVDs statt CDs an (z. B. Microsoft, SUSE, Chip, c't).
2 DVD-Brenner werden in vier Typen eingeteilt: DVD-minus-, DVD-plus-, DVD-RAMund
Multiformat-Brenner.
Bei den beschreibbaren DVDs gibt es ebenso wie bei der CD einmal
(DVD+R, DVD–R) und mehrmals beschreibbare Rohlinge (DVD+RW,
DVD–RW, DVD-RAM). Multiformat-Brenner können alle Formate beschreiben.
Das Lesen ist in der Regel mit
allen DVD-Geräten, auch DVD-Playern,
problemlos möglich (Ausnahme: DVD-
DVD+R-DL-
Rohling DVD–RW-Spindel
DVD-RAM-Rohling
RAM).
Bei DVD±R und DVD±RW erfolgt die Aufzeichnung wie bei
der CD spiralförmig. Einzig die DVD-RAM stellt eine Ausnahme
dar. Wie eine Festplatte wird die DVD-RAM beim
Beschreiben in Spuren und Sektoren eingeteilt. Betrachten
wir eine DVD-RAM, so können wir diese Einteilung sogar
mit freiem Auge erkennen.
3 HD-DVD- und Blu-ray-Disc-Brenner ermöglichen das Schreiben auf mehrere Layer
(Multilayer).
Im Gegensatz zur DVD, die maximal zwei Schichten (Layer) pro Seite
unterstützt, können bei einer HD-DVD und bei einer BD mehrere
Schichten pro Seite beschrieben werden, wodurch sich die Speicherkapazität
vervielfacht. Beim Kauf von Rohlingen ist die Anzahl der
Schichten angegeben. Eine HD-DVD speichert 15 GB, eine Blu-ray Disc
25 GB pro Schicht.
BD-RE-Rohling mit
zwei Schichten
Mr. What und Wofür eignen sich DVD-RAM-
Ms. Check Medien besonders?
DVD-RAM-Medien eignen sich zur Datensicherung, da nach dem
Beschreiben automatisch eine Überprüfung stattfindet . Bei anderen
Rohlingen (R, RW) ist dies nicht der Fall .
Angewandte Informatik HTL 33
0 Grundlagen der Informatik

34
Lernen Üben
Sichern
Wissen
Expertenwissen für
besonders Interessierte
Full-HD:
LCD- und Plasma-Bildschirme
der neuesten
Generation ermöglichen
Darstellungen mit
einer Auflösung von
1920 · 1080 Pixel.
Das HD-ready-Logo
kennzeichnet HDTV-
fähige Geräte .
Bei einem HDTV-
Fernsehbild lassen sich
bei gleicher Bildschirmgröße
deutlich mehr
Details ausmachen .
Ms. Check und
Mr. Expert
Achtung! Expertenwissen: Hochauflösendes Fernsehen
High Definition Television (HDTV)
HDTV bietet gestochen scharfe Bilder in den Formaten 720p, 1080i und 1080p. Bei 720p und
1080p sehen wir Filme in der Vollbilddarstellung (Progressive Scan). Die Auflösungen betragen
1280 · 720 Pixel (720p) bzw. 1920 · 1080
Pixel (1080p). Bei 1080i beträgt die Auflösung
zwar 1920 · 1080 Pixel, jedoch erfolgt die
Übertragung in Halbbildern (Interlaced). In der
Praxis wird die Bildqualität von 720p und 1080i
als etwa gleichwertig empfunden.
Der technische Durchbruch von HDTV hat
längst begonnen. Zahlreiche europäische Fernsehsender
senden ihre Programme in HD, darunter
auch ORF, ARD und ZDF. Alle modernen
LCD-TV- und Plasmageräte sind für Full-HD vorbereitet
und auch mit einem entsprechenden
HDTV-Panel mit Surround-Sound-System (LG) Logo gekennzeichnet.
Die folgende Abbildung zeigt einen Größenvergleich zwischen HDTV und einer herkömmlichen
DVD anhand eines Bildes aus dem Film „Harry Potter“ von Warner Bros. Pictures.
HDTV 1080p (Full-HD)
1920 · 1080 Pixel
HDTV im Vergleich zur DVD
Filmszene aus „Harry Potter und der Feuerkelch“
© 2005 Warner Bros . Ent . Harry Potter Publishing Rights © J .K .R .
Welche Bedeutung hat HDTV für die Computertechnik?
Kann ein PC mit einem HD-DVD- oder
Blu-ray-Gerät nachgerüstet werden?
HDTV 720p
1280 · 720 Pixel
PAL 576i (DVD)
720 · 576 Pixel
Die zunehmende Verschmelzung von Unterhaltungselektronik
und Computertechnik führt dazu, dass
z . B . auch auf einem PC Kinofilme in hervorragender
HDTV-Qualität betrachtet werden können .
Ja, die Industrie bietet auch Kombigeräte an, die beide
Formate abspielen können .
Ü 0.32: HDTV ��
Auf welchen Geräten lässt sich ein HDTV-Film darstellen: a) Röhrenfernseher, b) Plasma-TV,
c) LCD-TV, d) Computer-LCD-Monitor?
Angewandte Informatik HTL

Organic Light-Emitting
Diode (OLED) bezeichnet
eine Leuchtdiode,
die einen organischen
Farbstoff verwendet .
Liquid Chrystal Display
(LCD) bezeichnet eine
Bildschirmtechnologie,
die zur Darstellung Flüssigkristalle
verwendet .
108-Zoll-LCD-Panel
von Sharp mit
1920 · 1080 Pixel
(Sharp)
150-Zoll-Plasma-Panel
von Panasonic
(CES Las Vegas 2008)
40-Zoll-OLED-Panel
von Samsung mit
1280 · 800 Pixel
(Samsung)
8 Ausgabegeräte
Flachbildschirm, Videoprojektor und Drucker
Lerneinheit 2: Personal Computer
Der Flachbildschirm war noch vor wenigen Jahren Science-Fiction. Mittlerweile gehört er zum
täglichen Leben. Flachbildschirme finden wir heute in Autos, auf Kühlschränken und Videokameras
sowie als Fernseher und Computermonitore. Im Jahr 2003 wurden erstmals mehr Flachbildschirme
als CRT-Monitore verkauft.
OLED
LCD
Plasma
Einsatzmöglichkeiten verschiedener Formen von Flachbildschirmen
Typen von Flachbildschirmen
1 TFT-LCDs werden vor allem für kleine Displays verwendet und können auch für
höhere Auflösungen sehr gut eingesetzt werden.
TFT-LCDs finden wir als Minidisplays in Foto- und Videokameras, PDAs, GPS-Navigationssystemen
in Autos sowie als Notebook- und Computerdisplays. Bei Computerdisplays sind heute
Bilddiagonalen von 19 bis 24 Zoll Standard. Die Auflösungen reichen von 1280 · 800 bis
1920 · 1200 Pixel (im Widescreen-Format 16:10).
2 LCD-TVs ermöglichen es, den Fernseher als Bild an die Wand zu hängen.
Der enorme Preisverfall bei den LCD-TVs macht diese durchwegs HDTV-fähigen Geräte auch
für den Massenmarkt erschwinglich. Großbildgeräte sind derzeit bis zu einer Bilddiagonale
von 108 Zoll, das entspricht 2,7 m, erhältlich.
3 Plasmabildschirme eignen sich vor allem für den Einsatz in Geräten mit großen
Bilddiagonalen bis 150 Zoll, das entspricht 3,8 m. Allerdings sind Stromverbrauch
und Hitzeentwicklung sehr groß.
Wer Kinofeeling im Wohnzimmer haben will, greift zu einem Plasmafernseher. Diese Technik
eignet sich gut für sehr große Displays mit brillanter Farbdarstellung.
4 OLEDs sind organische Flachbildschirme. Sie sind wesentlich günstiger in der Herstellung
als TFT-Displays und benötigen keine aktive Hintergrundbeleuchtung.
Derzeit gibt es Displays bis zu einer Größe von 40 Zoll (siehe Bild). Auf der Consumer Electronics
Show 2007 stellte Sony das erste Full-HD-OLED mit einer Bilddiagonale von 27 Zoll und
einer Auflösung von 1920 · 1080 Pixel vor. Das Display ist nur 1 cm dick.
Angewandte Informatik HTL 35
0 Grundlagen der Informatik

36
Lernen
Üben
Mr. What und
Ms. Check
Skalierfehler
bei verschiedenen Auflösungen
auf einem
TFT-LCD
Liquid Chrystal Display
(LCD) bezeichnet eine
Bildschirmtechnologie,
die zur Darstellung Flüssigkristalle
verwendet .
Digital Light Processor
(DLP) wurde von Texas
Instruments entwickelt
und verwendet mikroskopisch
kleine Spiegel
auf einem DMD-Chip .
Digital Micromirror
Device (DMD)
wurde von Dr . Larry
Hornbeck 1987 bei
Texas Instruments entwickelt
und besteht
aus bis zu 2 Millionen
mikroskopisch
kleinen Spiegeln .
Direct Driven Image
Light Amplifier
(D-ILA) wurde von JVC
für den High-End-Markt
entwickelt .
Sichern
Wissen
Kann eigentlich jeder LCD- und Plasmafernseher
HDTV darstellen?
Nein . HDTV-fähige Geräte sind mit dem HD-Ready-Logo
gekennzeichnet . Aber fast alle modernen Geräte unterstützen
mittlerweile HDTV, die teuren Geräte sogar Full-HD
(1080p) .
Kann ich die Auflösung bei
einem TFT-LCD ändern?
Kann ich meinen PC auch an
einen LCD- oder Plasma-Fernseher
anschließen?
Videoprojektor
Ja, aber Sie sollten immer die für das Gerät optimale Auflösung
einstellen, da andernfalls Skalierfehler entstehen und die Darstellung
von Grafik und Text unscharf ist .
Ja, sofern das Gerät einen VGA-, HDMI- oder DVI-Anschluss
hat . Doch in der Regel sind die Auflösungen von LCD- und
Plasma-TV-Geräten kleiner als jene von Computermonitoren .
Ein Videoprojektor (Beamer) ist ein Bildprojektor für einen PC oder DVD-Player. Mit einem Beamer
machen Sie Ihr Wohnzimmer zum Kinosaal oder Sie projizieren eine Firmenvorstellung bei
einem Geschäftstreffen. Mühelos erreichen Beamer Bilddiagonalen von mehreren Metern, sofern
Sie den Raum abdunkeln oder ein entsprechend lichtstarkes Gerät verwenden.
Desktopgerät
Kompaktgerät
Typen von Videoprojektoren
Beamer-Technik
LCD
DLP
1 Bei einem LCD-Beamer wird das Bild auf einem transparenten LCD-Panel erzeugt
und mit einer extrem hellen Halogenlampe projiziert.
LCD-Beamer sind preiswert und sehr gut zur Darstellung von Texten und Bildern geeignet.
2 DLP-Beamer erzeugen das Bild auf einem DMD-Chip mittels mikroskopisch kleiner
Spiegel und eines Farbrads. Bei hochwertigeren Geräten wird das Bild auf drei Chips
erzeugt, sodass kein Farbrad erforderlich ist.
Die DLP-Technik ermöglicht brillante Bilder mit hohem Kontrastverhältnis. Daher eignen sich
diese Beamer vor allem zur Darstellung bewegter Bilder. DMD-Chips werden auch in Rückprojektions-TV-Geräten
und digitalen Projektoren in Kinos eingesetzt.
3 D-ILA-Beamer kombinieren die Vorteile der LCD- und DLP-Technik.
Die Qualitäten von D-ILA-Projektoren liegen in einer rasterfreien Projektion mit großem Farbumfang.
Die HD-Geräte haben allerdings auch ihren Preis.
Angewandte Informatik HTL

Mr. What und
Ms. Check
Einen Link zu einer Animation
über die Funktionsweise
von DLP finden
Sie in der Linkliste
unter der ID: 1021.
Der erste Tintenstrahldrucker
der Welt war
der HP 2225A mit einer
Auflösung von 96 dpi .
Plotter sind Großformatdrucker
und
ermöglichen Ausdrucke
in Fotoqualität bis zur
Größe DIN-A0 .
William R. Hewlett und
David Packard vor der
„Gründungsgarage“
von Hewlett Packard in
Palo Alto, Kalifornien .
Mit der Gründung von
HP am 1 . Jänner 1939
wurde der Grundstein
für die Entstehung des
Silicon Valley gelegt .
Mr. What und
Ms. Check
Lerneinheit 2: Personal Computer
Sind Standbilder schädlich für einen LCD-Beamer?
Bei langer Anzeigedauer von Standbildern
kann ein Memoryeffekt entstehen, den Sie löschen
können, indem Sie ein weißes Bild darstellen .
Soll ich mir für mein Wohnzimmer
einen LCD- oder einen DLP-Beamer
kaufen?
Tintenstrahldrucker
Filme werden mit einem DLP-Beamer besser dargestellt,
da das Nachleuchten kürzer ist .
Tintenstrahldrucker sind vor allem im Heimbereich sehr weit verbreitet. Die Möglichkeit, mit
günstigen Druckern qualitativ hochwertige Fotoausdrucke in Farbe zu erstellen, ist vor allem zu
einer Digitalkamera eine optimale Ergänzung. Doch sind die Druckkosten je Seite aufgrund der
teuren Tintenpatronen relativ hoch. Ein Vergleich der Druckkosten pro Seite bei unterschiedlichen
Geräten lohnt sich daher auf jeden Fall.
Tintenstrahl- und Fotodrucker
1 Tintenpatronen kosten zum Teil fast so viel wie ein neuer Drucker.
Der Wettbewerb hat bei Tintenpatronen zu einer sonderbaren Preispolitik geführt. Oft kommt
es vor, dass eine Tintenpatrone fast so viel wie der ganze Drucker kostet. Für viele Hersteller
sind Tintenstrahldrucker nur durch den Verkauf der Patronen ein Geschäft. Eine Alternative
bieten Nachbaupatronen oder Nachfüllsets. Doch Vorsicht: Zuvor sollte geprüft werden, dass
bei der Verwendung von Alternativpatronen die Herstellergarantie nicht verfällt.
2 Je nach Druckermodell gibt es unterschiedlich viele Patronen.
Wer viel in Farbe druckt, benötigt öfter eine neue Farbpatrone. Bei früheren Druckermodellen
gab es zum Teil nur zwei Patronen, eine schwarze und eine farbige. Die farbige Patrone
beinhaltete die Grundfarben Magenta, Cyan und Gelb. War eine Farbe aufgebraucht, musste
die Patrone gewechselt werden, auch
wenn die Tanks der beiden anderen Farben
noch nicht leer waren.
Bei modernen Fotodruckern gibt es bis
zu acht Patronen, die je nach Verbrauch
der entsprechenden Farbe einzeln ausgetauscht
werden können.
Farbtintenstrahldrucker, HP Photosmart 8250
Kann ich ein Foto auf jedes beliebige
Papier drucken?
Ich möchte mit einem Tintenstrahldrucker eine
Overheadfolie bedrucken. Kann ich dafür einfach
die Folien für Kopierer bzw. Laserdrucker ver-
wenden?
Um wirklich gestochen scharfe und brillante Bilder zu
drucken, sollten Sie ein spezielles Fotopapier verwenden,
das eine hochglänzende Oberfläche hat .
Nein, das wird nicht funktionieren . Folien für
Tintenstrahldrucker haben eine ganz spezielle
Oberflächenbeschichtung, die eine rasche
Trocknung der Tinte ermöglicht . Bei normalen
Folien trocknet die Tinte nicht bzw . verwischt
sofort .
Angewandte Informatik HTL 37
0 Grundlagen der Informatik

38
Lernen
Üben
Gary Starkweather
entwickelte 1971 bei
Xerox den ersten
Laserdrucker .
Dots per inch (dpi)
bedeutet Punkte pro
Zoll, 1 Zoll = 25,4 mm .
Der HP Laserjet war der
erste erfolgreiche Laserdrucker
am Markt .
Der Toner ist der vor
allem in Fotokopierern
und Laserdruckern verwendete
Farbstoff .
Mr. What und
Ms. Check
Sichern
Wissen
Laserdrucker
Laserdrucker sind im Businessbereich aufgrund der niedrigen Druckkosten und ihrer hohen
Druckgeschwindigkeit sehr verbreitet. Der erste Laserdrucker wurde 1971 von der Firma Xerox
entwickelt. Kopierer arbeiten nach demselben technischen Prinzip.
Bei einem Laserdrucker werden die Bilddaten des gewünschten Ausdrucks mittels Laserstrahl
auf die Belichtungstrommel übertragen, wo der Toner haften bleibt und auf das Papier aufgebracht
wird. Die Fixiereinheit brennt den Toner unter großer Hitze in das Papier ein.
Technische Daten von Laserdruckern
1 Die Auflösung bestimmt die Druckqualität bei einem Laserdrucker. Sie wird in der
Einheit dpi angegeben.
Laserdrucker bieten derzeit Auflösungen zwischen 600 und 2400 dpi.
2 Laserdrucker sind Seitendrucker. Die Druckgeschwindigkeit wird in Seiten/Minute
(pages per minute, ppm) angegeben.
Geschwindigkeit ist eine Preisfrage – je schneller, desto teurer. Vor allem bei Farblaserdruckern
müssen wir für schnellere Geräte deutlich tiefer in die Tasche greifen. Monochromlaserdrucker
bieten relativ hohe Druckgeschwindigkeiten von 25 ppm und mehr. Farblaserdrucker
werden mit Geschwindigkeiten von mindestens 8 bis über 20 ppm angeboten.
3 Die Druckkosten werden wesentlich von den Kosten für den Toner beeinflusst.
Der Toner wird in Cartridges geliefert. Ist der Toner leer, wird das ganze Cartridge gewechselt.
Neben den Originaltonern gibt es ein breites Angebot an Nachbau-Cartridges, die zum
Teil deutlich billiger sind.
Gesundheitliche Beeinträchtigung
Farblaserdrucker (HP Laserjet)
Der Toner von Laserdruckern und Kopierern enthält als
schwarzes Farbpigment Ruß und bei bestimmten Sorten
auch die Schwermetalle Blei und Cadmium. Ausgetretener
Toner kann Schleimhäute, Atemwege und die Haut
gesundheitlich beeinträchtigen. Laserdrucker und Kopierer
sollten stets in gut durchlüfteten Räumen stehen, da technisch
bedingt Ozon freigesetzt wird.
Wird der Laserdrucker nicht gebraucht, sollte er stets
ausgeschaltet sein, um die Ozonbelastung so gering wie
möglich zu halten.
Ü 0.33: Druckkosten ��
Für einen Farblaserdrucker sollen die Druckkosten je Seite ermittelt werden. Ein schwarzes
Cartridge kostet 90 Euro, Cartridges für die Farben Magenta, Cyan und Gelb kosten jeweils
105 Euro. Mit jedem Cartridge können durchschnittlich 2500 Ausdrucke produziert werden.
Wie hoch sind die Druckkosten pro Seite in Schwarzweiß und in Farbe?
Was bedeutet die Eigenschaft
„netzwerkfähig” bei
einem Laserdrucker?
Laserdrucker werden in Betrieben meist von mehreren Personen
einer Abteilung gemeinsam benutzt . Netzwerkfähige Geräte können
direkt mit einem Netzwerkkabel in das Netzwerk integriert
werden . Sie fungieren als Druckserver (engl . Printserver) .
Angewandte Informatik HTL

Barcode-Scanner zum
Einlesen des EAN-Codes
an der Supermarktkassa
Übungsbeispiele
Multifunktionsgeräte
Ü 0.34: Begriffe zuordnen �
Ordnen Sie die Begriffe den Abbildungen mittels Verbindungslinien zu:
Lerneinheit 2: Personal Computer
Multifunktionsgeräte (All-in-one-Geräte) vereinen die Funktionen von Scanner, Drucker, Kopierer
und Fax. Mit diesen Geräten können Dokumente, Bücher und Bilder in den Computer eingelesen,
bearbeitet und ausgedruckt werden.
Scanner
Fax
Drucker
Multifunktionsgerät (Hewlett Packard)
Kopierer
Die Geräte basieren entweder
auf Laser- oder Tintenstrahldrucktechnik
und enthalten einen
Flachbett- oder Einzugsscanner
sowie eine Druckeinheit.
In der Regel werden die Geräte
mittels USB mit dem PC verbunden,
wobei die Kopierfunktion
auch bei ausgeschaltetem PC
verfügbar ist. Die Bedienung erfolgt
über eine Menüsteuerung.
Manche Geräte haben zusätzlich
zu Scan-, Kopier- und Druckfunktion
auch ein integriertes Fax. Sie
werden an die Telefonbuchse angeschlossen
und verfügen über
eine Zifferntastatur für die Eingabe
der Faxnummer.
Neben den Flachbett- und Einzugsscannern, die für das Einlesen von Texten und Bildern verwendet
werden, gibt es auch Scanner zur Erkennung von Barcodes.
Mr. What und Sind All-in-one-Geräte wesentlich
Ms. Check teurer als normale Drucker? All-in-one-Geräte liegen in der gleichen Preisklasse wie vergleichbare
Drucker ohne Scan- und Faxfunktion . Sie sind ab
einem Preis von 150 Euro erhältlich .
Üben
Server
PDA
Notebook
Desktop-PC
Smartphone
Angewandte Informatik HTL 39
Ü
ID: 1022
0 Grundlagen der Informatik

40
Lernen
Üben
Sie finden diese
Übungsbeispiele mit
automatischer Aufgabenkontrolle
unter der
ID: 1022.
erledigt: w✔
Ü 0.36–Ü 0.43: w
Sichern
Wissen
Ü 0.35: Begriffe erklären �
Auf einem Flugzettel ist zu lesen: Multimedia-PC mit Dualcore-Prozessor, 2 GB RAM und 1 TB
Festplatte. Erklären Sie diese Begriffe!
Ü 0.36: Aussagen beurteilen �
Kreuzen Sie die richtigen Aussagen an:
w Das BIOS enthält alle Programme.
w Persistente Speicher behalten die Daten auch ohne Stromzufuhr.
w Der RAM-Speicher wird auch Arbeitsspeicher genannt.
w ROM bedeutet Release Once Memory.
Ü 0.37: Schnittstellen �
Ordnen Sie die Geräte mittels Verbindungslinien den richtigen Schnittstellen zu und schreiben
Sie die Bezeichnung der Schnittstelle zum jeweiligen Gerät:
Ü 0.38 zum Expertenwissen: USB und Firewire �
Kreuzen Sie an, zu welcher der beiden Schnittstellen die Aussagen passen:
Aussage
127 Geräte anschließbar
8–40 V integrierte Stromversorgung
Kabellänge bis 5 m
maximal 3200 Mbit/s Datenübertragung
leicht erweiterbar durch Hubs
wird von Sony i.Link genannt
PC wird zur Geräteverwaltung benötigt
wird auch IEEE-1394 genannt
USB Firewire
Ü 0.39: Brenndauer berechnen ��
Ein externer Brenner mit USB-Anschluss hat beim Schreiben eine Datentransferrate von
4800 kB/s. Wie lange dauert das Brennen von 4,7 GB auf eine DVD?
Ü 0.40: Sicherungsdauer berechnen ���
Auf eine externe Festplatte mit einer Datentransferrate von 20 MB/s sollen über USB-2.0 5 GB
Daten kopiert werden. Wie lange dauert es, bis die Daten auf der Festplatte gesichert sind?
Angewandte Informatik HTL

Ü 0.41 zum Expertenwissen: Stecker beschriften �
Beschriften Sie die Stecker mit den richtigen Bezeichnungen:
Ü 0.42: Festplattenbestandteile beschriften �
Beschriften Sie die Bestandteile der Festplatte:
Lerneinheit 2: Personal Computer
Ü 0.43: Speichertypen �
Ordnen Sie zu, ob es sich um magnetische, optische oder elektronische Datenträger handelt:
Merkmale
Magnetband
CD-ROM
Compact-Flash-Card
Blu-ray Disc
Festplatte
USB-Stick
DVD-Video
magnetisch optisch elektronisch
Ü 0.44 zum Expertenwissen: Speicherkarte ���
a) In einer Digitalkamera befindet sich eine Speicherkarte mit 1 GB Speicherplatz. Für ein Foto
in maximaler Auflösung benötigt die Kamera durchschnittlich 2500 kB. Wie viele Fotos passen
auf den Speicher?
b) Wie lange dauert es, bis alle Fotos auf einer Festplatte gesichert sind, wenn ein USB-1.1-
Anschluss verwendet wird? Sie können davon ausgehen, dass die maximale Übertragungsrate
erzielt wird und die Karte voll mit Bildern ist.
Angewandte Informatik HTL 41
0 Grundlagen der Informatik

42
Lernen
Üben
Sie finden Ü 0.50 mit
automatischer Aufgabenkontrolle
unter der
ID: 1022.
erledigt: w✔
Ü 0.50: w
Netzteil
Mainboard
Chipset
Sichern
Wissen
Ü 0.45: Druckkosten ��
Wie hoch sind die Druckkosten für eine Seite bei einem Schwarzweiß-Ausdruck bzw. bei einem
Farbausdruck auf einem Laserdrucker? Die Kosten für das schwarze Cartridge betragen 70 Euro
und für jeden Farbtoner 110 Euro (Magenta, Cyan und Gelb). Mit einer Tonerfüllung können
ca. 3000 Ausdrucke gemacht werden. In der Anschaffung kostet der Laserdrucker 350 Euro.
Gehen Sie davon aus, dass 50 000 Schwarzweiß-Ausdrucke und 30 000 Farbausdrucke gemacht
werden.
Ü 0.46: Internetrecherche ���
Führen Sie eine Internetrecherche durch und vergleichen Sie einen Farbtintenstrahldrucker und
einen Farblaserdrucker hinsichtlich folgender Merkmale:
Merkmale
Hersteller und Modellbezeichnung
Druckgeschwindigkeit in Seiten pro Minute
Druckauflösung in dpi
Pufferspeicher
(Größe des Zwischenspeichers im Drucker)
Geräuschpegel in dB
Druckvolumen (Anzahl der Seiten pro Monat)
Blattkapazität der Papierlade
Kosten pro Seite für Toner oder Patrone
Anschaffungskosten
Laserdrucker Tintenstrahldrucker
Welches Gerät würden Sie kaufen, wenn Sie pro Monat 1000 Seiten drucken?
Weitere Übungen im SbX
Ü 0.47: Chipset �
Bearbeiten Sie das Übungsbeispiel „Chipset“!
Ü 0.48: Interne Peripheriegeräte �
Bearbeiten Sie das Übungsbeispiel „Interne Peripheriegeräte“!
Ü 0.49: Druckeranschaffung ��
Bearbeiten Sie das Übungsbeispiel „Druckeranschaffung“!
Ü 0.50: Interne Peripheriegeräte ��
Stellen Sie sich einem Quiz mit fünf Fragen zum Thema „interne Peripheriegeräte“!
Sichern
In dieser Lerneinheit haben Sie wichtige Bestandteile von Computern und deren Funktionen
kennengelernt:
Das Netzteil versorgt die Komponenten des PCs mit Strom. Die Leistungsfähigkeit des Netzteils
muss größer als die Gesamtleistung aller angeschlossenen Komponenten sein.
Das Mainboard integriert alle Komponenten eines PCs. Es enthält den/die Sockel für Prozessoren
sowie Steckplätze für den Arbeitsspeicher und Erweiterungskarten.
Das Chipset besteht aus Prozessor, Northbridge und Southbridge. Alle Komponenten des
Chipsets sind optimal aufeinander abgestimmt.
Ü
ID: 1023
Angewandte Informatik HTL

BIOS
Prozessor
Speicher
Datenbus
Grafikkarte
USB
Firewire
Festplatte
Flachbildschirm
Beamer
Tintenstrahl-
drucker
Laserdrucker
Multifunktionsgeräte
ID: 1023
Lerneinheit 2: Personal Computer
Das Basic Input Output System ist die Basis-Betriebssoftware für das Mainboard und die
angeschlossenen Komponenten. Über ein Setup-Programm kann der PC konfiguriert werden.
Das BIOS startet das Betriebssystem.
Der Prozessor verarbeitet Befehle in Maschinensprache, kann Berechnungen durchführen und
deren Ergebnisse speichern.
Der Arbeitsspeicher (RAM) ergänzt die sehr geringe Speicherkapazität des Prozessors. Daten
können direkt adressiert werden. Persistente Speicher (ROM) gibt es in verschiedenen Ausführungen.
Sie unterscheiden sich vom RAM dadurch, dass sie Daten ohne Stromversorgung
halten können und nur einen blockweisen Zugriff auf die Daten ermöglichen.
Der Datenbus bindet Erweiterungskarten in den PC ein. PCI-Express ist der aktuelle Standard.
Bei PCIe können mehrere Datenleitungen (Lanes) zum Erzielen höherer Datentransferraten kombiniert
werden, woraus sich die Bezeichnungen x1, x2, x4, x8, x16 und x32 ergeben.
Die Grafikkarte erzeugt das Bild, welches am Monitor ausgegeben wird. Flachbildschirme werden
entweder über VGA oder DVI angeschlossen.
Der Universal Serial Bus ist eine universelle Schnittstelle zum Anschluss von bis zu 127 Geräten,
wobei diese von einem Host-Controller verwaltet werden.
Firewire wurde für die Übertragung großer Datenmengen im Multimediabereich entwickelt.
Bis zu 63 Geräte können direkt miteinander verbunden werden. Ein Host-Controller wird nicht
benötigt.
Eine Festplatte speichert Daten auf Scheiben mit magnetisierbarer Oberfläche. Die Einteilung der
Scheiben erfolgt in Spuren und Sektoren. Um Beschädigungen zu vermeiden, bewegt sich der
Schreib-/Lesekopf nach dem Datenzugriff in eine Parkposition.
LCD-Flachbildschirme werden vorwiegend für Computer, Notebooks und Fernseher eingesetzt.
Sie bieten eine hohe Auflösung und haben einen geringen Platzbedarf. Plasma-Displays werden
für sehr große Bilddiagonalen im TV-Bereich verwendet. Organische Displays werden
derzeit für sehr kleine Bildschirme, wie z. B. in Digitalkameras und MP3-Playern, eingesetzt.
LCD-Videoprojektoren benutzen zur Darstellung des Bildes ein transparentes TFT-LCD. DLP-
Videoprojektoren arbeiten mit einem DMD-Chip, der von Texas Instruments entwickelt wurde
und aus Millionen von mikroskopisch kleinen Spiegeln besteht. D-ILA-Projektoren verbinden
die Vorteile der LCD- und DLP-Technik und eignen sich für die Darstellung qualitativ hochwertiger
HD-Filme.
Ein Tintenstrahldrucker bringt mithilfe eines Druckkopfes Tinte aus einem Tintentank auf das
Papier auf, auf dem die Tinte innerhalb weniger Sekunden trocknet. Tintenstrahldrucker verfügen
über bis zu acht getrennte Tintentanks unterschiedlicher Farbe und eignen sich für fotorealistische
Ausdrucke. Der Vorteil des geringen Anschaffungspreises wird meist durch sehr
hohe Kosten für Tintenpatronen aufgewogen. Nachbaupatronen oder Refillservice gleichen diesen
Nachteil teilweise aus.
Bei einem Laserdrucker wird das Tonerpulver auf eine von einem Laserstrahl vorbehandelte
Rolle aufgebracht und in der Fixiereinheit mittels Hitze in das Papier eingebrannt. Wichtige
technische Daten von Laserdruckern sind Auflösung (dpi) und Druckgeschwindigkeit.
Multifunktionsgeräte integrieren verschiedene Funktionen wie Drucken, Scannen, Kopieren
und Faxen in einem Gerät.
Zusätzlich zu dieser Zusammenfassung finden Sie im SbX eine Audio-Wiederholung
zur Wiedergabe mit dem Audio-Player und als MP3-Datei sowie eine Bildschirmpräsentation.
Angewandte Informatik HTL 43
0 Grundlagen der Informatik

44
Lernen
Üben
Sie finden die Aufgaben
15 bis 17 mit
automatischer Aufgabenkontrolle
unter der
ID: 1024.
erledigt: w✔
Aufgabe 15: w
Aufgabe 16: w
Aufgabe 17: w
Ein kurzer
Wissens-Check
bevor’s weitergeht!
Sichern
Wissen
Wissen
Kontrollfragen und -aufgaben
1. Nennen Sie mindestens fünf Bestandteile einer Zentraleinheit!
2. Was versteht man unter „Dual Core“ bei einem Mikroprozessor?
3. Welcher Speichertyp wird bei Speicherkarten für Digitalkameras eingesetzt? Wodurch unterscheiden
sich diese Speichertypen von RAM?
4. Welche Aufgaben hat das BIOS?
5. Im technischen Datenblatt eines Servers sind die Kürzel x86 und x64 zu finden. Erklären Sie
diese Begriffe!
6. Welche Eigenschaften eines Prozessors sind für ein Notebook besonders wichtig?
7. Erklären Sie den Unterschied zwischen VGA- und DVI-Anschluss auf der Grafikkarte!
8. Nennen Sie pro Schnittstelle mindestens zwei Geräte, die an sie angeschlossen werden können:
a) PS/2, b) Parallel-Port, c) Serial-Port, d) USB, e) IEEE-1394, f) Audio
9. Erklären Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen USB und Firewire!
10. Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsweise einer Festplatte!
11. Welche Formen von Flachbildschirmen gibt es und wofür eignen sich diese?
12. Welche Vorteile bieten DLP- gegenüber LCD-Beamern?
13. Welche Funktionen umfasst ein All-in-one-Gerät?
14. Jemand behauptet, er besitze einen PDA mit einem Plasma-Display. Wie ist diese Aussage zu
beurteilen?
Weitere Aufgaben im SbX
15. Stellen Sie sich dem Quiz zum Thema „Zentraleinheit“!
16. Stellen Sie sich dem Quiz zum Thema „Ausgabegeräte“!
17. Stellen Sie sich dem Quiz zum Thema „externe Peripheriegeräte“!
Wissens-Check
Ich kann Bestandteile eines PCs aufzählen.
Ich kann Funktionen von PC-Komponenten erklären.
Ich kann Unterschiede optischer Datenträger nennen.
Ich kann technische Daten von Ausgabegeräten vergleichen.
Ü
� � �
ID: 1024
Angewandte Informatik HTL

Alle SbX-Inhalte zu dieser
Lerneinheit finden
Sie unter der ID: 1030.
Beim Knock-out-System
erfolgt die Auswahl der
besten Alternative mithilfe
von Kriterien .
Dieses Datenblatt finden
Sie auch unter der
ID: 1031.
Must-have-
Anforderungen
legen den Mindest-
standard für die
Leistungsdaten fest .
Nice-to-have-
Anforderungen
geben bei Preisgleichheit
den Ausschlag für
eine Alternative .
Eine Bildschirmpräsentation
mit allen Abbildungen
zum Schritt
LERNEN finden Sie
unter der ID: 1031.
Lerneinheit 3
Anschaffungsplanung
Lerneinheit 3: Anschaffungsplanung
Wenn Sie in einem Betrieb für die Anschaffungen von EDV-Geräten zuständig sind,
ist es Ihre Aufgabe, Ausschreibungen zu formulieren und die Angebote der Anbieter
zu bewerten.
In dieser Lerneinheit beschäftigen Sie sich mit der Durchführung von IT-Ausschreibungen
und Sie vergleichen und beurteilen Produktangebote mithilfe unterschiedlicher
Methoden.
Lernen
1 Preis- versus Kostenvergleich
Präferenzierung bei vergleichbaren Leistungsdaten
Für eine Kaufentscheidung spielen viele Faktoren eine Rolle. Es kann sich als äußerst schwierig
erweisen, aus einer Fülle von Angeboten das passende auszuwählen, wenn zuvor nicht einige
Überlegungen angestellt werden. Ein wichtiges Kriterium für eine Kaufentscheidung stellt der
Preis dar. Die folgende Abbildung enthält Datenblätter und Preise von Notebooks. Wie können
Sie einen Preisvergleich anstellen, ohne die Objektivität zu verlieren? Denn Menschen lassen sich
bei ihrer Kaufentscheidung sehr stark von ihren Emotionen beeinflussen.
Preisvergleich
Der Preisvergleich mithilfe einer Anforderungsliste erfolgt nach dem Knock-out-System. Geräte,
die den Anforderungen nicht entsprechen, werden ausgeschieden. Bevor das Gerät mit
dem niedrigsten Preis ausgewählt wird, werden die Anforderungen an das Gerät definiert.
L 0.12: Knock-out-System
Preisvergleich anhand von Anforderungen
ID: 1031
Für ein Schul-Notebook wurden
folgende Must-have-Anforderungen
festgelegt: Zweikernprozessor,
2 GHz Taktfrequenz,
4 GB RAM, 500 GB Festplatte,
17-Zoll-Display, USB, LAN, DVD-
Brenner.
Als Nice-to-have-Anforderungen
definieren wir: Blu-ray-Laufwerk,
große Festplatte, HDMI-Ausgang.
Um eine Entscheidung zu treffen,
werden zunächst alle Varianten
ausgeschieden, die die Must-have-
Anforderungen nicht erfüllen. Da
das erste und das dritte Gerät eine
zu kleine Festplatte haben, scheiden
diese aus. Die Wahl fällt auf
das zweite Gerät, da es alle Anforderungen
zum günstigsten Preis
erfüllt.
Angewandte Informatik HTL 45
Ü
0 Grundlagen der Informatik

46
Lernen
Üben
Die Druckkosten/Seite
bleiben auch bei hohem
Druckvolumen
konstant .
Economies of Scale:
Die Anschaffungskosten/Seite
sinken bei höherem
Druckvolumen .
Der Break-even-Point
gibt die Auslastungsschwelle
an, ab der die
teurere Anschaffung
aufgrund der niedrigeren
Stückkosten
günstiger ist .
Dieses Excel-Diagramm
finden Sie unter der
ID: 1031.
Mr. What und
Ms. Check
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Wissen
Kostenvergleich
Der Anschaffungspreis alleine kann eine falsche Entscheidungsgrundlage darstellen. Daher werden
bei Entscheidungen mit unterschiedlicher Auslastungserwartung auch die Betriebskosten
berücksichtigt.
L 0.13: Kostenvergleich und Break-even-Point
In einer Schule soll z. B. ein Farbdrucker angeschafft werden. Zwei Modelle kommen prinzipiell
in Frage:
a) Farblaserdrucker: Anschaffungspreis 780 EUR, Kosten/Seite 0,60 EUR
b) Farbtintenstrahldrucker: Anschaffungspreis 240 EUR, Kosten/Seite 0,75 EUR
Wie hoch sind die Gesamtkosten pro Seite bei 500 bzw. 10 000 gedruckten Seiten pro Jahr
und einer Nutzungsdauer von vier Jahren?
Rechengang für 500 Seiten/Jahr:
a) 780 : 4 : 500 + 0,60 = 0,99 EUR pro Seite
b) 240 : 4 : 500 + 0,75 = 0,87 EUR pro Seite
Rechengang für 10 000 Seiten/Jahr:
a) 780 : 4 : 10 000 + 0,60 = 0,6195 EUR pro Seite
b) 240 : 4 : 10 000 + 0,75 = 0,756 EUR pro Seite
Die richtige Entscheidung hängt in diesem Fall nicht vom Anschaffungspreis, sondern von
der Auslastung des Gerätes ab. Bei hohem Druckvolumen sind die Gesamtkosten beim Farblaserdrucker
niedriger. Bei geringem Druckvolumen ist der Tintenstrahldrucker günstiger.
Ab welchem Druckvolumen sind die Gesamtkosten des Laserdruckers niedriger?
780 : 4 : x + 0,60 = 240 : 4 : x + 0,75
195 : x – 60 : x = 0,75 – 0,60
x = 135 : 0,15 = 900 Seiten/Jahr
Kosten/Seite
Kostenvergleich
Break-even-Point
Kostenvergleich zwischen Laser- und Tintenstrahldrucker
In welchen Fällen sollte ich
den Preis-, wann den Kostenvergleich
heranziehen?
Laserdrucker
Tintenstrahldrucker
Druckvolumen
Den Preisvergleich können Sie einsetzen, wenn die Betriebskosten
pro Stück bei allen Alternativen gleich hoch sind . Sind die Betriebskosten
auslastungsabhängig, muss der Kostenvergleich für die Entscheidungsfindung
herangezogen werden . In diesem Fall würde der
Preisvergleich möglicherweise zu einer falschen Entscheidung führen .
Angewandte Informatik HTL

MUSTERUNTERNEHMEN
MUSTERUNTERNEHMEN
TCO = Total Costs of
Ownership
ROI = Return on
Investment
Lerneinheit 3: Anschaffungsplanung
Ü 0.51: Tintenstrahldrucker �
Die H2Ö GmbH möchte für den PC im Sekretariat einen Tintenstrahldrucker anschaffen. Drei
Modelle kommen in die engere Wahl:
a) Anschaffungspreis 190 EUR, Kosten/Seite 0,86 EUR, Nutzungsdauer 3 Jahre
b) Anschaffungspreis 250 EUR, Kosten/Seite 0,85 EUR, Nutzungsdauer 4 Jahre
c) Anschaffungspreis 490 EUR, Kosten/Seite 0,84 EUR, Nutzungsdauer 5 Jahre
Pro Jahr sollen rund 5 000 Ausdrucke auf diesem Drucker erstellt werden. Welches Gerät
weist die niedrigsten Gesamtkosten pro Seite auf?
Ü 0.52: Break-even-Menge berechnen ��
Vergleichen Sie die Angebote a) und c) aus Ü 0.51 und berechnen Sie die Break-even-
Menge!
Methoden der Anschaffungsplanung
Die Anschaffung von IT-Systemen stellt eine schwierige Herausforderung dar. Es gilt, möglichst
viele Aspekte bei der Anschaffung zu berücksichtigen. Die folgenden drei Methoden haben
sich in der Praxis bei Anschaffungsplanungen bewährt:
Entscheidungs-
matrix
Methoden der Anschaffungsplanung
Anschaffungsplanung
Total Costs of
Ownership
Return on
Investment
Wie kann eine Entscheidung getroffen werden, wenn die Anforderungskriterien, wie z. B. Geschwindigkeit,
Speicherkapazität und Preis, eine unterschiedliche Wichtigkeit aufweisen?
2 Entscheidungsmatrix
Gewichtung der Kaufkriterien
In einer Entscheidungsmatrix werden die kaufentscheidenden Kriterien mit einem Prozentsatz
nach ihrer Wichtigkeit bewertet. Auch der Preis bzw. die Stückkosten stellen ein solches gewichtetes
Kriterium dar. Nun werden die Kriterien mit jenen der Alternativen verglichen und
mit Punkten oder Noten bewertet. Die Summe der gewichteten Punkte bzw. Noten liefert die
Entscheidungsgrundlage.
Angewandte Informatik HTL 47
0 Grundlagen der Informatik

48
Lernen
Üben
Die Benotung sollte
möglichst objektiv sein .
Mit der Gewichtung
wird die Wichtigkeit
einzelner Kriterien
festgelegt .
Diese Excel-Tabelle
finden Sie unter der
ID: 1031.
Mr. What und
Ms. Check
MUSTERUNTERNEHMEN
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Wissen
L 0.14: Entscheidungsmatrix
In der betrieblichen Praxis wird häufig die gewichtete Entscheidungsmatrix eingesetzt. Die
einzelnen Noten werden hierbei mit einem Prozentsatz, der in Summe für alle Kriterien
100 % ergibt, gewichtet.
Bei der folgenden Entscheidungsmatrix weist Produkt B die Bestnote auf. Die Summe der
gewichteten Noten drückt die subjektive Einschätzung des Entscheiders aus. Die Methode
liefert ein Maß für die persönliche Präferenz in Form von Schulnoten.
Entscheidungsmatrix mit Gewichtung
Gelange ich mit einer Entscheidungsmatrix
immer
zum richtigen Ergebnis?
Ü 0.53: Office-Software �
In der H2Ö GmbH soll eine Office-Software für 20 PCs beschafft werden. Drei Programme
stehen zur Wahl: a) Open Office, b) Microsoft Office und c) Google Docs. Die Bewertung
durch die IT-Mitarbeiterin, Frau DI Funk, brachte folgendes Ergebnis:
Kriterium Open Office MS Office Google Docs Gewichtung
Preis 1 3 2 45 %
Handhabung 2 1 3 15 %
Kompatibilität 2 1 4 15 %
ProjektunterstützungDokumentenverwaltung
Die Entscheidungsmatrix kann Ihnen dabei helfen, eine objektive
Entscheidung zu treffen . Allerdings dürfen Sie die Gewichtung oder
die Benotung nachträglich nicht mehr ändern, da Sie damit die Objektivität
Ihrer Entscheidungsfindung gefährden würden .
3 2 1 10 %
4 2 1 15 %
Erstellen Sie in Excel eine Entscheidungsmatrix mit Gewichtung und berechnen Sie die gewichteten
Notensummen für jede Anwendersoftware. Für welche Software sollte sich H2Ö
entscheiden?
Angewandte Informatik HTL

TCO = Total Costs of
Ownership
Direkte Kosten sind
Anschaffungskosten,
Betriebskosten und Verwaltungskosten
.
Indirekte Kosten stehen
mit dem Betrieb des
Gerätes in keinem
direkten Zusammenhang .
3 Total Costs of Ownership
Gesamtkosten der Nutzung
Lerneinheit 3: Anschaffungsplanung
Die TCO-Methode versucht, möglichst alle Kosten einer Anschaffung zu erfassen, die während
deren Nutzung anfallen. Durch Vergleich der TCO kann die günstigste Alternative ermittelt werden.
Dabei werden nicht nur die Anschaffungs- und Installationskosten angesetzt, sondern auch
Schulungs-, Wartungs-, Verwaltungs- und Ausfallskosten. Die TCO-Methode eignet sich für
Hard- und Softwareanschaffungsplanungen und kann insbesondere zum Vergleich von Open-
Source- mit proprietärer Software eingesetzt werden.
Bei der TCO-Methode werden alle im Laufe der Nutzung anfallenden Kosten diskontiert,
das bedeutet abgezinst auf den Zeitpunkt der Anschaffung. Die folgende Abbildung verdeutlicht
das:
diskontierte
Ausgaben
diskontierte
laufende
Kosten
An-
schaffungs-
kosten
TCO-Methode mit diskontierten Ausgaben
Betriebskosten
Entsorgungskosten
L 0.15: Total Costs of Ownership
Das Beispiel eines PC-Arbeitsplatzes in einem Unternehmen zeigt einige Bestandteile der
Total Costs of Ownership:
Hardware- und Softwarekosten:
Anschaffungskosten für Hard- und Software (Abschreibungen oder Leasingraten), Kosten
aus Wartungsverträgen, Kosten für Verkabelung, Netzwerk, Server.
Betriebskosten:
Energiekosten, Leitungskosten (z. B. für Internet, Voice-over-IP), Administration und Support,
Schulung, Software-Updates, Security-Vorbeugemaßnahmen (z. B. Virenschutz, Firewall).
Verwaltungskosten:
Inventarführung/Buchhaltung, Versicherung, Vertragsverhandlungen, Budgetplanung, Koordination
von Weiterbildungsmaßnahmen für IT-Personal und Anwender.
Indirekte Kosten:
Ausfallskosten aufgrund von Nicht-Verfügbarkeit des PCs (z. B. bei Virenbefall), Konfigurationsarbeiten
und Selbsthilfe des Benutzers.
Bei der TCO-Methode werden nur die Kosten, nicht aber der Erfolg der Investition beurteilt.
Ü 0.54: TCO ��
Welche Total Costs of Ownership gibt es bei einem Schulnotebook? Gliedern Sie die Kosten
in Hardware, Software, Betrieb, Verwaltung und indirekte Kosten!
Angewandte Informatik HTL 49
Zeit
0 Grundlagen der Informatik

50
Lernen Üben
Sichern
Wissen
Expertenwissen für
besonders Interessierte
Der ROI wird auch als
Bilanzkennzahl im
Rechnungswesen verwendet
.
Die Amortisationszeit
gibt den Zeitraum bis
zum Erreichen der Gewinnschwelle
an . Sie
beträgt in der Praxis für
IT-Investitionen ein
bis drei Jahre .
Ms. Check und
Mr. Expert
Achtung! Expertenwissen: Return on Investment
Die ROI-Methode (Return on Investment) ist eine Rentabilitätskennzahl und vergleicht den
Gewinn bzw. die Kosteneinsparung mit dem aufgewendeten Kapital. Anhand des ROI können
mehrere Alternativen verglichen werden, indem die Wirtschaftlichkeit der Investitionen berechnet
wird.
L 0.16: Return on Investment
Ein Handelsbetrieb errechnet, dass durch den Einsatz einer E-Commerce-Plattform eine
Kosteneinsparung von jährlich 12.000 EUR und ein zusätzlicher Jahresgewinn durch Mehrumsätze
von 5.000 EUR möglich sind. Die Anschaffungskosten betragen 45.000 EUR und
werden mittels Kredit finanziert (Zinssatz 7 %). Die Tilgung bleibt unberücksichtigt.
Gewinn – Finanzierungsaufwand
ROI = · 100
Investition
Formel zur Berechnung des Return on Investment
Gewinn: 12.000 + 5.000 = 17.000
Fremdkapitalzinsen: 45.000 · 7 % = 3.150
Eingesetztes Kapital: 45.000
ROI = (17.000 – 3.150) : 45.000 · 100 = 30,8 %
Amortisationszeit = 1 : ROI = 3,25 Jahre
Ü 0.55: Netzwerkserver �
Ein Spielwarenhersteller plant den Ersatz der bestehenden Netzwerkserver durch ein
neues leistungsfähigeres Gerät. Die jährlichen Kosteneinsparungen werden auf 2.500 EUR
geschätzt. Die Anschaffungs- und Installationskosten für die neue Hardware betragen
5.500 EUR. Das Gerät wird zu einem Zinssatz von 6 % geleast. Berechnen Sie den ROI sowie
die Amortisationszeit!
Wodurch unterscheiden
sich Entscheidungsmatrix,
TCO- und ROI-Methode?
Die Entscheidungsmatrix ist eine qualitative Methode . Der Entscheider
selbst formuliert die Kriterien für seine Entscheidung und bewertet
anschließend mit Punkten oder Noten . TCO und ROI sind quantitative
Methoden . Mit ihrer Hilfe können die gesamten Kosten während der
Nutzung (TCO) bzw . die Wirtschaftlichkeit (ROI) berechnet werden .
Angewandte Informatik HTL

Mr. What und
Ms. Check
4 Ausschreibungen
Gesamtkosten der Nutzung
Lerneinheit 3: Anschaffungsplanung
Öffentliche Institutionen, wie z. B. Behörden oder Ministerien, und große Unternehmen laden
Anbieter zur Abgabe eines Angebotes ein. Diese Ausschreibungen enthalten genaue Anweisungen
über die Pflichten des Auftragnehmers. Die folgende Abbildung veranschaulicht den
Ausschreibungsprozess.
+
+
Öffentliche Private
Vergaberichtlinien
Leistungsbeschreibung
Angebotsfrist
Ausschreibungsprozess
Ausschreibungen
Angebotsprüfung
Zuschlag und
Vertragsabschluss
Beschaffungsprozess im Rahmen einer Ausschreibung
1 Ausschreibungen basieren auf den Vergaberichtlinien. Diese formulieren allgemeine
Bedingungen, die jeder Anbieter erfüllen muss.
Damit ein Ausschreibungsverfahren möglichst fair abläuft, gibt es die allgemeinen Vergaberichtlinien.
In diesen legt der Auftraggeber die Bedingungen für die Anbieter fest.
2 Die Leistungsbeschreibung enthält die konkreten Anforderungen an die zu erbringende
Leistung.
Darin beschreibt der Auftraggeber die geforderte Leistung, wie z. B. die Lieferung von 250
PCs einer bestimmten Mindestspezifikation. Lieferzeit, Lieferort und Zahlungsmodalität sind
in der Regel bereits vorgegeben.
3 Nach Ablauf der Angebotsfrist werden keine weiteren Angebote mehr akzeptiert.
Die abgegebenen Angebote werden vor den anwesenden Anbietern verlesen.
Bei öffentlichen Ausschreibungen dürfen zu spät einlangende Angebote nicht mehr berücksichtigt
werden.
4 Die abgegebenen Angebote werden auf Vollständigkeit und Korrektheit geprüft.
Unvollständige bzw. der Leistungsbeschreibung nicht entsprechende Angebote werden
ausgesondert. Der Zuschlag erfolgt an den Bestbieter.
Der Bestbieter muss nicht der Billigstbieter sein. In der Praxis kommen teurere Anbieter kaum
zum Zug, da die Entscheidung gut begründet werden muss und die unterlegenen Anbieter
gegen die Entscheidung berufen können.
Was passiert mit einem
Angebot, das nach der
Angebotsfrist einlangt?
Bei öffentlichen Ausschreibungen dürfen diese Angebote nicht berücksichtigt
werden . Bei privaten Ausschreibungen gilt diese Vorschrift
nicht und in der Praxis werden auch zu spät einlangende Angebote
geöffnet und entsprechend berücksichtigt .
Angewandte Informatik HTL 51
0 Grundlagen der Informatik

52
Lernen
Üben
BVergG = Bundesvergabegesetz
2002
Den gesamten Text
der Ausschreibung
finden Sie unter der
ID: 1031.
Sichern
Wissen
L 0.17: Ausschreibung
Die Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus einer öffentlichen Ausschreibung.
PC-Ausschreibung der Johannes-Kepler-Universität in Linz,
(Quelle: www.zid.uni-linz.ac.at/edv-standard/PC-Ausschreibung-2004.pdf)
Angewandte Informatik HTL

Lerneinheit 3: Anschaffungsplanung
Übungsbeispiele Ü 0.56: Druckeranschaffung �
Der Installateurbetrieb Maxreiter will einen neuen Laserdrucker für den Rechnungsdruck kaufen.
Drei Modelle kommen in Betracht:
a) Drucker A, Neupreis 780 EUR, Kosten/Seite 0,10 EUR
b) Drucker B, Neupreis 240 EUR, Kosten/Seite 0,15 EUR
c) Drucker C, Neupreis 690 EUR, Kosten/Seite 0,12 EUR
Die Ausgangsdatei zu
Ü 0.56 finden Sie unter
der ID: 1032.
Die Ausgangsdatei zu
Ü 0.57 finden Sie unter
der ID: 1032.
Üben
Der Drucker soll fünf Jahre genutzt werden. Jährlich werden ca. 2000 Rechnungen gedruckt.
Für die Entscheidungsfindung sind die niedrigsten Gesamtkosten ausschlaggebend. Erstellen Sie
den Alternativenvergleich in Microsoft Excel.
a) Welches Modell ist zu wählen, wenn pro Rechnung nur ein Exemplar gedruckt wird?
b) Welcher Drucker ist zu wählen, wenn pro Rechnung zwei Exemplare gedruckt werden?
Ü 0.57: Notebookanschaffung �
Für den Unterrichtseinsatz soll ein Notebook besorgt werden. Es stehen vier Geräte, A, B, C und
D, zur Wahl. Die folgende Excel-Tabelle enthält bereits eine Entscheidungsmatrix mit Kriterien,
der Gewichtung und der Benotung in Form von Rängen. Welches Gerät ist die beste Wahl,
wenn wir die Methode der gewichteten Entscheidungsmatrix anwenden? Die Summen der gewichteten
Noten sind in den Zellen G12 bis J12 zu berechnen.
Welche Alternative weist die Bestnote auf?
Angewandte Informatik HTL 53
Ü
ID: 1032
0 Grundlagen der Informatik

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Lernen
Üben
Die Angebotsbe-
stimmungen der Stadt
Wien finden Sie unter
der ID: 1032.
ID: 1032
Preisvergleich
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Wissen
Ü 0.58: Windows oder Linux? ��
Die Magistratsverwaltung der Stadt Graz überlegt den Umstieg von Windows auf Linux als Client-Betriebssystem.
Es geht um insgesamt 700 PCs, auf denen ausschließlich Office (Textverarbeitung,
Tabellenkalkulation, Datenbank, E-Mail) eingesetzt wird.
a) Welche Kriterien könnten bei einer TCO-Kalkulation eine Rolle spielen?
b) Welche Vorteile könnte die Verwendung der TCO-Methode gegenüber einer Entscheidungsmatrix
haben?
c) Welche Methode ist bei dieser Entscheidungsfindung zu empfehlen? Begründen Sie!
d) Die Stadtverwaltungen von München, Paris und Wien haben bereits derartige Überlegungen
angestellt. Recherchieren Sie im Internet, welche Berechnungsmethoden bei diesen Beispielen
angewendet werden und welche Schlüsse die Stadtverwaltungen gezogen haben.
Ü 0.59 zum Expertenwissen: Pizza-Lieferservice ���
Ein Pizza-Lieferservice betreibt gegenwärtig eine Website, die bei einem Provider gehostet wird.
Die monatlichen Mietkosten für die Website betragen derzeit 690 EUR inkl. Datenbankanbindung
und Mailservice. Berechnen Sie anhand des ROI, ob eine Standleitung mit Eigenhosting
günstiger wäre!
Anschaffungsinvestition (Hardware, Software, Installation)
für einen Web- und Datenbankserver 5.600 EUR
Jährliche Wartungskosten inkl. Updates und Patches 400 EUR
Monatliche Kosten für die Standleitung 240 EUR
Die Anschaffung wird mittels Kredit finanziert. Der Zinssatz beträgt 6,5 %. Die Nutzungsdauer
wird mit fünf Jahren veranschlagt. Bei der ROI-Berechnung soll die Abschreibung in gleichen
Jahresraten berücksichtigt werden. Die Kalkulation soll mithilfe von Microsoft Excel durchgeführt
werden. Lohnt sich der Umstieg auf das Eigenhosting?
Ü 0.60: Ausschreibung EDV-Raum ���
Erarbeiten Sie in Word eine Ausschreibung zur Ausstattung eines neuen EDV-Raumes für die
Schule. Verwenden Sie dazu die Angebotsbestimmungen der Stadt Wien im SbX.
Anforderungen:
18 PCs mit Pentium Core 2 Duo, 2 GB RAM, 160 GB Festplatte, LAN-Anschluss, DVD-Brenner,
kein Betriebssystem, 20-Zoll-TFT-Display
1 Laserdrucker mit 1000-Blatt-Schacht, mind. 1200 dpi Druckauflösung, LAN-Anschluss
1 Videobeamer mit DLP-Technik, 1024 · 768 Pixel physikalische Auflösung
4 Jahre Garantie mit Vor-Ort-Service durch Hersteller oder Händler
Aufgabe:
Formulieren Sie den Text für die Ausschreibung und laden Sie die Bieter zur Abgabe eines Offerts
ein!
Weitere Übung im SbX
Ü 0.61: PC-Ausschreibung der H2Ö GmbH �
Bearbeiten Sie das Projekt „PC-Ausschreibung“ der H2Ö GmbH!
Sichern
In dieser Lerneinheit haben Sie einige Methoden kennengelernt, die Sie bei der Anschaffungsentscheidung
unterstützen.
Ein Preisvergleich ist nur bei technisch gleichwertigen Alternativen möglich. Die Betriebskosten
aller Alternativen müssen gleich hoch sein.
Ü
ID: 1033
Angewandte Informatik HTL

Kostenvergleich
Entscheidungsmatrix
TCO
ROI
Ausschreibung
ID: 1033
ID: 1034
Ein kurzer
Wissens-Check
bevor’s weitergeht!
Wissen
Kontrollfragen und -aufgaben
1. Erklären Sie den Unterschied zwischen Preis- und Kostenvergleich!
2. Nennen Sie ein Beispiel, bei dem der Preisvergleich nicht anwendbar ist!
Lerneinheit 3: Anschaffungsplanung
Bei Alternativen mit unterschiedlich hohen Betriebskosten müssen diese in die Berechnung einfließen.
Verglichen werden die Stückkosten.
Die Entscheidungsmatrix ermöglicht die Berücksichtigung qualitativer Kriterien durch Benotung
oder Punktevergabe und Gewichtung der einzelnen Kriterien.
Die Total Costs of Ownership berücksichtigen alle direkten und indirekten Kosten einer
Anschaffung während der gesamten Nutzungsdauer.
Der Return on Investment ist eine Rentabilitätskennzahl für eine Anschaffung. Der Prozentsatz
liefert die Verzinsung des eingesetzten Kapitals (= Investition). Dazu werden die
Erträge, die sich aus Kosteneinsparungen oder Zusatzumsätzen ergeben, berechnet.
Bei einer Ausschreibung formuliert ein Auftraggeber seine Anforderungen und Bedingungen
für den Kauf. Alle Anbieter müssen diese erfüllen. Bei öffentlichen Ausschreibungen
erfolgt die Angebotseröffnung öffentlich. Jeder Anbieter hat das Recht, der Angebotseröffnung
beizuwohnen.
Zusätzlich zu dieser Zusammenfassung finden Sie im SbX eine Audio-Wiederholung
zur Wiedergabe mit dem Audio-Player und als MP3-Datei sowie eine Bildschirmpräsentation.
3. Welche Vorteile bietet die Entscheidungsmatrix gegenüber dem Kostenvergleich?
4. Nennen Sie ein Beispiel für eine Anschaffungsentscheidung, bei der häufig die TCO-Methode
eingesetzt wird!
5. Ein Unternehmensberater errechnet für eine IT-Investition einen ROI von 5 %. Wie ist diese
Investition zu beurteilen?
6. Worin unterscheiden sich der Kostenvergleich und die TCO-Methode?
7. Nennen Sie Unterschiede zwischen einer privaten und einer öffentlichen Ausschreibung!
ID: 1034
8. Muss bei einer öffentlichen Ausschreibung der Zuschlag immer an den Anbieter mit dem
niedrigsten Preis erfolgen?
Weitere Aufgabe im SbX
9. Bearbeiten Sie die Aufgabe zur Erstellung einer Ausschreibung!
Wissens-Check
Ich kann Methoden zur Entscheidungsfindung bei Investitionen
anwenden.
Ich kann Ausschreibungen erstellen.
Angewandte Informatik HTL 55
Ü
� � �
0 Grundlagen der Informatik

56
Lernen
Üben
Sichern
Wissen
Angewandte Informatik HTL