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Modul B: Administration

Lektion 1: Einführung Hardware

1.1 Die Zentraleinheit

Dieses erste Kapitel beschäftigt sich mit dem Herzstück jedes Computers: der Zentraleinheit. Die Zentraleinheit oder schlicht "der Rechner" besteht im wesentlichen aus folgenden Elementen: Gehäuse, recheneffektive Hardware (Platinen und Chips) sowie Laufwerken (Speichermedien insgesamt). Da der Umgang damit im Alltag wesentlich wichtiger ist, als die tiefe Kenntnis über die Funktionsweise der Einzelkomponenten, soll nur ein grober überblick über die vorhandenen Geräte und deren Aufgabe im Rechner gegeben werden.

1.1.1 Das Gehäuse

Das Gehäuse des Rechners kommt in unterschiedlichsten Bauformen, für unterschiedlichste Anwendungsgebiete daher. Bürorechner sehen anders aus, als ein Rechner, der im Wohnzimmer als Home Theatre fungiert. Jede der Bauformen hat also Vorzüge und Nachteile und ist genau auf ihren Einsatzzweck zugeschnitten.

In der Grafik von links nach rechts:

• Ein Mikrogehäuse, wie es häufig in Firmen oder an Kassen in eingesetzt werden. Darin hat gerade das Nötigste Platz. Eine Erweiterung mit zusätzlichen Komponenten ist auf Grund der beengten Bauweise so gut wie ausgeschlossen. Alle Bauteile sind, wie bei einem Notebook auf der Hauptplatine angebracht. Häufig besitzen diese Rechner nicht einmal eine Festplatte und holen sich Ihre Daten ausschließlich über Netzwerk. Man spricht dann von "Thin Clients".
• Ein Minitower- oder Barebonegehäuse, wie es häufig als Wohnzimmer-PC (→ Windows Media Center) zum Einsatz kommt. Hier steht die Eleganz im Vordergrund. Ein Nachteil bei kleinen Gehäusen ist jedoch der Wärmestau, gerade wenn die Komponenten leistungsfähiger sein sollen. Im Wohnzimmer sind laute Lüfter jedoch unerwünscht. Der Clou sind so genannte Passivkomponenten (manchmal auch 0db oder "Zero-Noise"-Komponenten), die lüfterlos oder per Wasserkühlung laufen.
• Ein Desktopgehäuse, wie sie in Büros vorkommen. Hier hielt sich die Farbe grau/beige am längsten, weil optisches Wohlgefallen am Arbeitsplatz eher ein sekundärer Aspekt ist. Man kann Dekstopgehäuse durch ihre Querbauweise auch unter dem Monitor platzieren, das macht sie praktisch, weil niemand unter dem Schreibtisch einen Tower-PC stehen haben muss. Auch sie sollen möglichst leise sein.
• Ein Towergehäuse. Towergehäuse stehen unter oder neben einem Schreibtisch und zeichnen sich dadurch aus, dass in ihnen viel Platz für allerlei Erweiterungen (Steckkarten, Festplatten, Lüfter) ist. Die meisten Gamer setzen darauf, weil auch bei sehr leistungsstarker Hardware kaum thermische Probleme auftauchen.
• Ein Servergehäuse zum Einbau in einen Serverschrank (Serverrack). Diese Gehäuse haben eine Normbreite von 19 Zoll und können in unterschiedlichen Bauhöhen vorkommen (man spricht von sogenannten Units. Die kleinste Bauhöhe ist ein 1U (selten auch 1 HE für "Höheneinheit"). Gängig sind aber auch 2U, 3U und 4U. Mehrere Rackserver können in dem Rack übereinander gestapelt eingeschraubt werden. Dadurch lässt sich Platz sparen.

Ein netter Trend kommt aus dem Bereich der LAN-Parties. LAN-Parties sind Treffen von Computerspielern, die sich treffen und dann via Netzwerk gegeneinander antreten. Hier haben einige Spieler angefangen Ihre Hardware in spektakuläre Gehäuse einzubauen, z.B. in Bierkästen, Aktenkoffern oder wie im gezeigten Beispiel in eine amerikanische Mailbox.
Bei diesem "Case-Modding" (von case modifying = (engl.) Gehäuse Modifikation) sind der Phantasie keine Grenzen gesetzt. Es gibt sogar schon Case-Modding-Wettbewerbe, bei denen die schönsten Kreationen gekürt werden. [¹]

Keine der bislang besprochenen Gehäuseformen stellt jedoch die Mobilität zur Verfügung, die vielen Anwendern heute extrem wichtig ist. Kabellosem Internetsurfen und Drucken (via Infrarot oder Bluetooth) sei Dank. Seit einiger Zeit setzen daher viele Anwender auf, die vor allem davon profitieren, dass ihr Preis mittlerweile auf bezahlbare Niveaus gefallen ist und ihre Leistung auch in annehmbare Regionen emporgestiegen ist.
Ein aktuelles Notebook hat meistens einen 15,4 Zoll oder 17-Zoll TFT-Bildschirm im Format 16:9, sowie eingebaute Stereolautsprecher. Mit 3 oder 4 Gigabyte Arbeitsspeicher entsprechen Sie mittlerweile weitestgehend den fest stehenden Rechnern. Leicht verzögert ist meist die Ausstattung mit Grafikspeicher oder Festplattenspeicher. Dabei kommen keine normalen 3,5 Zoll-Harddisks, sondern 2,5 Zoll- Laufwerke zum Einsatz, auf die generell weniger Daten passen als bei der Standardgröße. Auch ein optisches Laufwerk ist mittlerweile standardmäßig an Bord. Einziger Knackpunkt steigender Leistung ist häufig die Akkulaufzeit, die auf Grund der hohen Leistung nicht so stark zugelegt hat. Durch verbesserte Akkus ist sie in der letzten Zeit zumindest aber leicht gestiegen. Eine mögliche Lösung für dieses Problem ist die Einführung von Brennstoffzellen für Notebooks, die zu einer Laufzeit von mehreren Tagen beitragen könnten [²]. Allerdings ist es immer noch schwierig (allein schon aus Platzgründen) einen Laptop aufzurüsten, oder auch gewöhnungsbedürftig ohne Maus (nämlich mit Touchpad, Trackball oder Trackpoint) zu arbeiten. Laptops können häufig in sog. Dockingstations oder Portreplikatoren eingerastet werden. Das bringt den Vorteil, dass man Sie an Orten wo man sie häufiger verwendet (zum Beispiel im Büro oder zu Hause) ohne großes Kabelstecken mit Tastatur und Maus usw. betreiben kann oder mit normaler PC-Hardware zum Beispiel Videokarten ergänzen kann.
Noch mobiler, aber deutlich in der Leistung eingeschränkt sind Netbooks. Dabei handelt es sich um Kleinstnotebooks mit einer Displaygröße von 8 bis 11,6 Zoll. Sie sind für das Internetsurfen und einige wenige Schreibaufgaben konzipiert, besitzen kein optisches Laufwerk und sind in der Regel zu einem Preis zwischen 280 und 450 € zu haben.

1.1.1.1 Schalter

Auf der Gehäusefrontseite befinden sich in der Regel zwei Bedienelemente, der Einschalter und der Reset-Taster. Vor zehn Jahren fand sich dort auch noch ein Turbo-Taster, die Taktfrequenz des Prozessors, zum Beispiel für alte Spiele, heruntersetzen konnte. Hinzu kommen können natürlich noch Schalter und Taster von Laufwerken, die allerdings nicht näher beschrieben werden sollen.

a. Der Ein-/Ausschalter:

Konnte man bis etwa 1998 den Rechner am Netzschalter noch manuell ein- und ausschalten, so ist mittlerweile die Ausschaltfunktion durch eine Software gesteuerte Variante ersetzt worden. Das bringt den Vorteil, dass man aus Windows heraus den Computer nicht nur herunterfahren, sondern auch direkt mit ausschalten kann. Will man den Rechner am Hauptschalter ausschalten, muss der Taster meist mehrere Sekunden gedrückt gehalten werden. Nach dem Loslassen sendet er dann ein Signal an das Betriebssystem, dass die Software erst herunterfährt und dann den Rechner abschaltet. Möglich macht dies eine Technologie, die es der Software erlaubt die "vitalen" Funktionen der Hardware zu kontrollieren. Dieser Standard heißt ATX und wird von allen PC-Herstellern seit 1998 befolgt.

b. Der Reset-Taster:

Mit Hilfe des Reset-Tasters kann der Rechner, für den Fall, dass er abgestürzt sein sollte, neu gestartet werden. Er unterbricht die Stromzufuhr zur Hauptplatine, was unweigerlich dazu führt, dass der Rechner alle im Arbeitsspeicher befindlichen Informationen vergisst und neu startet. Im Normalfall wird er versenkt eingebaut, sodass er nur mit einer Kugelschreibermine oder ähnlichem aktivierbar ist und dass ein versehentliches Auslösen ausgeschlossen ist.

1.1.1.2 Anzeigen

Auf der Gehäusefrontseite können verschiedene (manchmal auch individuelle) Anzeigen untergebracht sein. Gängig sind Leuchtdioden für Stromversorgung, Festplattenzugriff und manchmal für Datentransfer über den Netzwerkadapter, Bluetooth und WLAN. Die dazugehörigen in etwa Symbole sehen so aus wie links dargestellt.

Früher war es auch üblich, die Taktzahl des Prozessors als Digitalanzeige auf der Gehäusefront auszuweisen. Stattdessen findet man heute häufiger Anzeigen, die die Prozessortemperatur, Temperatur der Hauptplatine und eventuell die Lüftdrehzahl wiedergeben.

1.1.1.3 Einbauschächte

Unabhängig von der Art des Gehäuses befinden sich auf der Frontseite Einbauschächte für Laufwerke, die meist mit Blinddeckeln bedeckt sind. Es gibt sie in zwei genormten Breiten:

•  3,5 Zoll-Breite für Diskettenlaufwerke, Sicherungslaufwerke und Festplatten
• 5,25 Zoll-Breite für CD-Rom-Laufwerke, DVD-Laufwerke, Cardreader-Panels usw.

1.1.1.4 Die Gehäuserückseite

...ist der wohl unübersichtliste Teil am PC. Unzählige Anschlüsse verwirren so weit das Auge reicht. Das hat 1998 dann auch die Computerindustrie erkannt und den so genannten PC98-Standard eingerichtet. Das heißt, dass jeder Anschluss in genau der Farbe markiert ist, die auch dem dazugehörigen Stecker in seiner Farbgebung entspricht. Nur zu blöd, dass sich nicht alle Kabelhersteller daran halten und es immer noch Druckerkabel gibt, die mit beigefarbigen Steckern daherkommen. Allerdings lassen sich auch für diesen Fall, grobe Richtlinien geben.

a. PS/2

Kleine rundliche Steckdosen mit etwa 0.8 cm Durchmesser. Dies sind die PS2-Buchsen. Sie sind für den Anschluss von Maus und Tastatur da. Selbst wenn keine Farbkodierung vorhanden ist, befindet sich neben ihnen ein kleines Symbol einer Maus oder einer Tastatur, sodass Verwechselung eigentlich ausgeschlossen sein sollte.

b. serieller und paralleler Anschluss

Diese Stecker sind trapezförmig und beherbergen eine Reihe kleiner Polbuchsen oder Polstifte. In den letzten Jahren sind diese Stecker zunehmend seltener geworden und nur noch für Spezialanwendungen im Einsatz.

• serielle Anschlüsse: 9- oder 25-polig:
  Das neben stehenden Zeichen symbolisiert den seriellen Anschluss. Optional kann daneben noch ein Buchstabe oder eine Zahl stehen, sofern mehr als einer dieser Stecker vorhanden ist. Mit Hilfe des seriellen Anschlusses können Daten zu beliebigen Geräten übertragen werden. Allerdings sind kaum noch Geräte dafür erhältlich. Den seriellen Anschluss gab es auch etwa doppelt so groß mit 25 statt 9 Stifte. Auf der logischen Ebene sprach man vom COM-Port. "COM" steht nicht etwa für "communication", sondern für "Computer Output to Microfilm". In der heutigen Zeit ist dies ziemlich irrelevant geworden, zeigt aber doch, dass sich bestimmte Bezeichnungen auch nach Wegfall ihrer Bestimmung "eingebrannt" haben.
  
• paralleler Anschluss:
  Der parallele Anschluss sieht im Prinzip aus wie ein großer serieller Anschluss. Allerdings ist er invers, das heißt er hat an Stelle der 25 Stifte 25 Löcher. Obwohl er multifunktional ist, wird er meistens als Druckeranschluss verwendet (local printer terminal, LPT). Anstelle des normalen LPT-Ports konnte auch ein sog. Centronics-Stecker angebracht sein. (siehe rechte Grafik).

c. Universal Serial Bus (USB)

Der Name deutet schon darauf hin, dass er nicht einem bestimmten Zweck dient, sondern als universeller Anschluss für Plug & Play-Geräte (mehr dazu im Kapitel Betriebssystem) gedacht ist. Die norm kennt verschiedene Stecker. Am verbreitetsten ist der flache USB-Stecker des Typs A, der in der Grafik links zu sehen ist. Er kommt am Gehäuse in der Regel mehrfach (4, 6 oder 8 Steckdosen) vor. Weitere Steckerstandards sind der fast quadratische Typ B-Stecker, der oft an Druckern vorkommt und der Mini-USB-Stecker wie man ihn unter anderem von Mobiltelefonen kennt. Außerdem gibt es auch noch den Mikro-USB eine noch deutlich kleinere Variante, die nur sehr selten Verwendung findet.
Mittlerweile ist der Standard: USB 2.0 (bis zu 480 MBit/s) mit einer deutlich höheren übertragungsrate als die erste Generation des Ports. USB 2.0 ist abwärtskompatibel mit USB 1.1 (12 MBit/s), sodass alte USB-Geräte auch heute noch betrieben werden können. Auch die dritte Generation USB ist mittlerweileerhältlich. Die Stecker unterscheiden sich jedoch von den Vorgängern. Mit USB 3.0 lassen noch höhere Transfergeschwindigkeiten von bis zu 4.800 MBit/s erreichen, sodass vor allem zum Anschluss externer Datenträger benutzt werden. Die Technik setzt sich jedoch derzeit nur langsam durch. [³]
Die Idee zum USB ist übrigens schon so alt wie die PCs selbst, denn genau wie der serielle Anschluss, soll der USB-Anschluss möglichst viele Geräte unterstützen. Der beliebteste Einsatz-Zweck ist der Einsatz von sog. USB-Sticks. Mehr dazu unter "Laufwerke".

d. Sonstige Anschlüsse

Außerdem sind noch Buchsen für Lautsprecher, Mikrofon, ein Audiogerät, sowie in der Regel ein Joystickport vorhanden. Sie sind normalerweise mit selbst klärenden Symbolen bezeichnet. Ein Netzadapter hat in der Regel das Symbol, das auch auf der Frontseite Netzbetrieb anzeigt (s.o.). Es kommt aber hier relativ häufig vor, dass dieser Anschluss überhaupt nicht beschriftet ist. Bei Geräten mit Onboard Grafikchip befindet sich auch eine Bildschirmanschluss auf der Rückseite. (siehe Grafikkarte).

e. Das Netzteil

Als letztes Element der Gehäuserückseite ist noch das Netzteil zu nennen. Es ist zwar im Gehäuse eingebaut, aber die bedienfähigen Teile befinden sich außerhalb des Gehäuses auf der Rückseite. Zunächst befindet sich dort ein Anschluss für das Stromkabel. Es handelt sich dabei um einen dreipoligen Kaltgeräte-Eingang oder um einen Kleeblattstecker. Der auf der Steckdosenseite zwingend einen Schukostecker hat. Zweitens befindet sich am Netzteil auch ein Hauptschalter. Dieser Schalter unterbricht den Strom (im Gegensatz zu dem Schalter der Gehäusefront) PHYSISCH, sodass der Rechner an diesem Schalter in letzter Konsequenz auch abschaltbar ist, ohne vorher heruntergefahren worden zu sein. Drittens kann sich dort ein Schiebeschalter oder ein Kurzschlussstecker befinden der als Umschalter für 230V- bzw. 115V-Betrieb dient. In einigen Fällen bieten die Netzteile auch noch die Möglichkeit eines Kaltgeräte-Ausganges zur Versorgung des Monitors, was aber ein reines Kaltgerätekabel als Monitorstromkabel bedingt, das in der Regel nicht mit ausgeliefert wird. Vorsicht ist allerdings in Bezug auf die Auswahl des Netzteiles wichtig. Die Leistung der Netzteile kann im Extremfall nur 200W betragen. Dies kann gerade bei vielen Laufwerken, Ventilatoren, Dioden, und Zusatzkarten zu gering sein. Die stärksten Netzteile bieten mehr als 600W. Ein Gerät der mittleren Stärke sollte aber auf den Hausgebrauch völlig ausreichen.

1.1.2 Die Hauptplatine

Wer schon mal einen Rechner geöffnet hat, der weiß, die Komponente im Inneren des Rechners, die zuerst auffällt ist die große Platine, die je nach Gehäuseform auf dem Boden des Rechners (bei Desktopgehäusen) oder auf der rechten Seite (bei Tower-Gehäuse) angebracht ist. Ihre Grundfarbe ist in der Regel ein dunkles Grün. Diese große Platine wird auch als das "Motherboard" oder "Mainboard" (zu deutsch "Hauptplatine") bezeichnet.
Auf der Platine befinden sich die meisten der wichtigen PC-Bauteile.
Der Name Motherboard entspringt der Historie: In den 80ern und frühen 90ern waren Upgrades (also Systemerweiterungen) oft auf kleinen Steckkarten, den sog. Daughterboards, untergebracht. Der Name sollte die Abhängigkeit dieser Erweiterungen symbolisieren. Hier geht es zur Detailansicht des Motherboards:

Die Hauptplatine könnte man übertragen auf den Menschen als das Nervensystem bezeichnen. Auf Ihr befinden sich hunderttausende kleiner Leitungen, die im Wege des Printverfahrens auf die Platine  aufgedruckt werden. Sie ermöglichen überhaupt erst die Kommunikation der einzelnen Komponenten der Platine. Erweiterungen wie Grafikkarten, Netzwerkkarten, Soundkarten und werden über so genannte Slots in die Platine eingesteckt. Heute ist der PCI-Slot (PCI= Peripheral Component Interface) gängiger Standard. Lediglich Grafikkarten und Erweiterungskarten für USB 3.0-Adapter werden meist über den PCI-Express-Port (früher auch über AGP (Accelerated Graphic Port) angesteuert. Diese Sonderanschlüsse bieten für die Grafikkarte die Möglichkeit schneller Daten zu bewegen.  Seit 1996 werden Motherboards nach dem oben schon erwähnten ATX-Standard gebaut. Ihm gingen der AT- ("advanced technology") und XT- (extended technolgy) voraus. Der ATX-Standard definiert die Abmaßungen der Platine in Zoll. Wegen der unterschiedlichen Baugrößen von PCs gibt es auch unterschiedlich große Platinen. Hier spricht man vom Formfaktor: [⁴]

Eine vollständige Liste ist unter der URL:→ http://de.wikipedia.org/wiki/Formfaktor_%28Computertechnik%29 einsehbar.

1.1.2.1 Der Hauptprozessor

Während der Arbeit erwärmt sich der Prozessor. überhitzt er, führt das zu Systeminstabilität und falschen Rechenergebnissen bis hin zum endgültigen Totalausfall des Rechners. Deswegen wird jeder Prozessor mit einem Kühlkörper und mit einem Ventilator versehen, die ihn kühlen. Der gelbe Pfeil weist auf die Befestigung des Kühlkörpers mit Hilfe eines Spannbügels hin. Zwischen Kühlkörper und Prozessor wird zusätzlich noch dünn (!) eine Wärmeleitpaste aufgetragen.

Alternativ (und deutlich teurer) ist eine Wasserkühlung erhältlich (siehe linkes Bild). In Rechenzentren wird gleich der ganze Serverraum aktiv gekühlt.

Systemleistungsvergleich von Intel-Prozessoren: [^{6, 7}]

Eine vollständige Liste ist unter der URL:→ http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Mikroprozessoren_von_Intel einsehbar.

1.1.2.2 Der Arbeitsspeicher

Sämtliche Daten, ob frisch errechnet oder aus einer Datei gelesen, die auf einem Laufwerk liegt, wandern in den so genannten Arbeitsspeicher (RAM, Random Access Memory). Vorteil dieses Speichers ist, dass die Daten quasi in Echtzeit vorgehalten werden und anders als beim Einladen der Daten von der Festplatte keine (merkliche) Antwortzeit entsteht. Um die Daten wieder zu finden werden im Arbeitsspeicher Adressen hinterlegt, die dafür sorgen, dass die Daten anschließend wieder gefunden werden. So vorteilhaft der Arbeitsspeicher wegen seiner Geschwindigkeit auch ist, er birgt auch viele Nachteile und Risiken:
Der Arbeitsspeicher ist flüchtig, das heißt er "vergisst" seine Daten, sobald keine Spannung mehr anliegt. (Stromausfall, versehentliches Betätigen der RESET-Taste. Die Entwicklung des Arbeitsspeicher galt unter DOS und Windows lange Zeit als sehr problematisch und wurde nur unter hohem Aufwand gelöst. Zum Tragen kam hierbei die Kurzsichtigkeit im Jahre 1980. Nur wenige konnten sich vorstellen, dass jemals mehr als 1 Megabyte RAM benötigt wurden, da dies zur damaligen Zeit ein extrem großer Bereich war. So entstand die "magische" 1 MB Systemspeichergrenze, die lange Zeit die maximale Größe für ausführbare Programme diktierte. Hinzu kam noch, dass von diesem ersten Megabyte 384 Kilobyte dem Betriebssystem vorbehalten waren (die so genannte High Memory Area oder HMA). Die verbliebenen 640 Kilobyte wurden unter Programmbibliotheken, Hardwaretreibern und Programmen aufgeteilt, sodass der Software enge Grenzen gesteckt blieben.
Den darüber hinaus gehenden Speicherbereich nannte man extended memory (XMS). Er war aber allein nur als virtuelles Laufwerk im Arbeitsspeicher (man spricht von einer RAM-Disk) nutzbar. Mit Hilfe eines Tricks gelang es aber dann doch diesen Speicher einigermaßen nutzbar zu machen. Man verschob nicht benötigte Treiber in 64 Kilobyte großen Blöcken aus dem Basisspeicher in den XMS und bekam so im Basisspeicher mehr Platz für Programme. Wurde dann der ausgegliederte Bereich wieder benötigt, kopierte man ihn zurück und nahm die Daten, die er verdrängte in den XMS. So wechselte man munter 64 Kilobyte-Blöcke hin und her. Die Leistungseinbußen hierbei waren im Vergleich zum Auslagern auf eine Festplatte äußerst gering. Dieser dann virtuell zusätzlich entstandene Systemspeicher wurde "expanded memory" (EMS) genannt. Heutzutage spielt die Speichergrenze keine Rolle mehr.
Zusätzlich zum "normalen" RAM verfügt der Rechner über den so genannten Cache. Der Cache  zeichnet sich durch eine enorme Systembeschleunigung aus, wobei er im Prinzip die Funktion einer fluktuierenden RAM-DISK (RAM-DISK: s.o) übernimmt. Die zuletzt von der Festplatte gelesen Daten werden hier abgelegt und bei nächsten Lesevorgang nicht erneut von der Festplatte, sondern aus dem Cache geholt. Durch diese Methode ist eine 3 bis 5-fache Steigerung der Lesegeschwindigkeit erzielbar. (Bachmann, 1993: S.31)
Regelmäßig dann wenn ein neues großes Release von Windows ausgeliefert wird, stöhnen Konsumenten über den neuen Ressourcenhunger. Dies war 2001 bei der Einführung von Windows^xp so, als auf einmal 256 MB (später mit Servicepacks eher 512 oder 756 MB) in den Rechnern stecken sollte. Seit der Einführung von Windows Vista im Jahr 2007 wurden die meisten Rechner dann mit mindestens 1 GB eher aber mit 2 GB (häufig auch mehr: 3 oder 4 GB) RAM ausgerüstet. Bei Servern sind je nach Anwendung auch zweistellige GB-Speichergrößen keine Seltenheit und es ist absehbar, dass diese Größen mittelfristig auch die Welt der PCs erreichen werden. Im Jahr 2008 wurde der erste 4GB Speicherriegel vorgestellt. Damit ist es also möglich bei einem PC-System mit vier Speicherbänken bis zu 16 GB anzusprechen. Allerdings können Speicherbereiche oberhalb von 3,4 GB in der Regel nicht von 32-Bit-Betriebssystemen (egal ob Windows^xp, Windows Vista oder Windows 7) angesprochen werden. Es ist nur möglich diesen Bereich mit 64-Bit-Systemen zu adressieren. Mit einem Trick, der bei Windows-Serversystemen mit Windows 2003 oder Windows 2008 ab Enterprise Edition sowie bei allen gängigen Linuxvarianten verfügbar ist, lässt sich jedoch mehr Speicher adressieren. Dazu wird dem System ein 36-Bit Bus verfügbar gemacht, der dann über eine Einstellung (PAE, physical address extension) angesteuert wird. Seit Windows Server 2008 R2 gibt es jedoch nur noch 64-Bit-Systeme sodass die PAE aktuell nicht mehr nötig ist.

1.1.2.3 Der Chipsatz

Dies ist ein Chip des so genannten Chipsatzes. Der Chipsatz besteht in der Regel aus mehreren, auf der Hauptplatine aufgelöteten → integrierten Schaltkreisen. Es hat technische Gründe, unter anderem die Anzahl der benötigten elektrischen Anschlüsse, dass man die Funktionen des Chipsatzes in der Regel nicht auf einem einzigen Chip unterbringen kann. In der Regel besteht der Chipsatz aus zwei Komponenten, der "Northbridge" und der "Southbridge". Lediglich der Chipsatz "nForce4" von nVidia ist auf einem Chip konzentriert.
Beide Chips steuern den Datentransfer der einzelnen Komponenten der Hauptplatine und der Peripheriegeräte. Der Chip der Northbridge enthält in der Regel komplexere Funktionen (Steuerung von Datentransfer zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher / Cache als der Chip der Southbridge. Deshalb werden dort häufig weitere Funktionen (Soundsteuerung etc.) zusätzlich integriert. Die Chips tragen Ihre Namen auf Grund der Anordnung auf der Platine (s.o.). Weiter "oben" (also "nördlich" näher an der CPU) sitzt die Northbridge. Der kurze Weg zwischen dem Chip und der CPU ist für die übertragung von Vorteil, was Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit angeht. Die Southbridge befindet sich ein wenig weiter weg von der CPU und trägt daher Ihren Namen. Sie steuert den Datentransfer der PCI-Slots und ist daher diesen näher. Intel nennt die Southbridge "I/O Controller Hub".

1.1.2.4 Das CMOS

Hier handelt es sich um einen Halbleiter-Silizium-Chip auf der Hautplatin, der sehr anfällig für statische Aufladungen ist. Die Abkürzung steht für: Complementary Metal Oxid Semiconductor. Er besteht im Prinzip aus einem ROM-Bereich, in dem Standardwerte gespeichert sind und aus dem CMOS-RAM, das mit Hilfe von statischer Aufladung die veränderten Punkte speichert. Dieser Chip enthält das Basic Input Output System - siehe Modul B, Lektion 2 Grundlagen  Administration.

1.1.2.5 sonstige Module

a. Die Grafikkarte

...wird auch VGA-Karte genannt. VGA stand ursprünglich für Video Graphics Array. Array bedeutet Stapel oder Turm und sollte auf die erhöhte Bildqualität bei den Anfang der 90er aufgekommenen Grafikkarten verweisen, die die herkömmlichen EGA (enhanced graphic adaptor)- Karten ablösten. Mittlerweile wurde das Wort "array" wieder durch "adaptor" ersetzt, was an der Abkürzung nichts geändert hat. Doch egal wie die Bezeichnung auch immer sein mag: Aufgabe der Grafikkarte ist es die Computerausgaben für den Monitor vorzubereiten, Animationen zu berechnen und für ein sanftes Rollen von Seiteninhalten zu sorgen, denn auch der Hauptprozessor könnte (in sehr begrenztem Umfange) grafische Ausgaben erzeugen. Hierfür steht ihm jedoch lediglich ein Speicherbereich von 64 KB zur Verfügung, was angesichts der Tatsache, dass die gängigen Grafikkarten mittlerweile durchweg mit 512 MB (also 8000 Mal so viel Speicher) oder mehr arbeiten mickrig erscheint. Auf der Grafikkarte befindet sich ein zentraler Chip (auch Grafikprozessor oder GPU genannt), der die Bildberechnungen durchführt (siehe Bild oben rechts.) Auf der Grafikkarte ist er unter dem Lüfter verborgen. Derzeit sind vier gängige Anschlussstecker für Grafikkarten verbreitet:

• VGA (analoges Signal)
• Digital Visual Interface (DVI, digital)
• High Definition Media Interface (HDMI, digital plus Gerätesteuerung und Soundausgabe).
• Display Port (auch als Mini-Display Port verfügbar)

Gängige Auflösungen:

Bezeichnung	übliche Auflösung [10]	andere mögliche Auflösungen
VGA (video graphics array)	640 x 480
QVGA (quarter video graphics array)	320 x 240	---
SVGA (super video graphics array) WSVGA (wide svga)	800 x 600 1024 x 600	1024 x 768, 1280 x 1024 960 x 600, 1072 x 600
XGA (extended graphics array) WXGA (wide xga)	1024 x 768 1280 x 768	1366 x 1024 1360 x 768, 1366 x 768
SXGA (super extended graphics array) WSXGA (wide sxga)	1280 x 1024 1600 x 900	1280 x 960
SXGA+ (super extended graphics array +) WSXGA+ (wide sxga+)	1400 x 1050 1680 x 1050
UXGA (ultra extended graphics array) WUXGA (wide uxga)	1600 x 1200 1900 x 1200
SUXGA / QXGA (super ultra (quad)extended graphics array)	2048 x 1536
QUXGA (quad ultra extended graphics array) WQUXGA (wide quxga)	3200 x 2400 3840 x 2400

b. Die Soundkarte

Analog zur Grafikkarte erzeugt die Soundkarte ausgaben über die extern angeschlossenen Lautsprecher. Sie ist nicht verantwortlich für das Piepsen des Systemlautsprechers. Je nach Preis und Hersteller ist divergiert die Ausstattung ganz erheblich. In der Regel bieten aber alle Modelle zumindest folgende Anschlussmöglichkeiten:
-Mikrofonanschluss
-Kopfhörer- oder Lautsprecherausgang
-Line-In-Buchse zur Aufnahme von externen Signalen z.B. vom Keyboard etc...

Typischerweise werden diese Anschlüsse im Format Miniklinke 3,5mm bereit gestellt. Ausfertigungen für Musikstudio-Rechner bieten zumindest auch 6,3mm Klinken-Eingänge oder symmetrische XLR-Eingänge. Darüber hinaus befindet sich normalerweise zusätzlich noch ein Joystick-Anschluss auf der Soundkarte. Die gängige Hauptplatinen bieten aber auch schon die Basisfunktionalität "on-board", d.h. es ist bereits serienmäßig ein durchschnittlicher Soundchip auf dem Motherboard aufgelötet.

c. Kurzschlussstecker (Jumper):

Ein kleines, aber feines Teilchen, das sich auf jeder Systemplatine befindet sind die so genannten Kurzschlussstecker oder Jumper (Jumper ist der gebräuchliche, da einfachere Begriff). Jumper verbinden zwei Stifte auf einer Platine, an der Festplatte, auf Grafikkarten und lösen damit vorherbestimmte Funktionen aus. So kann zum Beispiel ein offener Kontakt bei einer Festplatte bedeuten, dass diese als Zweitlaufwerk (Slave-Drive) eines anderen Laufwerkes fungiert, oder Erstlaufwerk (Master-Drive) ist, wenn der Kontakt geschlossen ist. Als Akronym wird auf die Platinen meist J X (wobei X für die Nummer des Jumper steht) bzw. JP X verwendet. Zum Anzeigen eines Fotos zum Thema Jumper bitte auf das Schema klicken. An Stelle der Jumper können äußerst selten auch Miniaturschalter auf der Platine aufgelötet sein. Man spricht dann von DIPs.

1.1.3 Laufwerke

Die Entwicklung der Laufwerke lässt sich mit drei einfachen Worten ausdrücken: SCHNELLER, HöHER, WEITER...
Mal ernsthaft: Laufwerke sind alle "Massenspeicher-Medien", begonnen bei einfachen Diskettenlaufwerken über Festplatten sowie hin zu CD und DVD-Laufwerken. Die Speicherkapazität unterscheidet sich je nach Speichermedium, das entweder fest eingebaut in das Laufwerk eingebaut sein kann (wie bei einer Festplatte) oder ein Wechseldatenträger (Diskette, CD/DVD usw.) ist.

1.1.3.1 Optische Laufwerke

Als optische Laufwerke bezeichnet man Laufwerke wie CD-, DVD- oder BluRay-Drives. Die Daten werden bei der Herstellung in einer spiralförmigen Spur von innen nach außen, also anders als bei einer Schallplatte, auf die Trägerplatte des Datenträgers gebrannt. In bestimmten Abständen können Vertiefungen eingebrannt sein. Eine Vertiefung ("pit") bedeutet 1, keine Vertiefung ("land") 0. Auf einer Standard CD-ROM haben so etwa 600 Millionen Zeichen Platz.^{[ 11]} Ein gebündelter Laserstrahl erkennt nun die Vertiefungen (weil keine direkte Reflexion erfolgt), gibt diese Informationen an einen Controller, welcher dann einen Datensatz im Arbeitsspeicher aufbaut. Die Lesegeschwindigkeit weicht je nach Gerät ab und wird in X-Fach-Werten angegeben, wobei sich der Einfachwert (single speed) von Medium zu Medium unterscheidet.  Die entsprechenden Vielfachen sind also errechenbar... 50-fache CD-Geschwindigkeit bedeutet also 50x150Kilobyte= 7500 Kilobyte pro Sekunde (also etwa 7,32 Megabyte Datendurchsatz).

Optische Medien sind fast immer als reine Lesemedien (CD-ROM, DVD-ROM oder BD-ROM), einmal beschreibbare Variante (CD-R, DVD+R, DVD-R oder BD-R) oder aber als wiederbeschreibbare Variante erhältlich (CD-RW, CD-RAM, DVD-RW, DVD-RAM, BD-RE). Die 80 mm-Versionen der Laufwerke haben den Nachteil, das Sie in Slot-In-Laufwerken (Autos / Notebooks) nicht ohne einen Adapter gelesen werden können. Im Laufwerk können sich bei starker Drehzahl jedoch Adapter und Scheibe lösen und durch die hohe Geschwindigkeit das Laufwerk zerstören. Aus diesem Grund haben die kleinen Scheiben nur geringen Anklang gefunden und werden hauptsächlich in Spielekonsolen und digitalen Filmkameras eingesetzt. Bei den Spielen versprechen sich die Hersteller davon einen größeren Kopierschutzeffekt, da kaum Rohlinge für dieses Format vertrieben werden.

1.1.3.2 Magnetische Laufwerke

...sind z.B. Diskettenlaufwerke und Festplatten (aber auch Bandlaufwerke)

Bei Diskettenlaufwerken sorgen zwei Magnetköpfe (einer auf der Oberseite und einer unterhalb) dafür, dass Daten auf die Magnetträgerfläche der Diskette gelangen oder von der Diskette gelesen werden. Prinzipiell funktioniert das so: Die Magnetscheibe in der Diskette dreht sich mit etwa 5 U/sec um ihre eigene Achse. Verantwortlich dafür ist ein Motor, der sie in Bewegung hält, solange ein Zugriff erfolgt. Die Leseköpfe werden dann nur noch auf einer Achse zwischen Mitte und Rand der Diskette hin und her bewegt, also anders als ein Plattenarm bei einer Schallplatte!
Disketten liegen heute -sofern überhaupt noch verwendet- ausschließlich im Format 2HD vor. Das bedeutet, dass sie beidseitig mit hoher Dichte beschrieben wurde (Speicherkapazität 1,44 MB). Kurz vor Einführung der CD-ROMs wurde noch versucht Disketten mit einem Fassungsvermögen von 2,88 MB auf den Markt zu bringen. (Ultra High Density, 2UHD). Dieses Format konnte sich jedoch gegen die schnellere Technik und höhere Kapazität nicht mehr durchsetzen.
Festplatten wurden schon im Jahr 1956 erfunden und vorgestellt. Seit Beginn der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts sind sie auch für PCs erhältlich. Zunächst gab es zwei unterschiedliche Aufzeichnungsverfahren - MFM und RLL - die Festplatten waren in voller und halber Bauhöhe erhältlich. Die volle Bauhöhe entspricht zwei DVD-Laufwerken, die halbe Bauhöhe einem DVD-Laufwerk. 1986 gesellte sich die SCSI-Technik hinzu, mit der es möglich war sieben Laufwerke an einen Controller anzuschließen. Die heute noch gebräuchliche 3,5"-Zoll-Bauweise kam erst Anfang der 90er Jahre als AT und später IDE-Technik auf den Markt. Die Kapazität von Festplatten wächst unterdessen so rapide an, dass ich wahrscheinlich jede Woche eine Aktualisierung dieses Kurses herausgeben müsste, um bei aktuellen Werten zu bleiben. Um einen Eindruck zu geben (Es handelt sich dabei um Zirka- Angaben):

Jahr	Speicherkapazität	Anmerkungen
1980	0,005 GB	Seagate ST506
1985	0,01 GB
1986	0,02 GB	Einführung von SCSI
späte 80er Jahre	0,08 GB
1990	0,12 GB
1991	0,24 GB
1992	0,36 GB
1993	0,42 GB
1994	0,58 GB
1995	1,3 GB
1996	4,3 GB
1997	12 GB
1998	15 GB
1999	20 GB
2000	40 GB
2001	60 GB
2002	120 GB
2003	140 GB
2004	160 GB
2005	500 GB
2006	750 GB	perpendicular recording
2007	1.000 GB	Hitachi 7K1000
2008	1.500 GB	Seagate
2009	2.000 GB	z.B. Western Digital Caviar Green WD20EADS [12] Seagate Barracuda xt [13]
2010	3.000 GB	Seagate
2011	4.000 GB	z.B. Samsung Spinpoint F6 (HN-D201RAE) oder Seagate FreeAgent GoFlex Desk [12]

Die Entwicklung in der Zukunft ist in zwei Punkten absehbar. Es wird eine gigantische Kapazitäts-Erweiterung und durch Erhöhung der Speicherdichte eine Verkleinerung der der Bauweise, wie sie zum Beispiel in Apples iPod zur Anwendung stattfinden. Grund für den enorm gestiegenen Bedarf an Speicher ist vor allem die von mir schon erwähnte Multimedialisierung der Rechner.
War 1993 ein Windows 3.11 als Vollversion mit allen Add-ons gerade mal 17 Megabyte groß (DOS-Betriebssystem schon inklusive) sind heute allein für ein gängiges Windows (inklusive Auslagerungsdatei und Datei für den Hibernation Modus) mit Office und einigen Programmen schon etwa 25 Gigabyte fällig.
Bis hierhin also keine Rechtfertigung für 1 Terrabyte oder mehr, aber...
Wer Musikstücke und Filme etc. auf dem Rechner ablagert, der wird schnell merken, dass eine Musik-CD 700 MB an Speicherplatz frisst. Visuelle Medien wie DVD verlangen ein Vielfaches davon. Der Speicher wird dann - auch wenn diese Daten in einem komprimierten Format wie MP3 vorliegen - schnell knapp.

Aktuell werden Festplatten über die sogenannte S-ATA-2-Technologie (serial ATA) angesprochen. Damit sind höhere Datentransferraten möglich, als mit den herkömmlichen Technologien. Allerdings sind die physischen Grenzen dessen, was in einer bestimmten Zeit von der Magnetscheibe gelesen werden kann derzeit nahezu ausgeschöpft. Außer einer Beschleunigung der Drehzahl und dem Cachen von immer größeren Datenmengen wird die Zukunft zeigen müssen, was zur Beschleunigung noch beigetragen werden kann.

Festplatten werden übrigens vor allem im mobilen Betrieb immer häufiger durch so genannte "Solid State Discs" ersetzt. Diese Laufwerke (die den USB-Sticks ähnlich sind) bieten den Vorteil, dass nichts mechanisch angetrieben werden muss und sie somit energiesparender (Akku-Laufzeit) und verschleißfreier sind als herkömmliche Festplatten. Derzeit ist lediglich Ihre Speicherkapazität noch nicht mit der aktueller Festplatten vergleichbar. Aus diesem Grund gibt es gegenwärtig auch Hybridfestplatten aus SSD und regulärer HD. Ein weiterer Nachteil der SSD ist gegenwärtig noch der relativ hohe Preis im Vergleich zu herkömmlichen Festplattenlaufwerken.

1.1.3.3 USB-Sticks, Speicherkarten, Flash-Karten

Die Verbreitung der USB-Sticks findet man seit etwa 2002. Dabei werden Daten auf einen Chip im Innern des Sticks geschrieben. Das Verfahren gleicht dem der Speicherung auf Speicherkarten bei Digitalkameras. Der Chip wird jedoch über den USB-Anschluss  angesteuert. Gängige Speichergrößen sind 8, 16, 32 oder 64 GB. Es gibt jedoch auch schon größere Kapazitäten, Für Speicherkarten benötigt man spezielle Lesegeräte. In der Regel erkennt das Betriebssystem den Stick und die Speicherkarten als Wechsellauffwerke, die ganz normal beschrieben werden können.

1.1.3.4 sonstige Speichermedien

Sonstige Speichermedien haben im Privat-Anwender-Bereich nur äußerst geringe Verbreitung gefunden. Zu ihnen zählen vor allem Medien, die für Sicherheitskopien (sog. Backups) gedacht waren. Die meist verbreiteten Vertreter dieser Laufwerke waren ZIP- oder JAZZ-Drives. Ihre Kapazität lag zwischen 100 oder 800 MB. Letztere waren auch in der Lage normale 3,5" Disketten zu lesen und zu beschreiben. Die Datentransferraten konnten knappes Festplatten-Niveau erreichen. Grund dafür, dass eine Marktetablierung nicht stattfand war hauptsächlich die Tatsache, dass der Preis für CD-Writer und Rohlinge sehr stark zurück ging und so ein vertrautes Medium zu einem geringen Preis zu haben war, das darüber hinaus noch auf jedem PC abspielbar war. Im Vergleich dazu war es mit der Transportabilität der Backup-Laufwerke eher schlecht bestellt. Man musste schon das ganze Laufwerk mit sich führen, um es an einem anderen Rechner nach einer langwierigen Installationsphase nutzen zu können. Ansonsten gab und gibt es noch reine Bandkassetten-Laufwerke. Auch sie haben sich - außer im Serverbereich - nie durchsetzen können.

1.2 Die Peripherie - Das Drumherum

Unter Peripherie versteht man alle externen Geräte und Einheiten, die eine Kommunikation zwischen Anwender und Rechner ermöglichen oder zumindest unterstützen.

Diese Geräte nennt man auch E/A-Geräte. E/A steht für Eingabe bzw. Ausgabe. Entsprechend ist die (gebräuchlichere) englische Variante I/O-Devices. (Input/Output). Klassisches Eingabegerät ist die Tastatur. Erst Anfang der 80er Jahre kam die Maus hinzu. (Vorher waren grafische Benutzeroberflächen so gut wie unbekannt.) Klassisches Ausgabegerät ist nach wie vor der Monitor. Nach und nach werden nun auch unkonventionelle Eingabe- und Ausgabemöglichkeiten eingesetzt um zum Beispiel behinderten Menschen die Arbeit mit dem Rechner zu ermöglichen und zu erleichtern. Hinzu kommt noch der sinnvolle Trend Geräte zu kombinieren. So gibt es mittlerweile so genannte All-In-One-Geräte, mit denen man Scannen, Drucken, Kopieren und Faxen sowie ganz ohne PC die eigenen Digitalfotos von einem Chip abrufen und ausdrucken kann.

1.2.1 Eingabegeräte

1.2.1.1 Tastatur

Die bei PCs heute gebräuchliche Tastatur heißt Microsoft-Tastatur oder um beim amerikanischen Original zu bleiben "Microsoft Natural Keyboard" und basiert auf der so genannten MF2-Tastatur (multi functional keyboard, 2nd generation), die um drei "Windows"-Tasten ergänzt wurde. Die MF2-Tastatur besteht aus genormten 102 Tasten, die in 5 Blöcke unterteilt sind:

a. Die Funktionstasten

In der Reihe ganz oben befinden sich 12 Funktionstasten und die Esc (Escape)-Taste. Die Funktionstasten haben keine feste Funktion, sondern werden von jedem Programm mit gerade benötigten Funktionen ausgestattet. In der Regel jedoch bedeutet die Taste F1 "Hilfe", die Taste "F3" ruft eine Suchfunktion auf und die Taste F12 bedeutet "Speichern und Beenden". Aber wie gesagt das muss nicht so sein. Die Esc-Taste funktioniert auch nur eingeschränkt. Sie soll unerwünschte Dialogfelder ausblenden oder Programme anhalten bzw. abbrechen. Sicher ist nur, dass sie immer genau dann nicht funktioniert, wenn sie gebraucht wird. Darüber hinaus befinden sich noch drei weitere Tasten (Pause, Druck, Rollen) in der obersten Reihe. Ihre Funktion ist eher untergeordnet. Einzig die Druck-Taste sei noch erwähnt. Sie erzeugt ein Bild der Arbeitsoberfläche im Systemspeicher, das dann in Dokumente etc. eingefügt werden kann. In Kombination mit der Alt oder Alt-Gr-Taste erzeugt sie lediglich ein Bild des aktiven Fensters im Arbeitsspeichers, das ebenfalls in Dokumente eingefügt werden kann.

b. Der Schreibmaschinenblock (alphanumerischer Block)

Unterhalb der Funktionstastenreihe befindet sich der Schreibmaschinenblock. Dieser hat dann auch genau die Funktion einer Schreibmaschine. Hinzu kommen im unteren Bereich noch zwei Steuerungstasten (Strg oder Ctrl), sowie eine Alt- und eine Alt-Gr-Taste. Wie bei jeder Schreibmaschine auch gibt es eine Hochstellfunktionalität (shift) mit Einrastfunktion (caps lock), ist eine der beiden aktiviert erhält man entweder Großbuchstaben oder das Zeichen, das über dem eigentlichen Zeichen auf der Taste abgebildet ist. Bei aktivierter Einrastfunktion leuchtet am oberen rechten Tastaturrand eine Kontrollleuchte mit. Auf den Tasten F und J befindet sich jeweils eine Erhöhung um ein taktiles Feedback zu erhalten, das bei Menschen, die Blindschreiben gelernt haben unabkömmlich ist. Die Alt-Gr-Taste bewirkt ähnlich der Hochstelltaste, dass das Zeichen des rechts neben des Standardzeichens einer Taste aufgedruckt ist erscheint. (Zum Beispiel bewirkt AltGr+E das Euro-Symbol, AltGr+Q das "@" und AltGr+7 eine öffnende geschweifte Klammer usw.) Die Strg-Tasten sind Kombinationstasten, die nur mit einer zweiten Taste eine Funktionalität bekommen. Je nachdem welche zweite Taste das ist, sind unterschiedliche Systemfunktionen hinterlegt, die sonst über die Menüsteuerung erreichbar sind. Viele Programme bieten noch die Möglichkeit die Tastenkombinationen individuell anzupassen. Diese Kombinationen werden "shortcuts"  genannt. Einige häufige shortcuts sind Strg+P (Drucken/Print), Strg+S (Speichern/ Save), Strg+O (öffnen/Open) und Strg+C (Schließen/Close). Die entsprechenden Tastenkürzel sind aber meistens im Menü hinter dem jeweiligen Befehl angegeben.
Die Alt-Taste ist genau wie die Strg-Taste eine Kombinationstaste. Sie erlaubt es auch ohne die Maus die Menüleiste zu aktivieren. Wird sie allein gedrückt wird meist der erste Menüpunkt (oft ist das "Datei") markiert. Das welche Tasten dazu in Kombination gedrückt werden können wird im Menü durch Unterstriche unter bestimmten Buchstaben verdeutlicht. Eine wichtige Tastenkombination in diesem Zusammenhang ist Alt+F4 (Beenden).

c. Der Kommandotastenblock

Rechts vom Schreibmaschinenblock befindet sich ein Block aus 6 Tasten. Die rechten vier dienen hauptsächlich der Steuerung innerhalb von Dokumenten. (seitenweises Blättern, Pos1, Endposition des Cursors) Eine Kombination mit der Strg-Taste ist möglich. Sie bewirkt, dass die Einfügemarke statt zum Zeilenanfang an den Dokumentenbeginn und statt zum Zeilenende zum Dokumentenende springt. Die ersten beiden Tasten (Einfg und Entf) werden im 2. und 3. Thema näher beschrieben. Sie dienen der Kopie von Elementen in den Arbeitsspeicher und dem späteren Einfügen, sowie dem Löschen von Elementen.

d. Die Cursortasten

Die Cursortasten bewegen die Einfügemarke (Cursor) in die vom Pfeil angegebene Richtung. Auch hier ist eine Kombination mit der Strg-Taste möglich. Sie führt dazu, dass der Cursor nicht nur um einen Buchstaben, sondern um ein Wort in die angegebene Richtung springt (Cursortasten rechts und links) bzw. an den Absatzbeginn oder an das Absatzende (Cursortasten aufwärts und abwärts.

e. Der Ziffernblock

Der Ziffernblock befindet sich ganz rechts auf der Tastatur und erleichtert die Eingabe von Zahlen, was gerade in Kalkulationen (Excel, Rechnerfunktion...) sehr effektiv sein kann. Er muss jedoch zunächst eingeschaltet werden (kann über das BIOS voreingestellt sein). Dazu ist die Taste ganz oben links mit der Beschriften "Num" einmal zu betätigen. Eine Kontrollleuchte am oberen Tastaturrand zeigt nun die Funktionsbereitschaft des Nummernblocks an. Ist er abgeschaltet, so sind die Tasten mit Bewegungsfunktionen (siehe Cursortasten und Kommandotastenblock) belegt.

f. Die Microsofttasten

Die Microsoft-Tasten kamen mit Windows95 auf. Auf der Tastatur wurde zwischen den Alt und StrG-Tasten beidseitig je eine Windowstaste und auf der rechten Seite eine Kontextmenü-Taste eingefügt. Ein Druck auf die Windows-Taste öffnet das Startmenü. Allerdings kann diese Taste noch einiges mehr, wenn sie in Kombination mit anderen Tasten genutzt wird. Die Kontextmenü-Taste hat die Funktion der rechten Maustaste, solange ein Objekt in Windows markiert ist.

1.2.1.2 Zeigegeräte

Prinzipiell gibt es kaum einen Unterschied in der Funktionsweise aller Zeigegeräte. Es ist wohl einzig dem Anwender überlassen, für welches Gerät er sich entscheidet. Sie alle haben gemeinsam, dass sie die Position des Zeigers auf dem Bildschirm frei verändern können und mit Hilfe von mindestens zwei Tasten eine Auswahl oder eine Funktion aufrufen können.

b. Maus

Seit Mitte der 80er Jahre die ersten grafischen Benutzeroberflächen aufkamen, wurde die Maus zum unverzichtbaren Werkzeug in der täglichen Arbeit mit dem Rechner.
Es gibt kabelgebundene (wired) und kabellose (wireless) Mäuse (mit Infrarot- und Funktechnologie). Ein kleines Rädchen in der Mitte erlaubt das herauf- und herunterrollen des Bildschirminhaltes. Klickt man auf das Rädchen verwandelt sich der Mauszeiger und man kann den Bildschirm durch bloßes Verschieben der ganzen Maus bewegen. Die neuesten Mausmodelle lassen das Seitwärtsscrollen mit dem Rädchen zu. Hat man diese edle Funktion nicht, kann man auch die Shift-Taste auf der Tastatur während des Scrollens halten. Der Effekt ist der Gleiche. Hält man übrigens die Strg-Taste während das Rädchen gedreht wird, verändert man den Zoom-Wert des aktiven Fensters.
Auf der Unterseite kann eine kleine Kugel zu sehen sein, die die Bewegungsrichtung mechanisch auf kleine Wellen überträgt. Dies wäre die klassische Methode die Bewegungen der Maus abzugreifen. Die zweite Möglichkeit die Bewegungen der Maus umzusetzen bieten so genannte optische Mäuse. Auf ihrer Unterseite sendet eine starke Leuchtdiode einen dauerhaften Lichtimpuls in Richtung Tischoberfläche, der von dort reflektiert wird. Die Lichtreflexion wird über einen Fotosensor aufgenommen und von einem Chip ausgewertet. Dieser gibt die Bewegungsinformation nun an den Rechner weiter. Optische Mäuse funktionieren auf Glastischen wegen der schlechten Reflektionswerte nur schlecht, sind jedoch ansonsten ruckfreier als Kugelmäuse. Prinzipiell genauso funktionieren Lasermäuse. Hier liegt wird jedoch statt einer normalen Leuchtdiode Laserlicht verwendet. Mit dieser Technik lässt sich eine deutlich höhere Präzision erreichen.

c. Trackball

Der Trackball kam zunächst nur bei Laptops vor. Im Prinzip bedient man ihn so als hätte man eine Maus mit Kugel auf dem Rücken liegend vor sich. Jede Drehbewegung am Ball wird entsprechend durch den Rechner umgesetzt.

d. Touchpad

Das Touchpad ist eine unscheinbare, ebene Fläche über die der Anwender mit dem Finger streicht um den Mauszeiger zu verschieben. Touchpads kommen fast ausschließlich bei Laptops vor, obwohl es auch Pads als echten Mausersatz für fest stehende Rechner gibt (z.B. Apples Trackpad). Moderne Touchpads beherrschen Gestensteuerung. Dabei erkennen sie zum Beispiel Befehle für hinein- und herauszoomen. Hineinzoomen wird ausgelöst, wenn man zwei Finger eng aneinander auf dem Touchpad auflegt und dann auseinander spreizt. Herauszoomen wird ausgelöst, wenn man die Finger gespreizt auf das Touchpad legt und sie dann zusammenführt. Andere Gesten sind zum Beispiel der Befehl "zurück" wenn man schnell mit einem Finger gegen den Uhrzeiger sind auf dem Pad einen Kreis nachzeichnet. Bei einigen Notebooks wird das Touchpad durch eine weitere Navigation, den Trackpoint ergänzt. Wie auf dem Bild rechts zu sehen befindet er sich zwischen den Tasten b,n,g und h auf der Tastatur. Der Trackpoint wird zum Bewegen der Maus in die gewünschte Richtung gedrückt.

e. Touchscreen

 Das Prinzip des Touchscreens ist genial einfach: Der Mauszeiger wird auf dem Bildschirm "direkt" mit einem Finger oder einem speziellen "Pointer-Stylus" (Plastikstiftchen) hin- und her geschoben. Da die Maustasten hier fehlen, werden die Mausklicks durch kurzes und schnelles Antippen / bzw. Gedrückthalten des Stifts für das Kontextmenü an der entsprechenden Stelle des Monitors  ersetzt. Touchscreens beherrschen in der Regel auch die Gesten wie Touchpads. Hauptsächlich werden drei unterschiedliche Techniken eingesetzt um die Kontaktpunkte zu erfassen. Es gibt jedoch auch noch weitere Techniken, die jedoch weniger verbreitet sind:
- Resistiver Touchscreen: Zwei elektrisch leitfähige Schichten einer Matrixfolie werden durch den Druck, der mit einem Finger oder dem Stift erzeugt wird gegeneinander gepresst. Durch Messung des elektrischen Widerstandes wird die Stelle ermittelt an der sich die Folien berühren.

- kapazitiver Touchscreen:
Hier wird ein Glassubstrat mit Metalloxid beschichtet. Durch das Anlegen von Spannung an den Ecken des Displays wird ein konstantes elektrisches Feld erzeugt. Durch die Berührung kommt es zu einer Entladung die wiederum an den Ecken gemessen werden kann. Ein Controller berechnet dann die genaue Position. Nachteil dieser Bildschirme ist, dass es zu einer Entladung kommen muss. Daher können Sie nur per Hand oder mit speziellen Stiften bedient werden, nicht aber mit den herkömmlichen Stylus-Stiften. Auch eine Verwendung mit Handschuhen (und damit oftmals im Baugewerbe oder in Fabriken) scheidet weitgehend aus. Der Nachteil von kapazitiven Touchscreens ist häufig, dass der Bildschirm häufig mit Fingerabdrücken übersäht ist.

-induktive Touchscreens:
Diese Touchscreens werden häufig bei Grafiktabletts benutzt, denn sie bieten den Vorteil, dass ein aufliegender Handballen keinerlei Reaktion auslöst. Prinzipiell sind sie nur mit einem speziellen Stift mit einer integrierten Spule bedienbar. Die Spule erzeugt per Induktion an der Kontaktstelle eine elektrische Spannung. Ein Controller wertet dann aus wo sich der Stift befindet.

1.2.1.3 Scanner

Ein Scanner dient zum Einlesen von auf Papier geschriebenen Informationen. Zuerst jedoch handelt es sich für den Rechner bei einem Scan lediglich um ein Bild. Es bedarf also einer Spezialsoftware zur Texterkennung (OCR, optical character recognition). Die Resultate sind zudem nicht immer zufrieden stellend.

1.2.2 Ausgabegeräte

1.2.2.1 Monitor

Die Frage des "richtigen" Monitors ist elementar für das Wohlfühlen am Rechner. Was ein "richtiger" Monitor ist, lässt sich aus zwei Warten einigermaßen treffsicher beurteilen:

Zum Ersten: Welche Leistungsdaten bringt der Monitor?
Zum Zweiten: Für welche Anwendung wird er benötigt?

Lange Zeit wurde der ergonomische Faktor bei der Bildschirmarbeit stiefkindlich vernachlässigt. Es wurde ja nur ein sehr kleiner Teil der Büroarbeit vor dem Monitor verbracht. Als sich das änderte, häuften sich die gesundheitlichen Beschwerden der Anwender. (Augenprobleme, Kopf- und Rückenschmerzen). Es musste also dringend etwas getan werden - vor allem die Abstrahlwerte und das nervige Bildschirmflackern (zu geringe Bildwiederholfrequenz) wurden verbessert. Nicht zuletzt ist es mittlerweile auch eine Frage des Designs. So sind heute die schweren und Platz verschwendenden Röhrenmonitore (cathode ray tube, CRT) faktisch vom Markt verschwunden kaum noch gefragt und haben den Flachbildschirmen (thin film transistor, TFT) Platz gemacht. Seit einiger Zeit hat sich jedoch vor allem bei Notebookdisplays ein kritisch zu erwähnender Trend etabliert: Die sogenannten high crystal- (oder auch "glare"-) displays, deren TFT- Schirm extrem spiegelt und damit nicht mehr sehr blendfrei ist. Einzig der gestiegenen Helligkeit und Kontrastschärfe vor allem durch LED-Hintergrundbeleuchtung der Monitore ist es zu verdanken, dass das Arbeiten nicht vollständig beeinträchtigt wird. Eigentlich sollte ein Monitor nämlich mindestens 75% des auf ihn einfallenden Lichtes absorbieren um eine einigermaßen blendfreie Betrachtung des Bildschirm-Geschehens sicher zu stellen.

1.2.2.2 Systemlautsprecher

Der Systemlautsprecher sollte bei einem gut eingerichteten, intakten System lediglich dadurch auffallen, dass er nach dem Systemstart einmal kurz piepst. Dieses Piepsen signalisiert, dass der Systemcheck fehlerfrei durchgeführt werden konnte. Nach dem Windows-Start wird seine Funktion fast vollständig von der Soundkarte und Windows-Klangsteuerung übernommen. Doch das Repertoire der möglichen Piepkombinationen reicht viel weiter. So kann er gezielt Auskunft darüber geben, ob Ursache für einen schwarz gebliebenen Monitor bei laufendem Rechner der Monitor selbst oder die Grafikkarte defekt ist.
In den allermeisten Fällen dürfte jedoch das Piepsen unverstanden bleiben, da heute kein Computerhersteller mehr entsprechende Informationen über die morseähnlichen Piepton-Kombinationen in die Handbücher schreibt. Dies war vor 15 Jahren völlig anders.
Rein theoretisch könnte der Lautsprecher sogar noch viel mehr. Im Internet gibt es ein Tool zum Download, dass dem ihm die Fähigkeit verleiht, sogar die Fülle der Windows-Sounds wiederzugeben. Dieses Tool wird in der Regel aber nur bei Laptops eingesetzt, da bei diesen Geräten nicht genug Platz für zwei große Lautsprecher vorhanden ist. Dieses Tool nennt sich speaker.drv.

1.2.2.3 Drucker

Wäre dieser Kurs vor 25 Jahren entstanden, hätte man noch eine Menge über die unterschiedlichen Drucksysteme berichten können, z.B. von Matrixdruckern mit 9 oder 24 Nadeln, wie sie leiser zu stellen sind usw. Heute jedoch dominieren zwei Systeme die Welt der Printer: Tintenstrahldrucker und Laserdrucker, von den Großdruckersystemen  wie Thermodruckern oder Offsetdruckmaschinen einmal abgesehen.
Das Prinzip des Tintenstrahldrucks ist äußerst einfach. Eine Druckpatrone liefert Tinte an den Druckkopf, der bei den Einsteigerdruckern in die Patrone integriert ist, was diese verhältnismäßig teuer macht. Zuvor wird die Tinte erhitzt bis sie unter hohem Druck steht. Dann werden alle benötigten Düsen geöffnet und die Tinte wird als Punktraster auf das Papier hinausgedrückt. Die Punktdichte wird hierbei als dpi (dots per inch, Punkte pro Zoll) angegeben. Daneben gibt es ein zweites Tintenstrahlverfahren, das sog. Piezoverfahren bei dem die Tinte mechanisch aus der Düse herausgedrückt wird. Das Ergebnis ist identisch. Bei Farbpatronen wird die zu druckende Farbe aus den drei Grundfarben zusammengemischt. Daneben gibt es übrigens noch Fototinte, die intensiver wirkt und leicht andere Reflexeigenschaften aufweist.
Das andere große Verfahren hat viele Vorteile gegenüber dem Tintenstrahlverfahren: Es ist leise und schnell. Der Nachteil: Es ist sehr aufwendig und produziert Ozon, das Kopfschmerzen verursachen kann. Im Gegensatz zum Tintenstrahlverfahren wird die zu druckende Seite vorher bereits komplett im Druckerspeicher (der Grafikkarte) aufgebaut. Je nach Auflösung können dabei etliche Megabytes im Arbeitsspeicher belegt werden. Anschließend wird ein Druckwalze im Drucker genau an den Stellen elektrostatisch aufgeladen, an denen später das Tonerpulver hängen bleiben soll. Nachdem ein Blatt eingezogen worden ist, wird nun das vorher erhitzte und an der Walze klebende Tonerpulver auf das Papier aufgebrannt. Dies führt zu einem erheblich schärferen Ausdruck als bei Tintenstrahldruckern. Farb-Laserdrucker sind auf Grund der erheblichen Kosten noch nicht weit verbreitet, obwohl sie die beste Druckqualität bieten. Allerdings werden auch sie mittlerweile billiger und sind schon ab 250 € aufwärts zu haben.
Die Ideallösung ist jedoch ein All-In-One-Gerät mit Scanner, Farbfax, Drucker und Kopierfunktion und eventuell sogar Lesefunktion für Smartmedia-Karten. Mittlerweile haben sich diese Drucker (erwartungsgemäß) durchgesetzt, denn sie verbinden alle Vorteile der Einzelkomponenten in einem Platz sparenden Gerät. Nachteil: Tritt ein defekt an einer Komponente auf, lohnt oftmals eine Reparatur nicht.

1.2.3 Hilfen für behinderte Menschen

Dieses Thema hätte auch im zweiten Kapitel stehen können, denn die Anpassung des Rechners für behinderte Menschen kann nicht einzig auf die Hardware beschränkt bleiben. Zunächst werde ich hier eine übersicht über die vorhandenen Geräte und anschließend eine Einführung in die software-technische Umsetzung geben. Welche Geräte und Hilfsmittel gibt es?
Menschen, deren körperliche Beweglichkeit eingeschränkt ist, bzw. deren Rezeptionsfähigkeit herabgesetzt ist, sind auf leicht zu bedienende und klar strukturierte Bedien- und Kommunikationsmöglichkeiten mit dem Rechner angewiesen. Demnach werde ich diese Peripheriegeräte wieder nach Ein- und Ausgabemedien staffeln.

1.2.3.1 Eingabegemedien^[15]

Wie wichtig Eingabehilfen für behinderte Menschen im Bereich der Informationstechnologie sind, unterstreicht ein vom Gesetzgeber in den USA im Jahre 1998 eingeführtes Gesetz. Entsprechend dem Artikel 508 des U.S. Rehabilitation Act müssen alle elektronischen und digitalen Technologien und Produkte, die von der US Bundesregierung eingesetzt werden, auch von behinderten Menschen genutzt werden können. Dies gilt nicht nur für die Entwicklung neuer, sondern auch für Vermittlung und Wartung existierender Technologien und Produkte. Ähnlich werden mittlerweile auch Gesetze in Deutschland erlassen. ("Barrierefreiheitsgesetz") Webseiten von öffentlichen Stellen müssen mittlerweile ebenfalls barrierefrei programmiert sein.

a. Mauseinstellungen

Standardmäßig bietet Windows schon sehr lange Zeit Einstellungsmöglichkeiten an, die benachteiligten Menschen entgegen kommen können. Alleine bei den Maus-Einstellungen kann schon vieles eingestellt werden.

• Das Auffinden der Maus:
  Es ist zum Einen möglich den Rechner so einzustellen, dass ein einfaches Drücken der Strg-Taste einen Kreis um den Mauszeiger aufblitzen lässt der sich kurz darauf immer enger um den Mauszeiger schließt. Zum Anderen kann die Maus mit einer Mausspur versehen werden, die das Verfolgen des Mauszeigers erheblich erleichtert.
• Die Bedienung der Maus:
  Zu guter Letzt kann die Geschwindigkeit für den Doppelklick verändert werden, um mehr Zeit für die Doppelklickfunktion zu erhalten. Außerdem kann eine Einstellung gewählt werden, die (wie im Internet oder unter Linux) Doppelklicks völlig überflüssig werden lässt.

Diese Einstellungen lassen sich hier ändern:
Systemsteuerung öffnen (Start --> Einstellungen --> Systemsteuerung und dort (in der klassischen Ansicht) auf  das Icon "Maus" klicken.

Dadurch öffnet sich das folgende Fenster in dem sich dann (gerade auch) über die Reiterleiste die gewünschten Einstellungen vornehmen lassen:

b. Spracherkennung

Seit ca. 2001 gibt es praxistaugliche Spracherkennungssysteme. Der Rechner wird dazu mit der eigenen Stimme über ein Mikrofon gesteuert. Die Umsetzung ist jedoch relativ problematisch, da der Rechner angelernt werden muss, d.h. es wird ein Befehl aufgenommen (ein sog. Sample) und mit dem dazu gehörigen Befehl verknüpft. Der Nachteil ist, das jedem Befehl ein Sprachmuster zugeordnet werden muss und dies ein sehr langwieriges und ermüdendes Verfahren ist, dass der Betroffene allein meistens nicht durchführen kann. Darüber hinaus kann schon eine Erkältung die Bedienung des Rechners unmöglich machen.

c. Joysticksteuerung

Menschen mit nicht vollständig gelähmten Gliedmaßen können den Rechner über einen kleinen Joystick steuern, der entweder mit dem Mund oder mit den Händen (sofern noch möglich) gesteuert wird und quasi die Funktionalität einer Maus besitzt. Unterstützend sind die seit Windows 2000 von Microsoft serienmäßig mit ausgelieferten Hilfsmittel. Vor allem die Bildschirmtastatur ist hier von großem Wert. Dabei wird eine Abbildung einer Tastatur auf dem Monitor erzeugt und die Maus (bzw. das Hilfsgerät) kann durch anklicken der einzelnen Buchstaben "tippen".

Darüber hinaus gibt es noch zahlreiche andere Eingabegeräte (Spezialtastaturen, Stäbchen usw.)

1.2.3.2 Ausgabemedien

Die bekannteste Ausgabe ist in diesem Fall wohl der vergrößerte Bildschirm per Bildschirmlupe, aber auch Sprach-Synthesizer, die die Bildschirmausgabe vorlesen können Hindernisse im Umgang mit dem Rechner erleichtern. Trotzdem bleibt gerade im Bereich der Ausgabegeräte noch ein deutlicher Nachholbedarf vorhanden. Wichtig ist gerade im Bereich der Erleichterungen für Blinde die Kombination aus einem textuellen Internetbrowser wie "Lynx" [→ Lynx-Entwicklerseite] und einer solche Sprachsynthese. Dadurch können sich sehbehinderte Menschen Internetseiten "vorlesen" lassen. ^[16]

1.3 virtuelle Hardware

Mit der gestiegenen Leistungsfähigkeit der Rechnerhardware wird auch im Privatbereich eine Technik interessant, die in Rechenzentren bereits etwas länger eingesetzt wird - die Virtualisierung. Dabei ergibt sich eine immense Anzahl an Vorteilen und nur äußerst wenige Nachteile. Der Focus von Virtualisierung unterscheidet sich jedoch beim Einsatz von virtuellen Maschinen, den "VMs", im Server- oder im PC-Umfeld.
Eine virtuelle Maschine ist eine Betriebssysteminstallation, die jedoch nicht direkt auf die Hardware zugreift, sondern von einer Zwischenschicht Anteile an einer Ressource zugeteilt bekommt. So wird der Arbeitsspeicher, die Rechenzeit des Prozessors, Schnittstellen etc. möglichst bedürfnisgerecht auf die virtuellen Maschinen aufgeteilt. Möglich wird das dadurch, dass Betriebssysteme fast nie direkt mit der Hardware kommunizieren, sondern dies über Gerätetreiber tun, die dies bewerkstelligen und den Zugriff managen. Daher ist es dem Betriebssystem der virtuellen Maschine auch egal, ob der Treiber den Zugriff auf ein Gerät oder nur den Zugriff auf eine virtuelle Ressource vermittelt.

1.3.1 Einsatz auf Servern

Kern der Idee bei der Virtualisierung von Servern ist, dass ein physisches Computersystem nicht kontinuierlich unter Volllast läuft. üblicherweise sind Computer über einen längeren Zeitraum nur im einstelligen Prozentbereich ausgelastet. Dies führt natürlich zu unnötigen Kosten. Für den Serverbetrieb ergeben sich daraus eigentlich nur zwei Wege.
Die erste Möglichkeit ist, zwei Anwendungen oder Verfahren parallel auf einem Server zu installieren. Manchmal ist das wegen der Kompatibilität nicht möglich, oft aber auch nicht erwünscht, weil dann einzelne Verfahren in Ihrem Produktionskalender aufeinander Rücksicht nehmen müssten und zum Beispiel eine Anwendung gerade dann ein Update bekommen muss, wenn es für die andere Anwendung überhaupt nicht in frage kommt den Rechner durchzustarten oder Dienste zu stoppen.
Der zweite Weg ist dann die Einrichtung virtueller Maschinen. Jede Maschine ist eine völlig eigenständige Installation, die einzeln durchgestartet werden kann und sich eigentlich durchgängig wie ein eigener Server verhält. Dadurch werden andere virtuelle Server nicht in Mitleidenschaft gezogen, wenn eine Maschine bearbeitet oder gar aus einer Sicherung wiederhergestellt wird. Die Installation auf der physischen Basishardware, auch "Host" genannt, hat in diesem Szenario ausschließlich die Aufgabe, die virtuellen Maschinen - auch "Guests" genannt - zu verwalten. Nur in den Guests werden Anwendungen betrieben.

1.3.2  Einsatz auf dem PC

Der Fokus beim Einsatz auf einem Personal Computer ist ein anderer als beim Einsatz virtueller Server. Hier geht es nicht so sehr um die Autarkie und das Kostensparen, sondern um die enorme Flexibilität, die mit VMs erreicht werden kann.
VMs werden gerne genutzt um zum Beispiel Programme oder Funktionen in einer geschützten Umgebung testen zu können ohne gleich ein produktives System verbiegen zu müssen. Außerdem ist es möglich ein System einzufrieren, dann Änderungen zu testen und es anschließend wieder auf den vorigen Stand zurückzusetzen.
Ein anderer Aspekt, den sogar Microsoft bei Windows 7 aufgegriffen hat, ist die überwindung von Kompatibilitätsproblemen. So kann ein Programm, das nur mit alten Versionen des Betriebssystems zusammenarbeitet in einer entsprechenden virtuellen Maschine installiert werden und aus dem aktuellen Betriebssystem heraus genutzt werden. Dies ist sogar nahtlos möglich, das bedeutet es wird wirklich nur das Anwendungsfenster angezeigt und nicht zwangsläufig der gesamte Desktop der virtuellen Maschine.
Ein netter Nebeneffekt ist auch, dass virtuelle Maschine, die im Hostsystem lediglich als Dateien auftauchen, einfach auf einen anderen Rechner kopiert werden können.

1.3.3 Plattformen

Es gibt eine ganze Reihe von Anbietern virtueller Plattformen. Allerdings haben alle Anbieter leicht andere Schwerpunkte. Für die Virtualisierung von Servern im Rechenzentrumsbetriebs gibt es derzeit hauptsächlich zwei Anbieter.
Marktführer ist VMWare. Die Virtualisierungsschicht kann sowohl auf Hosts mit Windows als auch mit Linux installiert werden. Neben der kostenlosen Version VMWare Server gibt es auch eine kostenpflichtige Version, den VMWare ESX-Server, der weitergehende Möglichkeiten und mehr Flexibilität schafft. Eine große Anzahl an Gastsystemen ist unterstützt und wird mit Treibern versorgt.
Microsoft bietet ebenfalls ein System zur Virtualisierung an. Mit Windows 2008 R2 wurde das System "Hyper-V" völlig neu implementiert. Das bisherige System "Virtual Server" war dagegen nur eine äußerst simple Entwicklung. Allerdings bietet Hyper-V nur eine geringe Unterstützung von unixoiden Gastsystemen wie Linux. Gerade einmal zwei der großen Distributionen - Red Hat und SuSe - werden offiziell mit Treibern versorgt. ^[16]
Neben der Virtualisierung von ganzen Computersystemen ist auch das Bereitstellen von bloßen Anwendungen verbreitet. Dazu gibt es Angebote von Citrix oder auch von Microsoft (App-V).

1.3.4 Funktionen

Einige der hilfreichen Funktionen ja wurden bereits erwähnt. An dieser Stelle will ich ein umfassendes Bild aller Funktionen zeichnen die Virtualisierung mit sich bringt.

• Ressourcenverwaltung: optimale Ausnutzung der Hardwareressourcen, gezieltes Overbooking, Hinzufügen und Entfernen von Ressourcen wie Arbeitsspeicher und CPU-Kernen (wenn vom Gastsystem unterstützt), dynamisch erweiterbare Datenträgergrößen
• Lastausgleich und Ausfallsicherheit: verschieben auf andere Hosts auch im Onlinebetrieb,
• Snapshot-Technologien, Online-Backup, Cloning von Systemen
• Kompatibilitätsschaffung, Applikationsbereitstellung
• Bereitstellung von (isolierten Testumgebungen)
• Bereitstellung von virtuellen Desktops (die Rechenarbeit wird zwischen einem PC und einem Server aufgeteilt) und die virtuelle Maschine kann zentral gespeichert und gesichert werden.

1.3.5 Einschränkungen

Neben den ganzen Vorteilen, gibt es eine wenige Einschränkungen bei der Verwendung virtueller Systeme. Eine Einschränkung betrifft die Nutzung der Grafikbeschleunigung des Hostsystems. In einem physischen System erlaubt die Verwendung von speziellen Grafiktreibern wie Direct3D/DirectX den direkten Zugriff auf die Grafikhardware ohne dass die Hardwareabstraktionsschicht des Windows-Systems genutzt werden muss. Dieser Zugriff muss jedoch exklusiv sein. Die Grafiktreiber einer virtuellen Maschinen können dies nicht realisieren. Daher ist die Wiedergabe von multimedialen Inhalten, 3D-Inhalten wie Spielen oder CAD-Zeichnungen nur sehr eingeschränkt möglich. Bei virtuellen Desktops wird jedoch nicht die Hardware des im Hintergrund arbeitenden Serversystems, sondern die des Clientsystems (Präsentationsschicht) eingesetzt. Hier ist sehr wohl ein Zugriff auf die Grafikhardware machbar und das System eignet sich daher dann doch zur Wiedergabe der beschriebenen Inhalte.
Wirkliche Einschränkungen sind jedoch erstaunlicherweise keine Technischen. Zum einen gibt es immer noch Hersteller, die ihre Produkte für den Einsatz in VMs schlichtweg nicht freigeben, zum anderen ist der Einsatz oft von zusätzlichen Lizenzen abhängig. Solche Lizenzen werden zum Beispiel für alle Windows Clientsysteme benötigt, die auf einen virtuellen Desktop mit Microsoft Clientsystem zugreifen wollen. So eine VDA-Zugriffslizenz kostet neben alle üblichen Lizenzen ca. 100 € und machen oft den Einsatz solcher System unwirtschaftlich.

Quellenangaben:

[1][URL: http://www.heise.de/newsticker/Casemodding-Mit-Fantasie-gegen-Computer-Tristesse--/meldung/144119]

[2][URL: http://www.heise.de/newsticker/meldung/36578]

[2][URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzelle#Portabler_Einsatz]

[3] [URL: http://www.fmnetztechnik.de/edv-all/lexikonl-z.htm]
    Datum der letzten Recherche: 24.04.2011 18:24 Uhr

[4][URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Formfaktor_%28Computertechnik%29]
    Datum der letzten Recherche: 15.05.2008 09:24 Uhr

[5][URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Die_%28Halbleitertechnik%29]
    Datum der letzten Recherche 15.05.2008 09:24 Uhr

[6] PC-Technik für Systembetreuer, RRZN, 4. Auflage
[URL: http://de.wikibooks.org/wiki/Computerhardware_f%C3%BCr_Anf%C3%A4nger:_Prozessor]
     Datum der letzten Recherche 02.05.2007 15:44 Uhr
[7][URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Mikroprozessoren_von_Intel]
    Datum der letzten Recherche 02.05.2007 15:53 Uhr

[8] entfallen

[9] entfallen

[10] Wikipedia (Deutschland)
     Datum der letzten Recherche 02.07.2009
[a] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Video_Graphics_Array#Heutige_Bedeutung]
[b] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Quarter_Video_Graphics_Array ]
[c] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/SVGA]
[d] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Extended_Graphics_Array]
[e] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Super_Extended_Graphics_Array]
[f] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Ultra_Extended_Graphics_Array]
[g] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Super_Ultra_Extended_Graphics_Array]
[h] [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Quad_Ultra_Extended_Graphics_Array]

[11] Wikipedia (Deutschland) [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Vergleich_optischer_Datenträger]
     Datum der letzten Recherche 15.05.2008 15:11 Uhr

[12] Wikipedia (Deutschland)
     [URL: http://de.wikipedia.org/wiki/Festplattenlaufwerk]
     Datum der letzten Recherche 17.09.2011 10:34 Uhr

[13] Golem
     [URL: http://www.golem.de/0909/69970.html]
      Datum der letzten Recherche 22.09.2009 13:26 Uhr

[14] hyperkommunikation.ch (Autor nicht eindeutig identifzierbar, da es sich um eine Projektseite handelt.)
     [URL: http://www.hyperkommunikation.ch/lexikon/lochkarte.htm]
     Datum der letzten Recherche 08.10.2007 15:01 Uhr

[15] Informationen zum Thema Eingabehilfen befinden sich auch auf der Microsoft Webseite unter:
      [URL: http://www.microsoft.com/enable/]

[16] Wer selbst einmal die Internet-Welt mit Lynx sehen will kann dies hier tun:
     Delorie, DJ [URL: http://www.delorie.com/web/lynxview.html]

[17] Microsoft-Technet
    [URL: http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc794868%28WS.10%29.aspx]
    Datum der letzten Recherche: 24.07.2011 13:00 Uhr

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Letzte Aktualisierung 11.11.2011 17:20 Uhr
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