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Ein Computer besteht aus vier Hauptkomponenten: der Zentraleinheit oder CPU, dem Primärspeicher, Eingabeeinheiten und Ausgabeeinheiten. Ein Systembus verbindet alle vier Komponenten und leitet Informationen zwischen ihnen weiter. Diese Art der Computerorganisation und -architektur wird nach John von Neumann, der die Theorie und das Design des ersten modernen Digitalcomputers fertigstellte, "von Neumann-Maschine" genannt.
Zentralprozessor
Informatiker nennen die CPU normalerweise das "Gehirn" des Computers, weil hier Programme ausgeführt werden. Ein Programm ist eine Reihe von Anweisungen, die dem Computer mitteilen, wie er eine bestimmte Aufgabe ausführen soll, beispielsweise das Senden einer Datei an den Drucker, das Öffnen eines Browserfensters oder das Abspielen von Musik oder Videos.
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Die CPU ist weiter in drei kleinere Komponenten unterteilt: Die Recheneinheit übernimmt alle einfachen mathematischen Berechnungen; die Steuereinheiten interpretieren die Anweisungen in einem Computerprogramm; und die Befehlsdecodiereinheit wandelt Computerprogrammierbefehle in Maschinencode um. Maschinencode ist die grundlegende Sprache, die von allen Komponenten eines Computers verstanden wird.
Erinnerung
Sobald die CPU einen bestimmten Satz von Computerprogrammanweisungen in Maschinencode umwandelt, speichert sie diesen Maschinencode im Primärspeicher oder Hauptspeicher. Der Maschinencode wird entweder als Daten oder als Anweisungen behandelt. Die CPU ruft Daten und Anweisungen aus dem Speicher ab, verwendet eine Anweisung, um die Daten zu manipulieren, und sendet dann das Ergebnis und den nächsten Satz von Anweisungen zurück an den Speicher.
Eingabeeinheiten
Eingabeeinheiten sind alle Geräte, die Sie zum Einspeisen von Informationen in den Computer verwenden, z. B. eine Tastatur, eine Festplatte oder eine Netzwerkkarte. Diese Geräte bringen im Wesentlichen Daten aus der "Außenwelt" in Ihren Computer, ähnlich wie Ihre Augen und Ohren Informationen in Ihr Gehirn bringen. Jedes Eingabegerät verfügt über einen eigenen Hardware-Controller, der mit der CPU und dem Primärspeicher verbunden ist, und verfügt über eine Reihe von Anweisungen, die der CPU mitteilen, wie es zu verwenden ist.
Ausgabeeinheiten
Ausgabeeinheiten sind die Geräte, die Ihr Computer verwendet, um Informationen an den Benutzer weiterzugeben, wie z. B. Drucker, Monitore und Lautsprecher. Zum Beispiel beginnt alles, was Sie auf Ihrem Computermonitor sehen, als Maschinencode im Speicher. Die CPU nimmt diesen Maschinencode und wandelt ihn in ein Format um, das von der Hardware Ihres Monitors benötigt wird. Die Hardware Ihres Monitors wandelt diese Informationen dann in verschiedene Lichtintensitäten um, sodass Sie Wörter oder Bilder sehen.
Der Systembus
Der Systembus lässt die vier Komponenten des Computers miteinander kommunizieren. Der Systembus überträgt Daten und Anweisungen. Es sendet auch Adressen, die der CPU mitteilen, wo im Primärspeicher die Daten und Anweisungen herkommen und wohin die Ergebnisse gehen sollen.
