TINA's Buch über EDV-Grundlagen



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TINA
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Antares Real-Estate


12.7.2001

Zur Rettung des Abendlands und Bayerns habe ich hoch gepokert und es ist mir ENDLICH, mit viel Überredung, gelungen, ein Manuskript für EDV-Unterricht zu bekommen.

Es ist zwar kein vollständiges Buch, sondern ein Skript, welches das Skelett für Frontalunterricht beinhaltet. Es ist nicht vollständig. Aber vielleicht kommt doch noch hin und wieder ein Kapitel. Und vielleicht werde ich selbst es stückweise vervollständigen. Wir werden sehen.

Welchen Wert dieses Skript hat, könnt Ihr daran ersehen, daß die EDV-Schulungsfirmen ihre Stoffpläne nicht herausgeben, nicht einmal an die Kunden, die immerhin viel Geld für so einen Kurs auf den Tisch legen! Stoffpläne sind Geld wert. Viel Geld!

Aus diesem Grund ist die weitere Verwendung dieses Skripts grundsätzlich verboten.

Ausnahme: Die Lehrer bitten mich per Email um Erlaubnis:

t i n a @ a r i p l e x . c o m

Im Einzelfall wird es Ausnahmegenehmigungen geben.

Zum Schluß ein Dank dem edlen Spender.

TINA


KURZMANUSKRIPT
DATENVERARBEITUNG

       I Allgemeine Einfuehrung
      II Grundsaetzlicher Aufbau eines Computers
     III Peripheriegeraete
      IV Massenspeicher  
       V Codierungssysteme, Adressierung, Leistung eines Rechners

      VI Programme
     VII Einsatz eines Rechners
    VIII Datenuebertragung
      IX Netzwerke

I     Allgemeine Einfuehrung

II     Grundsaetzlicher Aufbau eines Computers

III     Peripheriegeraete

  • 1. Was gehoert zu einem Computer?

  • 2. Eingabegeraete (fuer direkte Eingabe vom Menschen):

  • 3. Ausgabe-Geraete:

  • 4. Belege, Datentraeger und dazu gehoerende Geraete

    IV     Massenspeicher

    V     Codierungssysteme, Adressierung, Leistung eines Rechners

  • 2. Speicherorganisation, Adressierung
  • 3. Exakter Aufbau eines Computers

    VI     Programme

    VII     Einsatz eines Rechners

    VIII     Datenuebertragung

    IX     Netzwerke


    Das Manuskript enthaelt nicht alle in dieser Aufstellung angegebenen Punkte.

    Die Aufstellung dient nur als Geruest fuer den Unterricht.


    Vorbemerkung


    Kapitel I: Allgemeine Einfuehrung

    1.   Fragen: Welche Vorstellungen haben Sie vom Computer ?
                 Was kann man mit dem Computer tun ?
    
    2.   Geschichtliche Entwicklung
         Beispiele fuer die jeweiligen Technologien     
    
    3.   Aus der geschichtlichen Entwicklung ableiten:
         Einsatzart, Einsatzgebiete fuer: Computer, Roboter, Automaten
    
         Beispiele diskutieren / vorstellen: 
    
         1.   Einsatz dort, wo Menschen nur unter Gefahr arbeiten koennen
    
                   --> ferngesteuerte Roboter unter Wasser   
                             - hoher Druck
                   --> Roboter fuer die Spritz-Lackierung
                             - gefaehrliche Daempfe
                             - hohe Temperatur optimal ueber 70 grd Celsius
                             + Geschwindigkeit steigt
                             + Farbe wird stets gleichmaessig aufgetragen
                             + wegen der hohen Temperatur beim Aufbringen
                               bessere Haltbarkeit
    
         2.   Einsatz dort, wo die Arbeit sehr schnell erfolgen muss
    
                   --> Automatisierung bei Montage
                          + geringe Fehlerhaeufigkeit --> Qualitaet steigt
                          + schnelle Arbeit
                              1. billigere Produktion
                              2. fuer nicht mehr vom Menschen durchfuehrbare
                                 Aufgaben: Volkszaehlung, Messungen etc
    
         Ziel des Computereinsatzes:    
    
         1.   schnelle Arbeit
              1. Produktion --> billiger
              2. Buero      --> wenn vom Menschen nicht mehr "von Hand"
                                machbar (zB Zigtausende von Berechnungen)
         2.   ermuedungsfrei
              + gleichmaessig 24 Stunden am Tag 
              + geringere Fehlerquote / weniger Ausschuss
                        
         -->  besser, schneller, ungefaehrlicher, billiger
         befreit den Menschen von "unmenschlicher Arbeit"     
    

    Der Computer an sich ist nichts wert: Er besteht nur aus ein bisschen Blech, Kunststoff, "Sand" etc.

    Das eigentliche Wesen liegt in der Software. Sie macht den Wert und die ungeheure Leistung ("Intelligenz") des Rechners aus.

    Heute kann ein Computer mit Zubehoer ca 3.000 DM kosten. Die Programme dazu koennen pro Paket 5.000 bis 50.000 DM kosten. Benoetigt man mehrere Programmpakete, so ist der Preis des Rechners uninteressant. Oft ist der Rechner heute eine "Zugabe" zu einem Programm. So gibt es bereits Mitte der 80er Jahre Werbung fuer ein "Messgeraet mit eingebautem Personal-Computer".


    Kapitel II: Der grundsaetzliche Aufbau eines Computers

    Wenn man mit einem Notizzettel und Taschenrechner seine Einkaeufe zusammenrechnen kann, laesst sich das als Schema zeichnen:

                                   
    -------------------                 --------------------
    I      Mensch     I                 I  Taschenrechner  I 
    -------------------                 --------------------
                                                       
                        ---------------
                        I Notizzettel I
                        I             I
                        I Anweisungen I
                        I             I
                        I Notizen     I
                        ---------------
    
    

    Man macht alle Notizen auf einem Notizzettel, schreibt also Zwischenwerte etc darauf. Da man nicht selbst rechnen will, kann man einen Taschenrechner zu Hilfe nehmen. Die Ueberlegung, was man tun muss, sozusagen das "Kochrezept", schreibt man sich der Einfachheit halber ebenfalls auf den Notizblock (vielleicht erhaelt man es auch vor Arbeitsbeginn).

    Die Arbeitsanweisung kann man auch als "Programm" bezeichnen. Wenn man seine Einkaeufe zusammenrechnet, so macht man das nach einem bestimmten Programm, das auf dem Notizzettel steht. Die Einkaufsbons werden ausgewertet, mit dem Taschenrechner alle Rechenaufgaben geloest und zum Schluss wird eventuell der fertige Zettel mit dem Endergebnis abgegeben.

    Es ist nun gleichgueltig, wie das Ergebnis zustande gekommen ist. Interessant ist einzig und allein die Tatsache, das aus den vorgegebenen Werten (den Zahlen auf den Quittungen) das Endergebnis berechnet wurde. Man koennte also auch einer Maschine diese Arbeit uebertragen (wenn sie in der Lage ist, sie auszufuehren).

    Aus logischen Gruenden wird es vielleicht praktisch sein, eine Maschine nach genau dem gleichen Schema zu bauen, wie dem eben gezeigten. Die Idee dazu stammt von John van Neumann. Er ging davon aus, dass das Programm eines Computers im Speicher gelagert wird und von dort gelesen wird. Man ging auch vor van Neumann von einem Programm aus. Dieses war jedoch entweder als ein (mechanischer) Teil der Maschinensteuerung konstruiert oder musste Befehl fuer Befehl von einem besonderen Programmleser eingelesen werden.

    +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
    +  ************************************************************ +
    +  *  -------------------                -------------------- * +
    +  *  I   Steuerwerk    I                I    Rechenwerk    I * +
    +  *  -------------------                -------------------- * +
    +  ************************************************************ +
    +                        ----------------    ^                  +
    +                        I   Speicher   I    I  Prozessor       +
    +                        I              I                       +
    +                        I              I                       +
    +                        I              I                       +
    +                        I              I                       +
    +                        ----------------                       +
    +                                                               +
    +                                                               +
    +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
       ^
       I Zentraleinheit  
    
    Bild: Grundlegende Konstruktion eines Computers
    

    Das Steuerwerk (oder Leitwerk) kann ein Programm Befehl fuer Befehl lesen und ausfuehren. Es kann aber nur logische Befehle ausfuehren, die Daten aus dem Speicher lesen oder dorthin schreiben. Arithmetische Operationen beherrscht es nicht. Dazu braucht man eine andere Schaltung, das Rechenwerk. Alle Rechenaufgaben werden vom Steuerwerk zum Rechenwerk gesendet und dann das Rechenwerk beauftragt ("angestossen"), das Ergebnis auszurechnen. Ist das Rechenwerk fertig mit seiner Arbeit, holt das Steuerwerk das Ergebnis ab und arbeitet damit weiter.

    Steuerwerk + Rechenwerk zusammen bezeichnet man als den Prozessor.

    Prozessor + Speicher sind die Zentraleinheit, auch Computer oder Rechner genannt.

    Als die ersten Computer gebaut wurden, waren Steuerwerk und Rechenwerk voneinander getrennte Teile, jedes vielleicht "mehrere Schraenke gross". Spaeter wurden die Bauelemente kleiner und beides zusammen konnte auf eine oder mehrere Elektronik-Karten zusammengefasst werden.

    Heute ist der Prozessor in kleineren Computern nur noch eine einzige integrierte Schaltung, bei Computern mittlerer Leistung koennen es 3 bis 5 ICs sein. Grosscomputer haben auch heute noch einen anderen mechanischen Aufbau und der Prozessor ist auf mehreren Karten untergebracht.

    Dann ergibt sich bei Kleinrechnern dieses Bild:

    
                      ----------------------------
                      I        Prozessor         I 
                      I Steuerwerk + Rechenwerk  I
                      ----------------------------
                                                       
                            ----------------
                            I   Speicher   I
                            I              I
                            I              I
                            ----------------
    

    Durch die staendige Verkleinerung der integrierten Schaltungen gelang es schliesslich, den Speicher mitsamt dem Prozessor in einer einzigen integrierten Schaltung zu integrieren. Da die sprachliche Beschreibung mit der Technik nicht mithalten konnte, gibt es leider einen gewissen Wirrwarr von Begriffen, die zum Teil nur noch historische Bedeutung und fuer den Anwender keinen praktischen Nutzen haben.

    Durch die Integration eines Speichers in das Prozessor-IC ist dies entstanden:

    
                      ----------------------------
                      I                          I 
                      I Steuerwerk + Rechenwerk  I
                      I        Speicher          I
                      I                          I 
                      ----------------------------
    
    

    Diese (integrierte) Schaltung bezeichnet man als "Microcomputer-on-a-chip", "Single-Chip-Microcomputer" oder kurz als "Single-Chipper". Oft wird aber auch nur von CPU gesprochen, wobei man sich ueber den Aufbau dieser integrierten Schaltung natuerlich im klaren ist.

    Die Funktion dieses ICs ist meist nur die eines Prozessors, wobei durch den eingebauten Speicher eine besondere Programmierung moeglich ist.

    Ein sehr grosses Anwendungsgebiet der Single-Chipper sind kleine Maschinensteuerungen. Hier einige, zufaellig herausgegriffene Beispiele:

    Oft verwendet man sogar mehrere Single-Chipper in einem Geraet. Jeder uebernimmt dann die Steuerung eines bestimmten Teils der Maschine. So koennte man zum Beispiel bei einer Schreibmaschine mit Rechneranschluss fuer die Tastatur, fuer die Druckkopf-Steuerung und fuer den Anschluss an einen Computer jeweils einen besonderen Single-Chipper benutzen.

    Stand der Technik ist 1988 diese Struktur:

    
    ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
    + **************************************************************** +
    + *  -------------------                ------------------------ * +
    + *  I   Prozessor     I                I Arithmetik-Prozessor I * +
    + *   -------------------               ------------------------ * +
    + **************************************************************** +
    +                                                                  +
    +                       ----------------                           +
    +                       I   Speicher   I                           +
    +                       I              I                           +
    +                       I              I                           +
    +                       I              I                           +
    +                       I              I                           +
    +                       ----------------                           +
    +                                                                  +
    ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
       ^
       I Zentraleinheit  
    
    Bild: Aufbau eines Computers nach dem Stand der Technik von 1988 
    
    Weil der Prozessor mit seinem kleinen Rechenwerk nicht mehr in der Lage ist, Rechenaufgaben mit der notwendigen Geschwindigkeit zu loesen, wird eine eigens fuer Berechnungen konstruierte Schaltung benutzt. Sie ist eine Art Superrechenwerk und ist vom Prinzip her ein besonders konstru ierter Prozessor, der fuer Berechnungen optimiert ist. Der Prozessor in unserem Schema kann sogar ein Single-Chipper sein ! Seit Ende der 80er Jahre werden Computer massgeschneidert fuer den jeweiligen Anwendungsfall. Aus finanziellen Gruenden wird oft ein besonderer Prozessor fuer eben diesen einen Computer entwickelt und produziert (dazu vielleicht noch eine Reihe weiterer Spezialentwicklungen). Es gibt daher keine besonderen Konstruktionsregeln mehr, an die man sich halten kann oder darf.

    Man richtet sich immer nach den Anforderungen, die an das Geraet gestellt werden.

    Heutiger Stand der Technik ist diese Struktur:

    
    ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
    + **************************************************************** +
    + *  ----------------------------------------------------------- * +
    + *  I     Prozessor + Arithmetik-Prozessor + Controller       I * +
    + *   ---------------------------------------------------------- * +
    + **************************************************************** +
    +                                                                  +
    +    ----------------   ----------------    ----------------       +
    +    I              I   I              I    I              I       +
    +    I  Controller  I   I  Controller  I    I  Controller  I       +
    +    I              I   I              I    I              I       +
    +    I              I   I              I    I              I       +
    +    ----------------   ----------------    ----------------       +
    +                              #                                   +
    +                       ----------------                           +
    +                       I              I                           +
    +                       I   Speicher   I                           +
    +                       I              I                           +
    +                       I              I                           +
    +                       I              I                           +
    +                       ----------------                           +
    +                                                                  +
    ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
       ^
       I Zentraleinheit  
    
    Bild: Aufbau eines Computers nach dem Stand der Technik Mitte der 90er 
    

    "Controller" sind hoechstintegrierte Spezialbausteine, die (im Fall des mittleren) den Zugriff auf den Speicher steuern, Ein-/Ausgabe erledigen, die Umsetzung auf andere Bus-Systeme handhaben, und so weiter. Das, was frueher der zentrale und allmaechtige Baustein des Computers war, ist heute nur ein Teil von vielen, quasi ein Zahnrad in einer grossen Maschine.


    Kapitel III: Peripheriegeraete

    1. Der Computer als Fabrik: Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe

    Wenn man Briefe, Daten oder Programme nur in den Computer eingibt, so hat das wenig Sinn. Der Computer soll ja dem Menschen Arbeit abnehmen - und diese Arbeit besteht zum Beispiel darin, Briefe zu schreiben, Rechnungen zu schreiben, Buchungslisten zu drucken, etc etc. Es handelt sich also zum Beispiel darum, auf Papier etwas aufzulisten. Der Computer soll also tunlichst auch etwas ausgeben. Das, was ihm eingegeben wurde, muss der Computer auch verarbeiten: aus den Buchungsdaten muss eine vollstaendige Buchung gemacht werden, eine vollstaendige Rechnung erstellt werden, die einzelnen Betraege muessen bei den betreffenden Konten eingetragen werden etc etc.

    Also muss es folgende Reihenfolge geben:

    Der Computer ist demnach eine Art Fabrik: er erhaelt Rohmaterial, das er verarbeitet - daraus produziert er Daten, die er ausgeben kann (Ausdrucke etc).

    Interfaces: Der "heisse Draht nach draussen"

    Der Computer an sich kann nur "mit sich selbst etwas anfangen". Er ist nicht in der Lage, eine Eingabe zu verstehen (sei es von der Tastatur oder sonstwie) und er kann auch nichts ausgeben. Man muss erst dafuer sorgen, dass der Computer eine Art "Telefon-Leitung" zur Aussenwelt bekommt. Fuer jedes Geraet, das der Computer bedienen soll, bedarf es einer besonderen elektronischen Schaltung, die die Signale des Computers so uebersetzt, dass das angeschlossene Geraet sie verstehen kann. Ebenso muss es fuer die Eingabe eine Umsetzung geben. Fuer jede Eingabemoeglichkeit (Tastatur, Lightpen etc) benoetigt man eine elektronische Anpassung.

    Eine solche Anpassungsschaltung nennt man Interface, Adapter oder Schnittstelle.

    Das bisherige Schema muss deshalb erweitert werden:

    -------------------                               ----------------
    I   Prozessor     I                               I   Speicher   I
    -------------------                               I              I
                                                      I              I
    -------------   -------------     -------------   I              I
    I Interface I   I Interface I     I Interface I   I              I
    -------------   -------------     -------------   ----------------
    

    Fuer jedes angeschlossene Geraet braucht man ein Interface.

    Achtung: Der Begriff Schnittstelle und der Begriff Interface haben jeweils eine etwas allgemeinere Bedeutung !

    Kapitel 3.2: Eingabegeraete

    Als erstes interessieren uns jene Geraete, mit denen wir selbst etwas in den Computer eingeben koennen.

    1. Spracheingabe

    Am praktischsten waere es, wenn der Computer uns verstehen koennte: Wir wuerden zu ihm sprechen. Von einem Mikrofon wuerden die gesprochenen Befehle empfangen, anschliessend wuerden sie verstaerkt und vom Computer erkannt, ausgewertet - und die gestellte Aufgabe wird ausgefuehrt.

    Leider ist die Technik heute noch nicht so weit, dass man mit ausreichender Sicherheit erkennen kann, welches Wort gesprochen wurde. Ferner kann man mit einem kleinen Computer nur einen Wortschatz erkennen und verarbeiten (1988 mehrere Hundert (100 bis 300) Worte, 2000 mehrere Tausend, aber noch immer nicht genug und nicht sicher genug!). Je groesser der Wortschatz sein soll, umso schwieriger ist die Erkennung eines Wortes daraus und umso groesser muss die Rechenleistung des Computers sein. Ein besonderes Problem ist auch die Zeit, die benoetigt wird, bis ein Wort erkannt wurde.

    Weil die technischen Schwierigkeiten noch nicht ueberwunden werden konnten, ist ein sinnvoller Einsatz der Spracheingabe im kommerziellen Bereich bis heute nicht moeglich. Das einzige Einsatzgebiet, bei dem man Spracheingabe verwendet, ist die Behindertenbetreuung. So koennen Behinderte durch gesprochene Befehle ihre Schreibmaschine steuern oder Fahrzeuge lenken.

    2. Tastatur

    Die Tastatur ist das einzige allgemein verwendbare Geraet, mit dem man brauchbare Ergebnisse erreichen kann. Sie ist:

    - schnell          das haengt von der Fingerfertigkeit des Bedieners ab
    - klein
    - preiswert        erfordert keinen sehr hohen Aufwand in der Produktion
    - unkompliziert    man braucht keine besonderen Vorkenntnisse und muss 
                       auch nicht viel dazulernen
    

    All das macht die Tastatur zu einem sehr handlichen und praktischen Eingabegeraet. Leider ist aber die Belegung der Tastatur von Land zu Land verschieden. Ausserdem gibt es je nach Anwendungsbereich des Computers gewisse Unterschiede. So braucht man zum Beispiel bei Computern fuer computerunterstuetztes Zeichnen eine Reihe von Zusatzfunktionen (also Zusatztasten). Andere Anwendungen haben andere Tasten. Es ist daher nicht moeglich, eine Norm fuer Tastaturen aufzustellen.

    In gewissem Rahmen wird dies (leider) trotzdem versucht. Nur stammen die Konstruktionen meist vom "gruenen Tisch" und/oder irgendwelchen Kommissionen. Diejenigen, welche die Tastaturen dann anwenden muessen, werden meist nicht gefragt und werden dann gezwungen, sich an die Tastatur anzupassen - manchmal mit gutem Erfolg, manchmal mit bleibenden Gesundheitsschaeden. Da jeder Mensch eine andere Fingerfertigkeit hat und auch eine andere Anschlagkraft der Finger, muss die Tastatur so beschaffen sein, dass sie fuer jeden Einzelnen ihre Funktion erfuellt. Also muss man sich jene Tastatur heraussuchen, mit der man am besten arbeiten kann. Das kann dazu fuehren, dass zu einem Computer, der vielleicht nur 1000 bis 2000 DM gekostet hat, eine Tastatur gekauft wird, die ihrerseits rund 700 DM oder mehr kostet. Es gibt Tastaturen (mit besonderen Funktionen), die bis zu 4000 oder gar 5000 DM kosten!

    
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       I                                                                 I
       I         Bei der Arbeit mit dem Computer muss man taeglich       I
       I         8 Stunden (oder mehr) mit der Tastatur arbeiten.        I
       I         Sie MUSS daher fuer den Bediener in der Anwendung       I
       I         angenehm sein!                                          I
       I                                                                 I
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    3. Joystick (Steuerknueppel)

    Die Bewegung eines Punktes auf dem Bildschirm kann man nicht nur mit Maus oder Tastatur steuern. Man kann auch ein Geraet nehmen, das dem Steuerknueppel eines Flugzeugpiloten aehnelt: Ein "Stock", den man in 4 Richtungen bewegen kann: nach links, rechts, vorn oder hinten. Bei einfachen Steuerknueppeln kann man in eine dieser 4 Richtungen "bis zum Anschlag" druecken und schliesst dabei einen Schalter. Solche primitiven Steuerknueppel kosten heute nur 10 DM - dafuer halten sie aber auch nicht lange.

    Besser ist es, wenn man - je weiter man den Knueppel bewegt - zum Beispiel bei einem Flugzeug - mehr Gas geben kann. Diese Steuerknueppel haben dazu also nicht die Endschalter, sondern setzen kontinuierlich die jeweilige Auslenkung aus der Ruhelage um in einen Wert (zum Beispiel eine Spannung oder einen Widerstand), der dann von der Steuerung verarbeitet werden muss. Solche Steuerknueppel nennt man "Proportional-Steuerknueppel". Im Buerobereich werden sie selten eingesetzt. Meist benutzt man sie fuer Steuerungen von Maschinen oder Fahrzeugen. Oder fuer Spiele...

    Beim Autofahren spuert der Fahrer den Gegendruck der Raeder und weiss dann, wie er reagieren muss. Bei den uns bisher bekannten Steuerknueppeln ist dies nicht moeglich. Es fehlt naemlich etwas, das eine Kraft gegen unsere Hand aufbringt. Im einfachsten Fall kann man gegen einen Federdruck arbeiten: Je staerker man drueckt, desto mehr wird an einer Feder gezogen - das kostet immer mehr Kraft.

    Bei empfindlichen Geraeten oder wechselnder Belastung genuegt das nicht. Dann muss zum Beispiel bei einem Manipulator in einem Labor ein sehr empfindliches Glas erfasst werden. Der sehr starke Griff wuerde das Glas zerbrechen, wenn man nicht "spueren" koennte, wie sehr man auf das Ding drueckt. Deshalb muss der Steuerknueppel "von sich aus" so stark gegen die Hand des Bedieners druecken, dass man ein Gefuehl fuer den Druck auf das Glas hat.

    Bei Schwermaschinen ist es aehnlich. Grosse Geraete koennen mehrere Tausend Tonnen bewegen und haargenau an eine bestimmte Stelle stellen. Diese enorme Kraft kann man natuerlich nicht direkt gegen die Kraft des Bedieners stellen. Der Steuerknueppel wird also nur einen Bruchteil der Kraft erzeugen, die tatsaechlich wirkt.

    Solche Steuerknueppel mit Gegendruck sind im normalen Computereinsatz nicht zu finden. Zum einen sind sie dort gar nicht brauchbar, zum andern sind sie sehr teuer. Der einzige sinnvolle Einsatzort sind Maschinen-Steuerungen und Simulatoren (zum Beispiel Flugsimulatoren fuer die Pilotenausbildung). Ein sehr gutes Beispiel fuer einen Joystick ist der "Sidestick" im AIRBUS 310. Der Erfolg dieses Flugzeugs beruht ganz entscheidend auf der Einfachheit und der hohen Betriebssicherheit durch die neuartige compu terueberwachte Steuerung.

    4. Maus (Mouse)

    Fuer Zeichnungen muss man Linien ziehen koennen. Dafuer muss man bei einer Tastatur eingeben koennen, dass ein Punkt auf dem Bildschirm nach oben, unten, links oder rechts bewegt werden soll. Obwohl es dazu "Tasten fuer die Cursor-Steuerung" gibt, ist diese Eingabe sehr muehsam. Einfacher geht es mit einer Maus (englisch: Mouse).

    Das ist eine Plastikdose, die ueber ein Kabel mit einem Interface verbunden ist. Mit der Hand wird die Dose auf dem Tisch hin und hergeschoben. Der Zeichenpunkt (Cursor) auf dem Bildschirm folgt nun genau der Bewegung der Dose. Aus der Dose ragt unten eine Kugel heraus. Bei jeder Bewegung wird die Kugel durch die Reibung mit der Tischoberflaeche gedreht. Dabei wird jede Drehung der Kugel mit einer Optoelektronik in elektrische Impulse umgesetzt. Das Interface muss nun laufend die Impulse zaehlen und dem Computer die Ergebnisse mitteilen.

    Es gibt auch Maeuse, bei denen man die Kugel durch eine Optoelektronik ersetzt hat. Der Untergrund ist dann ein besonderes kariertes Papier. Die Optoelektronik empfaengt die von den Karo-Linien weniger stark reflektierten Lichtsignale und erzeugt so die Signale fuer das Interface.

    Maeuse fuer den kommerziellen Einsatz kosten ca 50 bis 200 DM und sind damit "relativ billig" im Verhaltnis zu anderen Eingabegeraeten. Billiggeraete gibt es ab 10 DM. (1988 kosteten sie noch das Zehnfache...)

    5. Trackball

    Legt man die Plastikdose auf den Ruecken, so kann man die Kugel direkt mit den Fingern drehen. Das ist auch die eigentliche Idee, die man bei den Kugeln zuerst hatte. Diese Kugeln sind recht gross (ca 10 cm Durchmesser) und koennen sehr praezise bewegt werden. Die empfindliche Mechanik hat allerdings ihren Preis: solch ein Trackball kostet "nackt", also ohne Gehaeuse etc ab 1500 DM.

    6. Digitizer

    Bei einem Digitizer wird eine Zeichnung auf einem Zeichenbrett aufgelegt oder gezeichnet. Die Aufgabe besteht darin, Linien und/oder Koordinaten der Zeichnung in den Computer zu uebertragen. Die Werte vom Papier werden dazu in Zahlen umgesetzt - etwas anderes kann ja der Computer nicht bearbeiten. Das Umsetzen in Zahlen nennt man Digitalisieren und die Geraete sind dann "Digitalisierer" - auf Englisch "Digitizer". Man benutzt beide die Ausdruecke: "Digitizer" und "Digitalisier-Tabletts".

    Es gibt 2 Moeglichkeiten:

    Wichtig ist die Genauigkeit, mit der man eine Zeichnung in moeglichst viele Punkte aufrastern kann. Je feinmaschiger man ein Netz von Sensoren bei einer druckempfindlichen Platte machen kann, desto besser die Genauigkeit - und desto hoeher der Preis. Die heute in Massen auf dem Markt befindlichen Geraete, die zum Beispiel fuer Homecomputer angeboten werden, sind nur ein teures Spielzeug. Fuer den kommerziellen Einsatz brauchbare Geraete kosten mehr als ein kleiner Computer!

    Digitizer lohnen sich nur fuer Berufe, bei denen man mit Zeichnungen arbeiten muss. Man findet sie also in Ingenieurbueros und bei Architekten.

    7. Lightpen (Lichtgriffel)

    Hier wird mit einem Stift direkt auf den Bildschirm "geschrieben". Allerdings nicht mit einer Tinte, sondern der Bildschirm leuchtet dort auf, wo der Stift ihn beruehrt hat. Damit kann man Linien auf den Schirm zeichnen. Diese Linien koennen sehr duenn sein - je duenner, desto besser und teurer.

    Wie kann denn die Elektronik nun erkennen, wo denn der Stift den Bildschirm beruehrt ? Der Bildschirm hat ja keine Sensoren, die auf Druck oder sonst etwas reagieren. Man muss hier schon sehr weit in die Technik der Bildschirmsteuerung eingreifen. Der Bildschirm ist ein Geraet, bei dem (wie beim Fernseher auch) ein Elektronenstrahl ueber die Bildroehre "faehrt", Linie fuer Linie. Jedesmal, wenn der Strahl die Beschichtung der Roehre zum Leuchten bringt und das genau an der Stelle tut, wo der Lichtgriffel aufsitzt, so kann ein Lichtempfaenger im Lichtgriffel diesen Helligkeitsimpuls verarbeiten und ein Signal zur Bildschirmsteuerung senden. Die Bildschirmsteuerung zaehlt laufend mit, welcher Punkt auf welcher Bildschirmlinie gerade bedient wird. Kommt nun der Impuls vom Lichtgriffel, so kann der derzeitige Zustand der Zaehler "eingefroren" werden. Um diesen auswerten zu koennen, muss der Computer Zugriff zu diesen Werten haben, sie also lesen koennen. Dazu gehoert schon ein aufwendiges Interface.

    Lichtgriffel sind hauptsaechlich im grafischen Bereich zu finden, also in Entwicklungsbueros.

    8. Touchscreen (Bildschirm zum Beruehren)

    Die einfachste und direkteste Eingabe von Hand besteht darin, mit dem auf eine Markierung auf dem Bildschirm zu zeigen. Einfache Bildschirme haben vor der Bildroehre einen Kranz aus Lichtsendern und Lichtempfaengern (nichts anderes als Lichtschranken). Wenn man mit dem Finger einen Lichtstrahl unterbricht, so kann der dazugehoerende Empfaenger das dem Computer melden. Dann muss nur noch erkannt werden, welche Stelle auf dem Bildschirm dazugehoert. Diese Auswertung geschieht durch kombinierten Einsatz von Elektronik und Steuerprogramm.

    Geraete mit Lichtschranken haben nur eine sehr geringe Aufloesung (zB 3 x 3 Felder bis 4 x 5 Felder) und werden meist dort eingesetzt, wo nicht besonders geschultes Personal einen Computer bedienen muss, wenn moeglich sogar ohne Tastatur. Man kann sie also zum Beispiel in Krankenhaeusern etc finden.

    Man kann auch eine durchsichtige Plastikplatte oder Glasplatte vor die Bildroehre haengen. Auf dieser Platte oder in die Oberflache eingebettet sind dann Sensoren, die auf mechanischen Druck reagieren oder auch bereits auf Annaeherung. Bei beiden Verfahren ist die Aufloesung recht hoch (und der Preis ebenfalls!). Wer solch einen Zusatz zu seinem Computer kauft, muss natuerlich auch einen entsprechenden Nutzen davon haben. Hauptanwender sind Berufsgruppen, die mit einer sehr grossen Zahl von Eingabehilfen zu tun haben, also taetig sind

    Kapitel 3.3: Ausgabegeraete

    Kapitel 3.3.1 Sprachausgabe

    Wir beginnen mit der fuer den Menschen angenehmsten Ausgabe: Der Computer soll sprechen. Er sagt, was der Bediener falsch gemacht hat, gibt die Ergebnisse von Berechnungen oder gibt sonstige Kommentare von sich.

    Kapitel 3.3.2     Optische Ausgabe-Geraete

       Typ                                            leuchtet  voll 
                                                      selbst    farbfaehig
       ----------------------------------------------------------------------
    1. CRT = Bildschirme mit Bildroehre               +         +
    2. LCD-Bildschirme = Fluessigkristall-Anzeigen    -         ?
    3. Plasma-Bildschirme = leuchtendes Gas           +         -
    4. LED-Anzeigen = Leucht-Dioden-Anzeigen          +         noch nicht 
    5. EL = Elektro-Lumineszenz-Anzeigen              +         -
    6. VF = Vakuum-Fluoreszenz-Anzeigen               +         -
    

    1. CRT = Bildschirme mit Bildroehre

    Stichworte:

    2. LCD-Bildschirme = Fluessigkristall-Anzeigen

    LCD bedeutet "Liquid Cristall Display" = Fluessigkristall-Anzeige. Fluessigkristalle sind besondere chemische Verbindungen, die auf elektrische Felder reagieren.

    Ein Tropfen einer solchen Fluessigkeit wird zwischen 2 Glasplatten "eingesperrt". Damit sie nicht wegfliessen kann, wird sie von einem "Damm" (einem Ring) aus Dichtmasse festgehalten. An der oberen und an der unteren Glasplatte ist eine duenne, durchsichtige Metallisierung angebracht (als duennes Gitter). Diese Metallschichten werden zB durch Aufdampfen aufgebracht. An diese Elektroden wird mit einem Anschluss per aufgedampften Anschlussdraehten eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen. Je nach Art der chemischen Verbindung wird die eingesperrte Fluessigkeit beeinflusst : so kann man durch Anlegen einer Spannung erreichen, dass sich die Molekuele von einer Elektrode zur anderen ausrichten und damit die Fluessigkeit durchsichtig machen. Schaltet man die Spannung aus, so kehren die Molekuele wieder in eine Querlage zurueck und die Fluessigkeit ist nicht durchsichtig bzw sie ist reflektierend.

    Man hat also 2 Zustaende:

             - durchsichtig  / undurchsichtig 
    oder     - reflektierend / nicht reflektierend.
    

    Es kommt nun darauf an, die eingesperrten Fluessigkeitstropfen durch einen Computer zu schalten, dh zu steuern. Wenn man einen Buchstaben in seine Matrixpunkte zerlegt und jeden dieser Punkte durch einen Fluessigkeitstropfen darstellen kann, so kann man einen Bildschirm bauen. Es kommt nur darauf an, wie gross man diese Konstruktion machen kann. Es gibt naemlich erheblich technische Probleme:

    1. Reinheit der Chemikalien     Durch Verunreinigungen wird die 
                                    Chemikalie mit der Zeit zerstoert.
    
    2. Dichtungsprobleme            Durch Herstellungsfehler oder Alterung  
                                    werden die Dichtungen zerstoert und
                                    die Fluessigkristalle koennen zerstoert
                                    werden oder entweichen.
    

    Mit zunehmender Zahl von Punkten einer Anzeige nimmt die Ausbeute bei der Produktion ab. Es gibt also eine Obergrenze, die durch Werkzeuge, Rohstoffe und Bearbeitung gegeben sind. 1988 lag die Obergrenze bei ca 640 x 400 Punkten. Damit liessen sich grafikfaehige Bildschirme realisieren.

    Anno 2000 liegt die Aufloesung oberhalb von 1024 x 1024 Punkten. Ein wesentlicher Punkt ist nach wie vor die Reinheit und die chemische Stabilitaet der Chemikalien.

    Ein wesentlicher Vorteil der LCDs ist die Moeglichkeit, die Form des Tropfens zu bestimmen. Man kann runde Punkte, Vierecke, aber auch beliebig gestaltete Flaechen bauen. Damit sind sie zum Beispiel fuer kleine Anzeigen mit Bildsymbolen hervorragend geeignet - so zB in Uhren, Fotokopieren oder anderen Geraeten als Bedienungshilfe.

    Kleine LCDs findet man zB in elektronischen Schreibmaschinen und Schreibsystemen als "Halbzeilen-Display" bzw Ganzzeilen-Display. Sie haben 1x 16 bis 1x 80 Zeichen. Es gibt auch groessere LCDs. Typische Groessen sind 2x 16, 4x 16 oder 4x 16 bis 4x 64 Zeichen.

    Vorteile:

    Nachteile:

    3. Plasma-Bildschirme

    Bei Plasma-Anzeigen wird Gas zum Leuchten gebracht. Dieses Gas ist eingesperrt in kleinen Loechern in einer Glasplatte, die von oben und unten mit je einer Deckelplatte verschlossen ist. Jeder kleine gasgefuellte Hohlraum hat an den Deckeln Elektroden. Wenn eine Spannung an diese Elektroden anlegt, so gibt es bei einer bestimmten Spannung einen Funkenueberschlag und das Gas wird dadurch aufgeheizt (ionisiert) und ist elektrisch leitfaehig. Wenn man den Strom genau kontrolliert und auf einen maximalen Wert begrenzt, steigt die Temperatur nicht sehr weit und das Gluehen wird nur gerade eben erlaubt - richtet also keinen Schaden an.

    Es kommt darauf an, jeden Leuchtpunkt, den man fuer die Anzeige braucht, einwandfrei herzustellen. Im Gegensatz zu LCDs gibt es hier weniger Probleme bei der Reinheit, weil Glas ein sehr guter Werkstoff ist und keine Fluessigkeiten benutzt werden. Die Hohlraume koennen sehr gut abgedichtet werden. Daraus ergeben sich folgende

    Vorteile:

    Nachteile:

    4. LED-Anzeigen = Leucht-Dioden-Anzeigen

    LED = Licht emittierende Diode (= Bauteil, das Licht abstrahlt).

    LEDs sind Halbleiterbauelemente, die einzeln hergestellt werden muessen. Integrierte Schaltungen koennen mehrere Bauteile aufnehmen: sie werden nebeneinander in die Flaeche des Halbleiterkristalls diffundiert. Bei LEDs geht dies leider nicht, weil das Licht an der Seite des Chips abgestrahlt wird. Folglich ist jeder Leuchtpunkt ein einzeln zu montierender Chip.

    Dadurch entsteht ein hoher Aufwand und sehr grosse Anzeigen sind finanziell nicht realisierbar. Man kann sich auf kleine Anzeigen beschraenken und zB Ziffern durch 7 Segmente darstellen (= 7-Segment-Anzeige). Es gibt auch groessere Anzeigen fuer die Darstellung von Buchstaben und Sonderzeichen. Man kann auch mehrere solcher Halbteile in ein Halbzeilen-Display integrieren. Folglich findet man LEDs auch in Schreibautomaten. Dort bieten sie den Vorteil, dass sie selbst leuchten und auch im Halbdunkel der Tastatur gut sichtbar sind.

    Vorteile:

  • 1. automatische Massenproduktion moeglich
    --> sehr billig
  • 2. leuchtet selbst
    moegliche Farben: rot, gruen, gelb und blau
  • 3. sehr gut lesbar

    Nachteile:

    Einsatzgebiete:

  • 1. Taschenrechner, Armbanduhren
  • 2. alle Faelle, in denen Lichtpunkte als Anzeige benoetigt werden
  • 3. Einzeilen-Displays in Messgeraeten, Textautomaten, elektronischen Schreibmaschinen

    Besonders konstruierte Dioden koennen Laser-Srahlen erzeugen. Sie werden eingesetzt in CD-Playern, Optischen Speichermedien, und in der Glasfaser-Nachrichtenuebertragung.

    5. Elektro-Lumineszenz-Anzeigen

    Durch elektrische Vorgaenge in bestimmten Materialien kann man diese Stoffe zum Leuchten bringen. Wenn man solch einen Stoff zB als Paste im Siebdruck auf ein Substrat auftragen und Stromversorgungsanschluesse anbringen kann, kann man eine beliebig geformte Flache zB als Notbeleuchtung einsetzen. Mit sehr kleinen Punkten und einer Einzelpunktansteuerung sind komplexe Anzeigen moeglich. Bis jetzt handelt es jedoch um teure Nischenprodukte.

    Vorteile:

    6. Vakuum-Fluoreszenz-Anzeigen

    Ueber eine flaechige Elektrode aus Siebdruckpaste wird in geringem Abstand ein duenner Maschendraht gespannt. Befindet sich diese Konstruktion im Vakuum und legt man eine hohe Spannung an, so gibt es eine geringe Glimmentladung: sie bringt die Paste zum Leuchten. Auch hier kann man eine Reihe von Einzel-Punkten ansteuern. Bei VF-Displays handelt es sich wegen des hohen Preises ebenfalls um Nischenprodukte. Kleine VF-Displays wurden frueher gern in Taschenrechnern benutzt. Heute werden sie zum groessten Teil durch LCDs ersetzt.

    Vorteile:

    Nachteile:

    Kapitel 3.3: Drucker

    Zuerst hatte man fuer die Ausgabe noch keine richtigen Ausgabegeraete, sondern konnte sich nur ueber Lampen etc Zustaende des Rechners melden lassen, die man von Hand aufschreiben musste.

    Die ersten sinnvollen Geraete waren deshalb Drucker. Bis heute sind sie die wichtigsten Geraete geblieben.

    In den folgenden Abschnitten werden Sie Dinge lesen, die Ihnen die Haare zu Berge stehen lassen. Keine Sorge, von wenigen Ausnahmen abgesehen, sind diese Drucker Geschichte - entweder sind sie im Museum gelandet oder auf dem Schrottplatz...

    "Warum", so werden Sie sich fragen, "gab es diese vielfaeltigen Versuche?" Die Antwort ist relativ einfach: Weil es sinnvoll war. Das wichtigste beim Drucken ist, DASS etwas auf dem Papier erscheint. Das WIE und das WOMIT ist voellig nebensaechlich. Hauptsache, es gibt ein lesbares Ergebnis.

    Nun denn, machen Sie es sich in Ihrem Sessel bequem und stellen Ihre Uhr zurueck in das letzte Jahrtausend...

    3.3.1. Typendrucker

    1. Typenhebel-Drucker

    Die ersten Drucker waren umgebaute Schreibmaschinen. Damals waren alle Schreibmaschinen noch Typenhebelmaschinen (andere Bauformen waren wieder vom Markt verdraengt worden). Jeder Buchstabe oder jede Zahl, jedes Sonderzeichen, das gedruckt werden sollte, war auf einem kleinen Kopf am Ende eines langen Hebels. Dieser Hebel wurde mit Schwung gegen das Papier geschlagen. Als Mensch tippt man mit dem Finger von oben auf die Taste. Der Computer "zupft" mit einem Elektromagneten von unten an einer Zugstange oder einem Zughebel und diese Bewegung wird dann auf den Typenhebel umgelenkt.

    Damit die Schrift auf dem Papier erscheinen konnte, war vor dem Papier noch ein Farbband, das vom Hebel gegen das Papier geschlagen wurde, so dass Tinte herausquoll und in das Papier eindringen konnte.

    Man hatte also einen Typenhebel-Drucker vor sich.

    Die Nachteile dieser Mechanik sind jedem Maschinenschreiber hinlaenglich bekannt: die Hebel koennen sich leicht verhaken, man braucht viel Kraft und die Schreibgeschwindigkeit ist sehr gering.

    2. Typenstangen-Drucker

    Eine viel guenstigere Loesung bot die Idee, mehrere Typen von einer Stange drucken zu lassen. Damit kann das umstaendliche Hebelwerk reduziert werden. (Schliesslich muss man jeden Hebel auch bewegen !) Kann man aber auf weniger Hebel reduzieren, so ist die Steuerung vielleicht schneller, robuster oder auch einfacher.

    Die einzelnen Typen konnten

    entweder

    oder

    3. Typenscheiben-Drucker

    Geradlinige Bewegungen sind fuer eine Mechanik eine schwierige Angelegenheit. Die gerade Bewegung der Typenstange ist sehr kompliziert zu steuern. Drehbewegungen sind wesentlich einfacher zu realisieren: man braucht "nur" eine Drehachse, fertig ...

    Ordnet man die Typen auf der Aussenseite einer Scheibe an, so braucht man diese Scheibe nur zu drehen und dann gegen das Papier zu schlagen. Das hat deutliche Vorteile:

    4. Zylinder-Drucker

    Mit einer Typenscheibe erreichte man grosse Fortschritte. Unangenehm ist lediglich, dass man alle Zeichen, die man drucken will, auf den Umfang eben dieser einen Scheibe bekommen muss. Wenn man dort nicht genug Platz hat, muss man notfalls die Zahl der druckbaren Zeichen zu verringern. So verzichtete man beispielsweise auf die Kleinbuchstaben und begnuegte sich mit den Grossbuchstaben. Bei einer Technik, bei der man froh war, dass sie ueberhaupt funktionierte, musste man sich mit derlei Dingen eben abfinden.

    Der Durchmesser einer Typenscheibe konnte natuerlich nicht beliebig gross gemacht werden. Man kam bald auf einen Ausweg und brachte mehrere Typenschreiben nebeneinander an. Auf jeder davon war ein Teil der Zeichen. Zum Drucken musste dann die zustaendige Scheibe in Position gebracht werden, in die richtige Lage rotiert werden und dann konnte man zuschlagen.

    Die einzelnen Scheiben koennen entweder getrennt bewegt werden (jede fuer sich ist einzeln drehbar) oder man "klebt" sie einfach zusammen zu einem Zylinder. Letzteres liefert uns einen Zylinder-Drucker.

    Einfache Druckwerke konnten aehnlich arbeiten wie die Typenhebel- oder Typenstangen-Drucker: die entsprechnede Druckposition auf dem Papier anfahren und das gewuenschte Zeichen drucken.

    Die Steuerung mehrerer Typenscheiben ist natuerlich eine aufwendige Angelegenheit und nicht einfach zu loesen. Manche Firmen haben deshalb Zylinder-Druckwerke gebaut. Viele dieser Geraete waren bis in die 90er Jahre im Einsatz, zum Beispiel in druckenden Bankenterminals von Olivetti.

    4. Typenwalzen-Drucker (Walzendrucker)

    Fuer hoehere Druckgeschwindigkeiten ist die bisherige Druckmethode "Position anfahren und dann Zeichen drucken" unzureichend. Darum kam man auf die Idee, fuer JEDE Druckposition eine eigene Scheibe zu nehmen. Allerdings ist es dann sehr schwer, jede einzelne Scheibe einzeln zu drehen. Man nahm vielmehr eine feste Walze, auf deren Umfang fuer jede Druckposition ein Ring von Buchstaben sitzt. Zum Drucken wird die Walze solange gedreht, bis an der Druckposition der richtige Buchstabe erscheint und dann wird zugeschlagen. Weil die Walze sehr schwer ist, kann man sie jetzt aber nicht mehr gegen das Papier schlagen, sondern schlaegt das Papier gegen die Walze !

    Nun ist aber der Zeitpunkt, an dem man das Papier gegen die jeweilige Type schlagen muss, an jeder Druckposition verschieden. Man muss also auch fuer jede Druckposition einzeln zuschlagen. Dazu gibt es fuer jede Druckposition einen eigenen Hammer.

    Ueblicherweise ist auf der Walze auf jedem Ring der gleiche Zeichensatz - beim Drucken aber muss man auch beliebige Kombination von Zeichen drucken koennen. Darum muss die Walze von "a" bis "z" und "0" bis "9" etc gedreht werden. Erst dann, wenn man die Walze einmal um ihre Achse gedreht hat, ist man alle Druckzeichen einmal durchgegangen. Beim Drucken erreicht man also zum Beispiel nach einer halben Umdrehung die 5 Spalte, dann die 7 Spalte und den Rest im weiteren Verlauf der Umdrehung. Im Gegensatz zu den bisherigen Druckverfahren wird also eine ganze Zeile auf einmal gedruckt werden muessen, bevor das Papier weitertransportiert werden darf. Man hat die Walzendrucker deshalb auch als Zeilendrucker bezeichnet.

    Walzendrucker erreichen hervorragende Druckgeschwindigkeiten von mehreren Hundert Zeilen pro Minute !

    Nachteile sind das hohe Gewicht und die geringe Zahl von druckbaren Zeichen. Fuer jedes Zeichen benoetigt man ja ein Stueck des Walzenumfangs und muesste die Walze immer dicker machen. Man geraet an mechanische Grenzen, wo die Leistung in keinem finanziell vertretbaren Verhaeltnis zum Aufwand mehr steht.

    5. Typenband-Drucker (Banddrucker)

    Eine andere Loesung bieten die Banddrucker. Bei ihnen sind die druckbaren Zeichen nicht auf einer Walze, sondern auf einem Metallband oder einer Gliederkette (dann heissen die Maschinen Kettendrucker). Waehrend bei der Typenscheibe (oder der Walze) die Typenscheibe senkrecht zur Druckzeile steht, laeuft das Band in Richtung der Druckzeile. Es wird so lange an einer Druckposition vorbeigezogen, bis der gewuenschte Buchstabe "da" ist und man mit einem Hammer das Papier gegen das Band schlagen kann. Das Band ist eine geschlossene Schleife (Endlosband), die "immer im Kreis herum" durchgezogen wird. Die Druckbreite ist meist groesser als die Zahl der druckbaren Zeichen. Als Beispiel: die Druckzeile ist 132 Zeichen breit und man benutzt 90 oder 100 druckbare Zeichen. Dann reicht das Band (fuehrt auch "hinten herum" wieder nach links zurueck !) mit mindestens 300 Zeichen Laenge aus, um den Zeichensatz darauf 3 mal unterzubringen. Man muss demnach nicht erst das ganze Band einmal herumlaufen lassen, sondern erreicht bereits nach einem 1/3 des Umfangs die benoetigte Type. Das erhoeht die Druckgeschwindigkeit noch einmal betraechtlich.

    Beim Umlauf des Bandes muss eine Elektronik genau mitverfolgen, wann und wo ein Zeichen "druckreif" ist. Eine mechanische Steuerung ist fuer derlei Dinge nicht mehr brauchbar.

    Der Banddrucker hat gegenueber dem Walzendrucker grosse Vorteile:

    Banddrucker waren die Arbeitspferde der Computer: Sie erreichten mehrere Hundert bis mehrere Tausend Druckzeilen pro Minute. Heute zaehlen Banddrucker allerdings nur noch zur unteren Leistungsklasse. Laserdrucker sind ihnen in vielem bei weitem ueberlegen.

    6. Kugelkopf-Drucker

    Aehnlich wie schon die Typenhebel-Drucker aus Schreibmaschinen entstanden sind, wurden auch Kugelkopf-Schreibmaschinen zu Druckern umgebaut. Kugelkopf-Schreibmaschinen sind eine Entwicklung von IBM und wurden hier in Deutschland 1962 auf den Markt gebracht. Die bisher ueblichen Typenhebel wurden durch eine einzige Kugel ersetzt: die Typen sind in mehreren Ringen ueber deren Oberflaeche verteilt.

    Die Kugel sitzt auf einem Wagen ("Carrier"), der sie von links nach rechts an der Druckzeile entlangfaehrt. Die vorher bei Schreibmaschinen uebliche Bewegung des Papiers an der "Kimme" vorbei (wo die Typenhebel zuschlagen) wurde ersetzt durch die Bewegung eines Wagens - und das Papier steht fest.

    Das liefert bereits wesentliche Vorteile:

    Um einen bestimmten Buchstaben zu drucken, muss der entsprechende Ring auf der Kugel eingestellt werden: sie macht eine "Nickbewegung". Dann muss innerhalb des Ringes weiterpositioniert werden: die Kugel wird auf das Zeichen gedreht. Beide Bewegungen werden ueber Seilzuege ausgefuehrt.

    Um ein Zeichen erreichen zu koennen, muessen die Nickbewegung und die Drehbewegung stufenweise erfolgen koennen. Es gibt ja mehrere Ringe und mehrere Spalten. Also muss das Seil mehr oder weniger weit ziehen. Dazu gibt es eine komplizierte Mechanik, die aehnlich einer Balkenwaage funktioniert (wie ein Mobile). Man kann an mehreren Stellen an Balken (Hebeln) ziehen und erreicht je nach Zugstelle eine kuerzere oder laengere Bewegung des Waagbalkens - und des daran befindlichen Seiles.

    Dieses Ziehen an den Hebeln kann nicht nur durch eine Tastatur bewirkt werden, sondern auch durch Elektromagnete! Dies hat spaeter den Umbau zum Drucker so wunderbar einfach gemacht.

    Die Umschaltung zwischen Gross- und Kleinbuchstaben (bzw zu den Sonderzeichen) erfolgt wie bei einer normalen Schreibmaschine mit einer "Umschalttaste". Dabei wird ueber eine Zusatzmechanik so stark an Seilzuegen fuer die Drehbewegung gezogen, dass sich die Kugel erst einmal um 180 Grad dreht. Weil diese Zusatzbewegung durch den Hauptantriebsmotor der Maschine erfolgt, muss man nicht mit der Hand die dafuer notwendige Kraft aufbringen.

    Ein kleiner Druck auf eine Taste (bzw ein kleiner Zug eines Elektromagneten) genuegen bereits - wieder eine Erleichterung beim Umbau.

    Die Kugel hat einen weiteren Vorteil:

    Es haengt nur noch von der Tastatur ab, ob man die maximale Geschwindigkeit der Druckmechanik erreicht. Solange man so gleichmaessig tippt, so dass die Tasten nicht blockieren, erreicht man rund 15 Zeichen pro Sekunde, also etwas weniger, als die Weltmeister im Maschineschreiben kurzfristig "schaffen". (Der Weltrekord liegt heute bei ca 1000 Zeichen pro Minute, also ca 16,5 Zeichen pro Sekunde. Das kann nur noch auf elektronischen Maschinen erzielt werden.)

    Die Kugelkopf-Schreibmaschine hat eine Revolution im Buero ausgeloest. Aber auch bei den Druckern hat sie neue Mass-Staebe gesetzt. Hier konnte man endlich eine gute Schriftqualitaet, hohes Schreibtempo und auswechselbare Schriftarten in einem (dazu noch kleinen) Geraet vereinen. Und billig war es ausserdem. Und haltbar war es auch !

    Man ging sogar soweit, robustere Kugelkopf-Drucker im 24-Stunden-Einsatz zu betreiben. Auf Schiffen wurden Kugelkopf-Drucker als Logbuchschreiber installiert. Fuer den Fall, dass der Drucker ausfallen sollte, stand parallel ein Zwillingsgeraet in Reserve.

    Die einfachste Methode, eine Schreibmaschine zu einem Drucker umzubauen, besteht darin, den Fingerdruck auf die Tasten zu simulieren. Das hat natuerlich nur bei elektrischen Maschinen einen Zweck, weil dort kein grosser Hebelweg oder Druck erforderlich ist. Die ersten Textautomaten und Druckausgaben haben auf die eine oder andere Weise eben den menschlichen Tastendruck simuliert. Auch fuer Kugelkopfmaschinen wurden bis in die 80-er Jahre (!) fuer teures Geld Zusaetze angeboten, die man auf der Tastatur festklemmen musste. Ueber den Druckerausgang des Computers wurde dann mittels der Elektromagneten auf der Tastatur "geklimpert".

    Die Kugelkopfmaschinen waren entscheidend fuer den Siegeszug der Textautomaten. Die ersten Geraete arbeiteten noch mit Lochstreifen, auf denen gleich beim Tippen des Textes der Code des betreffenden Zeichens oder des Steuersignals fuer die Maschine gelocht wurde. Anschliessend konnte mit einem Leser der Lochstreifen gelesen werden und die Maschine konnte mit Hoechstgeschwindigkeit den ganzen Vorgang wiederholen.

    Im Laufe der Zeit wurden die Relais-Steuerungen ersetzt durch Transistor-Steuerungen und schliesslich der Lochstreifen durch Magnetband (in Cassetten). Geraete aller Altersklassen befinden sich auch heute noch im Einsatz!

    Ganz zum Schluss wurde die maschineninterne Steuerung (= Steuerung in der Schreibmaschine) durch ein Programm in einem Computer ersetzt. Man baute nur die Schnittstelle in die Schreibmaschine, den Rest ueberliess man dem Hersteller des Computers (bzw dieser baute selbst eine Schnittstelle ein).

    7. Typenrad-Drucker

    Bei den Kugelkopf-Druckern entfiel durch die Kugel ein grosser Teil Mechanik. Dafuer aber wurde die Steuerung komplizierter. Sie war aber nach wie vor mechanisch. Das bedeutet

    Wenn man hier entscheidende Verbesserungen durchfuehren will, dann muss man die ganze Mechanik durch Elektronik ersetzen.

    Beim Kugelkopf ist die reine Druckbewegung ein komplizierter Ablauf, bei dem die Kugel erst (falls notwendig) um 180 Grad gedreht wird, dann gedreht, genickt und dann zugeschlagen - dann wird der Wagen weitergezogen. Das einzige, was man erreichen will, ist aber doch nur der Abdruck eines Buchstabens ! Und es gibt keine Vorschrift darueber, wie das geschehen soll.

    Die einfachste Loesung fuer einen besseren Ansatz gab es bereits seit ca 1880! Seinerzeit wurde auch mit Schreibmaschinen experimentiert, bei denen die Typen auf grossen Schreiben oder Raedern angebracht waren. (Maschinen mit einer Art Kugelkopf oder Zylinder gab es damals auch, aber als rein handbetriebene Geraete waren sie allesamt kaum bedienbar.)

    Im Gegensatz zum Scheibendrucker waren die Typen jedoch auf der flachen Seite angebracht, nicht auf der Stirnseite der Raeder. Genau dies wurde nun wieder versucht. Weil man mit einer ganzen Scheibe aber schlecht zuschlagen kann, sitzen die Typen als kleine Koepfchen am Ende von Speichen. Anstelle des Kugelkopfes befindet sich ein Rad auf dem Wagen. Dies wird so lange im Kreis herum gedreht, bis der richtige Buchstabe "in Stellung" ist. Dann schlaegt ein kleiner Hammer von hinten gegen die Type - dazu muss die Speiche weich und elastisch genug sein.

    Die Steuerung kann nicht mehr durch eine Mechanik erfolgen - da muss Elektronik "her". Das fuehrt zu einer fast vollstaendigen "Entruempelung" des Geraets: ausser der Bewegung des Wagens und der Drehbewegung des Rades muss nur noch der Hammer betaetigt werden. Der Rest ist Elektronik. Man kann also das Rad mit hoechster Geschwindigkeit drehen, stoppt es, schlaegt zu und faehrt zur naechsten Position weiter.

    Die Raeder mit den Typen darauf nennt man Typenraeder. Sie sind ebenso einfach auszuwechseln wie Kugelkoepfe und liefern ein noch besseres Schriftbild. Ebenso wie bei den Kugelkopfmaschinen kann man nicht nur das normale Textil-Farbband verwenden, sondern ein Einmal-Farbband aus Plastik, bei dem eine tiefschwarze Farbschicht vollstaendig ausgestanzt und auf das Papier geschlagen wird: Plastik-Carbon.

    Typenrad-Drucker sind aufgrund ihrer Konstruktion

    Die Geschwindigkeit wird hauptsaechlich bestimmt durch einen Vorgang: das Stoppen, wenn der gesuchte Buchstabe erreicht ist, damit zugeschlagen werden kann. Das Stoppen fuehrt dazu, dass die Speichen mit ihren Enden hin- und herschwingen, also die Buchstaben nicht an die exakte Position gedruckt werden, sondern seitlich versetzt. Das hat zu der Ueberlegung gefuehrt, dass man die Speichen hochbiegen koennte, so das das Rad schliesslich aussieht wie ein Korb, an dem noch geflochten wird. Bei der Drehung des Korbes werden die Speichen durch die Fliehkraft nach aussen geschleudert und haben eine stabilere "Flugbahn". Ausserdem wurde dieser Korb aus Metall hergestellt, war also sehr haltbar. Man hatte damit einen neuen Drucker, den Typenkorb-Drucker.

    Die Herstellung von Typenkorb-Druckern wurde bald wieder eingestellt, trotz ihrer guten Eigenschaften. Typenraeder und Typenraddrucker sind so verbessert werden, dass man mit ihnen mindestens ebenbuertige Druckleistungen erreichen kann.

    Billige Typenrad-Drucker kosteten in den 90er Jahren weniger als 1000 DM. Sie waren allerdings sehr schwach und kamen auf eine Druckgeschwindigkeit von nur 12 bis 18 Zeichen pro Sekunde. 12 Zeichen pro Sekunde ist immer noch schneller, als wir selbst von Hand schreiben koennen. 18 Zeichen pro Sekunde ist auch heute noch fuer Weltmeister ein Wunschtraum. Diese Maschinen sind uns also deutlich ueberlegen. Ihr Manko ist aber die Betriebsdauer: wird zu lange ununterbrochen gedruckt, so laufen sie heiss. Die Gesamtlebensdauer der Billigdrucker betrug schaetzungsweise 2 bis 5 Jahre.

    Geraete der mittleren Leistungsklasse erreichten 20 bis 30 Zeichen pro Sekunde. Besonders robuste Maschinen waren auch fuer Dauerbetrieb geeignet - also 8 Stunden am Tag. Gute Exemplare hielten ihre 10 Jahre. Das hat natuerlich seinen Preis: Einfache Geraete mit 20 bis 30 Zeichen kosteten Anfang der 90er ca 2500 DM, robuste Maschinen bis 10.000 DM.

    Die Obergrenze waren ca 60 Zeichen pro Sekunde. Geraete fuer diese Leistung koennten ihre 5.000 bis 15.000 DM kosten. Als langlebige Geraete fuer Hoechsteinsatz erreichten sie erstaunliche Standzeiten: 10 Jahre und mehr.

    Das Problem mit dem Starten und Stoppen des Typenrades hatte man auf eine elegante Weise geloest: man stoppte nicht mehr, sondern drehte das Rad konstant mit maximaler Geschwindigkeit. Ist auf seinem Vorbeiflug an der Druckposition das gewuenschte Zeichen gerade "da", so wird kurz und hart zugeschlagen. Man drueckt also die Type gegen das Papier, waehrend sich die Speiche weiterbewegt. Die Type darf also nur ganz kurze Zeit angeschlagen werden, weil das Rad sich sonst zu weit gedreht hat und die Speiche "ueberdreht" wuerde. Das erfordert eine besondere aerodynamische Konstruktion der Typen und der Speichen. Die zeitliche Ablaufsteuerung der Vorgaenge muss ebenfalls sehr praezise sein. Ohne internen Computer im Drucker ist so etwas undenkbar.

    Die exakte Uebersetzung von "im Vorueberflug" ist "on the fly". Darum heisst diese Methode auch "Print-on-the-fly".

    Die Rekordmarke fuer diese Drucker steht bei 105 Zeichen pro Sekunde. Das ist eine Geschwindigkeit, die auch fuer Matrix-Drucker (die spaeter erklaert werden) lange, lange Zeit eine Art Grenzwert war.

    Print-on-the-Fly-Drucker waren ab ca 6.000 bis 8.000 DM erhaeltlich.

    Ob es sinnvoll war, solch teuren Geraete einzusetzen, war sehr fraglich. Durch neue Techniken sind war man zu der Zeit in der Lage, fuer rund 5000 DM Drucker fast gleicher Schriftqualitaet zu kaufen, die aber bei eben dieser Schriftqualitaet rund 420 Zeichen pro Sekunde drucken koennen und weitaus betriebssicherer sind: Laserdrucker.

    Fuer den Buerobetrieb war bis Ende der 80er Jahre die Arbeit ohne einen Typenrad-Drucker der unteren bis mittleren Leistungsklasse undenkbar.

    3.3.2.1. Matrix-Drucker

    All die Drucker, die eine Type auf das Papier drucken, tun dies mit einem mechanischen Anschlag. Dafuer gibt es einen englischen Ausdruck: "impact" (= Stoss, mechanischer Anschlag /zB bei einem Zusammenstoss). Deshalb werden diese Drucker auch als Impact-Drucker bezeichnet. Das Gegenstueck dazu sind Drucker, die die Farbe ohne Stoss auf das Papier befoerdern. Fuer sie gibt es die gegenteilige Bezeichnung: Non-Impact-Drucker.

    Es gibt allerdings keine Typendrucker, die Non-Impact-Drucker sind. Das mag daran liegen, dass man die Kurven eines zu druckenden Buchstaben vielleicht mit einer Art Pinsel malen muesste - das erfordert denn doch zu viel Aufwand. Ein moegliches Verfahren waere Fotodruck, bei dem es fuer jeden Buchstaben eine besondere Maske gaebe, durch die belichtet wird.

    Man muss allerdings nicht unbedingt mit einer Type drucken, sondern kann die zu druckenden Zeichen aus vielen einzelnen Rasterpunkten (Matrix-Punkte) zusammensetzen. Das menschliche Auge setzt die Punkte dann beim Lesen wieder zu Linien und Flaechen zusammen. Das fuehrt uns nun zu einer neuen Gruppe, den Matrix-Druckern.

    Um die Uebersicht zu bewahren, fuehren wird ein Schema ein und unterscheiden nach der Druckmethode (Type oder Matrix) und nach impact und non-impact.

    Fuer alle Drucker gilt dann dieses Schema:

                          Typen-Drucker    Matrix-Drucker
                       ====================================
                       I                I                 I
          impact       I      X         I        ?        I
                       ------------------------------------
                       I                I                 I 
          non-impact   I gibt es nicht  I        ?        I
                       ------------------------------------
    
    Bild: Einteilung der Drucker nach Druckverfahren
    
    

    Die ersten Matrix-Drucker waren Geraete, bei dem die einzelnen Punkte eines Buchstaben mit Metallnadeln auf das Papier gedruckt wurden. Zwischen Nadeln und Papier war ein Farbband (wie zB beim Typenraddrucker).

    Diese Drucktechnik hat, wenn auch mit verschiedensten Drucktechniken, die Typendrucker vollstaendig vom Markt verdraengt. In der Einfuehrungsphase der preiswerten Nadeldrucker (bis 2000 DM) fiel der Marktanteil der Typendrucker rapide um jaehrlich rund 1/3 des Umsatzes...

    Anmerkung: Alte Geraete sind auch heute noch im Einsatz. Sie kennzeichnen sich vor allem durch ihre auesserst stabile Konstruktion aus: Sie koennen sehr schwer sein und kommen problemlos auf ein Gewicht von mehr als 1 Zentner! Sie waren fuer Dauereinsatz konzipiert und sollten jeden Tag, jahrein - jahraus, mehrere Stunden ununterbrochen drucken. Das hat sich vor allem im (hohen) Preis niedergeschlagen. Heute hat man wesentlich leichtere Geraete, die meist 3 bis 10 kg wiegen. Die aufwendige und robuste Mechanik wurde durch einfachere Loesungen ersetzt, was zu geringeren Preisen und geringerer Lebensdauer fuehrt. Man kann davon ausgehen, dass die heute in Massen eingesetzten Matrix-Drucker ein Lebenserwartung von ca. 2 Jahren haben.

    Das Druckverfahren

    Der Druckkopf wird an die gewuenschte Druckposition gefahren. Dann werden alle Punkte gedruckt, die zu der ersten Spalte des Buchstabens gehoeren. Danach faehrt der Druckkopf ein Stueckchen weiter - fuer die naechste Druckspalte des Buchstaben. Dann werden alle Punkte dieser Zeile gedruckt. Auf diese Weise werden von einer Druckzeile alle Buchstaben Spalte fuer Spalte gedruckt. Man muss lediglich den Druckkopf Stelle fuer Stelle weiterbewegen und dann die betreffenden Nadeln anstossen.

    Um die Nadeln zu steuern, braucht man eine Logikschaltung, eine Intelligenz des Druckers. Also hat man in die Drucker sehr intelligente Steuerungen eingebaut. Ihre Aufgabe bestand (und besteht) ausschliesslich darin, den Druckkopf richtig weiterzubewegen und Buchstabe um Buchstabe sauber aus Einzelspalten zu drucken - das heisst: zu bestimmen, wann welche Nadel gegen das Papier schlagen muss.

    Man sieht leicht, dass es hier ganz entscheidend auf eben diese Steuerung ankommt: Wann wird welche Nadel bewegt?

    Man kann sich darauf beschraenken, die Buchstaben "so einigermassen" lesbar auf das Papier zu bringen. Man kann aber auch versuchen, die Lesbarkeit und / oder Uebersichtlichkeit des Druckgutes entscheidend zu verbessern durch:

    Man kann nun nicht nur eine einzige dieser Moeglichkeiten herausgreifen, sondern durchaus mehrere miteinander kombinieren. Beispiele:

    Kursivschrift + Fettschrift + Breitschrift
    Schoenschrift + Fettschrift + Doppelanschlag

    Was man miteinander kombinieren kann, haengt natuerlich davon ab, wie die Steuerung des druckerinternen Computers arbeitet und wie leistungsfaehig sie ist. Es kann sein, dass bei einem Drucker gewisse Kombinationen nicht zugelassen sind, bei einem anderen Geraet ganz andere Kombinationen nicht arbeiten.

    Fuer den "ganz normalen" Druck, also die (relativ) schlechte Druckqualitaet hat man die amerikanische Bezeichnung draft uebernommen und uebersetzt dies manchmal mit "Datenqualitaet".

    Ein sehr wichtiger Punkte ist die Schriftqualitaet: man versucht die Druckmoeglichkeiten und die Schriftqualitaet eines Typenraddruckers zu simulieren. Je mehr Nadeln man verwendet, um so feinere Rasterung ist moeglich - leider auf Kosten der Lebensdauer des Geraetes (Empfindlichkeit der Nadeln !). Man kann aber die Nadeln in 2 Spalten nebeneinander anordnen. Die Nadeln sind dabei leicht versetzt, so dass sich eine Ueberlappung ergibt. Man kann aber auch einen anderen Weg gehen und zuerst eine Zeile einmal drucken. Dann wird das Papier um eine halbe Punktbreite weitergezogen und anschliessend die gleiche Druckzeile nochmals gedruckt. Dadurch wird die Ueberlappung der Punkte erreicht. Man kann sogar noch weiter gehen und beides miteinander kombinieren: alles nur eine Frage der intelligenten Steuerung des Druckers!

    Stand der Technik sind Aufrasterungen mit bis zu 40 x 48 Punkten pro Zeichen.

    Ebenso wie besondere Schriftqualitaeten durch eine feine Rasterung erreicht werden, laesst sich eine bestimmte Schrifttype ("Font") drucken. Normalerweise beherrscht ein heute im Buero eingesetzter Drucker nicht nur einen Font (zum Beispiel Pica oder Courier), sondern mehrere. Ein Font laesst sich zusaetzlich mit den bereits besprochenen Moeglichkeiten wie Fettdruck etc kombinieren !

    Die Auswahl von Schriftart, Schriftdicke etc wird entweder

    Jene Matrix-Drucker, die die Schriftqualitaet eines Typenraddruckers simulieren koennen ("Briefqualitaet"), werden Near-Letter-Quality-Drucker genannt. Die Abkuerzung NLQ hat sich international durchgesetzt. Manche Hersteller gehen sogar so weit, ihre Geraete als LQ, also als Letter-Quality zu deklarieren. Aber das geht wohl zu weit. Hier darf naemlich eines nicht uebersehen werden: Near-Letter-Quality eines Impact-Matrix-Druckers kann man nur vergleichen mit dem Typenrad-Druck mit einem Textil-Farbband. Gute Typenrad-Drucker erreichen mit einem Plastic-Carbon-Farbband immer noch eine bessere Druckqualitaet.

    Fuer die vielfaeltigen Moeglichkeiten des Drucks zahlt man allerdings einen hohen Preis: die Drucker werden sehr langsam !

    Einfache Nadeldrucker erreichen Druckgeschwindigkeiten von ca 100 bis 160 Zeichen pro Sekunde. Leistungsdrucker kommen auf ca 200 bis 240 cps, Hochleistungsdrucker bis ca 750 cps.

    NLQ-Drucker erreichen in Draftqualitaet ca 160 bis 220 cps. Will man aber zum Beispiel Briefqualitaet, so wird jede Zeile zweimal gedruckt (wegen der Ueberlappung der Punkte). Das halbiert die Druckleistung: nur noch 80 - 110 cps. Soll zusaetzlich Doppeldruck erfolgen, gibt es eine weitere Halbierung: 40 bis 55 cps. Es kann sein, dass man zum Beispiel fuer Fettdruck nochmals drucken muss: wieder eine Halbierung, also eine tatsaechliche Geschwindigkeit von 20 bis ca 28 Zeichen pro Sekunde. Das ist ein Wert, den mittlere Typenraddrucker seit vielen Jahren ohne jede Schwierigkeit bewaeltigen !

    Drucker mit vielen Nadeln (zB 24) sind hier vielleicht etwas schneller, da sie nicht so sehr fuer die Ueberlappung der Punkte optimieren muessen. Hier lassen sich zum Teil NLQ und fast "volle" Geschwindigkeit von ca 230 cps (heutiger Stand der Technik) vereinbaren.

    Man hat also diese Einteilung der Nadeldrucker:

       1. einfache Nadeldrucker   nur Draft-Qualitaet
     
       2. NLQ-Drucker             wahlweise Draft-Qualitaet oder 
                                  Kombination von Druckmoeglichkeiten.
    

    Die Frage der Druckgeschwindigkeit ist sehr wichtig, vor allem im Bereich des reinen Datenausdrucks. Hochleistungsdrucker erreichen bis ueber 700 cps. Will man noch hoehere Geschwindigkeiten erreichen, so gibt es dafuer einen einfachen Weg: die Druckzeile wird von 2 Druckkoepfen bedruckt, jeder uebernimmt die halbe Zeilenbreite. Mit einem normal-stabilen Grundgeraet (ausgelegt fuer ca 200 cps) erreicht man damit 400 cps - ohne eine Einbusse an Lebensdauer oder einen Mehraufwand fuer stabilere Konstruktion zahlen zu muessen. Stand der Technik ist ein Drucker mit 3 Druckkoepfen, der auf eine Leistung von 850 cps kommt. Weil die Druckkoepfe starr mmiteinander verbunden sind durch eine Art Kamm, nennt man diese Drucker Kammdrucker. Es gibt aber auch eine ganz andere Methode, hohe Geschwindigkeiten zu erreichen: Ueber die ganze Druckbreite ist eine Nadel neben der anderen aufgereit. Der Druckkopf erfasst also die ganze Druckbreite. Der Druckkopf steht fest - zum Drucken einer Zeile muss nur das Papier (schnell) durchgezogen werden. Von der zu druckenden Zeile wird als erstes die oberste Linie gedruckt, dann die zweite, dann die dritte etc. Wegen dieser Arbeitsweise wird dieses Geraet Liniendrucker genannt. Linien-Drucker erreichen hohe Druckgeschwindigkeiten, allerdings erreichen sie nur Draft-Qualitaet.

    Kamm-Drucker und Linien-Drucker haben nur eine Aufgabe: schnell zu sein. Daher werden sie auch als Schnelldrucker bezeichnet. Diese Bezeichnung gilt aber auch fuer Banddrucker und Walzendrucker. Sie beschreibt also nicht einen bestimmten Druckertyp, sondern nur seine Leistungsklasse.

    Eine Abart der Liniendrucker sind die Shuttle-Drucker. Anstatt alle Nadeln fuer die ganze Druckbreite einzubauen, werden zB nur 27 Nadeln genommen. Wie bei einem Kamm-Drucker wird also die Druckzeile in gleichgrosse Bereiche aufgetrennt. Im Gegensatz zum Kammdrucker wird aber nicht von einem Zeichen eine ganze Spalte auf einmal gedruckt - es gibt ja nur eine einzelne Nadel. Weil der Aufbau einer Shuttle fuer die ganze Druckbreite sehr empfindlich waere, nimmt man zB 3 Shuttles fuer eine Zeile. Bei einem der Fabrikate kann der Anwender bei einem Ausfall sogar selbst die Shuttles austauschen: 2 Schrauben loesen, Kabel abziehen, Shuttles tauschen, neue Shuttles einstecken, Kabel anstecken, Schrauben anziehen - fertig!

    Die Shuttle-Drucker sind sehr robust und schnell. Sie erreichen bis 600 Druck-Zeilen pro Minute.

    3.3.2.2. Non-Impact-Drucker

    1. Thermo-Drucker

    2. Ink-Jet-Drucker

    Verkaufsargumente

    Nachteile                     Gegenmittel
    1. verschmutzt                Druckkopf austauschbar
    2. Randunschaerfe             Papier, Tinte aufeinander abstimmen
                                  fest werdende Tinte benutzen
    3. teures Spezialpapier       Geraet mit fest werdender Tinte benutzen
    

    3. Elektrostat-Drucker

    Dies ist ein Liniendrucker: Ueber die volle Druckbreite ist eine Drucknadel neben der anderen angebracht. Die Nadeln werden jedoch nicht gegen das Papier gestossen, sondern werden nur in einem sehr geringen Abstand davon gehalten. Legt man eine sehr hohe Spannung an eine Nadel und benutzt das Papier als Gegenelektrode, so gibt es eine kleine Funkenentladung und Elektronen fliegen durch die Luft: das Papier wird an einer kleinen Flaeche aufgeladen. Auf das Papier wird ein Farbpulver gestreut, das von der elektrischen Ladung angezogen wird und an den geladenen Stellen haften bleibt. Jetzt muss nur noch dafuer gesorgt werden, dass das Pulver festgehalten (fixiert) wird. Dazu kann man mit zwei Metallwalzen das Papier unter hohem Druck pressen. Durch den hohen Druck schmilzt das Pulver an und verklebt mit dem Papier. Man kann aber auch eine der beiden Walzen aufheizen (auf ca 180 Grad C) und durch die Waerme das Pulver anschmelzen und verkleben. Das erfordert einen relativ geringen Anpressdruck.

    Das Hauptproblem ist die grosse Zahl der Nadeln: ca 300 pro Zoll (bei einer Druckbreite von ca 70 cm !). Faellt nur eine davon aus, ist das gesamte Geraet unbrauchbar. Fuer die Ausgabe von normalen Texten ist der Elektrostat also viel zu aufwendig. Fuer Grafiken ist er jedoch gut geignet. Man kann auf Rollenpapier mehrere Meter lange Zeichnungen ausgeben. Ist die Papierbreite nicht ausreichend, so druckt wird die Zeichnung in mehreren Streifen und klebt sie anschliessend wie eine Tapete zusammen.

    Der wohl wichtigste Hersteller ist Versatec, eine Tochterfirma von Xerox in den USA.

    Elektrostaten waren sehr wichtige Ausgabegeaete und wurden gern in Rechenzentren eingesetzt. Sie sind schnell und liefern saubere Zeichnungen. Die Preise waren recht hoch und lagen Anfang der 90er Jahre bei einigen Geraeten um 70.000 DM.

    4. Elektro-Erosions-Drucker

    Beispiele: Tankstelle / Protokoll-Drucker /IBM-4250

    5. Laser-Drucker

    Klassen
    
    
    Leistung     Rasterung    Preis 1988                       Preis 2001
      6-8   ppm  300x300     3.500,-- DM ...  10.000,-- DM
     10     ppm  300x300     6.000,-- DM ...  15.000,-- DM
     20     ppm  300x300   >10.000,-- DM ...  30.000,-- DM
     60- 90 ppm  300x300   >25.000,-- DM ...  60.000,-- DM
    100-120 ppm  300x300    ???
    200-220 ppm  300x300   200.000,-- DM ... 800.000,-- DM
                 240x240
    

    In den letzten 10 Jahren ist ein dramatischer Preisverfall eingetreten. Gebrauchtgeraete gibt es heute bereits ab 50 DM.

    Anmerkungen:

    1.   Toner nachfuellbar ?
    2.   Lebensdauer des Geraets
         a)    60.000 Seiten
         b)   200.000 Seiten .. 500.000 Seiten
         c)  >500.000 Seiten
    
    3.   Lebensdauer der Walze
    4.   Lebensdauer der Fuser-Station (Fixier-Station)
    

    6. Magnet-Drucker

    7. Ionen-Drucker

    Kapitel 3.4 - 3.7
    =================

    Kapitel 3.4: Belege, Datentraeger und dazugehoerende Geraete

    Was wird von einem Computer ausgegeben (produziert)?

    Die einfachste Unterscheidung fuer vom Computer ausgegebene Dinge ist jene nach dem Material. Es gibt:

    --> sortieren nach Material

    1. Normaler Ausdruck   Normalpapier
    2. Lochkarte           Spezialpapier  (oelgetraenkt)
    3. Lochstreifen        Spezialpapier  (oelgetraenkt)
    4. Kaertchen           Kunststoff
    

    --> Frage: was davon kann der Computer wieder verwenden (als Input)?

    Eine andere Einteilung kann man vornehmen nach der Art der Beschriftung oder der Kennzeichnung / Markierung:

    1. Klarschrift           
         1. Typenschrift     (Pica / Courier etc)
         2. Draft            (einfacher Matrixdruck --> nicht geeignet)
    2. OCR-Schriften         (Optical Character Recognition)
         1. OCRA
         2. OCRB
    3. Strichcodes           (EAN etc)     
    4. Laser-Markierungen (Laser-Card)
     
              dazu kommt als Eingabe vom Menschen:
    
    1. Markierungsschrift (zB mit Bleistift-Schrift) 
         (vorgegebene Zeichenform)
    
    2. Handschrift
    

    Man kann auch danach unterscheiden, ob der Datentraeger vom Menschen gelesen werden kann oder nicht und ob der Computer sie ueber angeschlossene Lesegeraete erfassen kann. Wichtig ist ferner die jeweilige Unterscheidung, ob die Aufzeichnung auf dem Datentraeger verschluesselt wurde oder nicht.

           maschinenlesbar                        menschenlesbar
    -----------------------------------------------------------------------
           verschluesselt                         verschluesselt
    JA                  NEIN                 JA                  NEIN
    =======================================================================
                                                       Handschrift
                    Markierungsschrift *               Markierungsschrift
                    Klarschrift *                      Klarschrift / Blatt
                    OCR                                OCR
    
    Balkencodes
    (Strichcodes)
    Lochstreifen
    Lochkarte                                             Lochkarte *
    Kaertchen                                             Kaertchen *
                                                            (Teile)
    Laser-Card
                                                      * = mit Einschraenkung
    

    Hier stellt man sich natuerlich die Frage, ob es fuer die nicht ausgefuellten Kaestchen auch Loesungen gibt.

    Geraete, die mit magnetischer Aufzeichnung arbeiten, werden hier nicht naeher betrachtet (folgen in: "Grundlagen der Magnet-Aufzeichnung").

    Maschinen / Geraete zum Einlesen

    Wenn es Datentraeger (Blatt bis Lochstreifen) gibt, dann muss es auch Geraete geben, die diese Datentraeger lesen koennen.

    1.   Klarschrift-Leser
         1.   Blatt-Leser                   Typenschrift (Pica / Courier etc)
         2.   Markierungsschrift-Leser      (zB mit Bleistift-Schrift)
         3.   Handschrift-Leser
         4.   OCR-Schriften                 (Optical Character Recognition)
    2.   Optische Kodierungs-Zeichen-Leser
         1.   Strichcodes-Leser             (EAN etc)     
         2.   Lochkarten-Leser
         3.   Lochstreifen-Leser
    3.   magnetische Kodierungs-Leser
         1.   Magnetkonten-Leser
         2.   Scheckkarten-Leser
    4.   mechanische Kodierungs-Leser
         1.   Lochkarten-Leser
         2.   Lochstreifen-Leser
         3.   Kaertchen-Leser
    5.   elektronische Daten-Uebertragung
         1.   Scheckkarten-Leser  (Speicher in Scheckkarte eingebaut)
         2.   Scheckkarten-Leser  (Computer in Scheckkarte eingebaut)
         3.   Laser-Card (Drexler Instruments)
    


    Kapitel IV: Massenspeicher

    1.   Physikalische Grundlagen (Elektromagnetismus)
    2.   Logische Grundlagen (Magnetband)
    3.   Schnelle Speicher
         3.1  Streifenspeicher
         3.2  Trommelspeicher
         3.3  rotierende Scheiben
              3.3.1  Magnetplatten
                     3.3.1  Festplatten
                     3.3.2  Wechselplatten
                     3.3.3  Drivecards
                     3.3.4  Disk-Pacs
              3.3.2  Disketten
         3.4  Neueste Techniken: optische Medien
              3.4.1  ROM / CD-ROM
              3.4.2  WORM
              3.4.3  Schreib/Lese-Systeme 
              3.4.4  Digital Paper (von ICI)
    

    1. Physikalische Grundlagen: Elektromagnetismus

    Ein Strom, der in einem elektrischen Leiter fliesst, besitzt ein Magnetfeld.

    -->       Wenn man einen Strom durch einen Draht fliessen laesst, 
              so besteht um diesen Draht ein Magnetfeld.
    
    Wickelt man den Draht zu einer Spule, so wird das Magnetfeld staerker.

    -->       Die   Staerke   des   Magnetfeldes   haengt   von   der 
              Stromstaerke und von der Zahl der Windungen ab.
    
    Wenn man einen Eisenstab (zum Beispiel einen Nagel) als Kern der Spule nimmt, so wird durch die Wirkung des Eisenkerns das Magnetfeld staerker.

    -->       Die  Staerke des Magnetfeldes haengt auch vom  Material 
              des Kerns ab.
    

    Den einfachsten Fall der Speicherung von Informationen bietet die Verwendung von Magnetband. Hierzu nimmt man eine Kunststofffolie. Sie ist sehr strapazierfaehig und wird als Traeger benutzt. Auf diesen Traeger bringt man eine duenne Schicht aus einem magnetisierbaren Material (zum Beispiel fein verteiltes Eisenpulver).

    Bringt man einen Elektromagneten an eine magnetisierbare Beschichtung, so werden in den Eisenteilchen mikroskopisch kleine "Elementarmagnete" mit Gewalt in eine bestimmte Richtung gedreht.

    -->  Die   Elementarmagnete   sind  die   kleinsten   magetischen 
         Teilchen, die wir hier benutzen koennen. Ihre Groesse haengt 
         von dem verwendeten Material und von der Art der Herstellung 
         dieses Materials ab.
    

    Die Elementarmagnete zeigen nun alle in die gleiche Richtung und bilden allesamt einen sehr kleinen Magneten, ein kleines "Magnetchen".

    Wird die Spule wieder entfernt (oder der Strom ausgeschaltet), dann bleibt das kleine Magnetchen erhalten.

    !    Dies   ist die   wichtige  Eigenschaft  dieses    kuenstlich 
    !    erzeugten Magnetes:  er bleibt erhalten. Seine Kraft laesst 
    !    zwar ein wenig nach, aber: er bleibt erhalten.
    

    Damit hat man durch eine aeussere Kraft einen kleinen Magneten in einer Kunststoffschicht erzeugt.

    Nun kommt es darauf an, dieses kleine Magnetfeld sinnvoll zu benutzen. Dazu zieht man den kuenstlich erzeugten Magneten an einer Spule vorbei.

    Nunmehr gibt es ein physikalisches Phaenomen:

         In  der Spule entsteht durch die Feldlinien,  die die  Spule 
         durchqueren, eine elektrische Spannung.

    Mit besonders dafuer konstruierten Verstaerkern kann man die Spannung verstaerken und das Signal auswerten. Dann erhaelt man bei jedem Magnetchen zum Beispiel einen Wert dafuer, wie stark es ist und in welche Richtung (Nord-Sued) es schaut.

    Somit hat man eine Moeglichkeit, mit einer aeusseren Kraft einen Magneten zu erzeugen und ihn spaeter wieder zu erkennen.

    Wichtig ist dabei die Eigenschaft, dass dieses Magnetchen auch dann erhalten bleibt, wenn die Kraft, mit der man es erzeugt hat, wieder verschwindet.

    Das also sind die Grundlagen - nun kommt es nur noch darauf an, sie auch fuer Computer sinnvoll anzuwenden.

    Als erstes geht es um den Elektromagneten (die Spule mit dem Eisenkern). Soll in der magnetisierbaren Beschichtung einer Folie ein Magnetchen erzeugt werden, dann muss man mit einer Spule ein starkes kuenstliches Magnetfeld erzeugen.

    Die einfachste Methode besteht darin, einen Zylinder (zB einen Bolzen oder einen Nagel) senkrecht auf das Band zu halten. Sie hat jedoch einen grossen Nachteil: das Magnetfeld ist sehr gross.

          1.  Die Spitze des Nagels ist sehr gross
    
          2.  Das  Magnetfeld  nimmt  immer  mehr ab  und  wird  zwar 
              schwaecher,  dringt aber auch noch sehr weit neben  der 
              Spitze des Nagels in die Magnetschicht.

    Also geht es auch darum, das Magnetfeld moeglichst geschickt zu gestalten, damit man es ganz gezielt in die Beschichtung eindringen lassen kann.

    Dazu biegt man beide Enden des Nagels zusammen. Die starken Feldlinien reichen nun von einem Ende des Nagels zum anderen: von einem Pol zum anderen.

         Je  naeher man beide Enden zusammenbringt,   desto  staerker 
         wird das Feld dazwischen.

    Laesst man nur einen kleinen Spalt, so reicht das Magnetfeld von einem Pol zum anderen (von einem Ende des Nagels zum anderen) und ist sehr stark. Es quillt aber auch aus dem Spalt heraus und dringt in die magnetisierbare Beschichtung des Bandes ein.

    Der besondere "Dreh" der Konstruktion besteht jetzt darin, den ganzen Eisenkern, die Spule und den Kopf so zu gestalten, dass das Magnetfeld auf eine ganz bestimmte Weise in die Beschichtung eindringt. Ferner muss man dafuer sorgen, dass das heraustretende Magnetfeld sehr klein (und stark) ist und ein moeglichest genau abgegrenztes Wirkungsfeld hat. Dann kann man sehr kleine Magnetchen erzeugen (und nachher wieder "lesen").

    Mit dieser Konstruktion ist man in der Lage, kleine Magnetchen zu erzeugen. Als erstes beschraenkt man sich darauf, starke und schwache magnetische Felder auf dem Band zu erzeugen.

    Geht man von Musik oder der menschlichen Sprache aus, dann bestehen diese aus Schwingungen. Wenn diese Schwingungen verstaerkt werden, so kann man mit diesen Signalen Magnetisierungen auf dem Band erzeugen. Laesst man das Band an einer Spule vorbeiziehen, so bewirken die Magnetisierungen, dass in der Spule eine Spannung entsteht. Sie schwankt mit der wechselnden Staerke und Richtung der Magnetfelder auf dem Band ebenfalls. Wenn man sie verstaerkt, so erhaelt man wieder jene Schwingungen, die man als Quelle benutzt hatte (von Musik oder Sprache).

    Wenn man Musik auf Band aufzeichen kann, dann ist man auch in der Lage, anstelle der ganzen Fuelle von Toenen und Geraeuschen nur 2 einzelne zu verwenden: einen hohen Ton und einen tiefen Ton.

    Damit hat man zwei Signale (= 2 Moeglichkeiten) und kann zwischen ihnen unterscheiden. Das ist genau das, was man fuer einen Computer benoetigt. Man kann nun festlegen (willkuerlich !), dass der hohe Ton beispielsweise eine "1" bedeuten soll und der tiefe Ton eine "0".

    Dann baut man sich eine elektronische Schaltung, die vom Computer gesteuert wird. Erhaelt sie vom Computer ein Signal, das eine "1" bedeuten soll, so erzeugt sie einen hohen Ton - kommt das Signal fuer die "0", so gibt das einen tiefen Ton. Die erzeugten Toene zeichnet man auf Band auf.

    Hinterher kann man das Band abspielen und kann mit einer anderen elektronischen Schaltung die Toene zurueckgewinnen: ist der hohe zu "hoeren", so gibt's die "1", kommt der tiefe Ton, so wird dem Computer eine "0" gemeldet.

    Diese Aufzeichnungsmethode ist auch heute noch im Gebrauch. Sie wird vom allem bei Heimcomputern verwendet. Ihr Vorteil liegt dann darin, dass sie einfach ist und das benoetigte Material

         - ein Tonband-Geraet  oder ein Cassettenrecorder 
           
    
         - dazu das Tonband oder die Music-Cassette
    

    sehr billig ist.

    Der Nachteil dieser Methode ist leicht zu erkennen: Die Elektronik braucht eine gewisse Weile, um mit einer ausreichenden Sicherheit zu erkennen, ob es sich jeweils um den hohen oder den tiefen Ton handelt.

    Darum kann man nur sehr langsam arbeiten. Bei grossen Datenmengen ist dieses Verfahren der Tonaufzeichnung also sehr unpraktisch.

    Fuer eine schnellere Methode muss man versuchen, die langsame Aufzeichnung eines Tones zu vermeiden. Die einfachste Loesung besteht dann darin, ganz gezielt ein kleines Magnetchen auf dem Band zu erzeugen. Dieses Magnetchen hat eine ganz bestimmte Groesse (Laenge und Breite und Eindringtiefe in das Band). In regelmaessigen Abstaenden folgt nun ein Magnetchen dem anderen. Dann soll es die Aufgabe der "schreibenden" Elektronik sein, die Magnetchen ausreichend stark und ausreichend klein zu machen und dafuer zu sorgen, dass die Abstaende eingehalten werden.

    Die Aufgabe der "lesenden" Elektronik besteht darin, bei einem Magnetchen die RICHTUNG des Magnetfeldes zu erkennen. Diese soll nun jene Information liefern, die nachher wieder eine "0" oder eine "1" bedeuten soll.

    Waehrend das erste Verfahren mit Magnetfeldern schwankender Staerke und Richtung arbeitete, basieren die folgenden auf gleichstarken Magnetfeldern, bei denen sich nur die Richtung aendert (immer um 180 Grad).

    Das erste Verfahren bezeichnet man als

    "analog"  <--> schwankende Magnetfelder   = Staerke und Richtung
                                                aendern sich 
    
    die anderen als
    "digital" <--> es ist ein starkes Feld da = es aendert sich nur 
                                                die Richtung.
    

    2. Logische Grundlagen

    Wenn man in der Lage ist, etwas auf Band zu speichern, dann geht es anschliessend darum, mit diesem Band moeglichst sinnvoll zu arbeiten. Die einfachste Art der Benutzung ist es, auf einer Rolle Band ein Programm oder eine "gewisse Menge" Daten (zum Beispiel die Zahlen etc einer Buchung) zu speichern. Bei vielen Heimcomputern war das die erste Methode (und ist es bis heute geblieben).

    Dann muss man selbst (also der Mensch!) wissen, was auf welchem Band aufgezeichnet ist. Eine gewisse Hilfe ist ein Zaehlwerk, das die durchlaufenden Zentimeter Band zaehlt. Damit kann man sich auf dem kompletten Band Abschnitte merken, auf denen sich Daten oder Programme befinden. Um einen Abschnitt zu benutzen, muss man an die entsprechende Stelle "fahren" und von dort ab aufzeichnen oder lesen.

    Dieses Verfahren ist aeusserst unbequem: der Mensch muss selbst das ganze Band verwalten. Zu der Fuelle von Baendern muss er einen Katalog fuehren, auf dem die Baender und die darauf gespeicherten Daten verwaltet werden.

    Um eine gewisse Hilfe zu haben, kann man am Anfang eines jeden aufgezeichneten Programms oder Datenblocks einen Namen aufzeichnen. Dann braucht man nur mit Hilfe des Computers das Band lesen zu lassen - so lange, bis der vorgegebene Name gefunden worden ist. DANN darf der Computer die gelesenen Daten auch aufnehmen und verwenden. Alles andere muss er "wegwerfen".

    Erstes Ergebnis:

    Zweites Ergebnis:

    Je mehr man auf eine Rolle Band aufzeichnen kann, umso wichtiger wird die Organisation darauf. Es ist unpraktisch, dass der Mensch den Katalog selbst verwaltet. Folglich muss der Computer diese Arbeit uebernehmen. Hierzu wird ausser den Daten auf dem Band (oder einem Hilfsband) ein Katalog aufgezeichnet. Mit dessen Hilfe kann dann das Band verwaltet werden.

    Drittes Ergebnis:

    Je mehr Daten auf einem Band sind, um so schwieriger wird es, sich damit zurechtzufinden. Also wird es auch wichtig, nicht nur den Namen, sondern auch die Laenge eines Datenblocks aufzuzeichnen. Hierzu kann man vor dem eigentlichen Datenteil eine Art "Vorspann" einfuehren, die den Namen und die Laenge des Datenblocks angibt. Der Datenblock erhaelt also einen "Kopf".

    Viertes Ergebnis:

    Bei sehr grossen Datenmengen ist es sehr unpraktisch, stets mehrere Meter Band "durchfahren" zu muessen, um endlich an die richtige Stelle zu gelangen. Vor allem aber tritt noch ein Problem auf: Wenn man einen Datenblock fertig gelesen hat, ist es sinnlos, das Band weiterzuziehen. Folglich wird die Mechanik gestoppt. Da dies nicht abrupt geschehen kann, dreht sie sich noch ein bisschen weiter. Aehnlich ist es beim Starten, wenn die Mechanik wieder in Gang gesetzt wird: Hier braucht man eine kurze Wegstrecke, um die volle Arbeitsgeschwindigkeit zu erreichen. Darum muss man zwischen den Datenbloecken einen freien Platz lassen, um das Band starten und stoppen zu koennen. Diese Luecke bezeichnet man auch als "Kluft".

    Fuenftes Ergebnis:

    Wie schon erwaehnt, gibt es Schwierigkeiten mit langen Datenbloecken. Praktischer waere es, kleinere Datenbloecke zu haben. Dann koennte man mit 2 verschiedenen Bandgeschwindigkeiten arbeiten. Mit der hohen Geschwindigkeit wird das Band im Schnell-Lauf "durchfahren". Kommt man in die ungefaehre "Gegend", wo sich der gesuchte Teil befindet, dann schaltet man um auf die langsamere Geschwindigkeit zum Lesen oder Schreiben. Dieser Methode sind jedoch Grenzen gesetzt ! Waehrend es sehr einfach zu verwalten ist, nur einen sehr grossen Block Daten zu haben - und ihn dann sehr langsam durchlesen zu muessen, bis die gesuchten Daten gefunden wurden - ist es wesentlich schwieriger, eine Verwaltung zu benutzen, bei der man viele kleine Bloecke hat, die einzeln, (dafuer aber sehr schnell) "anvisiert" und einzeln benutzt werden koennen.

    Neben dem Problem der Verwaltung taucht ein weiteres auf: Zwischen zwei Bloecken muss immer eine Luecke sein. Nehmen wir an, die Luecke sei ca 1,5 cm lang und die (kleinen) Datenbloecke nur 0,5 cm. (Dann haben wir fuer jeden Datenblock 0,5 cm + 1,5 cm = 2 cm Band verbraucht.) Folglich werden 3/4 des gesamten Bandes nur fuer die Luecken verschwendet. Es ist also nicht sehr rationell, sehr viele kleine Datenbloecke zu haben. Vielmehr muss man einen Kompromiss schliessen zwischen der einfachen Benutzbarkeit (mit einer entsprechend aufwendigen Verwaltung) und der Vergeudung von Bandmaterial durch zu viele Luecken.

    Sechstes Ergebnis:

    Moegliche Einteilungen (nach offiziellem Sprachgebrauch):

    3. Schnelle Speicher

    1. Der Streifenspeicher

    Die Speicherung auf Band hat einen erheblichen Nachteil: das Band muss immer wieder durchfahren werden, bis man endlich jene Stelle erreicht hat, an der man schreiben oder lesen moechte. Weil die Baender mehrere Hundert Meter lang sein koennen (bis ca 730 m) dauert es eine geraume Zeit, bis man sein Ziel erreicht hat.

    Um diesem Nachteil aus dem Weg zu gehen, kann man sich leicht eines einfachen "Tricks" bedienen: Nehmen wir an, die Bloecke auf dem Band seien alle gleich lang, dann koennte man das Band in lauter gleichlange Stuecke zerschneiden, immer von einer Kluft zur naechsten. Wenn man einen bestimmten Block braucht, dann muss man "lediglich" das richtige Bandstueck nehmen und lesen. Also koennte man alle Stuecke in einen grossen Kasten tun und diese Stuecke dann mit einer Art Katalog verwalten. Die einzige Schwierigkeit besteht darin, das richtige Stueck schnell zu ergreifen und in das Geraet zum Lesen oder Beschreiben zu geben.

    Die Bandstuecke sind weich und deshalb schlecht zu handhaben. Werden sie aber auf Streifen aus Pappe oder weichem Plastik aufgeklebt, so kann man eine Art Karteikartensammlung zusammenstellen. Tatsaechlich ist das auch versucht worden. Um moeglichst schnell auf einen Streifen zugreifen zu koennen, wurden ausgekluegelte mechanische Greifmechanismen konstruiert. Die Streifen sind in einem Magazin untergebracht und ein Greifer holt den gewuenschten Streifen aus dem Magazin und befoerdert ihn in einen Transportschacht. Dort wird er weitergeleitet und schliesslich um eine Walze herumgefuehrt. Dort sind Schreib-/Lesekoepfe und die Walze dient als Gegenlager, wenn die Koepfe gegen den Streifen druecken. Braucht man den Streifen nicht mehr, so wird er automatisch wieder von der Walze entfernt und dann an die richtige Stelle in das Magazin transportiert.

    Wenn man mehrere Magazine hat und in einem davon zum Beispiel mehrere Hundert bis Tausend Streifen unterbringen kann, kommt man auf recht hohe Speicherkapazitaeten : Man hat mit dieser Technik an einem Ort (also fuer einen Computer) bis zu 2400 Millionen Zeichen speichern koennen.

    Obwohl der Streifenspeicher es erlaubt, sehr grosse Datenmengen zu speichern, ist sie wieder aufgegeben worden und wird (im Gegensatz zu vielen anderen Methoden, die sich auf die eine oder andere Art erhalten haben) heute nicht mehr benutzt. Es gibt naemlich 2 erhebliche Nachteile:

    2. Der Trommelspeicher

    Es gibt aber noch eine andere Konstruktion, sich die Magnetbandstuecke so zu gestalten, dass man sie gut benutzen kann: Man klebt sie aussen auf eine Trommel. Wenn sich diese Trommel um ihre Laengsachse dreht, dann kann ein Schreib-/Lesekopf diesen Streifen bedienen.

    In der Technik hat es natuerlich wenig Sinn, Streifen aus Kunststoff auf eine Trommel zu kleben. Vielmehr wird jener Teil der Oberflaeche der Trommel, den man benutzen will, mit einer metallischen Beschichtung zu versehen (Eisenoxide etc). Diese Beschichtung kann dann viel besser magnetisiert werden, ist wesentlich strapazierfaehiger und kann sehr sauber (glatt) poliert werden.

    Es ist nun eine Frage des Geldes, das man investieren will, ob man fuer jede Spur einen Kopf fest montiert oder aber einen oder mehrere) Koepfe beweglich macht und diese(n) dann von Spur zu Spur bewegt. Hat jede Spur einen festen Kopf, so ist das ganze sehr schnell, weil die einzige mechanische Bewegung jene der rotierenden Trommel ist und man elektrisch von einem Kopf zum anderen umschalten kann. Bewegliche Koepfe muessen an die richtige Stelle gebracht werden. Das kostet Zeit fuer die Bewegung des Kopfes zur gewuenschten Spur und Zeit, die der Kopf benoetigt zum Beruhigen (er darf nicht schwingen, "wackeln").

    Trommelspeicher sind sehr schnell und wurden auch mit grossem Erfolg eingesetzt. Es gab eine Reihe von Rechnern (zB von IBM), bei denen der Hauptspeicher ein Trommelspeicher war!

    Leider hat der Trommelspeicher auch gewisse Nachteile:

    Die Speicherung auf einer Trommel hat im Uebrigen eine bestimmte Organisation mit sich gebracht: Alle Spuren sind gleich lang. Also liegt es nahe, alle Spuren gleich zu behandeln und alle Spuren in gewisse gleichlange Stuecke zu zerlegen. Dann kann jedes Stueck sehr leicht verwaltet werden. Man muss lediglich jeder Spur eine Nummer und jedem Stueck darauf eine weitere Nummer geben und kann dann einen Katalog darueber fuehren, auf welchem Stueck Nr x der Spur y sich was befindet. Oder umgekehrt: Das Programm ABC befindet sich auf den Stuecken 1, 44, 89 der Spur 35.

    3. rotierende Scheiben

    Beim Trommelspeicher konnte man sich ueberlegen, gleichlange Streifen Magnetband auf eine Trommel zu kleben. Man koennte sie jedoch genausogut auf eine Scheibe kleben. Die Schallplatte ist ja schliesslich auch ein flacher "Datentraeger". Allerdings gibt es nun einen wesentlichen Unterschied: bei der Schallplatte ist auf jeder Seite nur eine Sur, die als Spirale ausgefuehrt ist. Bei den Scheibenspeichern dagegen sind die Spuren Kreisringe, die um einen gemeinsamen Mittelpunkt liegen. Nun kann man sich leicht ueberlegen, dass hier (im Gegensatz zum Trommelspeicher) ein gewisses Problem auftritt: Innen (nahe am Mittelpunkt) sind die Kreisringe klein und die Spur darauf ist kurz - aussen dagegen ist der Durchmesser der Ringe groesser und die Spuren laenger.

    Genau das ist das grundlegende Problem der Scheibenspeicher: Wie kann man diese verschieden langen Spuren sinnvoll benutzen ?

    Nehmen wir einmal an, man zeichnet aussen mit einer gewissen Geschwindigkeit auf (von zum Beispiel 125.000 Impulsen pro Sekunde). Dann werden pro Sekunde 125.000 kleine Magnetchen auf die Spur geschrieben. Diese Spur hat eine gewisse Laenge und traegt deshalb bei einer konstanten Drehzahl pro cm soundsoviele Magnetchen - und jedes davon hat eine bestimmte Laenge. Wird dagegen auf einer nahe am Mittelpunkt liegenden Spur aufgezeichnet, dann ist diese Spur kuerzer. Weil aber mit genau dem gleichen Takt von 125.000 Impulsen pro Sekunde aufgezeichnet wird, steht pro Magnetchen eine viel kuerzere Strecke zur Verfuegung.

    Das Schreiben ist nun kein Problem - da wird mit Gewalt eine Magnetisierung erzwungen. Die Schwierigkeiten treten jedoch beim Lesen auf! Da die Aufzeichnung mit bestimmten Impulsformen gemacht wird (um moeglichst grosse Aufzeichnungsdichten zu erreichen), ist die Lese-Elektronik an diese Impulsformen angepasst. Wird die Lese-Elektronik so justiert, dass die aeusseren Spuren gut gelesen werden koennen, dann versagt sie bei den inneren Spuren: die Signale koennen nicht mehr richtig erkannt werden.

    Darum hat man sich auf einen Kompromiss beschraenken muessen: Man stellt die Elektronik so ein, dass sie auf den mittleren Spuren optimal arbeitet. Dann hat man nach aussen und nach innen (zum Mittelpunkt der Scheibe hin) einen gewissen Bereich, in dem man noch schreiben und lesen kann. Die Elektronik ist dann so ausgelegt, dass sie in dem damit zur Verfuegung stehenden Streifen mit ausreichender Betriebssicherheit arbeitet.

    Deswegen kann man von einer Scheibe nicht die gesamte Oberflaeche, sondern nur einen gewissen Teil benutzen!

    !    Es  gab viele Versuche,  dieses Problem zu  beseitigen.  Trotz 
    !    aller   Muehen  ist  es  bis  heute   nicht   gelungen,   eine 
    !    vernuenftige technische Loesung zu finden. Man muss also damit 
    !    leben,  dass  die Lese-Elektronik nur einen bestimmten Bereich 
    !    einer Scheibe benutzen kann und dafuer justiert werden muss.
    

    Erst bei den Optischen Platten hat man mit neuen Verfahren der Aufzeichnung eine brauchbare Loesung gefunden. So hat zB die Firma Maxtor (USA) mit dem "Zone Bit Recording" eine Erhoehung von 30% der Kapazitaet einer Platte erreicht, indem sie die innerste Spur mit der hoechstmoeglichen Schreibdichte benutzt. Dann folgen weitere Spuren mit gleichviel Sektoren wie auf der innersten Spur - so lange, bis genug Platz vorhanden ist, einen weiteren Sektor einzufuegen. Dann geht es wieder so viele Spuren weiter, bis wiederum genug Platz vorhanden ist, einen weiteren Sektor einzufuegen. Auf diese Weise wird stueckweise immer ein Sektor mehr eingefuegt. Bei der bisher ueblichen Methode sind auf jeder Spur gleichviel Sektoren, so dass bei den aeusseren Spuren sehr viel Platz verschwendet wird. Ausser Zone Bit Recording gibt es noch andere Verfahren, die zum Teil mit veraenderlicher Drehzahl arbeiten, zum Teil mit unterschiedlichen Sektorzahlen pro Spur.

    3a Magnetplatten

    So wie man auch beim Trommelspeicher eine metallische Oberflaeche verwendet, kann man es natuerlich bei den Scheiben auch tun. Als Ergebnis erhaelt man Platten aus einem leichten Metall (zum Beispiel einer Aluminium-Legierung), die mit einer metallischen Beschichtung versehen sind. Die Platten kann man sehr praezise und sehr glatt herstellen. Da viel einfacher ist, eine glatte Platte herzustellen als eine Trommel, sind die Platten wesentlich billiger. Die Scheibe wird mechanisch nur dadurch belastet, dass sie rotiert und die entstehende Fliehkraft an ihr zieht. Also kann man die Platte duenn machen (und damit leicht !). Somit ist eine Platte auch erheblich leichter und viel unempfindlicher als die Trommel.

    Wenn man die Platte sehr genau justiert, so kann man darauf sehr viele Spuren aufbringen. Zudem kann man diese Spuren in einem sehr kleinen Abstand voneinander haben - die Bewegung des Schreib-/Lesekopfes muss nur praezise genug sein. Die sehr gut zu magnetisierende Oberflaeche kann man mit sehr vielen kleinen Magnetchen pro cm beschreiben : ca 12.000 Magnetchen pro inch (2,54 cm) sind heute kein Problem mehr. Hochleistungsplatten gehen bis ueber 20.000 bit pro inch (bpi). Verglichen mit dem Magnetband haben wir einen Datentraeger fuer extrem hohe Leistungen vor uns !

    Beim Trommelspeicher hat man die Aussenseite benutzt. Die Platte hat fuer uns eine weitere "gute Seite": sie hat 2 Oberflaechen und man kann beide benutzen ! Geht man einen Schritt weiter und montiert mehrere Platten uebereinander, so braucht man lediglich fuer jede Platte 2 weitere Koepfe und erreicht so ohne wesentlich groessen Aufwand sehr grosse Speicherkapazitaeten. Bei einer kleinen Platte ist es ueberhaupt keine Schwierigkeit, rund 5 Millionen Byte zu speichern. Mit einem Stapel grosser Platten kann man rund 1200 Millionen Byte speichern. Geht man von ca 2300 Byte fuer eine Schreibmaschinenseite aus, dann kommt von bei der kleinen Platte auf rund 2200 Schreibmaschinenseiten, bei dem grossen Stapel auf rund 5,2 Millionen Schreibmaschinenseiten !

    Grosser Wert wird darauf gelegt, eine Spur innerhalb einer kurzen Zeit erreichen zu koennen. So waren 1988 bei kleinen (preiswerten) Platten mittlere Zugriffszeiten von ca 150 Millisekunden (=0,15 Sekunde) moeglich. Hochleistungsplatten (mit mehreren Gigabyte !) erreichen heute mittlere (!) Zugriffszeiten bis herunter zu 5 Millisekunden. Das heisst: Man kann sich eine beliebige Schreibmaschinenseite aus 5,2 Millionen in weniger als 1/10 Sekunde herausgreifen und lesen (oder schreiben).

    Hier wird deutlich, welche ungeheure Leistung die Magnettechnologie bietet. Auch dann, wenn die Platten sehr empfindlich sind: Auf diese hohe Leistung kann man heute nicht mehr verzichten.

    Bei den Magnetplatten gibt es uebrigens noch eine weitere Besonderheit: Die Schreib-/Lesegeschwindigkeit reicht von rund 1 Million Bit pro Sekunde bis zu mehr als 15 Millionen. Diese hohe Geschwindigkeit erfordert, dass der Computer sich hier anpasst. Da die Computer aber von "sehr langsam" bis "sehr schnell" ein sehr grosses Spektrum haben, geht man einen anderen Weg und setzt zwischen Computer und Platteneinheit eine Hochleistungselektronik mit einem eigenen kleinen Speicher. Dieser Speicher dient dann bei der Uebertragung in den Arbeitsspeicher als Puffer. Von der Platte aus wird mit der fuer die Platte passenden Geschwindigkeit uebertragen. Der Datenaustausch mit dem Computer hingegen findet mit jener Geschwindigkeit statt, die der Computer beherrscht.

    3b Disketten

    Typenbezeichnungen bei Disketten

    1. Einteilung nach Groesse - es gibt:
    
         2.75 Zoll (?)
         2.8  Zoll (?) 
         3    Zoll
         3.5  Zoll
         5.25 Zoll
         8.25 Zoll (im Jargon fast ausschliesslich als "8 Zoll" bezeichnet!)
    
    2. Einteilung nach Schreibdichte:
    
       SD = single density   =  einfache  Schreibdichte
       DD = double density   =  doppelte  Schreibdichte
       QD = quad   density   =  vierfache Schreibdichte 
                                (nur ein Werbe-Wort !)
                             =  2-seitig bei doppelter Schreibdichte 
       HD = high   density   
    
         Bei  "High Density" handelt es sich um Laufwerke,  bei denen 
         zwischen hoher Bitdichte und geringer Bitdichte umgeschaltet 
         werden  kann durch Umschaltung der Drehzahl:
         (ueblich: 300 Upm / 360 Upm)
    
         High-Density-Disketten  koennen nur in den  dafuer  vorgese
         henen  Laufwerken beschrieben werden,  da sie eine besondere 
         Beschichtung  mit hoher magnetischer  Koerzitivkraft  haben. 
         Die dafuer erforderlichen Feldstaerken koennen die Koepfe in 
         normalen Laufwerken nicht erzeugen.
    
    3. Einteilung nach Spurdichte:
          48 tpi =  48 Spuren pro Zoll
          96 tpi =  96 Spuren pro Zoll
         135 tpi = 135 Spuren pro Zoll  (3.5 Zoll-Laufwerken)
    
    4. Einteilung nach Zahl der Spuren:
         40 Spuren = normal fuer 5-Zoll-Laufwerke
         77 Spuren = normal fuer 8-Zoll-Laufwerke
         80 Spuren = normal fuer 5-Zoll-Laufwerke
         ?? Spuren = fuer Spezial-Laufwerke mit mehreren MB Kapazitaet
    
    5. Einteilung nach Seiten:
         SS = single sided = einseitig
         1S = dito
    
         DS = double sided = doppelseitig 
         2S = dito
    
    6. Einteilung nach Art der Sektorierung
         softsectored = die Einteilung in Sektoren erfolgt per geschriebenen
                        Bitmustern
         hardsectored = die Einteilung in Sektoren geschieht durch eingestanzte
                        Loecher (16, 32 oder andere Anzahl)
    
    7. Verstaerkung des Mittenlochs
    
         "hardhole  =  Bezeichnung irgendeines Herstellers,  dass  er 
         seine Disketten mit einem Verstaerkungsring versieht.  Diese 
         Bezeichnung  gibt  es aber nur  bei  ein  einigen,  wenigen, 
         Herstellern.
    
    

    Moegliche Angaben:

     96 tpi  = 80-Spur-Diskette (ob 1- oder 2-seitig, ist unbekannt)
    
    135 tpi  = 3.5-Zoll-Diskette, da die meisten Laufwerke 80 Spuren haben 
               und 2-seitig 
    
    360k     = fuer den IBM-PC uebliches Format: 
               5.25", 40 Spuren, 2-seitig, doppelte Schreibdichte
    
    720k     = mehrdeutig: 
               1. 5.25"-Diskette, 80-Spur
    
    1S2D     = einseitig, doppelte Dichte
    
    2SSD     = zweiseitig, einfache Dichte
    
    77 tracks SSSD = 8 Zoll-Disketten, einseitig, einfache Schreibdichte

    Unterschiede zwischen einer Festplatte und einer Diskette

    Festplatte                               Diskette           
    ------------------------------------------------------------
    massive Scheibe aus Glas oder Aluminium  ist aus Kunststoff
    hohe Drehzahl (ca 3000 Upm)              niedrige Drehzahl
    im Laufwerk sehr empfindlich             Laufwerk robust
    grosse Speicher-Kapazitaet               kleine Kapazitaet
    typische Werte:
    Spuren (Zylinder) : ca 600 bis 10000     40 bzw 80 
    mittlere Zugriffszeit: ca 9 [msec]       200 msec / 1 Sekunde

    Kapitel V: Codierungssysteme
    Adressierung
    Leistung eines Rechners

    1.  Codierungssysteme
        1.1  Warum muessen Daten verschluesselt werden?
        1.2  Codes (ASCII, EBCDIC, etc)
    2.  Speicherorganisation, Adressierung
    3.  Exakter Aufbau eines Computers 
        1. Die Leistungsfaehigkeit von Rechnern / Strukturen
           Parallelarchitektur / Vektorrechner
        2. Die Geschwindigkeit von Prozessoren
        3. Die Praxis

    3.1. Die Leistungsfaehigkeit von Rechnern / Strukturen

    Die Leistungsfaehigkeit eines Rechners haengt nicht nur davon ab, wie schnell der Prozessor ist, sondern vor allem auch davon, wie schnell Daten und Programm-Code transportiert werden. Bei einem Prozessor und nur einem einzigen Task (= Aufgabe) kann man das durch verschiedene Massnahmen beschleunigen:

    Parallele Prozessoren / Vektorrechner

    Bei der Parallel-Architektur arbeiten mehrere Prozessoren simultan. Je nach Konstruktion des Rechners koennen mehrere Programme simultan bearbeitet werden oder 1 Programm kann in parallel zu verarbeitende Stuecke zerlegt sein, die von den Prozessoren simultan ausgefuehrt werden.

    Die Prozessoren koennen einen gemeinsamen Speicher nutzen oder jeder Prozessor hat seinen lokalen Speicher, der ueber einen Bus oder eine Speicherverwaltung bedient wird. Es gibt auch Mischloesungen.

    Nach dem Gesetz von Amdahl ist jedes Programm zerlegbar in linear auszufuehrende Teile und in Teile, die parallel verarbeitet werden koennen.

    Bei einer grossen Zahl von Prozessoren kostet der Verwaltungsaufwand fuer die Steuerung der Parallelarbeit Rechenzeit, senkt also die Performance, so dass diese nicht linear mit der Zahl der Prozessoren steigt (Erst durch die Einfuehrung von Transputern soll die Performance linear ansteigen).

    Besondere Vektorrechner arbeiten heute mit bis zu 64.000 Prozessoren. Es gibt eine Reihe von fertigen Maschinen bzw Projekten, die mit mehreren Tausend 16-Bit- und 32-Bit-Mikroprozessoren arbeiten (sollen).

    3.2 Die Geschwindigkeit von Prozessoren

    Sie wird in verschiedenen Einheiten angegeben:

    IPS           zB  8   MIPS
    FLOPS         zB  3,5 MFLOPS
    Whetstones    zB  4233 Whetstones  Benchmark
    Dhrystones                         "
    Linpacks                           "
    
    Alle diese Angaben sind relativ sinnlos, weil:

    Einen wesentlichen Anteil an der Arbeitsgeschwindigkeit hat der Takt, mit dem der Prozessor arbeitet: Je hoeher die Takt-Frequenz (= clock frequency) ist, desto mehr Schritte fuehrt der Prozessor in der Sekunde aus. Das sagt aber noch nicht, wie viele Befehle der Prozessor in der Sekunde ausfuehrt. Es kann sein, dass fuer einige Befehle nur 1 oder sehr wenige Takt-Impulse benoetigt werden, andere Vorgaenge aber sehr kompliziert sind und daher 20 oder noch mehr Takte benoetigen.

    Daher gibt es eine andere Betrachtungsweise: die Zyklus-Zeit. Das ist die Zeit, nach der ein Prozessor einen Befehl vollstaendig abgearbeitet hat. Es gibt Prozessoren, die fuer jeden Befehl gleichviel Takte benoetigen. Bei ihnen ist die Zykluszeit sehr aussagekraeftig.

    Meist wird in so einem Fall eine bestimmte Befehlsform vorgeschrieben (zB alle Befehle sind gleichlang (= haben gleichviel Bytes und erfordern daher identische Lese-Zeiten)). Prozessoren von Grossrechnern und Controller (= Steuer-Prozessoren) werden dahingehend optimiert, dass sie eine sehr kleine Zykluszeit haben.

    Man kann den Prozessor sehr einfach optimieren, indem man ihn sehr "klein und dumm" macht: Dann beherrscht er nur wenige (aber wichtige!) Befehle. Zum Entschluesseln und zur Steuerung dieser Befehle werden nur wenige Takte benoetigt. Der Prozessor wird sehr schnell.

    Je mehr Befehle der Prozessor beherrschen soll, also entschluesseln und umsetzen koennen muss, desto konplexer werden die Schaltwerke fuer seine Ablauf-Steuerung, desto mehr Takte werden dazu benoetigt. Frueher wollte man die Prozessoren immer maechtiger (= intelligenter) machen, also immer mehr und immer komplizierter wirkende Befehle einbauen. Das beruhte auf der schlichten Tatsache, dass oft in maschinennahen Sprachen gearbeitet wurde (Assembler). Dort konnten die Programmierer leicht (?) auf die komplizierten Befehle zurueckgreifen, die ihnen aufwendige Arbeiten (Programmieraufgaben) abnahmen.

    Das erwies sich im Lauf der Zeit als unguenstig, denn:

    Daher gibt es 2 Entwicklungsrichtungen:
    1. RISC-Prozessoren    RISC = Reduced Instruction Set Computer
    
    2. CISC-Prozessoren    CISC = Complex Instruction Set Computer
    
    Der Trend lief ganz radikal in Richtung der RISC-Prozessoren!

    Hier ein altes Beispiel, ca 1988:

    88100 RISC (Motorola) 32 Bit   45.000 Dhrystones  bei 20 MHz
    29000 RISC (AMD)      32 BIT ? 42.000 Dhrystones  bei  ? MHz
    

    Controller

    Ausser RISC oder CISC gibt es noch eine weitere Gruppe, sogenannte "Controller". Das sind meist Single-Chipper (= Micro-Computer-on-a-Chip) oder auch Prozessoren, die meist bestimmte Verarbeitungselemente enthalten zur besonderen Bearbeitung von Bitmustern (fuer Datenuebertragung, Steuerungszwecke oder Datentransformation, Signalverarbeitung etc).

    Wegen der relativ geringen Herstellungskosten haben Controller eine sehr grosse Zukunft, vor allem, weil sehr viele Prozessoren bei den Herstellern als Bibliothekselement vorliegen. Das heisst: Man kann sich heute eine neue integrierte Schaltung herstellen lassen, die als Kern ("Core") einen bestimmten Prozessor hat. Wie aus einem Baukastensystem kann man sich den Prozessor-Kern, Ein-Ausgabe-Elemente, Steuerungs-Elemente etc heraussuchen und nach Mass in einen Chip (den "Micro-Controller") integrieren lassen.

    Das Innenleben des Prozessors

    Wichtig: Den Prozessor gibt es nicht. Die oben beschriebenen Teile 
             finden sich also nicht in allen Prozessoren wieder !
    
    orthogonal = mit jedem Register kann jeder Befehl ausgefuehrt werden
    
    Verknuepfung von Registern oder Registerteilen zu bestimmten Groessen 
    (zB als 4-Bit,8-Bit,16-Bit,32-Bit,64-Bit,128-Bit-Register)
    

    3.3 Die Praxis

    Man muss testen:  - mit realen Daten, 
                      - mit realen Programmen 
                 und  - mit realer Umgebung. 
    

    Dabei zeigt sich, dass - je nach Datentyp, Programmiersprache und System-Umgebung - vollkommen andere Ergebnisse entstehen. Ganz wichtig sind hier die Datentypen und die durch die Programmiersprache erzwungene Programmstruktur.

    Sinnvollerweise wird man dann entweder:

    Das erstere ist teuer, aber schnell, das zweite der meist benutzte, finanziell abgewogene, Kompromiss. Bei dem Kompromiss versucht man zweckmaessigerweise, die Maengel bzw Nachteile der Hardware durch geeignete Software auszugleichen.

    - ende -


    Klassenarbeiten Datenverarbeitung

    Stand: 1988

    ------------------------------------------------------------------------
    DV-TEST.001    Allgemeine Hardware
    ------------------------------------------------------------------------
    
    1)   Was bedeutet "EVA-Prinzip"
        
              Eingabe / Verarbeitung / Ausgabe
              Es genuegt nicht, etwas IN den Computer zu bekommen - 
              Man muss auch etwas HERAUS bekommen !
          
    2)   Welche Eingabegeraete gibt es fuer Computer ?
    
              1.   Spracheingabe
              2.   Tastatur
              3.   Klarschrift-Leser
              4.   optische Kodierungs-Zeichen-Leser
              5.   magnetische Kodierungs-Leser
              6.   mechanische Kodierungs-Leser
              7.   elektronische Daten-Uebertragungsgeraete fuer 
                   Scheckkarten
                   1.   Scheckkarten-Leser  
                        (Speicher in Scheckkarte eingebaut)
                   2.   Scheckkarten-Leser  
                        (Computer in Scheckkarte eingebaut)
              8.   Laser-Card-Reader von Drexler Instruments
    
    3)   Welche Ausgabe-Geraete gibt es fuer Computer ? (grobe Uebersicht)
    
              1.   Sprachausgabe
              2.   Drucker
              3.   Schreiber (x-t-Schreiber)
              4.   Plotter
              5.   Microfilm- / Microfiche-Ausgabe (COM) 
              6.   Locher (Stanzer)
    
    4)   Welche verschiedenen Arten von Druckern gibt es ?
    
             1.   Typendrucker
                  1.   Typenhebel
                  2.   Typenstange    
                  3.   Typenscheibe
                  4.   Typenwalze
                  5.   Typenband
                  6.   Kugelkopf
                  7.   Typenrad  
                       Typenkorb 
    
             2.   Matrix-Drucker  
                  1.   Impact-Drucker
                       1.   Nadel-Drucker
                            1.   normaler Nadeldrucker
                            2.   NLQ-Drucker
                            3.   Schnelldrucker
                                 1.   Kammdrucker 
                                 2.   Liniendrucker
                  2.   Non-Impact-Drucker
                       1.   Thermo-Drucker
                       2.   Electrostat-Drucker
                       3.   Laser-Drucker
                       4.   Magnet-Drucker
                       5.   Elektro-Erosions-Drucker
                       6.   Ink-Jet-Drucker
                       7.   Ionen-Drucker
    
    5a)  Ist ein Typen-Korb-Drucker ein Matrix-Drucker ?
    
    5b)  Wenn ja: ist er ein NLQ-Drucker ?
    
    
              a)   Nein !  Wie der Name schon sagt, handelt es sich um einen 
                   Typen-Drucker.
    
              b)   Er  ist mehr als das !  Er ist als ein Typen-Drucker  der 
                   hoeheren Qualitaetsstufe ein Letter-Quality-Drucker, lie
                   fert also Brief-Qualitaet.
    
    6)   Ist ein Ink-Jet-Drucker ein Impact-Drucker ?
    
              Nein  !  
    
              Weil die Tinte auf das Papier gespritzt wird, muss kein mecha
              nischer Schlag (auf ein Farbband oder gegen das Papier) erfol
              gen.
    
    7)   Ist ein Band-Drucker ein Impact-Drucker ?
    
              Ja ! 
    
              Das  Papier wird mit einem Hammer (genauer:  pro  Buchstaben-
              Position  ein  Hammer)  gegen das Farbband (und  ein  dahinter 
              befindliches Widerlager) geschlagen.
    
    8)   Wird bei einem Thermo-Drucker der Hammer oder die Type bewegt ?
         
              Weder noch !  
    
              Ein  Thermo-Drucker besitzt einen massiven Druckkopf,  der le
              diglich ueber das Papier GEFUEHRT wird.  Durch die Waerme wird 
              die  Tinte auf das Papier uebertragen oder im Papier  umgewan
              delt, so dass sie sichtbar wird.
    
    9)   Ein  Typenrad-Drucker  ist bekanntlich schneller  als  ein  Matrix-
         Drucker. Warum ?
    
              Falsch !
    
              Aufgrund  der  mechanischen  Konstruktion KANN  ein  Typenrad-
              Drucker schneller sein als ein (langsamer) Matrix-Drucker (der 
              dann  vielleicht auch noch NLQ liefern muss).  Im  Allgemeinen 
              aber ist ein Matrix-Drucker wesentlich schneller !
    
    10)  Ein  Matrix-Drucker wird als NLQ-Drucker betrieben.  Warum ist  der 
         Matrix-Drucker langsamer als ein Typenrad-Drucker?
     
              Aufgrund der Aufloesung eines Buchstabens (allgemein:  des zu 
              druckenden  Zeichens) muss der Matrix-Drucker wesentlich  mehr 
              Anschlaege  machen als er normalerweise fuer ein Zeichen  ver
              wendet. So kann es vorkommen, dass er pro Zeichen 4 mal druckt 
              und dabei fuer dieses eine Zeichen bereits zwei- oder  viermal 
              so  viele Anschlaege benutzt --> im Grenzfall 16 mal so  lange 
              Druckzeit. Umgekehrt: Der Matrix-Drucker habe 400 Zeichen pro 
              Sekunde  als  normale Druckgeschwindigkeit.  Bei einem  16-tel 
              davon erreicht er nur noch 25 Zeichen pro Sekunde.  Ein Typen
              rad-Drucker arbeitet (als langsame Ausfuehrung (Billig-Geraet) 
              mit  rund  12 - 18 Zeichen pro Sekunde,  teurere  Geraete  er
              reichen  ohne  Muehe  30  Zeichen  (mittlere  Preislage :  55 
              Zeichen, obere Grenze: 105 Zeichen pro Sekunde).
    
              Bei  Datenschrift  ist  ein  Impact-Matrix-Drucker  wesentlich 
              schneller !
    
    11)  Kann man bei einem Matrix-Drucker auch mehrere Druckkoepfe  gleich
         zeitig benutzen ?
    
              Ja !
    
              Jeder  Druckkopf bedient dann nur noch einen Teil der gesamten 
              zu bedruckenden Flaeche.  Bei 2 Druckkoepfen kann man so  rund 
              doppelt  so schnell drucken,  bei 3 Druckkoepfen rund 3 mal so 
              schnell wie mit einem einzelnen Kopf.
    
    12)  Kann man bei einem Typenrad-Drucker auch mehrere Druckkoepfe (jeder 
         mit seinem Typenrad) gleichzeitig benutzen ?
    
              Ja !
    
              Jeder Druckkopf bedient dann nur noch einen Teil der  gesamten 
              zu  bedruckenden Flaeche.  Bei 2 Druckkoepfen kann man so rund 
              doppelt so schnell drucken,  bei 3 Druckkoepfen rund 3 mal  so 
              schnell wie mit einem einzelnen Kopf.
    
              Allerdings  hat es keinen hohen "Naehrwert",  so etwas zu tun. 
              Wenn man unbedingt schnell drucken moechte,  dann benutzt  man 
              einen  Nadel-Drucker  oder  wechselt auf  einen  Laser-Drucker 
              ueber.  Ein preiswerter Laser-Drucker ist ohnehin billiger als 
              ein  sehr schneller Typenrad-Drucker.  Weil die  Laser-Drucker 
              wesentlich flexibler sind als Typenrad-Drucker,  ist ein Wech
              sel zu einem Laser-Drucker empfehlenswert.
    
    13)  Was bedeutet die Unterscheidung "Impact / Non-Impact" ?
    
              Bei  einem Impact-Drucker wird entweder das Papier  mit  einem 
              Hammer  gegen  das Farbband oder umgekehrt das Farbband  gegen 
              das Papier geschlagen.
    
              Bei  einem  Non-Impact-Drucker wird die Schrift  durch  Waerme 
              oder andere physikalische Mittel sichtbar gemacht.  Dazu  muss 
              die Tinte nicht unbedingt auf das Papier aufgebracht werden:
    
              Das  Papier kann bereits entsprechend beschichtet  oder 
              impraegniert worden sein.
    
    14)  Ist ein Elektro-Erosions-Drucker ein Zeilen-Drucker ?
    
              Das haengt von seiner Konstruktion ab !
    
              Normalerweise  bezeichnet  man einen Drucker dann als  Zeilen-
              Drucker, wenn er eine ganze Druck-Zeile auf einmal druckt.
    
              Bei einem Elektro-Erosions-Drucker wird wie bei einem normalen 
              Matrix-Drucker Punkt um Punkt eines Zeichens gedruckt. Es kann 
              also entweder eine (einzige !) Drucknadel erodieren oder  aber 
              man bewegt einen Kopf mit mehreren Nadeln (wie einen Kamm). Im 
              Grenzfall ist der Kamm feststehend und druckt eine ganze Linie 
              auf einmal (dann haben wir einen Liniendrucker). 
    
              Ist  es  technisch moeglich,  ALLE Nadeln,  die man fuer  eine 
              komplette  Druckzeile benoetigt,  GLEICHZEITIG zu  aktivieren, 
              dann ist dieser Drucker ein Zeilen-Drucker.
    
    15)  Was bedeutet die Unterscheidung: "unidirektional / bidirektional" ?
    
              Wenn  man  bei  der Schreibmaschine immer nur von  links  nach 
              rechts  schreibt,  kann der Druckkopf eines Druckers  entweder 
              vom  Hauptrechner oder dem internen  Steuerungs-Computer  kon
              trolliert werden.  Wenn die Steuerung des Druckers es erlaubt, 
              kann  man also auch die Druckrichtung links / rechts vorgeben. 
              Ist  der Drucker dazu in der Lage,  so spart er den  ansonsten 
              ungenutzten Wagenruecklauf, der ja sehr viel Zeit kostet. 
              Dann  heisst es:  der Drucker arbeitet "bidirektional" (in  2 
              Richtungen).
              Da  der Drucker von einem (im Drucker  befindlichen)  Computer 
              gesteuert  werden  muss,  ist es eine Frage  der  mechanischen 
              Konstruktion und der Computerleistung,  ob der Drucker bidirek
              tional  arbeiten kann.  Kann er nur in einer Richtung arbeiten 
              (von links nach rechts), dann heisst er "unidirektional".
    
    16)  Nennen Sie 2 verschiedene Arten von Schreibern !
    
              Schreiber (x-t-Schreiber)
              1.   einfache Schreiber   (1 Stift)
              2.   Mehrfachschreiber    (mehrere Stifte)
    
    17)  Nennen Sie 2 grundsaetzlich verschiedene Arten von Plottern !
    
              1.   Trommel-Plotter
              2.   Flachbett-Plotter
    
    18)  Kann man von einem Computer auch auf Film ausgeben ?
    a)   Wenn nein: Warum nicht ?
    b)   Wenn ja: wie funktioniert das ?
    
              Antwort  b) ist richtig !  Man muss dazu  einen  lichtempfind
              lichen Film belichten. Der Computer kann dazu ueber eine Optik 
              (analog  zu  jener eines Laser-Druckers) belichten  oder  aber 
              einen Plotter benutzen, bei dem mit einem Lichtstift ueber den 
              Film gefahren wird.
    
              Die   Aufzeichnung  erfolgt  entweder  auf  kleinen  Kaertchen 
              (Microfiche) oder (fortlaufend) auf Rollfilm. 
    
    19)  Sie  wissen,  dass man mit Geraeten,  die an einen  Computer  ange
         schlossen  werden  koennen,  auch Loecher in  Datentraeger  stanzen 
         kann. 
    
    19a) Warum  benutzt man diese Verfahren auch HEUTE noch und wozu benutzt 
         man sie ?
    
              Diese  Verfahren  sind recht einfach und koennen vom  Menschen 
              (optisch) kontrolliert werden (ablesen).
    
              Die  Methode setzt keinen teuren Datentraeger voraus (nur  Pa
              pier, Pappe oder Kunststoff), also keine teure magnetisierbare 
              Beschichtung. 
    
              Der Datentraeger darf auch mechanisch sehr strapaziert  werden 
              - im  Gegensatz  zu  den sehr  empfindlichen  magnetisierbaren 
              Beschichtungen.
    
              Die Vorrichtung zum Lesen der Datentrager ist sehr einfach und 
              stoersicher  zu bauen (entweder mit Opto-Elektronik  oder  mit 
              mechanischer Abtastung (zum Beispiel Nadeln oder Federn)).
    
              Man benutzt diese Verfahren ueberall dort,  wo man strapazier
              faehige Datentrager benoetigt und die geringe Arbeitsgeschwin
              digkeit nicht (sehr) stoert. 
    
              Beispiele: zur Lagerverwaltung zB in Apotheken 
                          zur Speicherung von Programmen  fuer  (numerisch 
                              gesteuerte) Automaten, zB Drehautomaten etc.
    
    19b) welche Datentraeger gibt es fuer diese Verfahren ?
    
              1.   Lochkarten (Lochkarte nach "altem Muster"
              2.   Kaertchen (zB fuer Apotheke)
              3.   Lochstreifen
    
    20)  Welche Methoden gibt es zu Sprachausgabe per Computer ?
    
              1. mit digitalisierter menschlicher Sprache
                     --> fester Text
              2. mit Synthesizer
                     --> beliebiger Text
    
    21a) Was kann der Computer als Ausgabe produzieren ? 
         Sortieren Sie nach den verwendeten Materialien !
    
              1.   Normaler Ausdruck   Normalpapier
              2.   Lochkarte           Spezialpapier  (oelgetraenkt)
              3.   Lochstreifen        Spezialpapier  (oelgetraenkt)
              4.   Kaertchen           Kunststoff
    
    21b) Was davon kann der Computer wieder verwenden (als Input) ?
    
              1. Klarschrift           
                   1. Typenschrift   (Pica / Courier etc)
                   2. Draft          (einfacher Matrixdruck --> ungeeignet)
              2. OCR-Schriften       (Optical Character Recognition)
                   1. OCRA
                   2. OCRB
              3. Strichcodes         (EAN etc)
    22)  Welche  schriftliche  Eingabe  des Menschen kann ein  Computer  als 
         Eingabe verarbeiten ?
    
              1. Markierungsschrift         (zB mit Bleistift-Schrift) 
                 (vorgegebene Zeichenform)
    
              2. Handschrift
    
    23)  Teilen  Sie  die  folgenden Datentraeger danach ein,  ob  sie  ver
         schluesselt oder nicht verschluesselt beschriftet werden:
    
         Lochstreifen
         Lochkarte
         Kaertchen
    
              verschluesselt      nicht verschluesselt
              Lochstreifen
              Lochkarte           Lochkarte    
              Kaertchen           Kaertchen    
    
    24)  Nennen  Sie  GENAU die Eingabe-Geraete (Leser),  die man  an  einen 
         Computer anschliessen kann !
    
             1. Klarschrift-Leser
                1. Blatt-Leser                (Typenschrift zB fuer
                                              Pica / Courier etc)
                2. Markierungsschrift-Leser   (zB mit Bleistift-Schrift)
                3. Handschrift-Leser
    
                4. OCR-Schriften              (Optical Character Recognition)
    
             2. Optische Kodierungs-Zeichen-Leser
                1. Strichcodes-Leser          (EAN etc)
                2. Lochkarten-Leser
                3. Lochstreifen-Leser
    
             3. magnetische Kodierungs-Leser
                1. Magnetkonten-Leser
                2. Scheckkarten-Leser
    
             4. mechanische Kodierungs-Leser
                1. Lochkarten-Leser
                2. Lochstreifen-Leser
                3. Kaertchen-Leser
    
             5. elektronische Daten-Uebertragung
                1. Scheckkarten-Leser (Speicher in Scheckkarte eingebaut)
                2. Scheckkarten-Leser (Computer in Scheckkarte eingebaut)
    
             6. Laser-Card-Reader
    
    25)  Nennen  Sie  GENAU die Eingabe-Geraete (Leser),  die man  an  einen 
         Computer anschliessen kann !
    
              1. Klarschrift-Leser
              2. Optische Kodierungs-Zeichen-Leser
              3. magnetische Kodierungs-Leser
              4. mechanische Kodierungs-Leser
              5. elektronische Daten-Uebertragung
                 1. Scheckkarten-Leser (Speicher in Scheckkarte eingebaut)
                 2. Scheckkarten-Leser (Computer in Scheckkarte eingebaut)
              6. Laser-Card-Reader von Drexler Instruments
    
    26)  Handelt  es sich bei der OCR-Schrift um eine besondere  Druckquali
         taet eines Matrix-Druckers oder um jene eines Kugelkopf-Druckers ?
         Erklaeren Sie das genau !
    
              Ja und nein ! (Die Frage ist eine typische Fangfrage !)
    
              OCR-Schriften  sind Schrift-Arten mit besonderen  Zeichensaet
              zen.
    
              Sie  zeichnen  sich dadurch aus,  dass sie gut  mit  optischen 
              Lesern  vom Computer erfasst (eingelesen) werden  koennen.  Es 
              gibt Kugelkoepfe,  die die OCR-Zeichen als Typen tragen. Typen 
              sind  optisch "glatt" und koennen daher leicht gelesen werden. 
              Bei  einem Matrix-Drucker ist wegen der Aufloesung in  Matrix-
              Punkte die Lesbarkeit nicht sehr gut. Daher muss man fuer eine 
              gute Lesbarkeit der OCR-Zeichen auch eine gute  Druckqualitaet 
              des  Druckers  fordern.  Soll ein  Matrix-Drucker  OCR-Schrift 
              produzieren, dann setzt das eine hohe Druckqualitaet voraus.
    
    26)  Wozu benutzt man Balken-Codes ?
    
              Die  Zeichen  der Balken-Codes koennen als schmale und  breite 
              Striche auf Papier gedruckt werden.  Damit koennen sie bereits 
              bei der Verpackung einer Ware auf die Verpackung gedruckt oder 
              aufgeklebt  werden.  Diese Methode der Markierung  (Kennzeich
              nung)  ist  sehr billig und wird daher in grossem  Umfang  zur 
              Kennzeichnung von Konsumware benutzt. 
    
    27)  Was ist ein Blatt-Leser?
    
              Ein  Blatt-Leser ist ein Geraet,  mit dem komplette Texte  er
              fasst werden koennen, indem man sie in gedruckter oder maschi
              nengeschriebener Form als Papierbogen (zB im Format DIN A4) in 
              das Geraet gibt (wie in einen Fotokopierer mit Selbst-Einzug). 
    
              Blattleser arbeiten nach einem aehnlichen Prinzip wie  Fotoko
              pierer der neuesten Generation (Laser-Scanner).
    
              Blattleser  nach  dem neuesten Stand der Technik  koennen  ein 
              DIN-A4-Blatt  mit normalem maschinengeschriebenen Text in 15 - 
              25  Sekunden  lesen.  (entspricht zB rund 2000 Zeichen  in  20 
              Sekunden,  also  200  Zeichen  pro Sekunde = rund  12  mal  so 
              schnell wie unsere Weltmeisterin im  Maschineschreiben).   Die 
              Fehlerquote  liegt bei weniger als 1 Fehler pro 1000  gelesene 
              Zeichen. 
    
              Die  Preise  liegen  bei mindestens 3000  DM  (einschliesslich 
              gewisser Steuer-Software).
              Damit  ist es jetzt wirtschaftlich moeglich,  Texte von  einem 
              Geraet  sehr  schnell automatisch lesen zu  lassen,  sie  dann 
              weiterzu  verarbeiten  und fuer den Druck  zu  verwenden.  Ein 
              Blattleser kann ca 15 Typistinnen ersetzen. 
    
    28a) Welche magnetischen Datentraeger gibt es ? (genau angeben !)
    
              1.   Magnetband (Aufzeichnung mit 2 Toenen)
              2.   Cassette (Aufzeichnung mit 2 Toenen)
              3.   Magnetband (digitale Aufzeichnung)
              4.   Cassette (digitale Aufzeichnung)
              5.   Streifenspeicher
              6.   Trommelspeicher
              7.   Magnetplatte
              8.   Diskette
              9.   Magnetstreifen-Karten (Scheckkarte etc)
             10.   Magnetkontenkarten
    
    28b) Welche Geraete gehoeren dazu ?
    
              1.   Tonband-Geraet (Magnetband-Geraet zur Musikaufzeichung)
              2.   Cassetten-Recorder (zur Musikaufzeichnung)
              3.   digitales Magnetband-Geraet
              4.   digitaler Cassetten-Recorder 
              5.   Streifenspeicher
              6.   Magnet-Trommel
              7.   Fest-Platten-Laufwerk
              8.   Floppy-Disk-Laufwerk
              9.   Scheckkarten-Leser/Schreiber
             10.   Magnetkonten-Leser/Schreiber
    
    ------------------------------------------------------------------------
    DV-TEST.002    Aufgaben zur magnetischen Aufzeichnung
    ------------------------------------------------------------------------
    
    1a)  Welche  magnetischen Datentraeger gibt es?  Bitte geben sie  diese 
         genau an !
    
              1.   Magnetband (Aufzeichnung mit 2 Toenen)
              2.   Cassette (Aufzeichnung mit 2 Toenen)
              3.   Magnetband (digitale Aufzeichnung)
              4.   Cassette (digitale Aufzeichnung)
              5.   Streifenspeicher
              6.   Trommelspeicher
              7.   Magnetplatte
              8.   Diskette
              9.   Magnetstreifen-Karten (Scheckkarte etc)
             10.   Magnetkontenkarten
    
    1b)  Welche Geraete gehoeren dazu ?
    
              1.   Tonband-Geraet (Magnetband-Geraet zur Musikaufzeichnung)
              2.   Cassetten-Recorder (zur Musikaufzeichnung)
              3.   digitales Magnetband-Geraet
              4.   digitaler Cassetten-Recorder 
              5.   Streifenspeicher
              6.   Magnet-Trommel
              7.   Fest-Platten-Laufwerk
              8.   Floppy-Disk-Laufwerk
              9.   Scheckkarten-Leser/Schreiber
             10.   Magnetkonten-Leser/Schreiber
    
    2)   Warum  macht  man in den Eisenkern der  Magnetspule  einen  kleinen 
         Spalt ?
    
              Damit  ein Magnetfeld herausquellen und in die magnetisierbare 
              Beschichtung des Datentraegers eindringen kann.
    
    3)   Welches  grundlegende  Problem  hat man bei  der  Aufzeichnung  auf 
         rotierenden Scheiben ?
    
              Die  aussen liegenden Spuren sind laenger und die darauf  sind 
              groesser und liegen auch weiter auseinander. Die innen liegen
              den Spuren sind kuerzer und die darauf befindlichen Magnetchen 
              sind kuerzer und haben einen kleineren Abstand von einander. 
    
              Die Lese-Elektronik der Steuerung muss dennoch die Daten  ein
              wandfrei lesen koennen. Der Unterschied zwischen den auesseren 
              und den inneren Spueren ist jedoch so gross, dass man sich nur 
              auf wenige Spuren beschraenken muss.
    
    4)   Welches  ist die wichtige Eigenschaft eines in einer magnetisierba
         ren Beschichtung erzeugten Magnetchens ?
    
              Wird  die  erzeugende Spule wieder entfernt  (oder  der  Strom 
              ausgeschaltet), dann bleibt das kleine Magnetchen erhalten.
    
    5)   Warum  muss man bei der Aufzeichnung auf Band darauf  achten,  dass 
         man nicht zu kleine Datenbloecke einzeln aufzeichnet ?
    
              Weil  zwischen den Datenbloecken jeweils eine Luecke sein muss 
              zum Starten und Stoppen des Bandes. Diese Luecke bedeutet eine 
              sehr grosse Verschwendung von Speicherplatz auf dem Band.
    
    6)   Welchen Nachteil hat die Methode, bei der Bandaufzeichnung mit zwei 
         Toenen zu arbeiten ?
    
              Die Elektronik braucht eine gewisse Weile,  um mit einer  aus
              reichenden  Sicherheit zu erkennen,  ob es sich jeweils um den 
              hohen oder den tiefen Ton handelt. 
              --> Das Verfahren ist sehr langsam.
    
    7)   Warum ist es unpraktisch,  sehr grosse Datenbloecke auf einem  Band 
         zu haben ?
    
              Bei  sehr grossen Datenmengen ist es sehr  unpraktisch,  stets 
              mehrere Meter Band "durchfahren" zu muessen, um endlich an die 
              richtige Stelle zu gelangen.
    
    8a)  Was bedeutet Bit-seriell ?
    
              Die Bits werden auf einer einzigen Spur einzeln,  nacheinander 
              aufgezeichnet oder gelesen.
    
    8b)  Was ist das Gegenstueck dazu ?
    
              Bit-parallel
    
              Mehrere Spuren befinden sich parallel auf dem Datentraeger. Es 
              werden  mehrere  Bits gleichzeitig geschrieben  oder  gelesen. 
              Ueblich  sind 8 oder 9 parallele Spuren.  Die Bezeichnung bit-
              parallel ist jedoch nicht zwangsweise gleichbedeutend mit  der 
              Anzahl von 8 oder 9 bits !
    
    9)   Warum  benutzt man die sehr empfindliche Aufzeichnung auf  magneti
         schen Datentraegern (andere Methoden sind doch viel "robuster") ?
    
              Weil  man  damit sehr grosse Datenmengen speichern  kann.  Die 
              anderen Datentrager sind zwar strapazierfaehiger,  jedoch  bei 
              weitem nicht so leistungsfaehig.
    
    ZUSATZAUFGABE
    10)  Nennen Sie die verschiedenen Methoden, Daten auf Band zu verwalten.
    
              Die  Daten sollen auf das Band aufgezeichnet werden.  Um moeg
              lichst schnell aufzeichnen zu koennen, schreibt man die ganzen 
              Daten 'en bloc' auf das Band.  Das laesst sich jedoch schlecht 
              verwalten.  Das  am leichtesten zu verwaltende  Aufzeichnungs
              format  sind viele kleine Bloecke von Daten,  die  zudem  auch 
              noch alle gleichlang sind. Hier kommt man eine eine Grenze der 
              Zugriffszeit  und  der rationellen  Bandausnutzung,  weil  die 
              notwendigen  Luecken zwischen den Bloecken zu viel Platz bean
              spruchen. 
    
              Moegliche Einteilungen (nach offiziellem Sprachgebrauch):
    
              1.   Alle  Datensaetze sind gleichlang.  Jeder Datensatz  wird 
                   fuer  sich allein auf das Band gebracht und ist  von  den 
                   "benachbarten" Datensaetzen durch eine Kluft getrennt.
    
                   "Datensaetze mit fester Laenge / ungeblockt"
    
              2.   Alle  Datensaetze  sind gleichlang.  Mehrere  Datensaetze 
                   sind zu einem Block zusammengefasst;  jeder Block besteht 
                   aus gleichvielen Datensaetzen.  Die Zahl der  Datensaetze 
                   pro Block nennt man Blockungsfaktor. 
    
                   "Datensaetze mit fester Laenge, geblockt"
    
              3.   Die  Datensaetze sind unterschiedlich lang.  Jeder Daten
                   satz wird fuer sich allein auf das Band gebracht und  ist 
                   von  den  "benachbarten"  Datensaetzen durch  eine  Kluft 
                   getrennt. 
                   Um  den  Datensatz erkennen zu koennen,  wird  vor  jedem 
                   Datensatz  ein  "Kopf" aufgezeichnet mit dem  NAMEN  (und 
                   eventuell anderen notwendigen Kennzeichen).  Eine Eintra
                   gung ueber die LAENGE des Datensatzes ist notwendig.
    
                   "Datensaetze mit variabler Laenge, ungeblockt"
    
              4.   Die Datensaetze sind unterschiedlich lang. Mehrere Daten
                   saetze  sind zu einem Block zusammengefasst;  jeder Block 
                   besteht moeglicherweise aus verschieden vielen Datensaet
                   zen.
                   Der KOPF eines Datensatzes enthaelt eine Angabe ueber die 
                   Laenge des Datensatzes.  Jeder Block enthaelt zusaetzlich 
                   eine  Angabe  (einen eigenen Kopf) ueber die  Laenge  des 
                   Blocks.
    
                   "Datensaetze mit variabler Laenge, geblockt"
    
              5.   Jeder Datensatz befindet sich ohne Laengenangabe auf  dem 
                   Band - und enthaelt auch keine Bloecke.
    
                   "Datensaetze ohne Laengenangabe"
    
                   Da die Laenge unbekannt ist,  muss beim Lesen auf irgend
                   eine Weise herausgefunden werden, wann der Datensatz denn 
                   nun  zu Ende ist (zum Beispiel durch ein besonderes  Zei
                   chen  am Ende des Datensatzes).  Das erfordert eine  sehr 
                   flexible  Handhabung unterschiedlicher Datenmengen,  also 
                   eine grosse Intelligenz der  Verwaltungsprogramme.  Meist 
                   geht  man  jedoch jedoch den "Weg des  geringsten  Wider
                   stands"  und  verzichtet beim kommerziellen  Einsatz  auf 
                   diese  Methode.  Bei  der Messwerterfassung oder  anderen 
                   Aufgabenbereichen kann es jedoch aus Platzgruenden  sinn
                   voll  sein,  nur jene Daten zu speichern,  die  unbedingt 
                   notwendig  sind  und  erst bei der  anschliessenden  Aus
                   wertung  eine komplette "Neuordnung" der  Daten  durchzu
                   fuehren.
    
    
                   Wichtig :  Die  Ordnung auf dem Band ist eine Frage  der 
                   Logik und des Aufwandes, den man zu erbringen bereit ist. 
                   Ausserdem  haengt  es von der Art der  Daten  ab,  welche 
                   Methode man im Einzelfall anwendet.
    
    ZUSATZAUFGABE
    11)  Warum haben sich Trommelspeicher nicht in grossem Umfang  durchset
         zen koennen (im Vergleich zu rotierenden Scheiben) ?
    
              Ihre  Mechanik wirft grosse Probleme bei der Herstellung  auf. 
              Ausserdem  ist es viel leichter,  Scheiben in grossen  Stueck
              zahlen  herzustellen und sie mit der erforderlichen Praezision 
              zu bearbeiten.
    
              Wenn man die Disketten betrachtet, die ja auch zu den Scheiben 
              gehoeren,  dann sind die Kosten fuer die Disketten selbst fast 
              zu vernachlaessigen: 1 Floppy-Laufwerk kostet rund 300.-- DM, 
              1 Diskette kostet 3 bis 7.-- DM.  Eine Trommel kostet  mehrere 
              Tausend DM.
    
    12)  Warum  muss  man bei der Speicherung (nicht nur bei der  Magnetauf
         zeichnung) Pruefmuster verwenden ?
    
              Weil die Betriebssicherheit der Magnetaufzeichnung nicht  sehr 
              gross ist.
    
    13)  Welche  Moeglichkeiten  gibt  es,  wenn man einen  Datenblock  (zum 
         Beispiel  einen  Sektor einer Diskette) liest und dazu  (auch)  das 
         Pruefmuster (liest) ?
    
              1. Daten gut       Pruefmuster gut
              2. Daten gut       Pruefmuster defekt
              3. Daten defekt    Pruefmuster gut
              4. Daten defekt    Pruefmuster defekt
    
              Bei dem 1.  Fall ist das Lesen erfolgreich.  Beim 3. Fall kann 
              aus  dem korrekten Pruefmuster (eventuell) der  Fehler  korri
              giert werden. Im 2. Fall wird aus dem defekten Pruefmuster das 
              Datenmuster "korrigiert",  aber falsch !  Im 4.  Fall kann der 
              Fehler  entweder  erkannt  werden ODER  aber  das  Pruefmuster 
              "passt"  ebenfalls fuer das defekte Datenmuster,  so dass kein 
              Fehler  gemeldet  wird  ("die Fehler  heben  sich  gegenseitig 
              auf").  Dann wird dem Betriebssystem kein Fehler gemeldet  und 
              man arbeitet (ohne es zu wissen) mit diesen defekten Daten.
    
    14)  Was bedeutet der Ausdruck "korrigierbarer Fehler" ?
    
              Wenn  das gelesene Pruefmuster nicht defekt ist,  kann aus dem 
              Pruefmuster  und den gelesenen Daten zurueckgerechnet  werden, 
              WIE das eigentliche Datenmuster ausgesehen hat.
              Der Fehler ist dann korrigierbar,  wenn die verwendete Methode 
              geeignet  ist und wenn das Pruefmuster ausreichend gross  (um
              fangreich) ist.
              Beispiel: 1 (Bit-)-Fehler kann korrigiert werden. Sind 2 Bits 
              defekt, so kann der Fehler nur noch erkannt, nicht aber korri
              giert werden.
    
    
    15)  Was ist ein "Format" und wozu benutzt man es ?
    
              Ein  FORMAT  ist eine Art Geruest.  Es wird auf  Baender  oder 
              Scheiben  aufgezeichnet (geschrieben).  Innerhalb  dieses  Ge
              ruests  kann  man jeweils bestimmte Mengen Daten in  eine  Art 
              "Behaelter"  (zum Beispiel Datenbereich eines Sektors auf  der 
              Diskette) aufzeichnen.
    
              Bei  einer  Diskette besteht das Geruest aus einer  Folge  von 
              Sektoren,  von denen jeder mit einer Kennung ueber Spur-Nummer 
              und Sektor-Nummer versehen ist. Nach dieser Kennung folgt dann 
              bei  jedem  einzelnen Sektor der dazugehoerende  Datenbereich. 
              Die  Kennungen und die Datenbereiche sind voneinander  jeweils 
              durch Luecken getrennt.
    
              Ausserdem gibt es ein Indexloch,  das festlegt,  wann auf  der 
              Spur  die Aufzeichnung beginnt.  Es gibt nur 1 Indexloch  fuer 
              die gesamte Diskette.  Es wird mit einer Opto-Elektronik abge
              tastet.
    
    16)  Beschreiben  Sie  den Aufbau eines Magnetbandes (zB des  Bandes  in 
         einer Cassette oder auf einer Rolle) !
    
              Man nimmt eine Kunststofffolie.  Sie ist sehr strapazierfaehig 
              und  wird  als Trager benutzt.  Auf diesen Traeger bringt  man 
              eine  duenne Schicht aus einem magnetisierbaren Material  (zum 
              Beispiel fein verteiltes Eisenpulver).
    
              Bringt  man einen Elektromagneten an eine magnetisierbare  Be
              schichtung,  so  werden  in  den  Eisenteilchen  mikroskopisch 
              kleine   "Elementarmagnete"  mit  Gewalt  in  eine   bestimmte 
              Richtung gedreht. 
    
    ZUSATZAUFGABE
    17)  Beschreiben  Sie den Aufbau eines Elektromagneten,  so wie er  fuer 
         die  Aufzeichnung  auf  einem Magnetband oder  auf  einer  Diskette 
         verwendet wird.
    
              1.   Wenn  man einen Strom durch einen Draht fliessen  laesst, 
                   so besteht um diesen Draht ein Magnetfeld.
              2.   Wickelt man den Draht zu einer Spule, so wird das Magnet
                   feld staerker. 
              3.   Die  Staerke  des Magnetfeldes von der  Stromstaerke  und 
                   Wenn  man einen Eisenstab (zum Beispiel einen Nagel)  als 
                   Kern  der  Spule nimmt,  so wird durch  die  Wirkung  des 
                   Eisenkerns das Magnetfeld staerker. 
              4.   Die Staerke des Magnetfeldes haengt auch vom Material des 
                   Kerns ab.
              5.   Man  biegt man beide Enden des Eisenstabes zusammen.  Die 
                   starken Feldlinien reichen nun von einem Ende des  Nagels 
                   zum anderen: von einem Pol zum anderen. 
    
              6.   Je naeher man beide Enden zusammenbringt,  desto staerker 
                   wird das Feld dazwischen. 
    
              7.   Laesst man nur einen kleinen Spalt, so reicht das Magnet
                   feld von einem Pol zum anderen (von einem Ende des Nagels 
                   zum anderen) und ist sehr stark.  Es quillt aber auch aus 
                   dem  Spalt  heraus und dringt in die magnetisierbare  Be
                   schichtung des Bandes ein. 
    ZUSATZAUFGABE
    18)  Beschreiben Sie den Aufbau eines Trommelspeichers !
    
              Eine Trommel ist mit einer magnetisierbaren Oberflaeche verse
              hen.  Die Trommel kann sich um ihre Laengsachse drehen. In der 
              Drehrichtung koennen mehrere Spuren nebeneinander  aufgezeich
              net werden.  Man kann fuer jede Spur einen Magnetkopf benutzen 
              (und diesen fest montieren) oder nur einen einzigen Magnetkopf 
              verwenden, der dann von Spur zu Spur bewegt werden muss.
              Bei  einer Trommel sind alle Spuren gleich und haben darum die 
              gleiche Aufzeichnungsdichte.  Die Schreib-/Lese-Elektronik ist 
              daher nicht sehr kompliziert.  Trommel-Speicher koennen  folg
              lich sehr zuverlaessig gebaut werden.
    
              Das  Hauptproblem der Trommelspeicher ist ihre Mechanik:  Sie 
              sind sehr schwer und unhandlich und koennen auch nicht  belie
              big  gross gebaut werden.  Scheiben sind leichter herzustellen 
              und auch wesentlich leichter (und billiger).
    
    19)  Warum ist es so schwierig,  bei einem Band einen bestimmten  Daten-
         Block zu erreichen ? Welchen Ausweg geht man hier bei der Aufzeich
         nung auf der Trommel oder auf einer rotierenden Scheibe ?
    
              Man  kann  das Band nur "der Reihe nach abfahren",  muss  also 
              auch  unbenutzte  Bandstuecke  ueberlesen.  Bei  Trommel  oder 
              Scheibe kann man sich diese Arbeit ersparen und greift  direkt 
              auf die richtige Spur zu.  Dieser "Durchgriff" spart sehr viel 
              Zeit. 
    
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    DV-TEST.003    Klausur fuer den gesamten Stoff
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    Teil 1: einfache Fragen
    
    1.   Welche verschiedenen Arten von Druckern gibt es ?
    
             1.   Typendrucker mit:
                  1.   Typenhebel
                  2.   Typenstange    
                  3.   Typenscheibe
                  4.   Typenwalze
                  5.   Typenband
                  6.   Kugelkopf
                  7.   Typenrad  
                       Typenkorb 
    
             2.   Matrix-Drucker
                  1.   Impact-Drucker
                       1.   Nadel-Drucker
                            1.   normaler Nadeldrucker
                            2.   NLQ-Drucker
                            3.   Schnelldrucker
                                 1.    Kammdrucker
                                 2.    Liniendrucker    
                  2.   Non-Impact-Drucker
                       1.   Thermo-Drucker
                       2.   Xerostat-Drucker
                       3.   Laser-Drucker
                       4.   Magnet-Drucker
                       5.   Elektro-Erosions-Drucker
                       6.   Ink-Jet-Drucker
                       7.   Ionen-Drucker
    
    2)    Was bedeutet "EVA-Prinzip"
    
              Eingabe / Verarbeitung / Ausgabe
    
    3)   Welche Eingabegeraete gibt es fuer Computer ?
    
              1.   Tastatur
              2.   Spracheingabe
              3.   Klarschrift-Leser
              4.   optische Kodierungs-Zeichen-Leser
              5.   magnetische Kodierungs-Leser
              6.   mechanische Kodierungs-Leser
              7.   elektronische Daten-Uebertragungsgeraete fuer 
                   Scheckkarten
                   1.   Scheckkarten-Leser  
                        (Speicher in Scheckkarte eingebaut)
                   2.   Scheckkarten-Leser  
                        (Computer in Scheckkarte eingebaut)
              8.   Laser-Card-Reader von Drexler Instruments
    
    Teil 2: spezielle Fragen
    
    4)   Was ist ein Blatt-Leser?
    
              Ein  Blatt-Leser ist ein Geraet,  mit dem komplette Texte  er
              fasst werden koennen, indem man sie in gedruckter oder maschi
              nengeschriebener Form als Papierbogen (zB im Format DIN A4) in 
              das Geraet gibt (wie in einen Fotokopierer mit Selbst-Einzug). 
    
              Blattleser  arbeiten nach einem aehnlichen Prinzip wie Fotoko
              pierer der neuesten Generation (Laser-Scanner).
    
              Blattleser  nach  dem neuesten Stand der Technik  koennen  ein 
              DIN-A4-Blatt mit normalem maschinengeschriebenen Text in 15  - 
              25  Sekunden  lesen.  (entspricht zB rund 2000 Zeichen  in  20 
              Sekunden,  also  200  Zeichen  pro Sekunde = rund  12  mal  so 
              schnell  wie unsere Weltmeisterin im Maschineschreiben).   Die 
              Fehlerquote  liegt bei weniger als 1 Fehler pro 1000  gelesene 
              Zeichen. 
              Die  Preise  liegen bei mindestens  3000  DM  (einschliesslich 
              gewisser Steuer-Software).
    
              Damit  ist es jetzt wirtschaftlich moeglich,  Texte von  einem 
              Geraet  sehr  schnell automatisch lesen zu  lassen,  sie  dann 
              weiterzu  verarbeiten  und fuer den Druck  zu  verwenden.  Ein 
              Blattleser kann ca 15 Typistinnen ersetzen. 
    
    5)   Sie  wissen,  dass  man mit Geraeten,  die an einen Computer  ange
         schlossen  werden  koennen,  auch Loecher in  Datentraeger  stanzen 
         kann. 
    
    a)   Warum benutzt man diese Verfahren auch HEUTE noch und wozu  benutzt 
         man sie ?
    
              Diese  Verfahren  sind recht einfach und koennen vom  Menschen 
              (optisch) kontrolliert werden (ablesen).
    
              Die  Methode setzt keinen teuren Datentraeger voraus (nur  Pa
              pier, Pappe oder Kunststoff), also keine teure magnetisierbare 
              Beschichtung. 
    
              Der Datentraeger darf auch mechanisch sehr strapaziert  werden 
              - im  Gegensatz  zu  den sehr  empfindlichen  magnetisierbaren 
              Beschichtungen.
    
              Die Vorrichtung zum Lesen der Datentrager ist sehr einfach und 
              stoersicher  zu bauen (entweder mit Opto-Elektronik  oder  mit 
              mechanischer Abtastung (zum Beispiel Nadeln oder Federn)).
              Man benutzt diese Verfahren ueberall dort,  wo man strapazier
              faehige Datentrager benoetigt und die geringe Arbeitsgeschwin
              digkeit nicht (sehr) stoert. 
    
              Beispiele: zur Lagerverwaltung zB in Apotheken 
                          zur Speicherung von Programmen  fuer  (numerisch 
                              gesteuerte) Automaten, zB Drehautomaten etc.
    
    b)   welche Datentraeger gibt es fuer diese Verfahren ?
    
              1.   Lochkarten (Lochkarte nach "altem Muster"
              2.   Kaertchen (zB fuer Apotheke)
              3.   Lochstreifen
    
    6a)  Ist ein Typen-Korb-Drucker ein Matrix-Drucker ?
    6b)  Wenn ja: ist er ein NLQ-Drucker ?
    
              a)   Nein ! (Fangfrage ! ) Wie der Name schon sagt, handelt es 
                   sich um einen Typen-Drucker.
    
              b)   Er  ist mehr als das !  Er ist als ein Typen-Drucker  der 
                   hoeheren Qualitaetsstufe ein Letter-Quality-Drucker, lie
                   fert also Brief-Qualitaet.
    
    7a)  Ist ein Band-Drucker ein Impact-Drucker ?
    7b)  Wie funktioniert der Mechanismus ?
    
              a)   Ja  !  
    
              b)   Das  Endlos-Band  mit  den Typen darauf  wird  "im  Kreis 
                   herum"  an  der zu druckenden  Zeile  vorbeigezogen.  Das 
                   Papier  wird mit einem Hammer (genauer:  pro Buchstaben-
                   Position ein Hammer) gegen das Farbband (und ein dahinter 
                   befindliches Widerlager) geschlagen.
    
    8)   Wozu benutzt man Balken-Codes ?
    
              Die  Zeichen  der Balken-Codes koennen als schmale und  breite 
              Striche auf Papier gedruckt werden.  Damit koennen sie bereits 
              bei der Verpackung einer Ware auf die Verpackung gedruckt oder 
              aufgeklebt  werden.  Diese Methode der Markierung  (Kennzeich
              nung)  ist  sehr billig und wird daher in grossem  Umfang  zur 
              Kennzeichnung von Konsumware benutzt. 
    
    9)   Wird bei einem Thermo-Drucker der Hammer oder die Type bewegt ?
    
              Weder noch !  
    
              Ein  Thermo-Drucker  besitzt  einen  massiven  Druckkopf,  der 
              lediglich  ueber das Papier GEFUEHRT wird.  Durch  die  Waerme 
              wird  die  Tinte  auf das Papier uebertragen  oder  im  Papier 
              umgewandelt, so dass sie sichtbar wird.
    
    ZUSATZFRAGE
    10)  Ein  Typenrad-Drucker  ist  bekanntlich schneller als  ein  Matrix-
         Drucker. Warum ?
    
              Falsch!     Aufgrund der mechanischen  Konstruktion  KANN  ein 
              Typenrad-Drucker  schneller  sein als ein (langsamer)  Matrix-
              Drucker. Im Allgemeinen aber ist ein Matrix-Drucker wesentlich 
              schneller !
    
    11)  Welche  Methoden gibt es fuer die Sprachausgabe per Computer ?
    
              1. mit digitalisierter menschlicher Sprache = fester Text
              2. mit Synthesizer                          = beliebiger Text
    
    ZUSATZFRAGE
    12)  Ein  Matrix-Drucker wird als NLQ-Drucker betrieben.  Warum ist  der 
         Matrix-Drucker langsamer als ein Typenrad-Drucker?
    
              Aufgrund der Aufloesung eines Buchstabens (allgemein:  des zu 
              druckenden  Zeichens) muss der Matrix-Drucker wesentlich  mehr 
              Anschlaege  machen als er normalerweise fuer ein Zeichen  ver
              wendet. So kann es vorkommen, dass er pro Zeichen 4 mal druckt 
              und dabei fuer dieses eine Zeichen bereits zwei- oder  viermal 
              so  viele Anschlaege benutzt --> im Grenzfall 16 mal so  lange 
              Druckzeit. Umgekehrt: Der Matrix-Drucker habe 400 Zeichen pro 
              Sekunde  als  normale Druckgeschwindigkeit.  Bei einem  16-tel 
              davon erreicht er nur noch 25 Zeichen pro Sekunde.  Ein Typen
              rad-Drucker arbeitet (als langsame Ausfuehrung (Billig-Geraet) 
              mit  rund  12 - 18 Zeichen pro Sekunde,  teurere  Geraete  er
              reichen  ohne  Muehe  30  Zeichen  (mittlere  Preislage :  55 
              Zeichen, obere Grenze: 105 Zeichen pro Sekunde).
    
              Bei  Datenschrift  ist  ein  Impact-Matrix-Drucker  wesentlich 
              schneller !
    
    13)  Kann man bei einem Typenrad-Drucker auch mehrere Druckkoepfe (jeder 
         mit seinem Typenrad) gleichzeitig benutzen ?
    
              Ja !
    
              Jeder Druckkopf bedient dann nur noch einen Teil der  gesamten 
              zu  bedruckenden Flaeche.  Bei 2 Druckkoepfen kann man so rund 
              doppelt so schnell drucken,  bei 3 Druckkoepfen rund 3 mal  so 
              schnell wie mit einem einzelnen Kopf.
    
              Allerdings  hat es keinen hohen "Naehrwert",  so etwas zu tun. 
              Wenn man unbedingt schnell drucken moechte,  dann benutzt  man 
              einen  Nadel-Drucker  oder  wechselt auf  einen  Laser-Drucker 
              ueber.  Ein preiswerter Laser-Drucker ist ohnehin billiger als 
              ein  sehr schneller Typenrad-Drucker.  Weil die  Laser-Drucker 
              wesentlich  flexibler  sind  als  Typenrad-Drucker,   ist  ein 
              Wechsel zu einem Laser-Drucker empfehlenswert.
    
    ZUSATZFRAGE
    14)  Handelt  es sich bei der OCR-Schrift um eine besondere  Druckquali
         taet eines Matrix-Druckers oder um jene eines Kugelkopf-Druckers  ? 
         Erklaeren Sie das genau !
    
              Ja und nein ! (Die Frage ist eine typische Fangfrage !)
    
              OCR-Schriften  sind  Schriften mit besonderen  Zeichensaetzen. 
              Sie  zeichnen  sich dadurch aus,  dass sie gut  mit  optischen 
              Lesern  vom Computer erfasst (eingelesen) werden  koennen.  Es 
              gibt Kugelkoepfe,  die die OCR-Zeichen als Typen tragen. Typen 
              sind optisch "glatt" und koennen daher leicht gelesen  werden. 
              Bei  einem Matrix-Drucker ist wegen der Aufloesung in  Matrix-
              Punkte die Lesbarkeit nicht sehr gut. Daher muss man fuer eine 
              gute  Lesbarkeit der OCR-Zeichen auch eine gute Druckqualitaet 
              des  Druckers  fordern.  Soll ein  Matrix-Drucker  OCR-Schrift 
              produzieren, dann setzt das eine hohe Druckqualitaet voraus.
    
    ------------------------------------------------------------------------
    DV-TEST.004    Aufgaben zur Pruefungsvorbereitung
    ------------------------------------------------------------------------
    
    1)   Was ist ein NLQ-Drucker ?
    
              Ein Matrix-Drucker, der einen Typenraddrucker hinsichtlich der 
              Schriftqualitaet simuliert und dazu eine besonders intelligen
              te  Steuerung  und auch mehr Nadeln hat (Stand der  Technik : 
              24).
    
    2)   Was  das  grundlegende  Problem  bei  der  Magnet-Aufzeichnung  auf 
         Scheiben ?
    
              Die  inneren Spuren einer Scheibe sind kuerzer als die aeusse
              ren  Spuren  und haben daher eine  hoehre  Aufzeichnungsdichte 
              (mehr "Magnetchen" pro Streckeneinheit).
    
    3)   Welche  Funktion haben vielen Editoren (zB beim Wordstar) die .BAK-
         Daten und wie entstehen sie ?
    
              Nehmen wir an,  es befaende sich auf der Diskette ein Text mit 
              dem  Namen  BRIEF Dann wird beim  erneuten  Bearbeiten  dieses 
              Textes der Text geaendert. Beim Sichern wird der neue Text auf 
              die  Diskette geschrieben.  Um die Vorgaengerversion weiterhin 
              zu erhalten,  wird sie nicht geloescht,  sondern erhaelt  eine 
              andere Bezeichnung: der Name wird beibehalten, die Ergaenzung 
              wird jedoch in BAK geaendert. Darum gibt es nach dem Sichern 2 
              Texte: BRIEF und BRIEF.BAK
    
    4)   Nennen Sie mindestens 3 Eingabegeraete fuer Computer !
    
              1.   Tastatur
              2.   Spracheingabe
              3.   Klarschrift-Leser
              4.   Optische Kodierungs-Zeichen-Leser
              5.   magnetische Kodierungs-Leser
              6.   mechanische Kodierungs-Leser
              7.   elektronische Daten-Uebertragungsgeraete fuer Scheckkarten
                   1.   Scheckkarten-Leser  
                        (Speicher in Scheckkarte eingebaut)
                   2.   Scheckkarten-Leser  
                        (Computer in Scheckkarte eingebaut)
              8.   Laser-Card-Reader von Drexler Instruments
    
    5)   Welche Moeglichkeiten gibt es fuer die Datensicherung ?
    
              1.   auf Disketten 
    
              2.   auf Band
    
              3.   auf Streamer-Cassette
    
              Bei  allen  3  Moeglichkeiten sollte man mindestens  2  Kopien 
              anfertigen .
    
    
    6)   Beschreiben  Sie,  aus  welchen  Teilen  das  Computersystem  eines 
         kleinen Handwerksbetriebes bestehen sollte !
    
         Anforderungen: Buchhaltung, gesamter Briefverkehr
    
              1.   Computer
    
                   a)   Tastatur
                   b)   Monitor
                   c)   2 Floppy-Laufwerke, 
                        Harddisk ist nicht unbedingt erforderlich
    
              4.   Matrixdrucker fuer Rechnungen, Buchhaltung etc
    
              5.   Typenraddrucker fuer Korrespondenz
    
              6.   Programme fuer Buchhaltung und Textverarbeitung
         
    
    ZUSATZFRAGE
    7)   Weisen  Sie nach,  dass sich fuer einen Arzt die Anschaffung  eines 
         Banddruckers lohnt !
    
              Ein  Banddrucker  ist  ein sehr schneller  Drucker  mit  einer 
              Leistung  von  mehreren  100 Zeilen pro Minute  (bis  ca  1500 
              Zeilen pro Minute) und damit fuer einen Arzt voellig  ueberdi
              mensioniert !
              Die Hauptaufgabe des Banddrucker ist es,  schnell zu sein. Die 
              Schriftqualitaet  ist relativ schlecht,  also fuer eine  Arzt
              praxis nicht ausreichend !
    
    8)   Wie  muss der Bildschirm beschaffen sein und wie muss man ihn  auf
         stellen ? Bitte geben Sie eine ausfuehrliche Begruendung an !
    
              1.   Der Bildschirm muss sich in Augenhoehe befinden. 
    
              2.   Ihre  Wirbelsaeule muss beim Arbeiten gerade  sein.  Wenn 
                   Sie  verkruemmt  sitzen,  wird durch die  starke  (Fehl)-
                   Belastung  die Wirbelsaeule stark abnutzen.  Das ist  be
                   reits ein erheblicher gesundheitlicher Schaden,  aus  dem 
                   weitere Schaeden folgen.
    
              3.   Der  Bildschirm  muss  blendfrei sein und eine  fuer  den 
                   jeweiligen Benutzer angenehme Farbe haben (zB Gruen  oder 
                   Bernstein).
    
              4.   Das  menschliche Auge kann sich innerhalb weniger Minuten 
                   vollstaendig anders verhalten.  Darum muessen  Helligkeit 
                   und Kontrast staendig nachgestellt werden.
    
    9)   Warum  muss man in regelmaessigen Abstaenden die Disketten kopieren ?
    
              Weil  die  Magnetisierung nachlaesst und  die  aufgezeichneten 
              Daten sonst verloren gingen.
    
    10)  Wozu dient das lange, ovale Loch in der Diskettenhuelle ?
    
              Die Huelle der Diskette hat ein ovales Langloch. Dort beruehrt 
              der  Schreib-/Lesekopf die Diskette zum Schreiben oder  Lesen. 
              Die  Diskette  darf  an jenem Bereich nicht  mit  den  Fingern 
              angefasst werden oder sonstwie verschmutzt werden. 
    
    11)  Warum benutzt man Disketten, obwohl sie so empfindlich sind?
    
              Weil  man  damit sehr grossen Mengen Daten speichern kann  und 
              weil  man  auf  diese Daten  relativ  schnell  zugreifen  kann 
              (innerhalb von wenigen Sekunden).
    
    12)  Was ist ein "Sektor" bei einer Diskette ?
    
              Ein Stueck eines Kreises auf der Diskette.  Auf diesem  Stueck 
              sind  Daten  aufgezeichnet.  Der  Sektor  hat  eine  besondere 
              Kennung,  damit er beim Lesen erkannt werden kann.  Sowohl bei 
              der  Kennung als auch bei den danach folgenden aufgezeichneten 
              Daten werden zusaetzlich Pruefmuster aufgezeichnet,  mit denen 
              spaeter  beim  Lesen rekonstruiert werden  kann,  ob  bei  der 
              Aufzeichnung Fehler gemacht wurden.
    
    13)  Was ist eine soft-sektorierte Diskette ?
         
              Es  gibt  solche  Sektoren,  die durch kleine Loecher  in  der 
              Diskette  markiert sind = hardware-sektorierte  Disketten  und 
              jene  Disketten,  bei der ein Programm im Computer oder in der 
              Schreib-Lese-Elektronik  die Einteilung in Sektoren  vornimmt. 
              Dazu  muss fuer jeden Sektor auf der Diskette  eine  Erkennung 
              auf die Diskette geschrieben werden.  Diese Erkennung  erfolgt 
              per   Software   und  wird  daher  als   Software-Sektorierung 
              bezeichnet.
    
    14)  Erklaeren Sie die folgenden Ausdruecke:
    
         1.  Sichtgeraet 
    
              Eine  Art  Fernsehgeraet mit einem  Bildschirm,  auf  dem  der 
              Computer  Zeichen  darstellen  kann,   zB  Texte  und  /  oder 
              Grafiken. Das Sichtgeraet ist ein Ausgabegeraet.
    
         2.   Floppy-Disk-Laufwerk 
    
              Ein Floppy-Disk-Laufwerk ist ein externer Speicher. Er verwen
              det  zur  Speicherung Scheiben aus Kunststoff,  die mit  einer 
              magnetisierbaren Oberflaeche versehen sind.  Der  Datentraeger 
              heisst  Diskette und kann aus dem Geraet herausgenommen werden 
              (im Gegensatz zu Magnetplatten in Festplatten-Laufwerken). 
    
    15)  Beschreiben Sie den Aufbau einer Spur auf einer Diskette
    
              Eine  Spur ist eine Kreise auf der Diskette.  Sie beginnt  mit 
              dem  Indexloch.  Ein kurzes Stueckchen nach dem Indexloch  be
              ginnt die eigentliche Aufzeichnung:  es folgt ein Sektor nach 
              dem  anderen  - so lange,  bis kein Platz mehr  vorhanden  ist 
              (oder bis die gewuenschte Zahl von Sektoren erreicht wurde).
               Jeder Sektor hat eine besondere Kennung,  damit er beim Lesen 
              erkannt werden kann.  Sowohl bei der Kennung als auch bei  den 
              danach  folgenden  aufgezeichneten  Daten  werden  zusaetzlich 
              Pruefmuster aufgezeichnet, mit denen spaeter beim Lesen rekon
              struiert  werden kann,  ob bei der Aufzeichnung Fehler gemacht 
              wurden.
    
              Frueher  war  es ueblich,  auf einer  Diskette  alle  Sektoren 
              gleichgross  zu machen und auch auf der gesamten Diskette  die 
              gleiche Aufzeichnungsdichte zu verwenden.  Heute ist das,  was 
              man auf manchen Disketten findet "Kraut und Rueben".
              Aus  Gruenden  des Kopierschutzes wird zum Teil mit  verschie
              denen Aufzeichnungsformaten gleichzeitig gearbeitet.  Manchmal 
              haben  aufeinander folgende Sektoren nicht die richtige  Nume
              rierung,  sondern die gleiche Nummer, so dass der Kopierbefehl 
              des DOS versagt.
    
    16)  Nennen Sie die Nachteile von Magnetbaendern als externe Speicherme
         dien !
    
              Sie sind sehr langsam und unterliegen einem hohen Verschleiss.
    
    17)  Welchen  Vorteil  hat  der Einsatz des Computers (zB  des  IBM  PC) 
         gegenueber der Verwendung einer normalen Speicherschreibmaschine ?
    
              Er  kann nicht nur fuer die Textverarbeitung  benutzt  werden, 
              sondern  auch fuer andere,  ohnehin anfallende  Arbeiten,  wie 
              Buchhaltung,  Berechnungen fuer den Arbeitsablauf, Materialbe
              darf, Kalkulation etc.
    
              Ausserdem  ist  man  nicht so abhaengig:  es gibt  nicht  nur 
              eines, sondern mehrere Programme fuer die Textverarbeitung, so 
              dass  man  je nach Aufgabe wechseln kann  und  ausserdem  sehr 
              leicht auf neuere Versionen "umsteigen" kann. 
    
    18)  Was ist ein "Sektor" auf einer Diskette und woraus besteht er ?
    
              Ein Stueck eines Kreises (einer Schreibspur) auf der Diskette. 
              Auf  diesem  Stueck sind Daten aufgezeichnet.  Der Sektor  hat 
              eine  besondere Kennung,  damit er beim Lesen  erkannt  werden 
              kann. Sowohl bei der Kennung als auch bei den danach folgenden 
              aufgezeichneten  Daten  werden zusaetzlich Pruefmuster  aufge
              zeichnet,  mit  denen spaeter beim Lesen rekonstruiert  werden 
              kann, ob bei der Aufzeichnung Fehler gemacht wurden.
    
    20)  Welchen Vorteil haben Magnetplatten gegenueber den  Disketten,  bzw 
         die entsprechenden Schreib/Lese-Geraete  ?
    
              Sie sind schneller.
    
              Sie haben eine erheblich hoehere Kapazitaet.
    
    ------------------------------------------------------------------------
    DV-TEST.005    Pruefungsaufgaben
    ------------------------------------------------------------------------
    
    1.   Was bedeutet "EVA-Prinzip"
    
              Eingabe / Verarbeitung / Ausgabe
    
    2.   Nennen  Sie mindestens 4 Eingabegeraete fuer Computer !  Ueberlegen 
         Sich sich die Antwort genau !
    
              1.   Tastatur
              2.   Spracheingabe
              3.   Klarschrift-Leser
              4.   Optische Kodierungs-Zeichen-Leser
              5.   magnetische Kodierungs-Leser
              6.   mechanische Kodierungs-Leser
              7.   elektronische Daten-Uebertragungsgeraete fuer 
                   Scheckkarten
                   1.   Scheckkarten-Leser  
                        (Speicher in Scheckkarte eingebaut))
                   2.   Scheckkarten-Leser  
                        (Computer in Scheckkarte eingebaut))
              8.   Laser-Card-Reader von Drexler Instruments
    
    3.   Nennen  Sie  mindesten 3 grundsaetzlich  verschiedene  Geraete  zur 
         Ausgabe vom Computer !
    
              1.   Drucker
              2.   Schreiber (x-t-Schreiber)
              3.   Plotter
              4.   Microfilm-/Microfiche-Ausgabe (COM) 
              5.   Locher (Stanzer)
              6.   Sprachausgabe
    
    4.   Worin unterscheiden sich Typenraddrucker und  Laser-Drucker ?
    
              Ein  Laser-Drucker  ist ein Matrix-Drucker und  arbeitet  nach 
              einem Non-Impact -Verfahren.
    
              Der Typenraddrucker dagegen ist ein Typen-Drucker und arbeitet 
              wie alle Typendrucker nach dem Impact-Prinzip.
    
    5.   Warum wird man im Buero (zum Beispiel eines Handwerksbetriebes)  in 
         Zukunft  2 Drucker an den Computer eines Sachbearbeiters anschlies
         sen ? Erklaeren Sie das genau!
    
              a)   Man braucht fuer die Korrespondenz hohe  Schriftqualitaet 
                   - dazu kann ein billiger,  aber langsamer Typenraddrucker 
                   (zB mit Plastic-Carbon-Band) benutzt werden.
    
              b)   Fuer  das Rechnungschreiben,  Tabellen,  betriebsinternen 
                   Schriftverkehr  und die Auftragsabwicklung benoetigt  man 
                   einen schnellen Drucker, bei dem es auf die Schriftquali
                   taet nicht so sehr ankommt.  Hier wird man einen billigen 
                   Matrix-Drucker einsetzen.
    
              c)   Da  bei Ausfall eines Geraetes das andere  voruebergehend 
                   als Ersatz dienen kann, steht die Arbeit nicht still, bis 
                   die  Reparaturen ausgefuehrt oder ein  Neugeraet  aufges
                   tellt werden konnte.
    
              d)   Da  die  Geraete billig sind und von Anfang an  als  Ver
                   schleissartikel einkalkuliert werden,  kommt eine Repara
                   tur  kaum in Betracht.  Da die Geraete immer neu  dazuge
                   kauft  (und  nach Ablauf ihrer  angesetzten  Einsatzzeit) 
                   immer wieder abgestossen werden,  kommt man in den Genuss 
                   von Geraeten nach dem neuesten Leistungsstand der Technik 
                   (in  der unteren Preisklasse) und kann das geringere  Be
                   triebsrisiko der Garantiezeit ausnutzen.
    
    6.   a)   Ist ein Band-Drucker ein Impact-Drucker ?
         b)   Wie funktioniert der Mechanismus ?
    
              a)   Ja  !  
    
              b)   Das  Endlos-Band  mit  den Typen darauf  wird  "im  Kreis 
                   herum"  an  der zu druckenden  Zeile  vorbeigezogen.  Das 
                   Papier  wird mit einem Hammer (genauer:  pro Buchstaben-
                   Position ein Hammer) gegen das Farbband (und ein dahinter 
                   befindliches Widerlager) geschlagen.
    
    7.   Ist ein Thermo-Drucker nicht zu laut fuer den Einsatz im Buero ?
         Begruenden Sie die Antwort !
    
              Ein  Thermo-Drucker  besitzt  einen  massiven  Druckkopf,  der 
              lediglich  ueber das Papier GEFUEHRT wird.  Durch  die  Waerme 
              wird  die  Tinte  auf das Papier uebertragen  oder  im  Papier 
              umgewandelt,   so   dass  sie  sichtbar  wird.   Die  einzigen 
              Geraeusche sind also jene von Papiertransport oder  Druckkopf
              bewegung.  Thermodrucker  sind also sehr leise und damit  fuer 
              den Bueroeinsatz sehr gut geignet (wenn ihre restlichen Eigen
              schaften   den  je
              weiligen Anforderungen entsprechen).
    
    8.   Warum  muss man beim Kauf eines Druckers auf die Begriffe  "Impact' 
         und "Non-Impact" achten ? Erklaeren Sie das GENAU !
    
              Bei  einem Impact-Drucker wird entweder das Papier  mit  einem 
              Hammer  gegen  das Farbband oder umgekehrt das Farbband  gegen 
              das Papier geschlagen .
    
              Bei  einem  Non-Impact-Drucker wird die Schrift  durch  Waerme 
              oder andere physikalische Mittel sichtbar gemacht.  Dazu  muss 
              die  Tinte nicht unbedingt auf das Papier aufgebracht werden: 
              das Papier kann bereits entsprechend beschichtet oder impraeg
              niert worden sein.  Vom Prizinp her kann also ein  Non-Impact-
              Drucker wesentlich leiser als ein Impact-Drucker sein.
    
    9.   Was bedeutet die Unterscheidung: "unidirektional / bidirektional" ?
    
              Waehrend  man bei der Schreibmaschine immer nur von links nach 
              rechts  schreibt,  kann der Druckkopf eines Druckers  entweder 
              vom  Hauptrechner oder dem internen  Steuerungs-Computer  kon
              trolliert werden.  Wenn die Steuerung des Druckers es erlaubt, 
              kann  man also auch die Druckrichtung links / rechts vorgeben. 
              Ist  der Drucker dazu in der Lage,  so spart er den  ansonsten 
              ungenutzten Wagenruecklauf, der ja sehr viel Zeit kostet. 
    
              Dann  heisst es:  der Drucker arbeitet "bidirektional" (in  2 
              Richtungen).
              Da  der Drucker von einem (im Drucker  befindlichen)  Computer 
              gesteuert  werden  muss,  ist es eine Frage  der  mechanischen 
              Kontruktion und der Computerleistung,  ob der Drucker bidirek
              tional  arbeiten kann.  Kann er nur in einer Richtung arbeiten 
              (von links nach rechts), dann heisst er "unidirektional".
    
    10.  Kann man von einem Computer auch auf Film ausgeben ?
    
    a)   Wenn nein: Warum nicht ?
    b)   Wenn ja: wie funktioniert das ?
    
              Antwort  b) ist richtig !  Man muss dazu  einen  lichtempfind
              lichen Film belichten. Der Computer kann dazu ueber eine Optik 
              (analog  zu  jener eines Laser-Druckers) belichten  oder  aber 
              einen Plotter benutzen, bei dem mit einem Lichtstift ueber den 
              Film gefahren wird.
    
              Die   Aufzeichnung  erfolgt  entweder  auf  kleinen  Kaertchen 
              (Microfiche) oder (fortlaufend) auf Rollfilm. 
    
    11.  Sie  wissen,  dass man mit Geraeten,  die an einen  Computer  ange
         schlossen  werden  koennen,  auch Loecher in  Datentraeger  stanzen 
         kann. 
    
    a)   Warum  benutzt man diese Verfahren auch HEUTE noch und wozu benutzt 
         man sie ?
    
              Diese  Verfahren sind recht einfach und koennen  vom  Menschen 
              (optisch) kontrolliert werden (ablesen).
    
              Die  Methode setzt keinen teuren Datentraeger voraus (nur  Pa
              pier, Pappe oder Kunststoff), also keine teure magnetisierbare 
              Beschichtung. 
    
              Der  Datentraeger darf auch mechanisch sehr strapaziert werden 
              - im  Gegensatz  zu den  sehr  empfindlichen  magnetisierbaren 
              Beschichtungen.
    
              Die Vorrichtung zum Lesen der Datentrager ist sehr einfach und 
              stoersicher  zu  bauen (entweder mit Opto-Elektronik oder  mit 
              mechanischer Abtastung (zum Beispiel Nadeln oder Federn)).
              Man benutzt diese Verfahren ueberall dort,  wo man strapazier
              faehige Datentrager benoetigt und die geringe Arbeitsgeschwin
              digkeit nicht (sehr) stoert. 
    
              Beispiele: zur Lagerverwaltung zB in Apotheken 
                          zur Speicherung von Programmen  fuer  (numerisch 
                              gesteuerte) Automaten, zB Drehautomaten etc.
    b)   welche Datentraeger gibt es fuer diese Verfahren ?
    
              1.   Lochkarten (Lochkarte nach "altem Muster"
              2.   Kaertchen (zB fuer Apotheke)
              3.   Lochstreifen
    
    12.  Welche  schriftliche  Eingabe des Menschen kann  ein  Computer  als 
         Eingabe verarbeiten ?
    
              1.   Markierungsschrift         (zB mit Bleistift-Schrift) 
                   (vorgegebene Zeichenform)
    
              2.   Handschrift
    
    13.  Wird  die Eintragung auf einer Lochkarte verschluesselt oder  nicht 
         verschluesselt gemacht ?
    
              verschluesselt      nicht verschluesselt
              Lochkarte           Lochkarte    
    
              Man kann beides tun ! Fuer den Menschen lesbar ist eine unver
              schluesselte  Druckausgabe und fuer die Maschine ist eine ver
              schluesselt Lochung.
    
    14.  Was ist ein "Sektor" ?
    
              Ein Stueck eines Kreises (einer Schreibspur) auf der Diskette. 
              Auf  diesem Stueck sind Daten aufgezeichnet.  Der  Sektor  hat 
              eine  besondere  Kennung,  damit er beim Lesen erkannt  werden 
              kann. Sowohl bei der Kennung als auch bei den danach folgenden 
              aufgezeichneten  Daten werden zusaetzlich  Pruefmuster  aufge
              zeichnet,  mit  denen spaeter beim Lesen rekonstruiert  werden 
              kann, ob bei der Aufzeichnung Fehler gemacht wurden.
    
    15.  Welche Einteilung gibt es fuer die Datenaufzeichnung auf Band ?
    
              Die  Daten sollen auf das Band aufgezeichnet werden.  Um moeg
              lichst schnell aufzeichnen zu koennen, schreibt man die ganzen 
              Daten 'en bloc' auf das Band.  Das laesst sich jedoch schlecht 
              verwalten.  Das  am leichtesten zu verwaltende  Aufzeichnungs
              format  sind viele kleine Bloecke von Daten,  die  zudem  auch 
              noch alle gleichlang sind. Hier kommt man eine eine Grenze der 
              Zugriffszeit  und  der rationellen  Bandausnutzung,  weil  die 
              notwendigen  Luecken zwischen den Bloecken zu viel Platz bean
              spruchen. 
    
              Moegliche Einteilungen (nach offiziellem Sprachgebrauch):
    
              1.   Alle  Datensaetze sind gleichlang.  Jeder Datensatz  wird 
                   fuer  sich allein auf das Band gebracht und ist  von  den 
                   "benachbarten" Datensaetzen durch eine Kluft getrennt.
    
                   "Datensaetze mit fester Laenge / ungeblockt"
    
              2.   Alle  Datensaetze  sind gleichlang.  Mehrere  Datensaetze 
                   sind zu einem Block zusammengefasst;  jeder Block besteht 
                   aus gleichvielen Datensaetzen.  Die Zahl der  Datensaetze 
                   pro Block nennt man Blockungsfaktor. 
    
                   "Datensaetze mit fester Laenge, geblockt"
              3.   Die  Datensaetze sind unterschiedlich lang.  Jeder Daten
                   satz wird fuer sich allein auf das Band gebracht und  ist 
                   von  den  "benachbarten"  Datensaetzen durch  eine  Kluft 
                   getrennt. 
                    Um  den Datensatz erkennen zu koennen,  wird  vor  jedem 
                   Datensatz  ein  "Kopf" aufgezeichnet mit dem  NAMEN  (und 
                   eventuell anderen notwendigen Kennzeichen).  Eine Eintra
                   gung ueber die LAENGE des Datensatzes ist notwendig.
    
                   "Datensaetze mit variabler Laenge, ungeblockt"
    
              4.   Die Datensaetze sind unterschiedlich lang. Mehrere Daten
                   saetze  sind zu einem Block zusammengefasst;  jeder Block 
                   besteht moeglicherweise aus verschieden vielen Datensaet
                   zen.
                   Der KOPF eines Datensatzes enthaelt eine Angabe ueber die 
                   Laenge des Datensatzes.  Jeder Block enthaelt zusaetzlich 
                   eine  Angabe  (einen eigenen Kopf) ueber die  Laenge  des 
                   Blocks.
    
                   "Datensaetze mit variabler Laenge, geblockt"
    
              5.   Jeder Datensatz befindet sich ohne Laengenangabe auf  dem 
                   Band - und enthaelt auch keine Bloecke.
    
                   "Datensaetze ohne Laengenangabe"
    
                   Da die Laenge unbekannt ist,  muss beim Lesen auf irgend
                   eine Weise herausgefunden werden, wann der Datensatz denn 
                   nun  zu  Ende  ist  (zum Beispiel  durch  ein  besonderes 
                   Zeichen am Ende des Datensatzes). Das erfordert eine sehr 
                   flexible Handhabung unterschied-licher Datenmengen,  also 
                   eine grosse Intelligenz der  Verwaltungsprogramme.  Meist 
                   geht  man  jedoch jedoch den "Weg des  geringsten  Wider
                   stands"  und  verzichtet beim kommerziellen  Einsatz  auf 
                   diese  Methode.  Bei  der Messwerterfassung oder  anderen 
                   Aufgabenbereichen kann es jedoch aus Platzgruenden  sinn
                   voll  sein,  nur jene Daten zu speichern,  die  unbedingt 
                   notwendig  sind  und  erst bei der  anschliessenden  Aus
                   wertung  eine komplette "Neuordnung" der  Daten  durchzu
                   fuehren.
                   Wichtig :  Die  Ordnung auf dem Band ist eine Frage  der 
                   Logik und des Aufwandes, den man zu erbringen bereit ist. 
                   Ausserdem  haengt  es von der Art der  Daten  ab,  welche 
                   Methode man im Einzelfall anwendet.
    
    16.  Welche  Funktion haben vielen Editoren (zB beim Wordstar) die .BAK-
         Daten und wie entstehen sie ?
    
              Nehmen wir an,  es befaende sich auf der Diskette ein Text mit 
              dem  Namen  BRIEF Dann wird beim  erneuten  Bearbeiten  dieses 
              Textes der Text geaendert. Beim Sichern wird der neue Text auf 
              die  Diskette geschrieben.  Um die Vorgaengerversion weiterhin 
              zu erhalten,  wird sie nicht geloescht,  sondern erhaelt  eine 
              andere Bezeichnung: der Name wird beibehalten, die Ergaenzung 
              wird jedoch in BAK geaendert. Darum gibt es nach dem Sichern 2 
              Texte: BRIEF und BRIEF.BAK
    
    17.  Warum wird der Streifenspeicher heute nicht mehr benutzt (Nachteile?)
    
              1.   Er  ist  sehr langsam,  da  jeder  Streifen  umstaendlich 
                   mechanisch  an  die richtige Stelle transportiert  werden 
                   muss.
    
              2.   Die  Streifen werden sehr stark  mechanisch  beansprucht, 
                   haben also keine lange Lebensdauer,  also auch keine sehr 
                   hohe Betriebssicherheit.
    
    18.  Zaehlen Sie die Nachteile des Trommelspeichers auf !
    
              1.   Die  Trommel ist sehr schwer herzustellen (man kann einen 
                   Zylinder mit sauberer Oberflaeche nur unzureichend polie
                   ren).
    
              2.   Die Trommel ist sehr schwer und gross.  Ihre  mechanische 
                   Bewegung  laesst sich nur unzureichend stabilisieren (vor 
                   allem wegen des Gewichts).
    
              3.   Die Trommel ist fest montiert und kann nicht ausgetauscht 
                   werden.  Der Datentraeger laesst sich nicht  austauschen, 
                   wie eine Rolle Magnetband im Bandgeraet.
    
    19.  Kann  ein  normaler Matrix-Drucker mit  Draft-Qualitat  OCR-Schrift 
         drucken ?
    
              Nein !
    
              OCR-Schriften  sind  Schriften mit besonderen  Zeichensaetzen. 
              Sie  zeichnen  sich dadurch aus,  dass sie gut  mit  optischen 
              Lesern  vom Computer erfasst (eingelesen) werden  koennen.  Es 
              gibt  zB Kugelkoepfe,  die die OCR-Zeichen als  Typen  tragen. 
              Typen  sind  optisch "glatt" und koennen daher leicht  gelesen 
              werden.  Bei einem Matrix-Drucker ist wegen der Aufloesung  in 
              Matrix-Punkte  die Lesbarkeit nicht sehr gut.  Daher muss  man 
              fuer  eine  gute  Lesbarkeit der OCR-Zeichen  auch  eine  gute 
              Druckqualitaet  des Druckers fordern.  Soll ein Matrix-Drucker 
              OCR-Schrift produzieren,  dann setzt das eine hohe Druckquali
              taet voraus.
    
    20.  Wozu benutzt man Balken-Codes ?
    
              Die  Zeichen der Balken-Codes koennen als schmale  und  breite 
              Striche auf Papier gedruckt werden.  Damit koennen sie bereits 
              bei der Verpackung einer Ware auf die Verpackung gedruckt oder 
              aufgeklebt  werden.  Diese Methode der Markierung  (Kennzeich
              nung)  ist  sehr billig und wird daher in grossem  Umfang  zur 
              Kennzeichnung  von Konsumware benutzt.  Ausserdem wird sie  in 
              zunehmendem  Masse zur Kennzeichnung von Werkstuecken,  Labor
              proben etc in einem grossen Fertigungsablauf oder Laborbetrieb 
              eingesetzt.  Dadurch kann der Computer jederzeit die  Position 
              JEDES  einzelnen  Stueckes  feststellen  und  automatisch  die 
              Lagerverwaltung auf dem neusten Stand halten.
    
    20.  Worin besteht der Unterschied zwischen einer Schallplatte und einem 
         Scheibenspeicher ?
    
              Bei der Schallplatte ist auf jeder Seite nur eine Sur, die als 
              Spirale  ausgefuehrt  ist.  Bei den Scheibenspeichern  dagegen 
              sind die Spuren Kreisringe,  die um einen gemeinsamen  Mittel
              punkt liegen. 
    
    21.  Warum wird der Blatt-Leser die Arbeit (zB in Verlagen) aendern ?
    
              Ein  Blatt-Leser ist ein Geraet,  mit dem komplette Texte  er
              fasst werden koennen, indem man sie in gedruckter oder maschi
              nengeschriebener Form als Papierbogen (zB im Format DIN A4) in 
              das Geraet gibt (wie in einen Fotokopierer mit Selbst-Einzug). 
    
              Blattleser  arbeiten nach einem aehnlichen Prinzip wie Fotoko
              pierer der neuesten Generation (Laser-Scanner).
    
              Blattleser  nach  dem neuesten Stand der Technik  koennen  ein 
              DIN-A4-Blatt mit normalem maschinengeschriebenen Text in 15  - 
              25  Sekunden  lesen.  (entspricht zB rund 2000 Zeichen  in  20 
              Sekunden,  also  200  Zeichen  pro Sekunde = rund  12  mal  so 
              schnell  wie unsere Weltmeisterin im Maschineschreiben).   Die 
              Fehlerquote  liegt bei weniger als 1 Fehler pro 1000  gelesene 
              Zeichen. 
    
              Die  Preise  liegen bei mindestens  3000  DM  (einschliesslich 
              gewisser Steuer-Software).
    
              Damit  ist es jetzt wirtschaftlich moeglich,  Texte von  einem 
              Geraet  sehr  schnell automatisch lesen zu  lassen,  sie  dann 
              weiterzu  verarbeiten  und fuer den Druck  zu  verwenden.  Ein 
              Blattleser kann ca 15 Typistinnen ersetzen. 
    
    22.  Was ist ein Byte ?
    
              Das  sind 8 Bit.  Ein Bit ist die  Unterscheidungsmoeglichkeit 
              zwischen zwei Zustaenden.
    
    23.  Nennen Sie mindestens 2 Moeglichkeiten,  sich gegen den Verlust von 
         Daten zu sichern ?
    
              1.   Ausser der Original-Diskette eine weitere verwenden,  auf 
                   die staendig die geaenderten Daten uebertragen werden.
    
              2.   In   regelmaessigen   Abstaenden  beide   (Original   und 
                   Sicherungs-Diskette)  mit einem besonderen Programm  ver
                   gleichen und bei Fehlern Meldung ausgeben lassen.
    
              3.   Die Disketten mit auesserster Vorsicht behandeln
    
              4.   Beim Editieren eines Textes oder beim Buchen dafuer  sor
                   gen,  dass die neuen Daten (neue Buchungen oder Aenderun
                   gen  in einem Text) laufend auf die Diskette  geschrieben 
                   werden.  Dann  ist beim Ausfall des Rechners das,  was im 
                   Arbeitsspeicher  gelagert  wurde,   zwar  verloren,   die 
                   Buchungen  sind jedoch bereits gerettet (bis auf die  ak
                   tuelle Buchung).
    
    24.  Nennen Sie mindestens 4 Regeln fuer den Umgang mit Disketten!
    
              1.   Die  Huelle der Diskette hat ein  ovales  Langloch.  Dort 
                   beruehrt der Schreib-/Lesekopf die Diskette zum Schreiben 
                   oder Lesen.  Die Diskette darf an jenem Bereich nicht mit 
                   den  Fingern  angefasst werden oder sonstwie  verschmutzt 
                   werden. 
    
              2.   Die  Diskette  ist sehr  temperaturempfindlich  und  darf 
                   niemals  auf eine Heizung oder in die pralle Sonne gelegt 
                   werden.
    
              3.   Die  Aufzeichnung  auf der Diskette  erfolgt  magnetisch. 
                   Darum  darf die Diskette nicht in  Magnetfelder  gebracht 
                   werden (Beispiel: Elektrogeraete, Radios etc, die einge
                   baute Netzteile haben:  Die Transformatoren erzeugen ein 
                   Magnetfeld, dass die Daten loeschen kann)
    
              4.   Die Diskette muss immer absolut eben sein. Daher darf Sie 
                   nicht verbogen, erst recht nicht geknickt werden.
    
              5.   Niemals auf der Huelle der Diskette schreiben. Immer erst 
                   den Aufkleber beschriften, DANN auf die Huelle kleben.
                   Die Diskette befindet sich in einer Huelle.  Diese Huelle 
                   ist  aus  einem  weichen Material.  Wenn man  auf  diesem 
                   Material  zB mit einem Kugelschreiber schreibt,  so  wird 
                   durch  die Umhuellung hindurch ein starker Druck auf  die 
                   Diskette  ausgeuebt und damit eingedellt.  Dann kann  die 
                   Diskette nicht mehr bearbeitet werden --> Totalverlust.
    
    25.  Was ist eine soft-sektorierte Diskette ?
    
              Es  gibt  solche Sektoren,  die durch kleine  Loecher  in  der 
              Diskette  markiert  sind = hardware-sektorierte Disketten  und 
              jene Disketten,  bei der ein Programm im Computer oder in  der 
              Schreib-Lese-Elektronik  die Einteilung in Sektoren  vornimmt. 
              Dazu  muss  fuer jeden Sektor auf der Diskette eine  Erkennung 
              auf die Diskette geschrieben werden.  Diese Erkennung  erfolgt 
              per   Software  und  wird  daher   als   Software-Sektorierung 
              bezeichnet.
    
    26.  Was ist ein "Cursor' ?
    
              Das ist ein besonderes Zeichen auf dem Bildschirm. Es gibt an, 
              an welcher Stelle das naechste Zeichen (Buchstabe, Ziffer etc) 
              geschrieben werden kann.
    
    27.  Erklaeren Sie den Begriff "Fehlermeldung" !
    
              Das ist ein Text (oder ein Pieps-Ton),  mit dem von dem gerade 
              laufenden Programm angezeigt wird,
    
              -    dass  etwas  nicht so funktioniert,  wie es  sollte  (zum 
                   Beispiel  Fehler  beim  Abreiten  mit  der  Diskette,  zB 
                   "Schreibfehler" oder "Diskette voll")
    
              -    oder dass bei einer Eingabe ein Fehler gemacht wurde.
    
    28.  Was ist ein "Kaltstart" ?
    
              Beispiel :  der IBM-PC:  Der Rechner wird eingeschaltet und 
              die Programme zum Betrieb des Rechners laufen nacheinander ab. 
              (Das erste Programm,  das abgearbeitet wird, ist der Speicher
              test.)  Als letzte Vorbereitung fuer die Arbeit wird  das  Be
              triebssystem geladen.
    
    29.  Was  ist  der  Unterschied  zwischen einem  Sichtgeraet  und  einem 
         Monitor ?
    
              Es gibt keinen !
    
              Das  ist  nichts weiter als eine Art Fernsehgeraet  mit  einem 
              Bildschirm,  auf dem der Computer Zeichen darstellen kann,  zB 
              Texte und / oder Grafiken.  Es handelt sich um optische Ausga
              begeraete.
    
    30.  An  Ihrem  Computer befindet sich ein  "Floppy-Disk-Laufwerk"  Wozu 
         dient es ?
    
              Ein Floppy-Disk-Laufwerk ist ein externer Speicher. Er verwen
              det  zur Speicherung Scheiben aus Kunststoff,  die  mit  einer 
              magnetisierbaren  Oberflaeche versehen sind.  Der Datentraeger 
              heisst Diskette und kann aus dem Geraet herausgenommen  werden 
              (im Gegensatz zu Magnetplatten in Festplatten-Laufwerken). 
    
    ------------------------------------------------------------------------
    
    -----------------------------------------------------------------------
    Klausur            "Datenverarbeitung"          
    -----------------------------------------------------------------------
    
    
    Name:                                         Punkte:       Note:
               Musterloesung
    
    Beantworten Sie die folgenden 10 Fragen sehr genau und sehr ausfuehrlich ! 
    
    Hilfsmittel sind nicht zugelassen. Arbeitszeit = 60 Minuten.
    
    1.  
    ------------------------------------------------------------------------
    In der Computergrafikverwendet man Farb-Bildschirme. Erklaeren Sie, wie 
    so ein Farbbildschirm aufgebaut ist ! 
    
    Stichworte:
    
    1. Kathodenstrahl-Roehre, andere Techniken sind zur Zeit noch nicht 
       geeignet (zB LCD)
    
    2. 3 Grundfarben: Rot, Gruen, Blau = RGB
       3 Katodenstrahlen fuer die 3 Grundfarben
    
    3. Lochmaske
    
    4. Elektronenstrahl, wird durch Magnetfelder gesteuert
    
    5. Elektronen werden durch ein elektrostatisches Feld zwischen 
       Leuchtschicht und der Elektronenquelle beschleunigt
    
    6. hohe Aufloesung: Pixel-Groesse sehr klein, grosse Zahl von Pixeln
    
    
    2. 
    ------------------------------------------------------------------------
    Die  Benutzer von Computern werden durch Pressemeldungen  ueber  gesund
    heitsschaedliche  Auswirkungen von Bildschirmen auf die Bediener  aufge
    schreckt.  Nennen  Sie die wesentlichen Merkmale von  Bildschirmen,  die 
    dazu der Anlass sind (Um was fuer Bildschirme handelt es sich ?) ! 
    
    Es handelt sich um Bildschirme mit Kathodenstrahlroehre.
    
    1. magnetische Felder fuer die Steuerung des Elektronenstrahls
    
    2. Roentgenstrahlung vom Aufprall der Elektronen auf die Leuchtschicht
    
    3. elektrostatische Felder wegen der Aufladung der Leuchtflaeche 
    
    4. "Wind" von elektrisch geladenen Teilchen von der Bildschirmfront zum 
       davorsitzenden Bediener
    
    3.
    ------------------------------------------------------------------------
    Erklaeren  Sie  das Gesetz von Amdahl,  den Begriff der  Parallel-Archi
    tektur  mit  den zur Zeit verwendeten Moeglichkeiten und den  bei  einer 
    grossen Zahl von Prozessoren auftretenden Effekt !
    
         Bei der Parallel-Architektur arbeiten mehrere Prozessoren simultan. 
         Je  nach  Konstruktion  des  Rechners  koennen  mehrere   Programme 
         simultan  bearbeitet  werden  oder 1 Programm kann in  parallel  zu 
         verarbeitende Stueck zerlegt sein, die von den Prozessoren simultan 
         ausgefuehrt werden. 
     
         Die  Prozessoren  koennen  einen gemeinsamen Speicher  nutzen  oder 
         jeder  Prozessor hat seinen lokalen Speicher,  der ueber einen  Bus 
         bedient oder eine Speicherverwaltung wird.  Es gibt auch  Mischloe
         sungen.
    
         Nach  dem Gesetz von Amdahl ist jedes Programm zerlegbar in  linear 
         auszufuehrende Teile und in Teile,  die parallel verarbeitet werden 
         koennen.
    
         Bei  einer grossen Zahl von Prozessoren kostet der  Verwaltungsauf
         wand  fuer die Steuerung der Parallelarbeit Rechenzeit,  senkt also 
         die Performance,  so dass diese nicht linear mit der Zahl der  Pro
         zessoren  steigt  (Erst durch die Einfuehrung von Transputern  soll 
         die Performance linear ansteigen).
     
         Besondere  Vektorrechner  arbeiten  heute mit bis  zu  64.000  Pro
         zessoren.  Es gibt eine Reihe von fertigen Maschinen bzw Projekten, 
         die mit mehreren Tausend 16-Bit- und 32-Bit-Mikroprozessoren arbei
         ten (sollen).
    
    
    4.
    ------------------------------------------------------------------------
    Prozessoren bestehen aus einer Reihe von Bauelementen, darunter auch aus 
    ALU und Registern.
    
    a) Erklaeren Sie die Funktion einer ALU !
    
         Das  ist eine Einheit zur Manipulation von Bitmustern.  Es  koennen 
         arithmetische Funktionen ausgefuehrt werden:  je nach Komplexitaet 
         primitive SHIFT-Operationen,  aber auch Additionen und  Multiplika
         tionen.
    
    b) Erklaeren Sie die Aufgabe eines Registers !
    
         Ein  Register ist Zwischenspeicher mit einer Breite von 1 oder mehr 
         Bits. Register koennen in Prozessoren 
    
         -    als sehr schnelle Zwischenspeicher dienen (weil kein langsamer
              Datentransport ins RAM erfolgen muss)
    
         -    zur Steuerung der Maschine dienen
    
    5.
    ------------------------------------------------------------------------
    Bei der seriellen Datenuebertragung gibt es ausser den Nutzdaten weitere 
    Bits im Datenstrom.  Nennen Sie diese 3 zusaetzlichen Elemente im Daten
    strom und beschreiben Sie ihre Funktion !
    
    Daten
    strom   ---    -----------------------------------------------------
               I B I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I P I S   S  
               I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   I       
               I---I---I---I---I---I---I---I---I---I---I    
    
    Takt     --I   I---I   I---I   I---I   I---I   I---I   I---I   I---I
               I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   I
               I---I   I---I   I---I   I---I   I---I   I---I   I---I   I---I
    
    
    1. B = Startbit, zur Synchronisierung zwischen Sender und Empfaenger
    
    2. S = 0 1 oder 2 Stopbits, liefern Erholzeit fuer den Empfaenger
    
    3. P = Parity-Bit, fuer Fehlererkennung = Pruefbit
    
    
    6.
    ------------------------------------------------------------------------
    Welches ist der kommerziell eingesetzte Datentraeger in der EDV mit  der 
    laengsten Lebensdauer und wie lang ist diese ?
    
    
         1.  Film, Lebensdauer ca 100 Jahre
         2.  optische Platte: bisher geschaetzt ca 50 Jahre, 
                               wahrscheinlich aber wesentlich laenger !
    
    7.
    ------------------------------------------------------------------------
    Erklaeren Sie die Datenuebertragung per zeitmultiplex !
    
    
         Die Daten von mehreren Sendern werden portionsweise uebertragen mit 
         einer  Uebertragungsrate die mindestens x mal so gross ist wie  die 
         Uebertragungsrate eines Senders.
    
    
    8.
    ------------------------------------------------------------------------
    Nennen Sie die wesentlichen Merkmale von Datex-P !
    
    1.   Uebertragung von digitalen Daten in Datenpaketen  
    
    2.   Anpassung der Uebertragungsrate: Sender und Empfaenger koennen mit 
         verschiedenen Uebertragungsraten arbeiten. 
         Die postinternen Stationen machen die Umsetzung.
    
    3.   Mit  steigender  Zahl von aktiven Teilnehmern wird die  Performance 
         des  Systems  geringer.  Aber alle Teilnehmer  koennen  ihre  Daten 
         uebertragen; keiner muss warten, bis eine Leitung frei wird.
    
    9.
    ------------------------------------------------------------------------
    Erklaeren Sie, warum bei beim Barcode ein so hoher Rechenaufwand bei der 
    Erfassung notwendig ist !
    
         Weil  die auf der Verpackung einer Ware oder einer Identifikations-
         Karte  aufgedruckten oder aufgeklebten Streifen meist  beschaedigt, 
         verschmiert  oder schlecht gedruckt sind.  Mit einem  statistischen 
         Verfahren muss der Aufdruck rekonstruiert werden.  Die  Fehlerquote 
         muss so klein wie moeglich sein. Dazu bedarf es aeusserst aufwendi
         ger  Rechenverfahren,  so dass man zum Teil 32-bit-Prozessoren ein
         setzt. 
    
    
    10.
    ------------------------------------------------------------------------
    Erklaeren Sie,  warum beim Computerbau Packungsprobleme eine so  wesent
    liche Rolle spielen und warum man fuer Computer Kuehlanlagen braucht !
    
    1.   Mit  der  steigenden Verkleinerung der Elemente einer  integrierten 
         Schaltung koennen mehr Elemente pro Chip realisiert werden. Dadurch 
         werden  die ICs immer leistungsfaehiger.  Man muss aber immer  mehr 
         viele Anschlusspunkte des ICs nach Aussen fuehren bzw  entsprechend 
         viele Anschluesse an die Schaltung heranfuehren.
    
    2.   Mit  der  Verkleinerung der Elemente kann man die Signalpfade  ver
         kuerzen, also die Geschwindigkeit des Rechners erhoehen.
    
    3.   Durch die steigende Verkleinerung gibt es immer mehr Waerme  produ
         zierende Schaltelemente pro Flaecheneinheit, so dass heute mehr als 
         die doppelte Energiedichte einer Schnellkochplatte erreicht wird.
    
         Mit  steigender Temperatur waechst die Ausfallrate,  man muss  also  
         trotz steigender Heizleistung genuegend Kuehlung bieten.
    
         Die  meisten Maschinen arbeiten nur innerhalb eines sehr begrenzten 
         Temperaturbereichs.  Rechenzentren,  aber auch Geraete der MDT, er
         fordern klimatisierte Raeume,  also Kuehlanlagen. Bei kleinen Rech
         nern reichen Luefter, groessere Maschinen erfordern sehr leistungs
         faehige Waermetauscher. 
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    ------------------------------------------------------------------------
    ------------------------------------------------------------------------
     A U F G A B E N S A M M L U N G     D A T E N V E R A B E I T U N G 
    ------------------------------------------------------------------------
    
    1)   Wie viele Spuren hat eine Diskette ?
    
         Das haengt vom Laufwerk und von der verwendeten Aufzeichnung 
         ab. Ueblich sind:
    
         1 Seite  mit    35 Spuren
         2 Seite  mit je 35 Spuren
         1 Seite  mit    40 Spuren
         2 Seiten mit je 40 Spuren
         1 Seite  mit    77 Spuren
         2 Seiten mit je 77 Spuren
         1 Seite  mit    80 Spuren
         2 Seiten mit je 80 Spuren
    
    2)   Welche verschiedenen Groessen von Disketten gibt es ?
    
         1. 8-    Zoll-Disketten
         2. 5-1/4 Zoll-Disketten
         3. 3-    Zoll-Disketten
         4. 3,25- Zoll-Disketten
         5. 3,5-  Zoll-Disketten
    
    3)   Warum  darf  eine Diskette nur dann in das Laufwerk getan oder  nur 
         dann herausgenommen werden, wenn der Rechner eingeschaltet ist ?
    
              Aufgrund  ungesteuerter Zustaende beim Einschalten  oder  beim 
              Ausschalten der Spannungsversorgung der Floppy-Laufwerke  gibt 
              es kurze Stromstoesse in den Schreibkoepfen. Dadurch entstehen 
              Magnetfelder,  die die Information auf der Diskette zerstoeren 
              kann.
    
              Das Tueckische ist, dass diese Fehler oft nicht sofort bemerkt 
              werden und eine spaetere Korrektur nicht mehr moeglich ist. 
    
              Der  gravierendste Fehler:   lokale Deformatierung !  Sie ist 
              nicht  reparabel  --> die ganze Spur kann nicht  mehr  gelesen 
              oder beschrieben. 
    
              Ist ein Inhaltsverzeichnis (Directory) deformatiert,  so  kann 
              oft  die  ganze  Diskette  nicht mehr  bearbeitet  werden  --> 
              Totalverlust ! 
    
    
    4)   Was fuer Arten von Sektoren gibt es ?
    
              Es  gibt  solche Sektoren,  die durch kleine  Loecher  in  der 
              Diskette  markiert  sind = hardware-sektorierte Disketten  und 
              jene Disketten,  bei der ein Programm im Computer oder in  der 
              Schreib-Lese-Elektronik  die Einteilung in Sektoren  vornimmt. 
              Dazu  muss  fuer jeden Sektor auf der Diskette eine  Erkennung 
              auf  die Diskette geschrieben werden.  Diese Einteilung  nennt 
              man Formatierung.
    
    5)   Wie viele Spuren hat eine Schallplatte ?
    
              Im  Allgemeinen 2:  eine auf der Oberseite und eine  auf  der 
              Unterseite.
    
                                                                      
    6)   Was ist ein MODEM ?                                       
    
              Das  ist  eine  elektronische  Schaltung,   die  vom  Computer 
              gesteuert wird.  Erhaelt sie vom Computer ein Signal, das eine 
              "1"  bedeuten soll,  so erzeugt sie (als Beispiel) einen hohen 
              Ton - kommt das Signal fuer die "0",  so gibt das einen tiefen 
              Ton.  Die erzeugten Toene kann man dann per Telefonleitung  zu 
              einem  anderen  computer mit daran angeschlossenem  Modem  ($) 
              uebertragen.
              ($)  Dort wird aus den hohen und tiefen Frequenzen wieder  das 
                   ausgesandte Bitmuster aus Einsen und Nullen zurueckgewon
                   nen.
    			
    
    7)   Was ist der Nachteil der Datenuebertragung ueber Telefonleitungen ?
    
              Die Elektronik braucht eine gewisse Weile,  um mit einer  aus
              reichenden  Sicherheit zu erkennen,  ob es sich jeweils um den 
              hohen  oder den tiefen Ton handelt.  Darum kann man  nur  sehr 
              langsam arbeiten. Bei grossen Datenmengen ist dieses Verfahren 
              also sehr unpraktisch.
    
    8)   Welchen grundsaetzlichen Aufbau hat ein Computer ?
    
         1.   Prozessor (= Leitwerk + Rechenwerk)
         2.   Arbeitsspeicher 
         3.   Ein-/Ausgabe-Kanaele (Interfaces)
    
    9)   Was unterscheidet Typenraddrucker und Laser-Drucker ?
    
              Ein  Laser-Drucker  ist ein Matrix-Drucker und  arbeitet  nach 
              einem Non-Impact -Verfahren.
    
              Der Typenraddrucker dagegen ist ein Typen-Drucker und arbeitet 
              wie alle Typendrucker nach dem Impact-Prinzip.
    
    10)  Was ist ein Monitor ?
    
              Eine  Art  Fernsehgeraet mit einem  Bildschirm,  auf  dem  der 
              Computer Zeichen darstellen kann,  zB Texte und/oder Grafiken. 
              Es handelt sich um ein optisches Ausgabegeraet.
    
    11)  Was  ist  der  Unterschied zwischen einer  Magnetplatte  und  einer 
         Diskette ?
    
              Die Magnetplatte ist eine massive Metall- oder Glasplatte. Sie 
              hat eine hoehere Aufzeichnungsdichte und eine laengere Lebens
              dauer (als die Diskette).
    
              Eine Diskette ist aus einem weichen Kunststoff.
    
    12)  Skizzieren  Sie die Aufteilung des Speichers des Rechners !  Nennen 
         Sie dabei mindestens 3 wesentliche Elemente !
    
              ROM  mit  Urlader,   Speichertest,   primitiven  Ein-/Ausgabe-
              Routinen und Cassetten-BASIC
    
              RAM   mit   Betriebssystem   (nachgeladen),   Anwenderprogramm 
              (zusaetzlich nachgeladen), sowie die Notizen fuer Betriebssys
              tem und Anwenderprogramm 
    
    13)  Warum  muss man bei der Aufzeichnung auf Magnetband darauf  achten, 
         nicht zu kleine Bloecke einzeln aufzuzeichnen ?
    
              Weil zwischen den Datenbloecken jeweils eine Luecke sein  muss 
              zum Starten und Stoppen des Bandes. Diese Luecke bedeutet eine 
              sehr grosse Verschwendung von Speicherplatz auf dem Band.
    
    14)  Warum  muss  man bei der Magnetaufzeichnung (und nicht nur dort  !) 
         Pruefmuster verwenden ?
    
              Weil die Betriebssicherheit der Magnetaufzeichnung nicht  sehr 
              gross ist.
    
    15)  Warum  muss man bei der Speicherung mit Disketten auf die Betriebs
         temperatur des Rechners achten ?
    
              Weil  durch  die Temperaturabhaengigkeit des  Kunststoffs  die 
              Disketten sich ausdehnen oder schrumpfen und dann die Spurlage 
              auf der Diskette nicht mehr mit jener uebereinstimmt,  die die 
              Laufwerke ansteuern.
    
    16)  Wozu dient ein Betriebssystem ?
    
              Ein  Computer  ohne Programm ist "tot".  Er ist weder  in  der 
              Lage,  eine  Eingabe,  eine  Ausgabe oder sonst  etwas  auszu
              fuehren. Ihm fehlt ein Programm dazu. 
    
              Das  Betriebssystem macht des Computer erst einmal  lebensfae
              hig. Mit Hilfe des BS kann man eingeben, ausgeben und Program
              me laden etc.
              Beispiel:
              Die  Programme,  die  man fuer Textverarbeitung  etc  benutzen 
              moechte,  muss  man  erst  einmal  in  den  Hauptspeicher  des 
              Computers laden, damit der Prozessor sie dort abarbeiten kann. 
              Das macht das Betriebssystem.
    
    17)  Was ist ein Assembler ?
    
              Ein  Assembler  ist  ein  Uebersetzungsprogramm.  Ein  in  der 
              Sprache  Assembler  geschriebenes Programm wird vom  Assembler 
              uebersetzt  in Maschinencode und dann (zum Beispiel)  auf  die 
              Diskette geschrieben (also nicht ausgefuehrt !).  Von der Dis
              kette  kann  dann anschliessend das Maschinenprogramm  in  den 
              Speicher  des Rechners geladen und dort dierekt vom  Prozessor 
              abgearbeitet werden.
    
    18)  Was  ist der Unterschied zwischen einem BASIC-Programm (also  einem 
         Programm  in  der Sprache BASIC) und einem Programm  in  Maschinen
         sprache ?
    
              Maschinensprache  ist vom Prozessor sofort ausfuehrbar,  dh er 
              kann jedes Bitmuster sofort als Befehl lesen und ausfuehren. 
    
              BASIC  ist eine Sprache,  die fuer den Menschen  verstaendlich 
              ist. Sie besteht aus Woertern, die als eine Folge von Buchsta
              ben  Der Prozessor kann diese Buchstabenfolgen nicht  als  Be
              fehle betrachten - sie ergeben kein sinnvolles Programm, falls 
              der  Prozessor sie als Befehle ausfuehren wuerde.  Darum  muss 
              man die Buchstabenfolgen erst in analysieren.  Das ist Aufgabe 
              des BASIC-Interpreters.  Der liegt in Maschinensprache vor und 
              wird direkt vom Prozessor abgearbeitet.
    
    19)  Was ist Maschinensprache ?
    
              Ein Prozessor betrachtet ein Bitmuster, das er empfaengt, wenn 
              er  einen  Befehl lesen will (und dies der  Lesesteuerung  der 
              Speicher mitteilt) als einen Befehl.  Bei einem Prozessor, der 
              nur Befehle hat, die aus einem einzigen Byte bestehen, gibt es 
              Bitmuster  von  0000  0000 bis 1111 1111  (binaer)  und  damit 
              maximal 256 verschiedene Befehle.  Da man nicht unbedingt alle 
              256  Moeglichkeiten ausschoepft,  gibt es auch Prozessoren mit 
              erheblich weniger Befehlen !
    
              Die sogenannte Maschinensprache ist nun nichts weiter als eben 
              diese  Bitmuster,  die als Befehle vom Prozessor  erkannt  und 
              verarbeitet werden.
    
    20)  Was ist ein Interface ?
    
              Mit einem Interface kann man Geraete fuer Eingabe oder Ausgabe 
              anschliessen.  Das Interface ist eine elektronische Schaltung, 
              in die der Prozessor schreiben kann oder woraus er lesen kann. 
              Das  Interface sendet die ihm uebergebenen Daten oder  Signale 
              weiter an die Aussenwelt oder gibt sie dem Prozessor weiter.
    
    21)  Welchen grundsaetzlichen Aufbau hat ein Computer ?
    
         1.   Prozessor (= Leitwerk + Rechenwerk)
         2.   Arbeitsspeicher 
         3.   Ein-/Ausgabe-Kanaele (Interfaces)
    
    22)  Nennen  Sie Unterschiede zwischen einem Typenkorbdrucker und  einem 
         Laser-Drucker ?
    
              Ein  Laser-Drucker  ist ein Matrix-Drucker und  arbeitet  nach 
              einem Non-Impact -Verfahren.
    
              Der  Typenkorbdrucker dagegen ist ein Typen-Drucker und arbei
              tet wie alle Typendrucker nach dem Impact-Prinzip.
    
    23)  Was  ist  der  Unterschied zwischen einer  Magnetplatte  und  einer 
         Diskette ?
    
              Die Magnetplatte ist eine massive Metall- oder Glasplatte. Sie 
              hat eine hoehere Aufzeichnungsdichte und eine laengere Lebens
              dauer (als die Diskette).
    
              Eine Diskette ist aus einem weichen Kunststoff.
    
    24)  Warum benutzt man Disketten, obwohl sie so empfindlich sind?
    
              Weil  man damit sehr grossen Mengen Daten speichern  kann  und 
              weil  man  auf  diese  Daten relativ  schnell  zugreifen  kann 
              (innerhalb von wenigen Sekunden).
    
    25)  Was ist ein NLQ-Drucker ?
    
              Ein Matrix-Drucker, der einen Typenraddrucker hinsichtlich der 
              Schriftqualitaet simuliert und dazu eine besonders intelligen
              te  Steuerung  und auch mehr Nadeln hat (Stand der  Technik : 
              24).
    
    26)  Wie  muss ein Bildschirm beschaffen sein und wie muss man ihn  auf
         stellen ? (Bitte mit genauer Begruendung !)
    
         1.   Der Bildschirm muss sich in Augenhoehe befinden. 
    
         2.   Ihre  Wirbelsaeule  muss beim Arbeiten gerade sein.  Wenn  Sie 
              verkruemmt sitzen,  wird durch die starke (Fehl)-Belastung die 
              Wirbelsaeule stark abnutzen.  Das ist bereits ein  erheblicher 
              gesundheitlicher Schaden, aus dem weitere Schaeden folgen.
    
         3.   Der  Bildschirm muss blendfrei sein und eine fuer den jeweili
              gen Benutzer angenehme Farbe haben (zB Gruen oder Bernstein).
    
         4.   Das  menschliche  Auge  kann sich  innerhalb  weniger  Minuten 
              vollstaendig  anders verhalten.  Darum muessen Helligkeit  und 
              Kontrast staendig nachgestellt werden.
    
    27)  Warum  benutzt  man auch heute noch Datentraeger,  in  die  Loecher 
         gestanzt werden ?
    
              Diese  Verfahren sind recht einfach und koennen  vom  Menschen 
              (optisch) kontrolliert werden (ablesen).
    
              Die  Methode setzt keinen teuren Datentraeger voraus (nur  Pa
              pier, Pappe oder Kunststoff), also keine teure magnetisierbare 
              Beschichtung. 
    
              Der  Datentraeger darf auch mechanisch sehr strapaziert werden 
              - im  Gegensatz  zu den  sehr  empfindlichen  magnetisierbaren 
              Beschichtungen.
    
              Die Vorrichtung zum Lesen der Datentrager ist sehr einfach und 
              stoersicher  zu  bauen (entweder mit Opto-Elektronik oder  mit 
              mechanischer Abtastung (zum Beispiel Nadeln oder Federn)).
    
              Man benutzt diese Verfahren ueberall dort,  wo man strapazier
              faehige Datentrager benoetigt und die geringe Arbeitsgeschwin
              digkeit nicht (sehr) stoert. 
    
         Beispiele: zur Lagerverwaltung zB in Apotheken 
                    zur Speicherung von Programmen 
                        fuer (numerisch gesteuerte) Automaten, 
                        zB Drehautomaten etc.
    
         Datentraeger fuer diese Verfahren:
         1.   Lochkarten (Lochkarte nach "altem Muster"
         2.   Kaertchen (zB fuer Apotheke)
         2.   Lochstreifen
    
    XX   Was bedeutet die Unterscheidung "Impact / Non-Impact" ?
    
              Bei  einem Impact-Drucker wird entweder das Papier  mit  einem 
              Hammer  gegen  das Farbband oder umgekehrt das Farbband  gegen 
              das Papier geschlagen .
    
              Bei  einem  Non-Impact-Drucker wird die Schrift  durch  Waerme 
              oder andere physikalische Mittel sichtbar gemacht.  Dazu  muss 
              die Tinte nicht unbedingt auf das Papier aufgebracht werden:
              das Papier kann bereits entsprechend beschichtet oder impraeg
              niert worden sein.
    
    2.   Kann man von einem Computer auch auf Film ausgeben ?
    
    a)   Wenn nein: Warum nicht ?
    
    b)   Wenn ja: wie funktioniert das ?
    
              Antwort  b) ist richtig !  Man muss dazu  einen  lichtempfind
              lichen Film belichten. Der Computer kann dazu ueber eine Optik 
              (analog  zu  jener eines Laser-Druckers) belichten  oder  aber 
              einen Plotter benutzen, bei dem mit einem Lichtstift ueber den 
              Film gefahren wird.
    
              Die   Aufzeichnung  erfolgt  entweder  auf  kleinen  Kaertchen 
              (Microfiche) oder (fortlaufend) auf Rollfilm. 
    
    XX   Was ist ein Blatt-Leser?
    
              Ein  Blatt-Leser  ist  ein Geraet,  mit  dem  komplette  Texte 
              erfasst  werden  koennen,  indem man sie  in  gedruckter  oder 
              maschinengeschriebener  Form als Papierbogen (zB im Format DIN 
              A4) in das Geraet gibt (wie in einen Fotokopierer mit  Selbst-
              Einzug). 
    
              Blattleser arbeiten nach einem aehnlichen Prinzip wie  Fotoko
              pierer der neuesten Generation (Laser-Scanner).
    
    XX   Welches  grundlegende  Problem  hat man bei  der  Aufzeichnung  auf 
         rotierenden Scheiben ?
    
              Die  aussen liegenden Spuren sind laenger und die darauf  sind 
              groesser und liegen auch weiter auseinander. Die innen liegen
              den Spuren sind kuerzer und die darauf befindlichen Magnetchen 
              sind kuerzer und haben einen kleineren Abstand von einander. 
    
              Die  Lese-Elektronik der Steuerung muss dennoch die Daten ein
              wandfrei lesen koennen. Der Unterschied zwischen den auesseren 
              und den inneren Spueren ist jedoch so gross, dass man sich nur 
              auf wenige Spuren beschraenken muss.
    XX   Welche magnetischen Datentraeger gibt es ? (genau angeben !)
    
         1.   Magnetband (Aufzeichnung mit 2 Toenen)
         2.   Cassette (Aufzeichnung mit 2 Toenen)
         3.   Magnetband (digitale Aufzeichnung)
         4.   Cassette (digitale Aufzeichnung)
         5.   Streifenspeicher
         6.   Trommelspeicher
         7.   Magnetplatte
         8.   Diskette
         9.   Magnetstreifen-Karten (Scheckkarte etc)
        10.   Magnetkontenkarten
    
    XX   Nennen Sie mindestens 2 Moeglichkeiten,  sich gegen den Verlust von 
         Daten zu sichern ?
    
         1.   Ausser der Original-Diskette eine weitere verwenden,  auf  die 
              staendig die geaenderten Daten uebertragen werden.
    
         2.   In  regelmaessigen Abstaenden beide (Original und  Sicherungs-
              Diskette)  mit  einem besonderen Programm vergleichen und  bei 
              Fehlern Meldung ausgeben lassen.
    
         3.   Die Disketten mit auesserster Vorsicht behandeln
    
         4.   Beim  Editieren eines Textes oder beim Buchen  dafuer  sorgen, 
              dass die neuen Daten (neue Buchungen oder Aenderungen in einem 
              Text)  laufend auf die Diskette geschrieben werden.  Dann  ist 
              beim Ausfall des Rechners das, was im Arbeitsspeicher gelagert 
              wurde, zwar verloren. Die Buchungen sind jedoch bereits geret-
              tet (bis auf die aktuelle Buchung).

    TINA



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