maskinvare

Maskinvare ( / ⁠ hɑːdˌwɛə ⁠ / på britisk og / ⁠ hɑɹdˌwɛɚ ⁠ / på amerikansk engelsk , noen ganger forkortet "HW") er den generiske betegnelsen for de fysiske komponentene (elektroniske og mekaniske komponenter) i et databehandlingssystem , som komplement til programvare ( programmene og dataene ).

Ordopprinnelse

Opprinnelig var den engelske maskinvaren omtrent synonymt med "maskinvare" og brukes fortsatt i denne forstand i engelsktalende land i dag - ikke bare for maskinvare .

Differensiering mellom maskinvare og programvare

Image
Hovedkort (engelsk hovedkort)

Databehandlingssystemer, heretter kalt “datamaskiner”, består hovedsakelig av maskinvare og programvare. Maskinvare er den delen av en datamaskin du kan berøre: hver enkelt komponent, fra en enkel kondensator til et fullbefolket kretskort, enheten som helhet og dens tilbehør som mus , tastatur , skjerm og skriver , men også databærere som som harddiskstasjoner eller USB-minnepinner .

Programvare er informasjon og kan ikke berøres fordi den er uvesentlig. Den kan deles inn i programmer (prosessbeskrivelser) og data og bestemmer hva en datamaskin gjør og hvordan den gjør det (omtrent sammenlignbart med et skript ). Maskinvaren utfører programvare og konverterer den til handlinger.

Akkurat som informasjon kan programvare ikke eksistere uten fysisk representasjon: programvare kan lagres, skrives ut, vises eller transporteres på visse medier. Dette er imidlertid ikke programvaren, de inneholder den bare.

Maskinvare- og programvarekontrollert arbeidsprinsipp

Image
tidlig datamaskin som er programmert ved å koble til kabler
Image
På 1950-tallet ble programvare lagret på stanset tape. Hver mulige hullposisjon representerer en bit . Hullene er imidlertid ikke programvaren; de er en del av maskinvaren. Selv moderne databærere er ikke programvaren, men alltid maskinvare som bare inneholder programvaren.

Programvare trenger ikke nødvendigvis å brukes til å kontrollere maskinvaren automatisk i arbeidsflyten. Selv komplekse arbeidsprosesser kan implementeres helt i maskinvare - det maskinvarekontrollerte arbeidsprinsippet . Den grunnleggende funksjonen til maskinen, her beregningsprosessen, er spesifisert under konstruksjonen. Et eksempel er et av de tidlige arkadespillene, Breakout- spillet produsert av Atari i 1976 . Det komplette “programmet” (sekvensen, logikken) bestod helt og holdent av maskinvare, figurativt sett, av “fastkoblede kontrollpaneler ”. Selv med analoge datamaskiner bestemmes den komplette logikken av sammenkoblingen og ledningen til komponentene.

Selv i dagens elektroniske enheter implementeres automatiske arbeidsflyter noen ganger direkte i maskinvaren, f.eks. B. i form av logiske porter . De implementerer en spesifikk sekvens av instruksjoner. Funksjonen deres er løst av maskinvarens struktur og kan knapt endres etterpå. For en oppdatering av nye funksjoner eller for å rette feil, må maskinvaren (i det minste delvis) byttes ut, suppleres eller tilpasses gjennom andre fysiske inngrep. Til gjengjeld er behandlingshastigheten vanligvis høyere, og energiforbruket er lavere enn med en programvareløsning.

Hvis en arbeidsflyt skal kunne endres utover enkel konfigurasjon uten fysisk inngrep, kommer det programvarestyrte arbeidsprinsippet inn i bildet: programvaren kan enkelt tilpasses og til og med erstattes helt uten å måtte bytte maskinvare. Nesten alle applikasjoner kan brukes på samme enhet. Maskinvaren mottar en prosessor for dette . Dette er i stand til å "forstå" programvare, å behandle den.

Mer komplekse maskinvaresystemer inneholder ofte en kombinasjon av maskinvare og programvarekontrollerte komponenter.

I eksemplet ovenfor brukte ikke arkademaskinen fra 1976 produsert av Atari en prosessor. Bare ett år senere ble spillprinsippet overført til en prosessorstyrt enhet, datamaskinen. Siden den gang har spillet også vært tilgjengelig som programvare. Dataspillet besto ikke lenger av "kablede kontrollpaneler", men av instruksjoner for en prosessor inkludert tilleggsinformasjonen (dataene) som er nødvendig for behandling, som ble lagret sammen på en databærer og evaluert av datamaskinen.

Underavdeling

De grunnleggende komponentene i en prosessor er de forskjellige undergruppene, slik som styreenhet, aritmetisk enhet ("ALU" aritmetisk-logisk enhet ), lagringsenhet og inngangs- / utdataenhet (perifer enhet). I mellomtiden er mange av disse datamaskinstrukturene integrert i en maskinvarebrikke i moderne prosessorer, for eksempel:

  • Kontrollenhet for ALU og for kommandokoding flere ganger for parallell prosessering;
  • Kontrollenhet for minnehåndtering (MMU Memory Management Unit );
  • den bufferen som en del av lagringsanlegget,
  • styringen for et bussystem som kobler sammen interne og eksterne komponenter.

Med såkalte innebygde prosessorer, som de som brukes i PDAer ( Personal Digital Assistant ) eller vaskemaskiner, er det også en inngangs- / utgangsenhet i samme hus i form av serielle grensesnitt (f.eks. USB), digital I / O ( Input / Output) for eksempel for en berøringsskjerm eller en motorstyring og analog I / O for for eksempel lys.

Såkalte SoCs (System on a Chip) for smarttelefoner , for eksempel der tilleggskomponenter er integrert, gjennom til hovedminne (RAM) og flashminne , er enda sterkere integrert .

Datamaskinvaren inkluderer også PC-komponentene:

Alle disse eksterne enhetene og komponentene til en datamaskin er for det meste konstruert med logiske kretser .

Maskinvare er ofte utstyrt med et FCC- nummer, som gjør at produsenten kan identifiseres tydelig.

Se også

weblenker

Commons : Computer hardware  album som inneholder bilder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Maskinvare  - forklaringer av betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser
Wikibooks: Computer  Hardware - Learning and Teaching Materials
Wikibooks: Computer Hardware for Beginners  - Learning and Teaching Materials

Individuelle bevis

  1. ↑ Betydning av begrepet:
  2. ↑ Jochen Ludewig, Horst Lichter: Software Engineering. 1. utgave. dpunkt Verlag, 2007, ISBN 978-3-89864-268-2 , "Programvare er uvesentlig og består [...] av språkene og notasjonene den er formulert i."
  3. ↑ Tessen Freund: Programvareteknikk ved modellering av kunnskapsintensive utviklingsprosesser . ISBN 978-3-940019-11-0 , kap. 2.1.1 “Programvare”, s. 25. Sitat fra Edmunds: “Programvare inkluderer dataprogrammer og data som brukes av disse programmene […] Programvare bestemmer hva en datamaskin gjør og hvordan den gjør det.” Google-bøker
  4. ↑ a b Steve Wozniak : iWoz - Hvordan jeg oppfant PC-en og var med å grunnlegge Apple. Deutscher Taschenbuchverlag 2008, ISBN 978-3-423-34507-1 , s. 144-149.