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Daher gibt es in einem PC mehrere Arten von Speicher, die abgestimmt zusammenarbeiten. Wenn die Festplatte nicht innerhalb von etwa drei Sekunden ihre Normdrehzahl erreicht, schaltet der Antrieb sicherheitshalber ab. British company announces inexpensive computer.

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Wie kann die Elektronik voraussehen, was zukünftig benötigt werden wird? So nennt man die Befehle, bei denen die CPU in Abhängigkeit von einem Zwischenergebnis entscheiden muss, wie es weitergeht. Beispiel bei der Musikausgabe: Ist die nächste Note eine Achtel-, Viertel- oder ganze Note? Kommt noch eine weitere Note oder ist das Ende des Musikstückes erreicht? Dadurch tritt allerdings eine Pause ein, weil die Vorausschaueinheit erst die Daten für die Weiterarbeit heranschaffen muss.

Sie haben für etwa 5 bis 15 Befehle im Voraus analysiert, welche Daten für diese Befehle benötigt werden, um diese Daten frühzeitig heranzuschaffen.

Dadurch kann das Rechenwerk meistens mit voller Geschwindigkeit arbeiten. Wenn das Ergebnis eines Rechenschrittes in einem der nachfolgenden Rechenschritte weiterverwendet wird, kann die CPU ohne Wartezeit darauf zugreifen. Zwar muss das Ergebnis irgendwann in den langsamen Arbeitsspeicher abtransportiert werden, aber das wird vorzugsweise dann erledigt, wenn es mal keine Leseanforderungen an den Arbeitsspeicher gibt.

Ob sie die Bytes einzeln oder in Gruppen anfordert, hängt vom ausgeführten Programm ab. Die Bits im Speicher sind zu Gruppen von 64 Bit zusammengefasst. Die 8 Byte einer solchen Gruppe werden stets gleichzeitig gelesen oder geschrieben. Falls die CPU bald darauf Byte 4 benötigt, bekommt sie es aus dem Cache und die Bytes 0 bis 7 brauchen nicht erneut gelesen zu werden. Das ist vorteilhaft, denn es gibt viele Arten von Daten, die Byte für Byte benötigt werden: Der er war der erste Prozessor, der mit einem Cache arbeitete.

Der Cache bestand aus vier oder acht einzelnen Speicherchips, die auf der Hauptplatine untergebracht waren. Mit dem er gab es einen Fortschritt. Der Cache fand direkt im Prozessorchip seinen Platz. Die kurzen Datenwege erhöhten die Geschwindigkeit stark.

Die Leiterzüge und Strukturen wurden immer weiter verkleinert. Deshalb entschieden die Ingenieure, den Cache zweistufig zu organisieren. Durch diese Miniaturisierung gelang es nun endlich, auch den L2-Cache im Inneren des Prozessors unterzubringen. Neuere CPUs haben einen dreistufigen Cache, z. Auf den ersten Blick scheint das ausreichend. Tatsächlich sind die meisten Daten eher zufällig im RAM verteilt, also dauert der Zugriff viel länger.

Die schnelle Ableitung der Wärme ist höchst problematisch. Der Kühlkörper muss gut anliegen. Weil Luft die Wärme schlecht leitet, muss dieser Luftspalt mit einer kleinen Menge Wärmeleitpaste gefüllt werden. Verdoppelt man die Taktfrequenz, entsteht näherungsweise die doppelte Wärmemenge. Teilweise kann man das durch bessere Kühlung ausgleichen. Sie arbeitet wie eine Wärmepumpe. Die wärmeleitenden Teile sind aus Kupfer — teuer, aber ein hervorragender Wärmeleiter. Prozessorhersteller zeigen manchmal auf Messen, dass eine aktuelle CPU, die mit flüssigem Helium gekühlt wird, durchaus die dreifache Leistung wie bei normaler Kühlung erreichen kann allerdings wird sie das wohl nur wenige Wochen überleben.

Es hängt auch von der Arbeit ab, welche der Prozessor gerade erledigt. Spätestens jetzt sollten Sie in eine bessere Kühlung investieren!

Anfangs normalisiert sich die Drehzahl einige Minuten nach dem Einschalten und das Geräusch verschwindet wieder. Wenn sich das Lager noch weiter verschlechtert, gibt es auch beim Einschalten kein Geräusch mehr. Vermutlich steht der Lüfter jetzt für immer still. Jetzt wird es gefährlich. Zweierlei kann jetzt passieren:. Wir erwarten von der Halbleiterindustrie, dass unsere Computer leistungsfähiger werden.

Welche Wege gibt es, um dieses Ziel zu erreichen? Jahrzehntelang bestand sie aus Siliziumdioxid. Mit der Verwendung von Hafnium als Isoliermaterial konnten trotz dünnerer Isolierung die Leckstrom-Verluste auf ein Fünftel reduziert werden. Als Strukturbreite wird der halbe Abstand zweier Leiterbahnen bezeichnet.

Kleinere Strukturen bringen drei Vorteile:. Im November hat Intel begonnen, Prozessoren mit 22 nm Strukturbreite herzustellen [2]. Was kann man mit so vielen Transistoren anfangen? Er wird in nm-Struktur gefertigt, soll die nm-Version folgen. Es gibt neue Stromsparfunktionen. Je nach Auslastung kann für jeden Kern die Versorgungsspannung erhöht oder verringert werden. Zeitweilig unbenutzte Kerne können sogar komplett abgeschaltet werden, um Strom zu sparen und die Wärmeentwicklung zu verringern.

Sie begrenzen die Taktfrequenz, denn je höher der Takt, desto mehr Wärme entsteht. Heutige Prozessoren schalten ungenutzte Funktionsgruppen ab und reduzieren den Stromverbrauch bei geringer Auslastung. Es gibt eine weitere Möglichkeit. Die gewaltige Rechenleistung heutiger CPUs wird nicht immer gebraucht. Noch kleinere Strukturen als 32 Nanometer sind problematisch [5].

Wenn die Leitungen noch schmaler sind, wird der Elektronentransport zu langsam. Optische Datenleitungen wären der Ausweg: Die Informationen werden mit Lichtblitzen übertragen. Die Lichtblitze sollen mit Miniaturlasern erzeugt werden. Auf der Oberfläche der Platte sind Leiterzüge aus Kupfer angeordnet. Zur besseren Leitfähigkeit wird das Kupfer meist versilbert oder vergoldet. Wenn die Trägerplatte auf beiden Seiten Leiterzüge hat, wird die Leiterplatte zweilagig genannt.

Für komplexe Schaltungen werden mehrere Leiterplatten aufeinandergeklebt, was vier- und sechslagige Leiterplatten ergibt. Die Platte wird gebohrt und die Bohrlöcher werden innen verzinnt, um die Leiterebenen miteinander zu verbinden.

Zum Abschluss werden Widerstände, Kondensatoren und elektronische Bauelemente in die Bohrungen gesteckt und verlötet. Damit ist eine Platine englisch: Meist ist sie achtlagig, um mehr Leiterzüge auf der Fläche unterzubringen.

Die Schaltkreise können zusammenrücken, was einen Geschwindigkeitsvorteil ergibt: Die Hauptplatine wird mit Abstandsbolzen im Gehäuse befestigt. Die Position der Befestigungspunkte ist durch den so genannten Formfaktor definiert.

Die Hauptplatine ist Träger für zahlreiche Steckplätze, Schaltkreisfassungen, externe und interne Anschlüsse und elektronische Baugruppen. Auf der Hauptplatine befindet sich ein Schaltkreis-Sockel englisch: Socket , in den der Prozessor gesteckt wird. Null-Kraft-Sockel verwendet, die mit einem Schwenkhebel im Bild: Weil die Prozessoren immer mehr Anschlusskontakte brauchen, gibt es zahlreiche Sockeltypen. Die Andruckplatte ist hochgeklappt im Bild: Einige hier vorkommende Fachbegriffe und Abkürzungen werden erst in späteren Kapiteln ausführlich erläutert.

Manchmal ist eine einfache Grafikkarte in die Northbridge integriert. Sie ist nicht direkt mit der CPU verbunden, sondern kommuniziert mit der Northbridge.

Manchmal kommt sie ohne Kühlkörper aus. Die beiden hochintegrierten Bausteine zusammen werden als Chipsatz bezeichnet. Die Erweiterungskarten stecken senkrecht auf der Hauptplatine. Eine typische Hauptplatine hat drei bis sieben Steckplätze Slots für Erweiterungskarten. Auf aktuellen Hauptplatinen gibt es zwei Arten von Steckplätzen: PCI-Express gibt es seit Das ist für Netzwerkkarten, USB 2. PCIe x16 bündelt 16 Kanäle und und wird vor allem für Grafikkarten verwendet.

Man kann kürzere Karten in längere Slots stecken. Direkt auf der Hauptplatine sind der Taktgeber, die Uhr, der Chipsatz und andere Bauteile aufgelötet. Dass die Festplatte, die Grafikkarte und der Brenner einen solchen Festwertspeicher benötigen, ist wenig bekannt. Der PC startet nach dem Einschalten mit dem darin gespeicherten Programm. Aus solchen Bausteinen wird die Computeruhr und ein kleiner Speicher gefertigt.

Uhr und Speicher befinden sich im gleichen Chip. Das Betriebssystem und andere Software fragt bei Bedarf diese Daten ab. Bei ausgeschaltetem PC übernimmt das eine Batterie. Diese reicht etwa drei bis fünf Jahre. Wenn der PC Datum und Uhrzeit vergisst, wenn er ausgeschaltet ist, muss vermutlich die Batterie gewechselt werden.

Am hinteren Rand der Hauptplatine befinden sich die Anschlüsse für die Peripherie: Anzahl und Typ der Anschlüsse sind bei jeder Hauptplatine anders. Deshalb liegt jeder Hauptplatine eine Blende mit passenden Öffnungen für die rückwärtigen Anschlüsse bei.

Neuere Hauptplatinen haben meist mehr Anschlüsse, als sich in der rückwärtigen Blende unterbringen lassen. Zusätzliche Anschlüsse werden an der Frontseite oder an der Rückseite herausgeführt und mit der Hauptplatine verbunden. Diese Anschlüsse sind nicht verwechslungssicher! Wenn Sie die Beschriftung und die Farbmarkierung beachten Tastatur violett, Maus grün , kann nichts schief gehen.

Wenn keine Markierung zu finden ist: Der Anschluss, welcher der Hauptplatine näher liegt, ist der Tastaturanschluss. Wenn Sie die Stecker trotz allem verwechseln, brennt zumindest nichts durch.

Sie müssen Tastatur und Maus vor dem Einschalten des Computers angesteckt haben, sonst erkennt und benutzt er sie nicht. Parallel bedeutet, dass alle Bits eines Zeichens gleichzeitig über ein dickes Kabel übertragen werden. Dieser Anschluss wurde und wird hauptsächlich für Drucker verwendet. Weil die polige Buchse viel Platz benötigt, wird bei Notebooks immer häufiger auf den Parallelport verzichtet. Diese Schnittstellen wurden für langsame Geräte verwendet, wie zum Beispiel Maus, externes Modem, Rechnerkopplung und für die Programmierung von Telefonanlagen und anderen Geräten.

Zunehmend werden Geräte, die früher mit seriellen Anschlüssen ausgestattet waren, auf USB umgestellt. Neuere PC haben oft noch einen seriellen Anschluss. Bei neueren Notebooks fehlen die seriellen Anschlüsse meist ganz. Um den schnellen internen SATA-Anschluss auch für externe Festplatten nutzen zu können, gibt es auf manchen Hauptplatinen einen speziell abgeschirmten d. USB in der Version 2. Ab Windows sind Treiber im Betriebssystem enthalten.

Die USB-Kabel sind nicht symmetrisch: Bei stationären PCs ist das kaum ein Problem, aber einige Notebooks haben Probleme, diesen Maximalstrom zu liefern und sie schalten wegen Überlastung des Anschlusses sicherheitshalber ab. Günstigstenfalls schaltet der PC ab. In extremen Fällen kann ein minderwertiges PC-Netzteil überlastet und sogar zerstört werden! Sie sollten unbedingt beide Stecker einstecken, sonst kann es zu Fehlfunktionen kommen.

Bei externen Festplatten kann eine mangelhafte Stromversorgung zu totalem Datenverlust führen. Im Jahr wurde USB 3. Alte und neue Stecker und Buchsen sind kompatibel: Man kann USB 2.

Man erkennt Superspeed-fähige Stecker und Buchsen daran, dass innen blaue Plaste verwendet wird. Die hohe Geschwindigkeit macht USB 3. Dieser Anschluss wurde ursprünglich vorzugsweise für den Anschluss von Filmkameras verwendet. Mittlerweile gibt es viele externe Geräte mit diesem Anschluss, z. Die maximalen Übertragungsraten sind in der Tabelle aufgeführt.

Die Geräte wählen automatisch diejenige Übertragungsrate aus, die von allen angeschlossenen Geräten beherrscht wird. Donnerkeil wurde gemeinsam von Intel und Apple als Nachfolger von Firewire entwickelt. Die elektrischen Kabel dürfen drei Meter lang sein. Wenn in beiden Steckern eine Konvertierung der elektrischen in Lichtsignale erfolgt, können die Stecker mit Glasfaserleitung verbunden werden. Diese optischen Kabel dürfen zehn Meter lang sein.

Peripheriegeräte können bis zu 2 Ampere abfordern. Es gibt erste Geräte mit Thunderbolt-Schnittstelle, z. Rechts ist eine alte Netzwerkkarte abgebildet. Bei den vielen roten Vierecken handelt es sich um Steckbrücken, sogenannte Jumper. Sie können sich bestimmt vorstellen, wie kompliziert und fehleranfällig es war, ein halbes Dutzend Komponenten auf diese Art zu konfigurieren. Windows 95 brachte eine Neuerung: Bei diesem Verfahren hat jede nichttriviale Komponente einen eigenen Speicher, in dem deren Anforderungen und Möglichkeiten abgelegt sind.

Mittlerweile funktioniert PnP gut und erspart eine Menge Stress. Bei Stromausfall gehen die gespeicherten Bits nicht verloren. Es stellt einfache Treiber für die wichtigsten PC-Komponenten bereit. Diese Speicherbausteine können ohne Spezialgeräte gelöscht und neu beschrieben werden, dadurch kann der Benutzer ein sogenanntes BIOS-Update selbst durchführen.

Das Betriebssystem liest diese Daten vor allem beim Hochfahren. Meist wird die Taste Del bzw. Entf oder F2 dafür verwendet. Beobachten Sie den PC beim Booten genau. Wenn Sie den Moment verpasst haben, müssen Sie Windows herunterfahren und es erneut versuchen.

Das Anschauen der Einstellungen ist völlig ungefährlich, aber bitte nicht planlos die Einstellungen verändern und dann speichern, denn falsche Einstellungen können den PC ausbremsen oder stilllegen.

Wenn das Booten mehrmals nicht gelingt weil Sie den Startvorgang absichtlich unterbrochen haben oder weil einer der eingestellten Parameter nicht funktioniert , werden Sie beim Start gefragt, ob Sie die Standardeinstellungen zurückhaben möchten. Meist müssen Sie dann die Taste F1 drücken. Das Betrachten der Einstellungen ist ungefährlich, aber bitte nicht planlos die Einstellungen verändern, denn falsche Einstellungen können den PC ausbremsen oder stilllegen.

Am rechten oder unteren Bildrand finden sie eine Erläuterung, mit welchen Tasten Sie Einstellungen vornehmen können. Ein Bit ist Speicherplatz für die kleinstmögliche Informationsmenge: Jedes weitere Bit verdoppelt die Zahl der Kombinationen. Eine Gruppierung von acht Bit nennt man ein Byte. Man kann in einem Byte also eine Zahl zwischen Null und oder ein Zeichen einen Buchstaben des Alphabets oder ein Sonderzeichen speichern.

Da der PC im Binärsystem rechnet, werden auch die Speichereinheiten binär adressiert. Jeder Speicherchip und jeder Speichermodul hat eine Kapazität, die eine Zweierpotenz ist: Eine Speicherkapazität von z. Dann entstünden aber ungenutzte Bereiche, die aber natürlich dennoch hergestellt werden müssen; ein Byte-Chip würde genausoviel kosten wie ein Byte-Chip. Den kleinen Unterschied nahm man in Kauf.

Beim magnetischen und optischen Speicher gibt es dagegen keine fertigungsbedingten Einschränkungen auf Zweierpotenzen. Der Anwender ohne das Wissen aus diesem Artikel meint nun, zwar eine 1 Terabyte-Festplatte gekauft zu haben, aber davon nur 0, Terabyte nutzen zu können. Gern wird dabei dem Hersteller aufgrund dieser schon beträchtlichen Differenz Betrug unterstellt. Darüber hinaus sollten gespeicherte Informationen bei Bedarf jahrzehntelang verlustfrei haltbar sein. Leider gibt es keine Speichertechnologie, welche diese Anforderungen auch nur näherungsweise erfüllt.

Daher gibt es in einem PC mehrere Arten von Speicher, die abgestimmt zusammenarbeiten. Deshalb werden gleichartige Daten zu Blöcken zusammengefasst. Mehrere Cluster hintereinander bilden eine Spur der Festplatte. Nehmen wir an, eine Spur enthält Sektoren zu je Byte, das ergibt gerundet Byte. Das zeigt aber auch, dass die Reihenfolge der Daten auf einem Massenspeicher optimiert werden sollte, um bessere Geschwindigkeiten zu erzielen.

Windows bemüht sich, alle für eine Anwendung benötigten Programmteile und Daten im Arbeitsspeicher bereitzuhalten. Wenn der Arbeitsspeicher nicht ausreicht, muss Windows Teile des Arbeitsspeichers auf die viel langsamere Festplatte auslagern.

Die Festplatten, Diskettenlaufwerke, Flash-Speicher und optischen Speicher werden etwas später behandelt. ROM verliert die Daten nicht, wenn der Strom abgeschaltet wird. Mit speziellen Mitteln, Geräten oder Programmen ist das möglich. Leider ist RAM ein flüchtiger Speicher. Strom weg - Daten weg. Vor dem Ausschalten des PC müssen die veränderten Daten auf Festplatte zurückgeschrieben gespeichert werden, sonst gehen sie verloren.

Der Arbeitsspeicher ist eine Baugruppe auf der Hauptplatine, die über schnelle Datenwege mit dem Prozessor verbunden ist. Der Prozessor benutzt den Arbeitsspeicher als Ablage für operative Daten, Zwischenergebnisse und auch für die Liste der nächsten Befehle.

Die RAM-Speicherbausteine lassen sich in zwei Arten unterteilen, die auf ganz unterschiedlichen Technologien beruhen und dementsprechend in allen Kenndaten sehr unterschiedlich sind. Jede Speicherzelle besteht aus einem Kondensator das ist ein Kurzzeitspeicher für Elektrizität und einem Transistor.

Wenn die CPU wissen will, was gespeichert ist das nennt man eine Leseanforderung , gibt der Transistor die elektrische Ladung frei. Deshalb muss in einem zweiten Schritt der frühere Speicherinhalt wiederhergestellt werden. Das Lesen der Daten beansprucht etwa die Hälfte dieser Zeit, die andere Hälfte wird für das Zurückschreiben Wiederherstellen gebraucht. Halbleitermaterial ist kein perfekter Isolator. Wie der Name sagt, leitet es elektrischen Strom, wenn auch wenig.

Darum muss die Ladung der winzigen Kondensatoren einige tausend Male in der Sekunde aufgefrischt nachgeladen werden. DRAM ist wegen des simplen Funktionsprinzips günstig zu produzieren, wobei man hohe Packungsdichten erreicht. Stellen Sie sich den Aufwand vor, wenn einer davon defekt war und man durch Auswechseln ermitteln muss, welcher der defekte ist!

Pro Speichertakt werden viermal Daten übertragen. Dadurch verdoppelt sich die Datenübertragungsrate erneut: Die Datenübertragungsrate verdoppelt sich zum dritten Mal: Pro Takt werden achtmal Daten übertragen. Bei niedriger Temperatur verlieren die Speicherzellen weniger Elektronen und die Refresh-Häufigkeit kann verringert werden. Im Jahr soll die Spezifikation fertig sein: DDR4-Speicher haben eine wesentlich verbesserte und schnellere Fehlerkorrektur.

Wozu ist das nötig? Es gibt zufällige Störungen, z. Überall auf der Erde gibt es eine natürliche Radioaktivität. Dazu ein interessantes Fundstück aus den 70er Jahren:. Dazu muss man wissen, dass Los Alamos auf ca.

In Los Alamos ist die kosmische Neutronenstrahlung fünfmal stärker als auf Meereshöhe. Einzelbitfehler führen nur selten zu Abstürzen: Meist trifft es ungenutzte Programmteile oder Massendaten.

Wenn in einer Video- oder Audiodatei ein Bit falsch ist, können Sie das unmöglich sehen oder hören. Sehen Sie im Handbuch nach, welcher Typ passt. Meist ist die schnellste der gängigen Geschwindigkeiten gleichzeitig die beliebteste und aufgrund der hohen Verkaufszahlen auch die günstigste.

Damit verbunden ist bei kompletter Neubestückung ein messbarer, aber kaum spürbarer Geschwindigkeitsvorteil. Läuft ein neues Modul im Verbund mit einem älteren, so wird es automatisch auf dessen Takt gebremst, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.

Schnellere Speichertypen als in der Tabelle gelistet benötigen manuelle Einstellungen, da sonst nur der vom Hauptplatinen-Hersteller freigegebene Maximaltakt benutzt wird. Wenn der Arbeitsspeicher knapp wird, muss das Betriebssystem prognostizieren, welche Programmkomponenten demnächst vermutlich nicht benötigt werden, und diese auf die vieltausendmal langsamere Festplatte auslagern.

Wenn Sie einen vom Betriebssystem nicht vorausgeahnten Klick machen, muss das Betriebssystem ganz schnell irgendein ungenutztes Programmteil auslagern, um das von Ihnen gewünschte Programmteil laden zu können. Zu wenig Arbeitsspeicher bremst deshalb auch den schnellsten PC aus.

Komplettsysteme sind mit RAM eher knapp ausgestattet, um einen günstigen Preis zu erreichen. Für ein wenig Surfen, Musik hören und Videos betrachten reicht das auch. Windows muss zunehmend oft ungenutzte Programmteile auslagern. Doch das gilt nur für die jeweils neueste Technologie. Veraltete Technologien werden nicht mehr weiterentwickelt und die Produktionsmengen sinken, deshalb bleiben die Preise für ältere RAM-Typen auf hohem Niveau. Wesentlich länger als zwei Jahre mit dem Nachkauf zu warten kann riskant sein, weil dann die passende RAM-Sorte möglicherweise nicht mehr hergestellt wird oder in so geringer Menge, dass wegen andauernder Nachfrage die Preise nicht sinken.

Aber so eine Investition ist teuer weil Sie die ausgebaute CPU nicht weiterverwenden können und bringt vermutlich ein bescheidenes Resultat. Dieser hohe Schaltungsaufwand bringt einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil:. Je schneller der Prozessor ist, desto öfter muss er auf Daten warten. Schnellerer Speicher wäre wunderbar. Es wird intensiv nach alternativen Technologien gesucht, aber bisher ist keine der neuen Erfindungen in Massenproduktion gegangen.

Die benötigte Leiterplattenfläche wäre riesig und die Datenwege würden zu lang werden. Um eine Strecke von 30 cm zu durchlaufen, braucht ein Lichtstrahl eine Nanosekunde. Elektrische Signale sind geringfügig langsamer als das Licht. Darüber hinaus hat es sich für viele Verwendungen als nützlich erwiesen, die Daten in ROM-Bausteinen nachträglich ändern zu können. Der Rohling wird zum Beschreiben in ein sogenanntes Programmiergerät gesteckt.

Man kann übrigens den Chip etappenweise brennen: Zuerst einen Adressbereich, dann den nächsten Bereich. Wie erfolgt das Löschen? Ultraviolettlicht ist sehr energiereich. Nun hat man nur selten einige Wochen Zeit. Leider muss der Chip zum Löschen und Beschreiben ausgebaut werden.

Man kann in den Chip hineinsehen. Weil die aggressive UV-Strahlung entfällt, halten diese Chips mehr als Die weitere Beschleunigung des Schreibvorganges führte zu den sogenannten Flash-Speichern. Die Leitfähigkeit des Control Gate hängt davon ab, ob sich in der Speicherzelle eine Ladung befindet oder nicht. Man kann den Speicherinhalt beliebig oft lesen, ohne dass sich die Ladung der Speicherzelle dabei verändert.

Es gibt dabei zwei Probleme: Das Schreiben dauert deutlich länger als das Lesen. Schlimmer ist, dass die Isolierschicht dabei Schaden nimmt. Nach einigen hunderttausend Schreib- oder Löschvorgängen ist die Speicherzelle kaputt. Deshalb muss die Anzahl der Schreibvorgänge durch geeignete Software und die Ansteuerlogik minimiert werden.

Das wird auf mehreren Wegen erreicht. Lässt sich ein Stick wegen "Abnutzung" nicht mehr beschreiben, kann er zumindest noch gelesen werden. Lesen und Schreiben kann dadurch nur in ganzen Blöcken erfolgen, wie z. Die geringere Zahl von Datenleitungen spart Platz auf dem Chip. Der technologische Aufwand ist höher, doch die Zugriffszeit ist erheblich kürzer. Leider herrscht bei den Bauformen der Speicherkarten ein unglaubliches Chaos. Es fehlt ein Standard.

UFS ist schnell und stromsparend. Leider stemmte sich die Firma Sandisk gegen den Standard: Sandisk wollte das hauseigene Format nicht aufgeben. Das sind Speicherzellen, in denen mehr als ein Bit pro Zelle gespeichert wird. Erinnern Sie sich an die Erklärung, dass das Dezimalsystem für Computer ungeeignet ist, weil es schwer ist, zehn verschiedene Spannungen präzise zu unterscheiden?

Je mehr Ladungszustände pro Zelle unterschieden werden müssen, desto wahrscheinlicher ist das Auftreten von Bitfehlern.

Der Aufwand für Fehlerkorrekturschaltungen steigt. MLC sind zu empfehlen, wenn Daten nur selten geschrieben werden, z. Kontaktprobleme am Stecker können ebenfalls zu Datenverlusten führen. Manchmal genügt ein Wackeln am eingesteckten Stick. Nur wenn Sie Windows von Ihrer Absicht informieren, den Stick zu entfernen, können Sie sicher sein, dass alle zu schreibenden Daten tatsächlich auf dem Stick ankommen. Gleiches gilt für Linux. Andernfalls können die zuletzt geschriebenen Daten oder der ganze Inhalt des Speichersticks verloren gehen.

Warum das so gefährlich ist, können Sie am Ende des Kapitels über externe Festplatten genauer nachlesen. Wie lange bleiben die gespeicherten Daten erhalten, wenn keiner dieser Unfälle geschieht? Sie sind langlebiger und haben kürzere Zugriffszeiten. Es gibt sie in zwei Bauformen: In hochwertigen Notebooks sind sie häufig anzutreffen.

Vor mehr als 50 Jahren, am Die Festplatte war ein echtes Erfolgsmodell: Das Laufwerk wurde nicht verkauft, sondern für ca. Kleiner wurden die Abmessungen. Gleichzeitig fiel der Preis: Der Festplatte und ihrem Inhalt drohen zahlreiche Gefahren. Die meisten dieser Fehler führen nur zu kleineren Schäden. Hardwarefehler sind vergleichsweise sehr selten, aber wenn sie auftreten, sind die Folgen verheerend. Kein anderer Schaden verursacht so viel Stress wie ein Totalausfall der Festplatte.

Die Schäden sind vielfältig:. Es folgt ein Abschnitt über Pflege und Wartung der Festplatte. Für weitergehende Informationen gibt es einen Anhang. In der heute meistverwendeten Unicode-Darstellung werden zwei Byte pro Zeichen benötigt. Diese Zahlen gelten für Text ohne Illustrationen. Bilder benötigen - je nach Qualität - zehn- bis hundertfach mehr an Speicherplatz als Text.

Das reicht für eine drei Jahre dauernde Stunden Beschallung. Auch Glas wird manchmal als Trägermaterial verwendet, weil eine Glasoberfläche glatter poliert werden kann als Metall.

Man kann sich das wie einen flachen Stabmagneten vorstellen. Ein Spindelantriebsmotor sorgt für eine hohe konstante Drehzahl. Das verringert ein wenig den Strombedarf, den Geräuschpegel und den Datendurchsatz.

Teure Profi-Festplatten bringen es auf Je dichter die Spuren beieinander liegen, desto mehr Daten passen auf die Platte. Aktuelle Festplatten haben Die Schwenkarme sind untereinander starr verbunden und bewegen sich stets gemeinsam zur gewünschten Spur. So sind stets mehrere Spuren gleichzeitig verfügbar, ohne dass die Köpfe weiterbewegt werden müssen.

Das Betriebssystem speichert umfangreichere zusammenhängende Informationen nach Möglichkeit in den Spuren eines Zylinders, um die Anzahl der Kopfbewegungen zu minimieren. In der Mathematik ist ein Sektor ein tortenähnlicher Ausschnitt aus einem Kreis, auf der Festplatte sind damit gebogene Linien gemeint.

Jede Spur ist in einige Tausend Sektoren Bogenstücke geteilt. Die dadurch entstehenden Datenblöcke sind die kleinste adressierbare Datenmenge. Bei der schnellen Rotation wird die Luft über den Scheiben mitgerissen. Mit der Zugriffszeit wird angegeben, wie schnell eine Festplatte arbeitet. Die Zugriffszeit setzt sich aus folgenden Faktoren zusammen:.

Nicht nur der Prozessor benutzt einen Cache-Speicher, auch die Festplatte hat einen. Das ist mehr, als die ersten Festplatten als Gesamtkapazität hatten. Der Cache wird auf drei Arten genutzt:. Allerdings hat diese Zwischenspeicherung einen gefährlichen Nachteil. Wenn Sie den PC versehentlich ausschalten, ohne ihn herunterzufahren, verlieren Sie möglicherweise Daten.

Oft sind die Verwaltungstabellen betroffen, das bedeutet: Der gesamte Inhalt der Festplatte kann weg sein. Besonders gefährlich ist es in der ersten Minute nach dem Ende eines Schreibvorgangs. Sie verlieren merklich Geschwindigkeit, aber Sie verlieren Ihre Daten nicht. Sie haben vorhin gelesen, wie gering der Abstand der Magnetköpfe von der Festplatte ist. Das ist fache Schallgeschwindigkeit! Sie sollten besser nicht einsteigen: Sie würden mit einer Beschleunigung von Angenommen, der leere Sitz wiegt 4 Kilogramm.

Er könnte innerhalb einer Stunde die Erde umrunden oder - wenn die Geschwindigkeit konstant bleiben würde - in neun Stunden den Mond erreichen. Haben Sie nun eine Vorstellung davon, warum Erschütterungen so gefährlich für die Festplatte sind?

Kopfaufsetzer können Ihre Festplatte in Sekundenbruchteilen zerstören. Wenn der Kopf bei einem stärkeren Aufsetzer die Schutzschicht verdampft oder durchdringt, wird die Magnetschicht beschädigt und der Kopf vielleicht gleich mit. Die Daten, die sich dort befunden haben, sind weg. Den Datenverlust bemerkt man meist erst später. Dieses steht im Mac App Store für 2.

Sie müssen für die Nutzung von Tunnelblick keine weiteren Erweiterungen installieren. Wenn man doch mal einen Blick auf seinen Rechner werfen und ihm gleichsam über die Schulter blicken könnte Mit diesen Fernwartungsprogrammen geht das. Natürlich sind möglichst einheitliche Installationen ideal. Da das aber nicht immer möglich ist, kann es durchaus sinnvoll sein, auf eine VNC-Variante zu setzen, bei der der Administrator festlegen kann, welche Clients zum Einsatz kommen sollen.

Auch hier lässt sich wieder während der Installation auswählen, welcher Teil der Software installiert werden soll. Tools, mit denen Sie die Netzwerkaktivitäten Ihres Rechners verwalten.

Die Erweiterung funktioniert auch mit macOS Mojave. Neben dem Schutz der Privatsphäre hat die Software einen zweiten Effekt: Webseiten laden schneller, da weniger Objekte wie Tracker geladen werden müssen. Da die App sehr einfach zu bedienen ist, lässt sich schnell feststellen, ob eine mangelnde Leistung im Internet an der Datenleitung des Providers liegt. Sinnvoll ist das Tool vor allem, wenn Sie Ihr iPhone als mobilen Hotspot nutzen, und das Datenvolumen nicht unnötig belasten wollen.

So erlaubt die Software exakt, welche Apps überhaupt auf dem Mac eine Verbindung zum Internet aufbauen dürfen. Vor allem auf Reisen erweist sich Trip Mode als eine ideale Lösung, vor allem weil das Tool leicht zu bedienen ist. Die Testversion können Sie bis zu sieben Tage nutzen. Nach der Installation bindet sich das Tool als Icon in der Menüleiste ein.

Sie sehen hier auch das verbrauchte Datenvolumen und können Anwendungen schnell und einfach sperren. Little Snitch fungiert als lokale Firewall und Netzwerkmonitor. Der Vorteil liegt in der einfachen Bedienung. Vor allem für Anwender, die häufig unterwegs sind, und ihr Macbook mit öffentlichen WLANs verbinden, profitieren von Little Snitch, da sich der Mac schützen lässt, aber auch ein Überblick möglich ist, welche Apps Daten in das Netzwerk und ins Internet senden.

Das Tool zeigt an, wann sich eine App mit dem Internet verbinden will und welche Verbindungen geöffnet werden sollen. Sie können dann bequem auswählen, ob die Verbindung erlaubt sein soll oder nicht. Man sagt, es gebe zwei Arten von Computernutzern: Solche, die schon einmal Daten verloren haben und solche, denen das noch bevorsteht.

Am Backup führt also kein Weg vorbei. Immerhin ist in macOS seit der Version Es gibt aber Tools, die dessen Nutzen erweitern oder übersteigen. Ändern kann man damit zum Beispiel das Intervall und das Zeitfenster der Sicherung. Das Tool ändert praktisch keine Systemdateien und ist in wenigen Sekunden einsatzbereit. Auch das Überschreiben von Dateien lässt sich steuern.

Sie wissen es ja: Vielleicht wissen Sie auch, wie man ein sicheres Passwort so erstellt, dass man es sich auch merken kann. Bei der Vielzahl von Internetservices, die man nutzt, sollte man aber die Hilfe von Passwortmanagern in Anspruch nehmen. Denn auf jeder Site ist ein eigenes Passwort Pflicht. Aber das wissen Sie ja auch. Hier sehr hilfreiche Tools für Ihre Passworte.

Dabei bindet sich das Tool in Safari ein und lässt sich so vom Browser aus nutzen. Dashlane ist eine kostenlose Datenbank für das Speichern von Kennwörtern und Zugangsdaten. VeraCrypt erstellt auf beliebigen Datenträger verschlüsselte Bereiche Container und mountet diese als Laufwerke. Unsere Empfehlungen für ein wenig Entertainment. Die auch für Windows und Linux erhältlich Software funktioniert denkbar einfach: Die Songtexte, die bereits vorliegen, werden nicht erneut heruntergeladen.

Sie können per Drag-and-drop aus iTunes Songs herunterladen. Stellarium bietet eine grafisch sehr ansprechend, fast fotorealistische Ansicht auf den Sternenhimmel. Die Gratissoftware zeigt eine umfassende Ansicht des Nachthimmels inklusive aller Sternbilder.

Sie geben die Koordinaten des Ortes ein, von dem aus Sie den Nachthimmel sehen wollen. Im Anschluss können Sie die Perspektive anpassen und die Ansicht auch animiert ablaufen lassen. Auch die Tageszeit können Sie steuern. Wer gerne in die Sterne schaut, kommt um diese Standard-Software kaum herum.

Hobby-Astronomen können Sie Sternbilder mit Grafiken anzeigen lassen. Beschriftungen, Verbindungen der Sternbilder und Grafiken lassen sich ein- und ausschalten. Die Bedienung ist sehr intuitiv. Das Tool bietet also vor allem eine realistische Darstellung des Nachthimmels.

Celestia ist eine kostenlose Anwendung, mit der Sie sehr ansprechend den Nachthimmel inklusive Sternbilder anzeigen können. Im Gegensatz zu Stellarium zeigt die Anwendung den Himmel aber nicht aus Sicht eines Beobachters auf der Erde an, sondern ermöglicht eine virtuelle Reise durch das All. Die Grafik ist ähnlich ansprechend wie Stellarium. Mit wenigen Mausklicks können Sie im Weltall navigieren, unser Sonnensystem durchfliegen und vieles mehr.

Auf diese Weise lassen sich auch verschiedene Objekte wie Marssonden einblenden. Sie können die Laufbahnen von Planeten verfolgen und mit der Maus navigieren. Die Reise lässt sich mit Screenshots oder Filmen auch aufzeichnen. Zusätzlich bietet das Programm viele Hinweise zu den besuchten Objekten. Paint 2 ist ein einfach zu bedienendes Tool, mit dem Sie Ihre Bilder bearbeiten können. Die Freewareversion von Paint Pro hat zwar einige Einschränkungen, reicht für viele Bedürfnisse aber aus.

Sie können damit Bilder drehen, Schatten und Reflektionen bearbeiten, Texte hinzufügen und vieles mehr. Das Tool ersetzt keine vollwertige Bildbearbeitung, sondern bietet Werkzeuge für die schnelle und einfache Bearbeitung von Bildern. Die beste Gratis-Software für den Mac Die kostenlose Version schützt nicht in Echtzeit, kann vorhandene Viren aber entfernen.

Der im Computer verbaute Arbeitsspeicher wird bei Benutzung von Speichererweiterungen abgeschaltet. Dazu stellt der ZX81 neben den alphanumerischen auch grafische Zeichen bereit. Diese von der Systemsoftware automatisch durchgeführte Datenreduktion ermöglicht eine effizientere Nutzung des Arbeitsspeichers.

Neben der Belegung des ohnehin knappen Speichers wird zudem die CPU durch die Bilderzeugung stark beansprucht, so dass je nach Darstellungsmodus bis zu 75 Prozent der Rechenleistung dafür aufgebraucht werden. Anwenderprogramme werden nur dann ausgeführt, wenn die Bilddarstellung bereits abgeschlossen worden ist. Der Anwender kann je nach Aufgabenstellung zwischen diesen beiden Modi wählen. Eine Ausnahme bildet ein Datentransfer über die Kassettenschnittstelle. In diesem Fall schaltet die Systemsoftware automatisch in den Fast Mode, um eine stabile Datenübertragungsrate zu gewährleisten.

Klinkenbuchsen dienen zum Anschluss eines handelsüblichen Kassettenrekorders und als Netzteileingang. Die Schnittstellen des ZX In Zusammenhang mit vor allem westlichen Heimcomputern der er-Jahre kamen zur Datensicherung hauptsächlich Kassettenrekorder und Diskettenlaufwerke , im professionellen Umfeld bei den Personalcomputern zunehmend auch Fest- und Wechselplattenlaufwerke zum Einsatz.

Die günstigste Variante der Datenaufzeichnung durch Kompaktkassetten hat im Allgemeinen den Nachteil niedriger Datenübertragungsraten und damit langer Ladezeiten, wohingegen die wesentlich schnelleren und verlässlicheren Disketten- und Plattenlaufwerke sehr viel teurer in der Anschaffung waren.

Als Speichermedien dienen entsprechende Kompaktkassetten. Beim Drucken wird das Papierband zwischen einem Paar gegenüberliegender Nadelelektroden, die sich auf einem beweglichen Schlitten befinden, hindurchgeführt. Die helle metallische Beschichtung wird dabei an der Durchschlagstelle verdampft erodiert und das dahinter befindliche und unversehrt gebliebene Papier kommt in Form eines schwarzen Punktes zum Vorschein.

Vermittels des durchgeschleiften Expansionsportes am Stecker des Druckers können mit dem Gerät gleichzeitig weitere Zusätze wie etwa Speichererweiterungen betrieben werden.

Durch die minderwertige Mechanik und Qualitätsschwankungen beim Druckpapier sind die erzielten Ergebnisse von unterdurchschnittlicher Qualität. Dennoch ist das Schriftbild lesbar und für den Ausdruck von Programmen zu Archivierungszwecken geeignet, solange das Papier nur geringer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt bleibt [72]. Die Herstellung erfolgte durch Timex Corporation im schottischen Dundee. Die Leertaste befindet sich im Gegensatz zu den meisten Computertastaturen am unteren rechten Rand.

Die Tastatur besteht aus drei übereinandergeklebten Kunststofffolien. An der oberen und unteren Folie befinden sich unter den Tasten metallische Kontakte, die nach einem vorgegebenen Schema miteinander verschaltet sind. Die mittlere dicke und elastische Folie dient als elektrische Trennschicht und Rückstellfeder. Viele Benutzer rüsteten diese daraufhin mit Hilfe von Aufsetzerweiterungen um oder benutzten in vielen Fällen eine extern angeschlossene, vollwertige Tastatur von Drittherstellern.

Für den ZX81 erschienen viele Erweiterungen und Umrüstbausätze unterschiedlichen Umfangs, wobei im Folgenden nur die wichtigsten aufgezählt werden. Bei vollständig gefülltem Bildschirm stehen somit lediglich etwa Bytes zur freien Verfügung, was selbst bei kleineren Anwendungen Speicheraufrüstungen unumgänglich macht.

Allerdings ist durch die mangelnde Passgenauigkeit und durch oxidativ verursachte Kontaktprobleme selbst bei kleinsten Erschütterungen — wie sie beim normalen Computergebrauch auftreten können — häufig ein vollständiger Ausfall und damit Datenverlust verbunden.

Aus diesem Grund und wegen gesunkener Preise griffen viele Anwender zu Speichererweiterungen von Drittherstellern. Eine hochwertiger verarbeitete Speichererweiterung wurde beispielsweise vom Dritthersteller Memotech angeboten. Allerdings muss der Adressraum, in dem sie jeweils eingeblendet werden sollen, zuvor vom Benutzer über am jeweiligen Modulgehäuse befindliche DIP-Schalter eingestellt werden.

Zur Verbesserung der Grafikfähigkeiten waren ab eine Vielzahl an Erweiterungen unter anderem für farbige Darstellung und zur Benutzung von hochaufgelöster Grafik oder Kombinationen davon erhältlich. Zudem ist horizontale und vertikale Feinverschiebung Scrolling möglich. Da die Verfügbarkeit von Spielen und damit verbundener Toneffekte auch für ZXBenutzer eine nicht unerhebliche Rolle spielte, wurden von Drittherstellern Erweiterungen unterschiedlichsten Umfangs angeboten.

Der ZX81 verfügt über keine elektronischen Baugruppen zur Steuerung von Ein- und Ausgaben, wie sie beispielsweise Joystick- oder Standard-Peripherieanschlüsse benötigen. Entsprechende Erweiterungen beispielsweise zum Ergänzen von RS oder Centronics -Schnittstellen können nachgerüstet werden. Wie bei anderen Heimcomputern der er-Jahre auch erfolgte der Vertrieb kommerzieller Software auf verschiedenen Datenträgern.

Die insbesondere bei Spieleherstellern beliebten preiswerten Kompaktkassetten waren durch die starke mechanische Beanspruchung des Magnetbandes allerdings sehr anfällig für Fehler und ihr Einsatz war oft mit langen Ladezeiten verbunden. Den besten Kompromiss zwischen Ladezeit, Verlässlichkeit und Speicherkapazität erzielten die Disketten. Die im Jahr noch sehr kostspieligen Diskettenlaufwerke wurden für den ZX81 kaum unterstützt.

Die meisten der kommerziellen Programme wurden auf Kompaktkassette angeboten, einige wenige waren auf Steckmodul erhältlich. Daraufhin wurden zunehmend Kopierschutzsysteme insbesondere bei Spielen als der meistverkauften Software eingesetzt. Es handelt sich dabei um eine von Nine Tiles Networks Ltd. Zur Vermarktung des ZX81 als massentauglicher Lerncomputer legte man bei der Entwicklung besonderes Augenmerk auf eine im Gerät integrierte und leicht zu erlernende Programmiersprache.

Zu den grundlegenden Neuerungen gehörten vereinfachte Editiermöglichkeiten und die Fehlerauswertung bereits nach Eingabe einer Programmzeile. Einer der bekanntesten Compiler ist der M-Coder von P. Darunter befinden sich in erster Linie Arcade-Umsetzungen, aber auch genredefinierende Originale wie 3D Monster Maze als Begründer der dreidimensionalen Labyrinthspiele. Die häufig monatlich erschienenen Ausgaben enthielten Testberichte zu Neuheiten, Programmieranleitungen und Software zum Abtippen.

Sie dienten weiterhin als Werbe- und Informationsplattform sowie zur Kontaktaufnahme mit Gleichgesinnten. Nach dem Ende der Heimcomputerära Anfang der er-Jahre und mit dem Aufkommen leistungsfähiger und erschwinglicher Rechentechnik Ende der er-Jahre wurden von engagierten Enthusiasten verstärkt Programme zum Emulieren von Heimcomputern und deren Peripherie entwickelt.

Das Aufkommen der Emulatoren setzte damit u. Bei Erscheinen des ZX81 fielen die Beurteilungen unterschiedlich aus. Positiv aufgenommen wurde die Beseitigung der Mängel des Vorgängermodells bei gleichzeitig kompakt gebliebenen Abmessungen und besserer Verarbeitung.

Aufgrund der minimalen Ausstattung und einer nur bedingten Erweiterbarkeit wurde der ZX81 hauptsächlich als Einsteigermodell charakterisiert. Die Kombination von technischen Innovationen ULA-Baustein und Billigkomponenten zur kompromisslosen Preissenkung, eine eingebaute höhere Programmiersprache und massive Werbung als Zukunftsprodukt hätten sich dabei als die richtige Vorgehensweise zur erfolgreichen Vermarktung erwiesen.

Gedruckte Publikationen speziell zu Computerthemen kamen auf und viele bekannte Softwarehersteller unternahmen ihre ersten Gehversuche.