Computer (Science)

Wie funktionieren Computer?

Rechner können Anweisungen ausführen, die Menschen ihnen geben. Die wichtigsten Bausteine eines Computers sind:

Prozessor (CPU = Central Processing Unit)
Speicher (Arbeitsspeicher + Festplatte)
Peripherie (Tastatur, Maus, Display, …)

Der Prozessor ist das zentrale Rechenwerk, in dem die geforderten Operationen ausgeführt werden. Arbeitsspeicher und Prozessor arbeiten eng zusammen: im Arbeitspeicher (RAM = Random Access Memory) wird die Information gespeichert, die für den aktuellen Prozess / das aktuell ausgeführte Programm relevant sind. Für langfristiges Speichern von Dateien wird die Festplatte genutzt.

Im sogenannten Task-Manager kann man sich (unter Windows) alle laufenden Prozesse und zugehörigen Ressourcen anzeigen lassen.

Betriebssysteme und Software

Betriebssysteme

Betriebssysteme dienen dazu, Menschen die Bedienug von Computern zu erleichtern bzw. erst zu ermöglichen. Die bekanntesten Betriebssysteme sind Windows, MacOS und Linux.

Eines der ersten viel benutzten Betriebssysteme ist MS-DOS.

Inzwischen sind wir es gewohnt mit Computern über eine grafische Benutzeroberfläche zu kommunizieren (dazu gehören Mauszeiger, Fenster, Buttons, etc.) Diese Idee wurde bei XEROX entwickelt und von Steve Jobs durchgesetzt. Auch Microsoft hat 1995 ihr Betriebssystem mit Fenstern - Windows - veröffentlicht.

Das Betriebssystem “läuft” die ganze Zeit, der Kernel (der essenziellste Teil des Betriebssystems) übernimmt dabei folgende Aufgaben:

Schnittstelle zur Hardware
Speicherverwaltung
Prozessverwaltung
Geräteverwaltung
Dateisysteme

Software

Basierend auf dem Betriebssystem gibt es verschiedene Programme wie z.B. Textverarbeitung, Webbrowser, Spiele, etc., die ausgeführt werden können. Der Kernel “enscheidet” welches Programm wann welche Ressourcen bekommt (Rechenleistung der CPU, Speicherplatz im RAM). Damit vermittelt der Kernel zwischen Hardware und Anwendungen.

In diesem Sinne ist Python ein Programm, das auf eurem Rechner ausgeführt wird wie jedes andere Programm auch. Anders als bei “normalen” Programmen, habt ihr aber die volle Kontrolle darüber, was das Programm tut. Ihr habt ein Werkzeug (die Programmiersprache), womit ihr selbst Software schreiben könnt!