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Elementare Grundlagen

Was passiert, wenn ich einen PC einschalte ?

Wenn man seinen Computer anschaltet, fliesst Strom durch die Schaltkreise. Zu den Schaltkreisen gehören 5 wichtige Komponenten.
Beim Einschalten wird zunächst die Hardwareinformation aus dem BIOS ausgelesen. Dort stehen zB der Festplattentyp, Festplattengrösse und Arbeitspeichergrösse. Nach diesen Angaben wird von der Festplatte das Betriebssystem in den Arbeitsspeicher geladen. Das Betriebssystem ist ein Programm, welches die Anweisungen zum Ablauf des Rechnerbetriebs enthält. Die wichtigsten Betriebssysteme sind Windows und Linux. Ist das Betriebssysstem vollständig geladen, ist der Rechner arbeitsbereit.
Man unterscheidet zwischen zwei Arten von Informationen die ein Computer verarbeitet. Es gibt Anwendungen und Daten. Als Anwendungen bezeichnet man Programme, die Daten als Schnittstelle zwischen Computer und Mensch erzeugt und verändert. Jeder Anwendung ist ist ein bestimmer Typ von Dateien zugeordnet. Der Typ der Dateien ist durch die Dateiendung gekennzeichnet. Folgende Übersicht zeigt dieses:

AnwendungDateiDateiendung
Word (Textverarbeitung)Texte.txt,.doc
Excel (Tabellenkalkulation)Datenblätter.xls
Photoshop (Grafikprogramm)Bilder.jpg,.psd,.gif,.bmp,.tif
Explorer (Browser)HTML Dokumente.html
C-CompilerQuelltexte.c,.h


Anwendungen werden auch als ausführbare Datei bezeichnet Die Anwendungen haben in aller Regel die Dateiendung .exe. Dateien mit der Endung .dll sind Programmbestandteile die von mehreren Anwendungen gemeinsam genutzt wird. Anwendungen liegen im Binärformat vor. Das bedeutet, dass die CPU dieses Format direkt ausführen kann.

Was ist eine CPU ?

Die CPU(central processing unit) nennt man auch Rechenwerk. Die CPU liesst in bestimmten Zeitabständen (Takte) Anweisungen aus dem Arbeitsspeicher aus. Die Lage der Anweisungen ist in sogenannten Adressen gespeichert. Weiterhin besteht die CPU aus Registern. In den Register sind Zwischenspeicher, die die Arbeitsweise des Prozessors steuert. Als weitere Bauelemente einer CPU sind die Flags. In den Flags werden die Zustände des Prozessors gespeichert.

Was ist eine Programmiersprache ?


Mit einer Programmiersprache erstellt man eine Summe von Anweisungen, die die CPU ausführen kann. Die Anweisungen an die CPU sind Folgen von Bytes und lösen bestimmte Prozesse aus. Die am nächsten gelegene Programmiersprache ist Assembler. Assembler besteht vielen Anweisungen die die CPU direkt versteht. Beispiel:
 MOV AX,45
Das bedeutet, das der Wert 45 in das Register AX geladen werden soll. Assembler ist also eine sehr hardwarenahe Sprache. Anwendungen werden heute nicht mehr mit Assembler programmiert, da dieses sehr aufwendig ist. Direkte Assemblerprogrammierung ist durch das Betriebssystem Windows nicht möglich, da direkte Speicherzugriffe nicht erlaubt sind. Stattdessen benutzt man Compiler. 'to compile' heisst Zusammenstellen. Ein Compiler kann viele Assembler Anweisungen automatisch nach den Anweisungen einer höheren Programmiersprache (C, Delphi, VisualBasic) zusammenstellen Compiler übersetzen die Programmanweisungen (auch Quelltext genannt) also in maschinenlesbaren Code und erstellen dann ausführbare Programme. Eine andere Möglichkeit ist das Übersetzung durch Interpreter (PHP,Java, Basic). Hier wird kein ausführbarer Code erzeugt, sondern der Quelltext wird vom Interpreter gelesen und die Anweisungen werden dann durch den Interpreter auf der CPU ausgeführt.
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