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Hardware


Hardware ist der Oberbegriff für die mechanische und elektronische Ausrüstung eines Systems z. B. eines Computersystems. Er muss sich aber nicht ausschließlich auf Systeme mit einem Prozessor beziehen. Es können auch rein elektromechanische Geräte wie beispielsweise ein Treppenhauslicht-Automat sein. Ursprünglich ist das englische hardware ungefähr Bedeutungsgleich mit „Eisenwaren” und wird heute im englischsprachigen Raum noch in diesem Sinne verwendet – also nicht nur für computer hardware.

Abgrenzung Hardware und Software:

Sehr einfache Systeme können direkt in unveränderlicher Hardware implementiert werden. Die Funktion dieser Systeme ist dann fest durch die Struktur der Hardware vorgegeben. Komplexere Hardwaresysteme enthalten aber meist auch programmierbare Elemente, z. B. Prozessoren. Diese in ihrer Struktur ebenfalls festgelegten Bauelemente führen eine Abfolge von Instruktionen aus, die manipuliert werden kann. Hinzu treten Bauteile, die auch in ihrer Struktur definiert werden können (siehe PLD). Somit kann die Funktion des Gesamtsystems leicht angepasst werden. Die Konfigurations- und Instruktionsdaten werden allgemein als Software bezeichnet - bei weniger komplexen Geräten, wo lediglich Strukturen und einfache Abläufe festgelegt werden, wird sie meist Firmware genannt. Zur Hardware zählen hingegen Baugruppen (Komponenten: Prozessor, Arbeitsspeicher etc.) und Peripheriegeräte. Vereinfacht gesagt gehört alles, was angefasst werden kann, zur Hardware. Computer-Hardware ist ausschließlich mit entsprechender Software benutzbar.

Software bezeichnet im Gegensatz dazu Programme und Daten, die man nicht anfassen kann.

Die Datenträger, auf denen sich die Software befindet, z. B. Diskette, CD/DVD/BR-D/HD-DVD, RAM, Flash-Speicher, Festplatte usw., sind dagegen Hardware.

Eine mögliche Realisierung bzw. Aufteilung der Hardware ist die 1945 vorgestellte Von-Neumann-Architektur. Sie unterscheidet abstrakt zwischen Steuerwerk, Rechenwerk ALU, Speicherwerk und Eingabe-/Ausgabewerk (Peripheriegerät). Heutzutage ist eine solche Aufteilung zum Verständnis der Struktur eines Rechners immer noch sinnvoll und notwendig, obwohl mittlerweile bei modernen Prozessoren viele Funktionen in einem Hardwarechip integriert sind, etwa:
- Steuerwerk zur ALU und zur Befehlskodierung gleich mehrere Male zur Parallelverarbeitung;
- Steuerwerk MMU zur Speicherverwaltung;
- der Cache als Teil des Speicherwerks,
- die Steuerung für ein Bus-System, das interne und externe Komponenten miteinander verbindet.

Bei sogenannten embedded Prozessoren für z. B. PDA findet man im gleichen Gehäuse noch ein Ein-/Ausgabewerk in Form serieller Schnittstellen (z. B. USB), digitalem I/O (Input/Ouput) z. B. für Lämpchen und analogem I/O für z. B. einen Touch-Screen.

Zur Computer-Hardware gehören:
- PC-Komponenten:
- Netzteil, Gehäuse, Lüfter
- Die Grundbestandteile der Rechnerarchitektur wie Platine, welche im allgemeinen Sprachgebrauch Motherboard oder Mainboard genannt wird. Dort befindet sich ein Chipsatz für IO; ein Prozessor und Speicherbausteine.
- Speicherwerke:
Arbeitsspeicher (RAM)
Speichermedien / Laufwerke (Festplatte, Flashspeicher, CD-ROM-Laufwerk, DVD-Laufwerk, Zip-Laufwerk, Jaz-Laufwerk, …)
- Peripheriegeräte:
Erweiterungskarten (Grafikkarte, Soundkarte, PhysX-Karte, Netzwerkkarte, TV-Karte, ISDN-Karte, USB-Karte, …)
Ausgabegeräte (Drucker, Bildschirm, Beamer, Lautsprecher, …)
Eingabegeräte (Tastatur, Maus, Joystick, …)
Einlesegeräte (verschiedene Arten von Scannern, Mikrofone, Kartenlesegeräte, …)

Alle diese Peripheriegeräte und Baugruppen eines Computers sind großteils mit logischen Schaltungen aufgebaut.

Die Hardware eines Computers wird von der Firmware (z. B. BIOS oder EFI) und der Software (u.A. Betriebssystem und den dazugehörigen Treibern) gesteuert und verwaltet.

Häufig ist Hardware mit einer FCC-Nummer versehen, die eine eindeutige Identifizierung des Herstellers erlaubt.

Ursprünglich kommt der Begriff Firmware aus dem Bereich programmierbarer Logik. In den 1980er Jahren wurden logische Funktionen wie z. B. Adressdekodierung mit einzeln erhältlichen Bausteinen festverdrahtet realisiert. (UND-Gatter, Oder-Gatter, Inverter, Flip-Flops, usw.) Mit zunehmender Komplexität wurden programmierbare Bausteine wie z. B. PLDs eingesetzt. Dieses hat den Vorteil, flexibel auf neu gefundene Fehler durch Neuprogrammierung reagieren zu können, anstatt Teile auslöten zu müssen. Trotz der Programmierung der Hardware mit softwareähnlichen Hochsprachen (z. B. Abel, VHDL, usw.) spricht man von Firmware, die man meistens der Hardware oder der Mikroelektronik zuordnet.

(Zitiert zum Begriff Hardware aus Wikipedia.org, der Text beruht auf dem Wikipedia-Artikel https://de.wikipedia.org/wiki/ aus der freien Enzyklopädie Wikipedia unter der Doppellizenz GNU-Lizenz für freie Dokumentation und Creative Commons CC-BY-SA 3.0 Unported (Kurzfassung). In der Wikipedia ist eine Versionsgeschichte / Liste der Autoren verfügbar.)


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