Der Aufbau des Computers

Ordne jeder Computerkomponente die Aufgabe zu, die sie erfüllt: (a) CPU, (b) Arbeitsspeicher (RAM), (c) Festplatte oder SSD, (d) Mainboard. Aufgaben: 1. speichert die Dateien langfristig, auch wenn der Computer ausgeschaltet wird; 2. führt die Anweisungen der Programme aus, ist das „Gehirn“ des Geräts; 3. verbindet alle anderen Komponenten miteinander; 4. speichert vorübergehend die Daten, mit denen gerade gearbeitet wird.

Erkläre mit eigenen Worten den Unterschied zwischen dem Arbeitsspeicher (RAM) und dem Speicher (Festplatte oder SSD). Nutze einen Vergleich aus dem Alltag, zum Beispiel mit Möbeln in einer Küche oder in einem Arbeitszimmer.

Du schließt das Dokument ohne zu speichern und schaltest den Computer aus: Der Text, den du geschrieben hattest, ist verschwunden. Erkläre, was der Arbeitsspeicher (RAM) mit diesem Verlust zu tun hat und was die Schaltfläche „Speichern“ genau tut, um ihn zu verhindern.

Wenn du mit einem Controller spielst, gelangt der Befehl der Taste zu einer Komponente, die berechnet, was im Spiel passieren soll, und das Ergebnis an den Monitor sendet. Um welche Komponente handelt es sich? Erkläre, was du im Spiel bemerken würdest, wenn diese Komponente sehr langsam wäre.

Das Schema zeigt die wichtigsten Bausteine eines Computers, aber eine der mit der CPU verbundenen Komponenten ist durch ein Fragezeichen verdeckt, wie in der Abbildung gezeigt.

Die verdeckte Komponente speichert vorübergehend die Daten, mit denen die CPU gerade arbeitet, und wird beim Ausschalten des Computers gelöscht. Um welche Komponente handelt es sich? Erkläre, was passieren würde, wenn der Computer sie nicht hätte.

Wenn du auf ein Dokument doppelklickst, wandern Daten zwischen den Komponenten des Computers. Bringe diese Schritte in die richtige Reihenfolge und erkläre, welche Rolle der Arbeitsspeicher (RAM) dabei spielt: (a) Die CPU verarbeitet die Daten des Dokuments, (b) das Dokument wird vom Speicher in den Arbeitsspeicher (RAM) kopiert, (c) du doppelklickst auf das Symbol der Datei, (d) das Dokument wird auf dem Bildschirm angezeigt.

Beim Öffnen eines Spiels wandern Daten zwischen vier Teilen des Computers. Die Abbildung zeigt diese Teile durch Pfeile verbunden, aber die Reihenfolge, die die Nummern auf den Karten angeben, ist falsch, wie im Schema gezeigt.

Schreibe die richtige Reihenfolge des Datenwegs von 1 bis 4 auf und erkläre, was in jeder der vier Etappen geschieht.

Der Computer einer Klasse ist sehr langsam, wenn viele Browser-Tabs gleichzeitig geöffnet sind, obwohl seine CPU leistungsstark ist und die Festplatte freien Platz hat. Welche Komponente stößt deiner Meinung nach an ihre Grenze? Erkläre, warum und welche Verbesserung des Geräts das Problem lösen würde.

In einem Geschäft vergleichst du zwei Computer: Gerät A hat eine CPU mit $3,2\ \text{GHz}$, $8\ \text{GB}$ Arbeitsspeicher (RAM) und eine SSD mit $256\ \text{GB}$; Gerät B hat eine CPU mit $2,8\ \text{GHz}$, $16\ \text{GB}$ RAM und eine Festplatte mit $1\ \text{TB}$. Erkläre, was jede Angabe bedeutet, und begründe, welches Gerät besser zu einer Schülerin passt, die Videos bearbeitet und dabei mehrere Programme gleichzeitig geöffnet hat.

Ein neues Smartphone verfügt über insgesamt $128\ \text{GB}$ internen Speicher, aber das Betriebssystem und die Basis-Apps belegen bereits $28\ \text{GB}$. Du möchtest den verbleibenden freien Platz ausschließlich für hochwertige Fotos nutzen, die im Durchschnitt jeweils $4\ \text{MB}$ belegen.

1. a) Berechne mit $1\ \text{GB} = 1\,000\ \text{MB}$, wie viele vollständige Fotos du im verfügbaren freien Platz theoretisch höchstens speichern kannst. Zeige alle Rechenschritte mit ihren Einheiten.
2. b) Dein Mitschüler behauptet, dass du genau diese berechnete Anzahl speichern kannst, solange du keine weiteren Apps installierst. Widerlege seine Behauptung fachlich, indem du mindestens zwei tatsächliche Gründe nennst, warum die für Fotos nutzbare Kapazität geringer sein wird.