Schnittstellen – die Verbindung der Zentaleinheit mit Peripheriegeräten

Die elektronische Datenverarbeitung (EDV) “arbeitet” nach dem EAV-Prinzip (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe). Dazu sind nebnen der Zentraleinheit auch Peripheriegeräte für die Ein- und Ausgabe von Daten notwendig. Die Verbindung zwischen diesen einzelnen Komponenten des Computer erfolgt über die Schnittstellen. Diese lassen sich unterteilen in interne Schnittstellen (befinden sich innerhalb eines Computers) und externen Schnittstellen (befinden sich außerhalb am Computer).

Schnittstellen

• Interne Schnittstellen (befinden sich innerhalb des Computers):

• PCI-Steckplätze: PCI steht dabei für Peripheral Component Interconnect, also ein internes Bus-System für den Computer. Durch werden Peripheriegeräte mit der Zentraleinheit verbunden. In diesen Steckplätzen könen verschiedene “Karten” eingesetzt werden, z.B. eine Grafikkarte für die Ansteuerung eines Monitors. Moderne Computer besitzen PCI-X oder PCI-E-Steckplätze und erreichen dadurch eine höhere Datenübertragungsleistung gegenüber einem normalen PCI-BUS (“E” steht dabei für Express, “X” steht für Extended).

• PCMCIA-Schnittstelle: PCMCIA steht dabei für PC Memory-Card International Association. Diese Schnittstelle dient dazu, um Notebooks durch die zusätzlichen Schnittstellen mit benötigten Funktionen auszustatten. Die PCMCIA-Schnittstellen dienten v.a. für Netzwerkkarten, ISDN-Karten oder als SCSI-Schnittstelle. PCMCIA sind inzwischen nicht mehr zu kaufen, diese wurden in Form der PC-Karten weiterentwicklet (oft werden PC-Karten noch als PCMCIA benannt, dabei gibt es große Unterschieden, denn in den Schacht einer PC-Karte passen zwar PCMCIA-Karten, die PC-Card aber nicht in einen PCMCIA-Steckplatz. Desweiteren ist der Bus bei PCMCIA 16 Bit breit (also ISA-ähnlich), hingegen 32 Bit breit bei der PC-Karte bzw. dessen Schacht (also PCI-ähnlich). Moderne Notebooks haben wie erwähnt keine PCMCIA-Schnittstelle mehr, sondern ExpressCard-Steckplätze oder kombinierte Steckplätze für ExpressCard und PC-Card.

Externe Schnittstellen (befinden sich außerhalb am Computer):

• Serielle und parallele Schnittstellen: Externe Schnittstellen kann man in serielle und parallele Schnittstellen unterteilen. Bei seriellen Schnittstellen (auch als sequenzielle Übertragung bezeichnet) werden dabei die einzelnen Bits einzeln nacheinander verwendet. Bei der parallelen Schnittstelle wird dabei jeweils eine 1 Byte (8 Bit) übertragen. Daher ist die Geschwindigkeit der Datenübertragung bei der parallelen Schnittstelle wesentlich größer. Sowohl die serielle Schnittstelle (wird kaum noch verwendet) als auch die parallele Schnittstelle wird kaum noch verwendet, da Peripheriegeräte i.d.R. inzwischen über die USB-Schnittstelle angeschlossen sind.

• USB: USB steht für Universal Serial Bus. USB ist eine Schnittstellen bzw. ein Bussystem, dass alle bisherigen Anschlüsse vereint. Inzwischen gibt es mehrere Versionen, USB 2.0 überträgt bis zu 60 MByte pro Sekunde, USB 1.1 überträgt bis zu 1,5 MByte pro Sekunde.

Zusammenfassung

Interne Schnittstellen bzw. Bussysteme

• Peripheral Component Interconnect (PCI) (parallele Schnittstelle)
• PCI Express (PCI Nachfolger, serielle Schnittstelle)
• Extended Industry Standard Architecture (EISA) (ISA-Nachfolger)
• Serial Advanced Technology Attachment (SATA) (serielle Schnittstelle)
• Versa Module Eurocard Bus (VMEbus)

Externe Schnittstellen bzw. Bussysteme

• Computer System Interface (SCSI) (parallele Schnittstelle)
• Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) (parallele Schnittstelle)
• Universal Serial Bus (USB)
• Ethernet

Schnittstellen – die Verbindung der Zentaleinheit mit Peripheriegeräten – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist eine Schnittstelle in Bezug auf Computer-Hardware?

Eine Schnittstelle ist ein Bereich, in dem zwei Entitäten Informationen austauschen. In Bezug auf Computer-Hardware ist eine Schnittstelle ein Punkt, an dem die Zentraleinheit mit einem Peripheriegerät kommuniziert.

2. Was ist ein Peripheriegerät und nennen Sie einige Beispiele.

Ein Peripheriegerät ist jedes Gerät, das an eine Zentraleinheit (wie einen Computer) angeschlossen ist, aber nicht Teil des Kern-Computersystems ist. Beispiele sind Tastaturen, Mäuse, Drucker und Scanner.

3. Was bedeutet es, wenn eine Schnittstelle bidirektional ist?

Eine bidirektionale Schnittstelle kann Daten in beide Richtungen senden und empfangen. Dies bedeutet, dass die Zentraleinheit Daten an das Peripheriegerät senden und von diesem empfangen kann.

4. Was ist eine serielle und eine parallele Schnittstelle?

Eine serielle Schnittstelle überträgt Daten bitweise, eine nach der anderen, während eine parallele Schnittstelle mehrere Datenbits gleichzeitig übertragen kann.

5. Erklären Sie den Unterschied zwischen physischen und logischen Schnittstellen.

Physische Schnittstellen beziehen sich auf die tatsächlichen Verbindungen zwischen Geräten, wie Kabel und Steckplätze. Logische Schnittstellen beziehen sich auf die Art und Weise, wie Geräte auf der Softwareebene miteinander kommunizieren.

6. Was ist der Zweck der Universal Serial Bus (USB) -Schnittstelle?

Die USB-Schnittstelle ist eine universelle Schnittstelle, die eine einfache Verbindung von Peripheriegeräten mit der Zentraleinheit ermöglicht und eine schnelle Datenübertragung erlaubt.

7. Warum ist die Übertragungsrate einer Schnittstelle wichtig?

Die Übertragungsrate einer Schnittstelle ist wichtig, weil sie bestimmt, wie schnell Daten zwischen der Zentraleinheit und dem Peripheriegerät ausgetauscht werden können. Eine höhere Übertragungsrate bedeutet eine schnellere Datenübertragung.

8. Was ist eine drahtlose Schnittstelle und nennen Sie einige Beispiele.

Eine drahtlose Schnittstelle ermöglicht die drahtlose Kommunikation zwischen Geräten. Beispiele sind Wi-Fi, Bluetooth und Infrarot-Schnittstellen.

9. Können mehrere Peripheriegeräte gleichzeitig mit einer einzigen Schnittstelle verbunden werden? Wenn ja, wie?

Ja, mehrere Peripheriegeräte können gleichzeitig mit einer einzigen Schnittstelle verbunden sein. Dies kann durch Erweiterungssteckplätze oder USB-Hubs erreicht werden, die eine Verbindung zu mehreren Geräten ermöglichen.

10. Wie wird eine sichere und korrekte Datenübertragung zwischen Zentraleinheit und Peripheriegerät gewährleistet?

Durch Standards und Protokolle werden korrekte und sichere Datenübertragungen gewährleistet. Protokolle legen Regeln für die Datenkommunikation fest und sorgen dafür, dass die übertragenen Daten korrekt erkannt und verarbeitet werden.