Hardware und Software sind die grundlegenden Bestandteile eines Computers. Alle seine Funktionen werden von Hardware oder Software ausgeführt.
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Definition von Hardware und Software
Hardware ist alles an einem Computer, das man “anfassen” kann. Sie umfasst also das Gerät selbst und auch die Peripheriegeräte wie Bildschirm, Tastatur, Drucker und Scanner. Im Englischen bezeichnet man eine Eisenhandlung als Hardware Store, die Bedeutung bezieht sich ursprünglich also auf das Metall, aus dem Computer zu einem wesentlichen Teil bestehen. Ein einfaches Beispiel für Hardware ist ein Chip, der Daten speichern kann. Er besteht aus Halbleitern und etwas Metall und Plastik für die Anschlüsse. Die Hardware eines Computers ist dafür gebaut, Anweisungen auszuführen. Ohne Programme, die aus solchen Anweisungen bestehen, ist ein Computer nur als Briefbeschwerer zu gebrauchen.
Die Software ist als Programm definiert, das Anweisungen an die Hardware enthält. In manchen Definitionen, insbesondere im rechtlichen Bereich, werden auch Handbücher und andere Dokumentation der Programme zur Software gezählt. Technisch gesehen kann man feststellen, dass Hardware und Software nur in Kombination miteinander sinnvoll sind. Der Begriff wurde zuerst im Jahr 1958 verwendet, also in der Frühphase des Computerzeitalters. Damals bestanden die Anweisungen an einen Computer aus der Verdrahtung von Schaltungen. Hardware und Software waren also noch nicht voneinander getrennt. Erst mit dem Aufkommen von wieder löschbarem Speicher für Anweisungen wurde klar zwischen der Hardware und Software aus den Anweisungen an sie
unterschieden.
Theoretisch lässt sich jedes Programm in eine fest verdrahtete Schaltung übersetzen. In kleinem Ausmaß wird das in der Computertechnologie auch heute so gehandhabt. Das ist sinnvoll, wenn diese Hardware eine Software ersetzen soll, die sich nicht ändert. Für größere Programme wird dieses Vorgehen allerdings schnell sehr ineffizient und müsste auch für verschiedene Programme jedes Mal neu durchgeführt werden. Es ist gerade die Stärke heutiger Computer mit frei beschreibbarem Speicher, dass am Gerät selbst keine Änderungen vorgenommen werden müssen, wenn es ein anderes Programm ausführen soll.
Beispiele von Software
Zur Software gehören Anwendungsprogramme wie Excel und das Betriebssystem als Paket einer großen Sammlung von Programmen. Software sind aber auch in Schaltungen fix gespeicherte Anweisungen, die nach dem Einschalten den Computer erst in einen betriebsbereiten Zustand versetzen. Auch heute gibt es also sehr enge Verzahnungen zwischen Hardware und Software. Ein einfaches Beispiel für Software ist also eine Reihe von 0 und 1, die in den Zellen eines Speicherchips enthalten sind. Ein entscheidender Punkt ist dabei, dass die Bedeutung dieser Reihe von Zahlen nur aus dem Zusammenhang klar wird.
Es ist möglich, dass diese Speicherzellen ein Programm enthalten, das Schritt für Schritt in einen Prozessor geladen und ausgeführt werden kann. Die Ausführung wird nach der letzten Anweisung vom Prozessor angehalten und ein sinnvolles Ergebnis kann ausgegeben werden. Genauso kann es aber der Fall sein, dass diese Speicherzellen ein digitales Foto enthalten. Auch diese Speicherinhalte lassen sich in einen Prozessor laden, aber in den weitaus
meisten Fällen wird er kein sinnvolles Ergebnis ausgeben. Zu hoher Wahrscheinlichkeit bricht die Berechnung sehr schnell ab, da die Daten gar keine Befehle darstellen, die der Prozessor erkennen und ausführen kann. Lesen Sie hier alles zu Prozessoren.
Was gehört zur PC-Hardware?
Die Teile eines handelsüblichen PCs werden auf eine Hauptplatine aufgesteckt oder an sie angeschlossen. Der Prozessor ist das Herzstück der Hardware und Software wird direkt von ihm ausgeführt. Diese Software ist während des Betriebs des Computers in einem Arbeitsspeicher enthalten, dessen Inhalt durch die Stromversorgung erhalten wird. Ohne eine solche Stromversorgung bleibt der Inhalt des Massenspeichers bestehen. Damit der Mensch mit dem Computer Informationen austauschen kann, müssen Peripheriegeräte vorhanden sein. Die wichtigsten sind ein Bildschirm und eine Tastatur. Angenehm sind außerdem eine Maus und ein Scanner für die Eingabe und ein Drucker oder Plotter für die Ausgabe von Daten.
In welchen Formen tritt Software auf?
Der Prozessor eines Computers kann nur sehr einfache Befehle in der sogenannten Maschinensprache ausführen. Dies erfolgt sehr schnell und zuverlässig, was die wesentliche Stärke eines heutigen Computers ausmacht. Ein aus solchen Befehlen bestehendes Programm ist sehr lange und entsprechend mühsam und fehleranfällig in seiner Erstellung. Heute schreiben Menschen hauptsächlich Programme in höheren Programmiersprachen, die vielfältigere und interessantere Befehle und Funktionen enthalten. Ein Programm in einer solchen Sprache bezeichnet man als Quelltext. Damit ein solches Programm vom Computer ausgeführt werden kann, wird es durch ein Programm mit der Bezeichnung Compiler in ein Programm in Maschinensprache übersetzt.
Freie Software und Open Source – was versteht man darunter?
Für die Verwendung eines Programms ist nur die kompilierte Version in Maschinensprache nötig. Der Quelltext ist dazu nicht erforderlich. Viele Softwarepakete werden in dieser Form vertrieben. Eine Lizenz und oft ein Kopierschutz sollen verhindern, dass das Programm an andere Nutzer weitergegeben wird. Ist der Quelltext eines Programms verfügbar, spricht man von open source software. Die “source” ist der Quelltext, der eben “open” ist. Ein solches Programm kann von jedem neu kompiliert werden. Üblicherweise ist solche Software frei, das heißt ohne Lizenzgebühren legal verfügbar. Die Vorteile von open source Software sind die Überprüfbarkeit auf Sicherheitslücken und andere Probleme, die von jedem interessierten Fachmann vorgenommen werden kann.
Quelloffene Software kann von jedem Programmierer erweitert und an seine Bedürfnisse angepasst werden. Das bekannteste Beispiel für Software dieses Typs ist wohl das Betriebssystem Linux.