Telekolleg - Informatik


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Technologie - 5. Digitaltechnik 1. Einführung, Speicherelemente

Wie wurden die ersten elektrischen Steuerungen realisiert? Wo ging die Entwicklung hin? Welche Speichermedien kennen wir heute? Ein Überblick und eine Einführung in die Thematik.

Stand: 13.04.2017

Viele moderne technische Geräte wie zum Beispiel ein Aufzug enthalten ebenfalls elektronische Digitaltechnik. Die ersten elektrischen Steuerungen wurden mit Relais realisiert, dann folgte die Röhrentechnik und darauf Transistorenschaltungen. Die heute aktuellen Integrierten Schaltungen (IC) basieren immer noch auf Transistoren. Vergleichen Sie dazu bitte oben stehende Bildergalerie.

RS-Flipflop

Für die dauerhafte Speicherung eines kurzen Tastendrucks kann man ein sogenanntes RS-Flipflop verwenden.

Experiment mit einem RS-Flipflop

Hier gibt zwei Eingänge, die mit S (Set) und R (Reset) bezeichnet sind und zwei Ausgänge, Q und Q-quer. Q-quer ist zu Q invertiert, das heißt wenn bei Q-quer eine Lampe leuchtet, ist sie bei Q ausgeschaltet.

Ein Eingang oder Ausgang ohne elektrische Spannung wird mit dem englischen Wort "low" bezeichnet; als logischer Wert wird dafür eine "0" gesetzt. Eine Spannung von zum Beispiel 5 Volt an einem Eingang oder Ausgang wird mit dem englischen Wort "high" bezeichnet, logisch-1.

0-1-Information

Definition von Bit und Byte

Ein RS-Flipflop ist eine Speicherzelle für eine 0-1-Information mit dem Informationsgehalt 1 Bit. Für eine 8-stellige-Dualzahl sind 8 RS-Flipflops erforderlich. 8 Stellen sind ein Informationsgehalt von 8 Bit, dafür verwendet man die Abkürzung 1 Byte.

Magnetische Speichermedien

Magnetische Speichermedien: Festplatte (geöffnet) und Diskette

Beim Computer soll man rechtzeitig Zwischen- und Endergebnisse speichern. Dafür gibt es zum Beispiel magnetische Speichermedien wie eine Diskette oder eine Festplatte.

Optische Speichermedien

Ein elektrooptisches Medium zur dauerhaften Speicherung von Daten: die CD-ROM

Außerdem gibt es beim Computer optische Speichermedien wie eine Compact-Disc. Mit einem CD-Brenner kann man selbst eine CD-ROM brennen. ROM bedeutet "read only memory", das heißt diese CDs können nur noch gelesen, nicht mehr neu beschrieben werden. Eine Rewrite-CD kann man dagegen wieder löschen und neu beschreiben.

RAM

Für Speicher, die zum Lesen und zum Schreiben geeignet sind, gibt es die Bezeichnung RAM, das bedeutet "random access memory".

Der flüchtige RAM-Arbeitsspeicher eines Computers und ein nichtflüchtiger Halbleiter-Wechselspeicher (USB-Flash-Speicher)

Während des Betrieb eines Computers werden Daten in einem flüchtigen Halbleiterspeicher (RAM) im Inneren zwischengespeichert, in einem externen Halbleiterspeicher können sie dauerhaft festgehalten werden.


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