Computer sucht Qualle

Am Ende der Stunde läuft der Computer rund. Der Monitor zeigt die Nachricht, die zwischen CPU, Arbeitsspeicher und Festplatte gewandert ist. Christina Plump bekommt ihre Informationen über die Merkmale des Tyrannosaurus Rex – und die 7a verbildlicht, wie komplex das Umsetzen eines Befehls im Computer ist.

Diese Woche spielt die Klasse der Wilhelm-Focke-Oberschule den Kommunikationsablauf zwischen den verschiedenen Komponenten eines Computers durch. Die SchülerInnen bekommen dabei Rollen zugeteilt: Linus mimt die Maus, Paul den Bus Master, Lena den Monitor.

Lena zeigt als Monitor die Information
Lena zeigt als Monitor die Information über den T-Rex.

Alles fängt damit an, dass Markus Leuschner, Mathelehrer, sowie Christina Plump und Kenneth Schmitz, beide Informatiker, die Erkenntnisse der vergangenen Stunden mit der Klasse aufarbeiten. Die Kinder können so ihr Wissen über die Komponenten, aus denen sich ein Rechner zusammensetzt, testen.

Kenneth erklärt einen Sachverhalt
Kenneth erklärt einen Sachverhalt.

Im Anschluss referieren die Lehrkräfte über verschiedene Befehle, die man als Nutzer an den Computer stellen kann: Christina unterscheidet dabei zwischen Rechen- und Zuweisungsbefehlen. Zu letzteren gehören u. a. Holbefehle, die sich darauf beziehen, dass sich der Prozessor (CPU) als zentrale Recheneinheit erst Informationen vom Arbeitsspeicher oder der Festplatte beschaffen muss, bevor diese an den Nutzer zurückgeführt werden können.

Hat der verhältnismäßig kleine, aber im Vergleich schnellere Arbeitsspeicher, den Christina mit dem Kurzzeitgedächtnis beim Menschen vergleicht, etwa keine Daten über Quallen zur Verfügung, muss bei der Festplatte angefragt werden. Diese recherchiert dann verfügbare Informationen zum Thema. Exemplarisch sucht eine Vierergruppe, die die Festplatte spielt, dafür in Lexika nach dem Stichwort – und verordnet Quallen irgendwo zwischen Quäkerhut und Quantenphysik.

Christina erklärt, was Arbeitsspeicher und Festplatte unterscheidet.
Christina erklärt, was Arbeitsspeicher und Festplatte unterscheidet.

Die Festplatte ist in etwa vergleichbar mit dem menschlichen Langzeitgedächtnis – oder mit Schallplatten. Kenneth erklärt, dass die Scheiben ja erst dann Musik machen, wenn sie in Kontakt mit der Nadel kommen. Und je nachdem, wo die Nadel ansetzt, wird ein bestimmtes Lied wiedergegeben. So ähnlich funktioniert das bei der Festplatte: Auf ihr sind eine Vielzahl an Daten gespeichert, aber der Nutzer will ja eine ganz spezifische Information, die er erlangt, wenn er sie anfragt.

Das leuchtet den Kindern ein. Die Klasse wird in weitere Grüppchen unterteilt: zum Beispiel eine, die die CPU spielt. Eine Grafikkarte ist ebenso unerlässlich: dafür reicht eine Person.

Markus Leuschner bestimmt die CPU-Gruppe
Markus Leuschner bestimmt die CPU-Gruppe.

Einige Schüler werden zu Datenpaketen, die Informationen zwischen den Komponenten transportieren. Bei mehreren gleichzeitig ausgeführten Befehlen wird das Hin- und Hergelaufe der Pakete aber schnell problematisch. An dieser Stelle kommt der Bus Master ins Spiel: Er bringt Reihenfolge ins Chaos und koordiniert zwischen den Komponenten. Letztlich ist die Klasse bereit. Christina tippt in die Tastatur und der Rechner rattert:

Zum Thema T-Rex findet der Arbeitsspeicher zwar nichts. Die Festplatte hingegen hat in einem Lexikon Informationen zum Dino und gibt diese über ein Datenpaket an Lena, den Monitor, weiter. Lena präsentiert die Informationen, liest sie laut vor – und Christina ist glücklich. Innerhalb von 15 Minuten hat der menschliche Rechner ihre Anfrage umsetzen können. Die 7a hat jetzt ein Verständnis davon, wie geordnet solch komplizierte Vorgänge in Computern vonstattengehen müssen, damit man möglichst schnell an die gewünschten Informationen kommt.

Bildquellen

  • Lena zeigt als Monitor die Information: SFB 1232 / Darian Harff
  • Kenneth erklärt einen Sachverhalt: SFB 1232 / Darian Harff
  • Zwei der Jungs lauschen Christinas Worten: SFB 1232 / Darian Harff
  • Joris hört aufmerksam zu: SFB 1232 / Darian Harff
  • Christina erklärt, was Arbeitsspeicher und Festplatte unterscheidet.: SFB 1232 / Darian Harff
  • Markus Leuschner bestimmt die CPU-Gruppe: SFB 1232 / Darian Harff
  • Kenneth erklärt die Funktionsweise einer Festplatte: SFB 1232 / Darian Harff

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