Wie Computer und das Internet funktionieren

SAP Implementation Consulting & ERP - Startupistan Deutschland · Block I · Lernnotizen zur Wiederholung.

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Hardware vs. Software

Jeder Computer besteht aus zwei Hälften, die zusammenarbeiten. Hardware ist der physische Körper - die Teile, die ich anfassen kann. Software sind die Anweisungen, die der Hardware sagen, was sie tun soll. Hardware ohne Software ist ein toter Kasten; Software ohne Hardware ist eine Idee ohne Ort, an dem sie laufen kann. Keins von beiden ist allein nützlich.

Die Teile, auf die es ankommt, und was jedes davon macht

Ich muss nicht jede Komponente mit Namen kennen - ich brauche ein paar Teile danach, was sie tun, und was kaputtgeht, wenn von jedem nicht genug da ist.

Teil	Vollständiger Name	Aufgabe	Symptom bei Mangel
CPU	Central Processing Unit	Erledigt die eigentliche Arbeit - Denken, Rechnen	„Langsamer Computer” ist meistens eine CPU-Geschichte
RAM	Random Access Memory	Kurzfristiger Arbeitsplatz für alles, was gerade jetzt geöffnet ist	Zu wenig → alles kriecht; ein „Memory Leak” frisst ihn leise auf
Speicher	SSD / Festplatte	Bewahrt Dateien, Fotos, Programme auf, wenn der Strom aus ist	„Speicher voll” → nichts lässt sich speichern, bis man Platz schafft
GPU	Graphics Processing Unit	Grafik, Video, Spiele zeichnen - und heute auch KI trainieren/ausführen	Schwache GPU → ruckelnde Videos, keine anspruchsvollen Spiele
I/O	Peripherie + Anschlüsse	Bildschirm, Tastatur, Maus stecken über Anschlüsse (USB der gängigste) ein	-

Die Schreibtisch-Analogie - und die eine Erkenntnis

RAM ist die Schreibtischoberfläche (was ich ausbreite, um jetzt daran zu arbeiten), Speicher ist der Aktenschrank (aufbewahrt für später), die CPU bin ich, die arbeitende Person. Also: mehr RAM ≠ mehr Speicher. Mehr RAM = mehr gleichzeitig tun, ohne langsamer zu werden. Mehr Speicher = mehr Dinge behalten. Die beiden zu verwechseln ist der klassische Anfängerfehler - eine langsame Maschine braucht meistens RAM, nicht eine größere Platte.

Dieselbe Grundidee skaliert über Desktop, Laptop, Tablet, Handy - jedes hat einen Prozessor, Arbeitsspeicher und Speicher, die dieselben Aufgaben erledigen. Ein Handy ist tatsächlich ein kleiner Computer.

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Wie Information gemessen wird

Ganz unten ist alles - Text, Bilder, Ton - als Zahlen gespeichert, die aus dem Bit aufgebaut sind: ein einzelner An/Aus-Wert, wie ein Lichtschalter. Reiht man 8 Bit aneinander, ergeben sich 256 Muster - genug für einen Buchstaben oder einen Farbton. Diese Gruppe von 8 Bit ist ein Byte, die Grundeinheit.

Einheit	Ungefähr	Anmerkung
Bit	An/Aus	das Kleinste, das es gibt
Byte	8 Bit	ein Buchstabe wert
KB (Kilobyte)	~1.000 Byte
MB (Megabyte)	~1.000 KB	ein Foto sind ein paar MB
GB (Gigabyte)	~1.000 MB	Handy-Speicher, RAM
TB (Terabyte)	~1.000 GB	große Platten

Jeder Schritt ist etwa ×1000. Aber Platten rechnen 1 GB oft als 1024 MB, nicht 1000 - weil Computer in Zweierpotenzen zählen, und 1024 ist die Zweierpotenz, die einer Tausend am nächsten kommt. Deshalb zeigt eine Platte etwas weniger an als die Zahl auf der Verpackung. Nichts ist defekt.

Die Alltagsfalle - MB vs. Mbit

Ein Megabyte (MB) und ein Megabit (Mbit) sind nicht dasselbe. Ein Byte hat 8 Bit, also 1 MB = 8 Mbit. Dateigrößen werden in Byte angegeben (ein Foto ist „4 MB”); Internetgeschwindigkeit wird in Bit angegeben („50 Mbit/s”) - auch, weil die Zahl größer aussieht. Eine „50-Megabit”-Leitung wird also eine „50-Megabyte”-Datei nicht in einer Sekunde übertragen. Unterschiedlich große Einheiten.

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Das Betriebssystem

Hardware allein tut nichts Brauchbares - irgendetwas muss sie organisieren und einem Menschen erlauben, sie zu steuern. Das ist das Betriebssystem (OS): das Hauptprogramm, das die ganze Maschine verwaltet und zwischen mir und der Hardware sitzt. Ein Programm öffnen, eine Datei speichern, online gehen - alles läuft über das Betriebssystem. Windows, macOS, Linux sind Betriebssysteme; Android und iOS sind die für Handys.

Alltägliche Bedienelemente: der Desktop (Hintergrund mit Symbolen), eine Taskleiste (Windows) oder ein Dock (Mac) zum Starten und Wechseln, und vier Mausaktionen, die fast alles abdecken:

• Klick - auswählen / einen Knopf drücken
• Doppelklick - eine Datei oder ein Programm öffnen
• Rechtsklick - „Was kann ich damit machen?” → Menü mit Optionen
• Ziehen - etwas festhalten und bewegen

Programme öffnen sich in Fenstern, die ich öffnen, schließen, minimieren, in der Größe ändern und zwischen denen ich wechseln kann. Zwischen Fenstern hin und her zu wechseln ist im Grunde, wie sich „einen Computer benutzen” den ganzen Tag anfühlt. (Der Rechtsklick ist die eine Gewohnheit, die Anfänger am schnellsten weiterbringt.)

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Dateien, Ordner, Pfade

Eine Datei ist ein benanntes Element gespeicherter Information (ein Dokument, Foto, Lied, Programm). Ein Ordner (auch Verzeichnis genannt) ist ein Behälter, der Dateien und andere Ordner gruppiert. Ordner verschachteln sich in Ordnern → ein sich verzweigender Ordnerbaum.

Lies einen Dateinamen als Name + Typ. Der Teil nach dem Punkt ist die Erweiterung (Dateiendung), die dem Computer sagt, welche Art von Datei es ist und welches Programm sie öffnet:

report.pdf   →  "report"  = mein gewählter Name
                ".pdf"     = der Typ (PDF-Dokument)

holiday.jpg  = Bild      budget.xlsx = Tabellenkalkulation

Ein Pfad ist einfach der Ort, an dem eine Datei liegt im Baum - welcher Ordner, in welchem Ordner. (Dasselbe Konzept kommt später im Terminal wieder, von Hand getippt; nur die Verwendung ändert sich.)

Dateien verwalten = erstellen, umbenennen, verschieben, kopieren, löschen. Gelöschte Dinge verschwinden nicht sofort - sie warten im Papierkorb (Windows) / Trash (Mac), bis er geleert wird, sodass ein einzelnes versehentliches Löschen rückgängig gemacht werden kann. Ein paar klar benannte Ordner schlagen jedes Mal einen einzigen riesigen Haufen.

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Alltägliche Bürosoftware

Werkzeug	Beispiele	Wofür
Textverarbeitung	Word, Google Docs	Schreiben - Briefe, Berichte, Notizen (meist Text)
Tabellenkalkulation	Excel, Google Sheets	Zahlen, Listen, Tabellen - alles in Zeilen & Spalten
Präsentation	PowerPoint, Google Slides	Folien, um einem Publikum etwas zu zeigen

Speichern vs. Speichern unter - das, was Leute reinlegt

• Speichern - diese Datei mit den neuesten Änderungen aktualisieren (gleicher Name, gleicher Ort).
• Speichern unter - eine neue, separate Kopie anlegen (anderer Name oder Ort); das Original bleibt unangetastet. Damit behält man „Entwurf 1”, während man „Entwurf 2” beginnt.
• Als PDF exportieren - eine feste, fertige Form, die überall identisch aussieht und sich nicht leicht bearbeiten lässt. Richtig für einen Lebenslauf, eine Rechnung oder ein offizielles Formular.

Eine Tabellenkalkulation ist ein Raster aus Zellen in Zeilen (quer) und Spalten (runter), wobei jede Zelle einen Wert enthält. Dieses einfache Raster bewältigt ein Budget oder einen Zeitplan - und wächst später zu einem echten Datenwerkzeug heran.

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Software installieren und sich aus der Klemme helfen

Installieren = ein neues Programm hinzufügen: einen Installer herunterladen und ausführen, oder es aus einem offiziellen Store holen (Microsoft Store, Mac App Store, Handy-App-Store). Die Gewohnheit, auf die es am meisten ankommt, ist die Frage woher es kommt - bleib bei der eigenen Seite des Herstellers oder einem vertrauenswürdigen Store. Inoffizielle Download-Seiten sind einer der häufigsten Wege, wie sich Maschinen schädliche Software einfangen. Wenn ich zögere, ist dieses Zögern es wert, darauf zu hören.

Wenn etwas schiefgeht, arbeite die Methode neu starten → lesen → suchen → fragen durch:

1. Neu starten - das Programm (oder den Computer) neu starten und wieder öffnen - behebt einen großen Teil der Einfrierer.

2. Lesen - jede Meldung auf dem Bildschirm nach einem verständlichen Hinweis lesen.

3. Suchen - mit konkreten Wörtern: Programmname + was passiert ist („[Programm] friert beim Öffnen einer Datei ein”).

4. Fragen - dabei beschreiben, was ich getan habe, was ich erwartet habe und was tatsächlich passiert ist.

Kaputt vs. hängengeblieben

Hängengeblieben = die Sache funktioniert, ich kenne nur den Schritt noch nicht → beheben durch Lernen, Suchen, Fragen. Kaputt = die Sache selbst ist ausgefallen → beheben durch Reparatur oder Neuinstallation. Anfänger nehmen „kaputt” an, wenn sie nur „hängengeblieben” sind. Führe zuerst die Methode aus; sie sagt mir, welches von beidem es ist.

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Deine Maschine vs. Server vs. Cloud

Die einfachste Aufteilung in der Informatik: etwas läuft auf meiner Maschine (vor mir) oder auf der Maschine von jemand anderem (über das Internet erreicht). Alles andere ist eine Variation davon.

Ein Server ist ein Computer, der gebaut ist, um anderen zu dienen - Dinge zu speichern und Anfragen von vielen Computern gleichzeitig zu beantworten, rund um die Uhr in gekühlten, gesicherten Gebäuden. Eine Website besuchen = meine Maschine bittet einen Server, die Seite zu senden. Und „die Cloud” ist einfach der Computer von jemand anderem - meine Dateien/Dienste liegen auf den Servern eines Unternehmens statt nur auf meinem Gerät.

Meine Maschinelokal - gehört mir

→

Serverder von jemand anderem, über ein Netzwerk

→

Die CloudServer in einem echten Gebäude = Miete

Drei Ebenen - aber eigentlich eine Idee: mein Computer oder der von jemand anderem, über das Internet erreicht.

Die Cloud ist physisch

Wenn ein großer Cloud-Anbieter einen Ausfall hat, gehen erstaunlich viele voneinander unabhängige Apps auf einmal dunkel - Banking, Streaming, sogar smarte Türklingeln - weil sie still von denselben wenigen Anbietern mieten. Beweis, dass die Cloud nicht luftig ist: Es sind konkrete Gebäude voller Computer. Und Cloud-Speicher (mit Synchronisierung über Geräte hinweg) ist sicherer als ein einzelnes Gerät, aber nicht unbesiegbar - behalte mehr als eine Kopie von allem Wichtigen.

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Virtualisierung: ein Computer, der als viele agiert

Virtualisierung bringt einen physischen Computer dazu, sich zu verhalten, als wäre er mehrere getrennte. Jeder vorgetäuschte Computer ist eine virtuelle Maschine (VM) - sie läuft mit ihrem eigenen Betriebssystem, abgeschottet von den anderen, im Glauben, sie sei eine ganze Maschine, obwohl sie nur Software auf einem physischen Host darunter ist.

Deshalb ist Windows, das auf einem Mac läuft, oder Linux innerhalb von Windows, normal und nicht defekt: Die physische Maschine läuft mit ihrem üblichen Betriebssystem, und eine VM lässt ein anderes Betriebssystem in einem Fenster laufen. Man macht das, um ein Programm zu nutzen, das es nur woanders gibt, oder um sicher zu testen.

Virtuelle Maschine

Emuliert einen ganzen Computer einschließlich seines eigenen vollständigen Betriebssystems. Schwerer, stark isoliert. Das ist es, was Windows-auf-einem-Mac und einen Großteil der Cloud betreibt.

Container

Ein leichterer, effizienterer Verwandter - teilt sich das Betriebssystem des Hosts und packt nur die App und das, was sie braucht. Wird in professioneller Softwarearbeit stark genutzt; schneller und kleiner als eine volle VM.

Zwei Formulierungen, die es zusammenbinden

On-Premise vs. Cloud = besitzen vs. mieten. Dinge auf Maschinen laufen lassen, die ich besitze und behalte = On-Premise; die Maschinen von jemand anderem über das Internet nutzen = Cloud. Und Cloud-Gaming belegt den Punkt: Ein anspruchsvolles Spiel läuft auf einer Maschine mit starker GPU in einem Rechenzentrum, und nur das Video wird auf meinen billigen Laptop gestreamt, während meine Tastendrücke zurückgehen - „der Computer von jemand anderem, auf Abruf”.

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Internet vs. Web

Nicht dasselbe. Das Internet ist das globale Netzwerk verbundener Computer - die Infrastruktur, die Maschinen den Austausch von Informationen ermöglicht. Das Web (World Wide Web) ist ein Dienst, der darauf läuft: Websites und Seiten, die ich in einem Browser besuche. E-Mail, Videoanrufe und Online-Spiele fahren ebenfalls über das Internet, sind aber nicht das Web. Internet = das Straßennetz; Web = eine Art Verkehr darauf.

Jede Webadresse ist eine URL, und sie liest sich in Teilen:

https://  www.example.com  /products/shoes
  │             │                 │
sichere      Domainname          Pfad
Verbindung  (WER, mit dem       (welche Seite
(das "s")    ich rede)           auf dieser Site)

Die Domain ist der Teil, der immer einen Blick wert ist - sie sagt mir, mit wem ich wirklich verbunden bin (ein großer Sicherheitsgewinn später).

Jeder Besuch ist eine Anfrage → Antwort zwischen einem Client (mein Gerät, der Fragende) und einem Server (gebaut, um zu antworten):

Clientmein Browser

→

DNS-Abfrage„wo wohnt diese Domain?”

→

Anfrage„schick mir diese Seite”

→

Server antwortetSeite in kleinen Paketen zurückgeschickt

→

Browser setzt zusammenzeichnet die Seite - unter einer Sekunde

Enter drücken: die Adresse finden (DNS), fragen (HTTP-Anfrage), die Seite in Paketen zurückbekommen, zusammensetzen und zeichnen. Ein Computer fragte, ein anderer antwortete.

Der Fachjargon, einmal

IP = die numerische Adresse, unter der ein Gerät gefunden wird. DNS = die Abfrage, die eine lesbare Domain in diese IP-Adresse umwandelt. HTTP(S) = die Anfrage-/Antwort-Methode, die das Web spricht (das S = secure, verschlüsselt). Pakete = die kleinen Stücke, in die eine Seite für die Übertragung zerlegt und dann wieder zusammengesetzt wird.

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Netzwerke, die du tatsächlich benutzt

Ein Netzwerk sind einfach Computer, die verbunden sind, damit sie Informationen austauschen können. Die Namen beschreiben die Größe oder die Aufgabe:

Typ	Steht für	Was es ist
LAN	Local Area Network	Klein & lokal - Zuhause oder ein Büro
WAN	Wide Area Network	Überbrückt Entfernungen; das Internet ist das größte WAN
Wi-Fi	-	Drahtloser Weg in ein LAN (kein Kabel)
Mobilfunk	4G / 5G	Mobile Daten von einem Anbieter, unterwegs
VPN	Virtual Private Network	Verschlüsselter Tunnel in ein anderes Netzwerk über das öffentliche Internet
Router	-	Die Box, die mein LAN mit dem Internet verbindet und den Verkehr lenkt

Warum die Arbeit ein VPN verlangt

Unternehmen halten interne Systeme nur von innerhalb des Firmennetzwerks erreichbar. Wenn ich von zu Hause arbeite, verbinde ich mich zuerst über ein VPN - mein Laptop öffnet einen sicheren Tunnel in das Firmennetzwerk, dann erreiche ich interne Systeme, als säße ich im Büro, wobei der Verkehr unterwegs geschützt ist. Die „Verbinde dich mit dem VPN”-Aufforderung am ersten Tag = das Unternehmen dehnt sein sicheres internes Netzwerk zu mir hinaus. (Eine IP-Adresse identifiziert ein Gerät für die Zustellung, nicht den Personalausweis eines Menschen.)

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Einen Browser benutzen und gut suchen

Ein Browser (Chrome, Firefox, Edge, Safari) fordert Webseiten an und zeigt sie an. Seine alltäglichen Teile: Tabs (mehrere Seiten gleichzeitig offen), die Adressleiste (zeigt die URL und wo ich eintippe, wohin ich will), Zurück / Vor und Aktualisieren (fordert eine frische Kopie vom Server an - gut, wenn eine Seite festzuhängen scheint). Ein Lesezeichen speichert die Adresse einer Seite für die Rückkehr mit einem Klick; der Verlauf ist die automatische Aufzeichnung, wo ich gewesen bin. Downloads landen im Ordner Downloads - ein Download ist einfach eine neue Datei an einem bekannten Ort.

1. Sei konkret. „Laptop-Problem” liefert einen Ozean; „Laptop-Akku entlädt sich schnell, wenn zugeklappt” liefert Antworten. Nimm unterscheidende Wörter hinzu - Produktnamen, exakten Fehlertext.

2. Überflieg die Anzeigen. Die ersten paar Ergebnisse sind oft bezahlt/gesponsert (gekennzeichnet). Das oberste echte Ergebnis ist einfach die beste Wortübereinstimmung, keine Garantie für Wahrheit.

3. Ändere die Wörter, wiederhole sie nicht. Wenn eine Suche danebengeht, formuliere um oder füge ein unterscheidendes Detail hinzu. Zwei oder drei umformulierte Versuche schlagen einen härter wiederholten.

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Wiederholungs-Zusammenfassung

Kernpunkt	Kurz gemerkt
CPU / RAM / Speicher	CPU erledigt die Arbeit, RAM = Arbeitsplatz (mehr gleichzeitig tun), Speicher = Dinge behalten, wenn aus
RAM- vs. Speicher-Upgrade	Mehr RAM = schnelleres Multitasking; mehr Speicher = mehr aufbewahren - nicht dieselbe Lösung
GPU	Grafik und Video - und jetzt der Motor hinter KI-Training/-Ausführung
Bit vs. Byte	8 Bit = 1 Byte; alles wird als An/Aus-Bits gespeichert
Größenleiter	KB→MB→GB→TB, jeweils ~×1000; 1 GB oft 1024 MB (Computer zählen in Zweien)
MB vs. Mbit	1 MB = 8 Mbit; Dateien in Byte angegeben, Internetgeschwindigkeit in Bit
Betriebssystem	Hauptprogramm zwischen mir und der Hardware (Windows, macOS, Linux, Android, iOS)
Rechtsklick	„Was kann ich damit machen?” - die schnellste Gewohnheit, um weiterzukommen
Datei / Ordner / Pfad	Datei = benanntes Element, Ordner = Behälter, Pfad = wo es im Baum liegt
Erweiterung	Der Teil nach dem Punkt = der Typ der Datei und welches Programm sie öffnet
Speichern vs. Speichern unter	Speichern = diese Datei aktualisieren; Speichern unter = neue separate Kopie; PDF = feste, endgültige Form
Sicher installieren	Nur von der Seite des Herstellers oder einem vertrauenswürdigen Store
Hängengeblieben vs. kaputt	Hängengeblieben = Schritt noch nicht bekannt; kaputt = es ist ausgefallen - zuerst neu starten/lesen/suchen/fragen
Server	Ein Computer, gebaut, um Anfragen vieler anderer zu beantworten, rund um die Uhr
Die Cloud	Einfach der Computer von jemand anderem - echte Server in echten Gebäuden
On-Premise vs. Cloud	Besitzen vs. mieten
Virtualisierung	Eine physische Maschine, die als viele VMs agiert, jede mit ihrem eigenen Betriebssystem
VM vs. Container	VM = ganzes Betriebssystem, schwer; Container = teilt sich das Host-Betriebssystem, leicht
Internet vs. Web	Internet = das Netzwerk; Web = ein Dienst (Sites), der darauf läuft
URL-Teile	https (sicher) · Domain (wer) · Pfad (welche Seite)
Client → Server	Jeder Besuch: DNS-Abfrage → HTTP-Anfrage → Seite zurück in Paketen → zusammengesetzt
LAN vs. WAN	LAN = lokal; WAN = weit; das Internet ist das größte WAN
VPN	Verschlüsselter Tunnel in ein anderes Netzwerk - wie Homeoffice-Arbeitende interne Systeme erreichen
Router	Die Tür zwischen meinem LAN und dem Internet
Gut suchen	Konkrete Wörter, Anzeigen überfliegen, die Wörter ändern, wenn eine Suche danebengeht