Projekt: Zeit-Lupe

Von der Entertaste zur Homepage -
Eine Geschichte über die Vorgänge in einem Computer

Wir schreiben gemeinsam eine (oder mehrere) Geschichten,
was in und um einen Computer so alles passiert, wenn man zum Beispiel im Internet surft.

Im Internet: http://www.poboxes.com/p.guehring/zeitlupe.htm


Warum ich diese Geschichte anfing:

Die meisten Leute haben heute keine Ahnung mehr, was die Computer so alles leisten müssen, und blicken nicht mehr durch, was da so alles passiert. Bei grafischen Oberflächen wie (X-)Windows ist das ja auch kein Wunder.
Meistens hat man auch als Spezialist nur ein spezielles Gebiet im Auge, wenn man sich mit Computern beschäftigt, zum Beispiel nur das Internetprotokoll, oder nur ...
Aber hier will ich viele der Systeme zusammenbringen, um durch das Gesamtsystem durchzublicken.
Übrigens, eine gewisse Inspiration war das Buch PC-Intern, und die Texte darin.

Die Geschichte soll so gestaltet werden, daß auch Laien sie verstehen, einen Einblick in das System bekommen, und sich vielleicht mehr dafür interessieren. Außerdem hoffe ich, daß viele Spezialisten unterschiedlichster Gebiete (zum Beispiel auch Biologie, Physik, Psychologie, ...) mitmachen, diese Geschichte gemeinsam zu entwickeln.

An alle:

Was ist zu schwer zu verstehen? Welche Fachbegriffe soll ich noch näher erklären?

Ich lade hiermit jeden ein, an diesem Projekt mitzumachen. (Trotzdem wird niemand dazu gezwungen!) Ich wollte das Projekt starten, koordinieren und lenken, aber jedem der Interesse hat, die Möglichkeit geben, eigene Ideen zu realisieren.

An alle Spezialisten:

Ich bin für jede Anregung, Verbesserung und Verfeinerung der folgenden Geschichte sehr dankbar, da sich die Geschichte erst im Aufbau befindet. (Die gesamte Geschichte sollte einige Seiten lang werden.)


Gehen wir nun von folgender frei erfundener Situation aus:

Ein gut eingerichteter PC (Computer) mit Modem (um über das Telefonnetz ins Internet zu kommen), ein grafisches Betriebsystem, und einen Browser (um im Internet zu surfen).
Zuerst wird in dem Eingabefeld eine URL (Internetadresse) eingegeben, dann die Enter Taste gedrückt.

Die Vorgeschichte, oder Warum wird die Taste gedrückt?

Es begann bereits in frühester Kindheit. [Wie gesagt, die Geschichte ist frei erfunden!] Als 2. Kind meiner [Aus welcher Erzähl-Perspektive sollten wir erzählen?] Eltern hatte ich immer Probleme genügend Aufmerksamkeit zu bekommen. Die galt meinem älteren Bruder und meiner leicht behinderten kleinen Schwester. So wurde mir nie die Aufmerksamkeit zu teil, die ich eigentlich brauchte. Mein Vater verließ uns, als ich noch klein war. Mama sagt immer, daß das nichts mit mir zu tun hat. Dadurch mußte ich immer auf sie aufpassen.
...

Was jetzt passiert:

Sekunde 0:

[Sollten wir die Sekunden vielleicht Binär zählen? :-) ]
[Hier könnte eine Beschreibung über die Biologischen Vorgänge folgen, bis die Finger die Taste drücken]
Durch das drücken der Taste wird in der Tastatur ein Signal ausgelöst, und über das Tastaturkabel an den Computer übermittelt. Im Computer nimmt es der Tastaturcontroller entgegen, und schickt ein Anforderungssignal(Interruptsignal) an den Interruptcontroller. Früher, als Computer noch viel einfacher und unkomplizierter waren, mußte der Prozessor regelmäßig alle Geräte abfragen, ob diese etwas benötigten. (Polling) Doch da viele Geräte dazugekommen sind, und alles viel schneller gehen muß, hat die CPU sozusagen einen Interruptkontroller angestellt. Der führt eine Liste, von allen Geräten, die gerade etwas brauchen, und sobald der Prozessor wieder Zeit hat, gibt der Kontroller die nächste Anforderung an den Prozessor weiter. Dadurch ist der Prozessor von der zeitraubenden Organisation ein bischen bewahrt. Nehmen wir an, der Prozessor ist gerade damit beschäftigt, zuerst noch eine Anforderung der Echzeituhr abzuarbeiten, doch dann kommt das Tastatursignal dran. Der Prozessor signalisiert dem Interrupt Kontroller, daß er wieder frei ist, und der Interrupt Kontroller schickt das Anforderungssignal weiter.

[Hier eine weitere Geschichte:]
O Gott, was sag ich da, was ist eine Elektron überhaupt? Alles was wir darueber wissen, ist: es ist nicht gelb (es hat keine Farbe), es ist nicht rund oder viereckig (es hat keine Form); man kann es nicht wahrnehmen und doch gehoert es zu uns, ist es milliardenfacher Teil von uns.

Es hat charakteristische Eigenschaften wie wir eine Hautfarbe und ein Geschlecht: es reagiert auf Felder. Es knuepft Beziehungen: zum Proton will es und vom anderen Elektron flieht es.

Die Entertaste bleibt eine Ewigkeit lang nicht-gedrückt: tausende und abertausende von Millisekunden bleibt sie als riesige Kluft zwischen unserem Elektron und seinem Ziel. Trotzdem muß das Elektron nicht warten und kann die Kluft schon überspringen, wenn es alle Wärmeenergie, die es finden kann, zusammenrafft und sich dann vom unsichtbaren Feld mitreissen laesst. Aber die Energie reicht nur für wenige Millionen von ihnen, die schweigende Mehrheit bleibt diesseits der zwei Kohleschichten und der Luftbarriere.

Das Leben eines Elektrons in meinem Computer ist spannend: die Spannung ist überall; überall wirkt die unsichtbare Kraft und reisst es mit durch zitternde Metallgitter, schmettert es gegen die riesigen Atome, draengt es gegen Kondensatoren, wirbelt es durch Induktivitäten.

Das Elektron wird es nie erfahren, aber die Entertaste wurde in diesem Moment irrtuemlich gedrueckt und in ferner, ferner Zeit (2 Zehntelsekunden später) gab dann der HD-Controller den Befehl, die Festplatte zu formatieren. Nein, es wurde einfach wie die meisten seiner Brueder durch zwei sich beruehrende Kohlefaeserchen mitgerissen, durch die endlosen Weiten der Metalldrähte die ganzen 2 Zentimeter zum in der Tastatur eingebauten Mikrochip; wo das Ansteigen der Majoritätsträger einem einsamen Feldeffekttransistor den Befehl gab, seine Toren zu öffnen und den wirklich großen Strom (ungefähr 0.0003 Ampere oder 300 Mikroampere) durchzulassen.

Dannach wurde unser Elektron in eine Halbleitermaterialfehlerstelle des FET gesaugt und von dort kam es nie wieder weg. Die dadurch frei gewordene Energie erwärmte das Metallgitter um 0.0000008 Kelvin.
[Jetzt wieder zurück:]

Der Prozessor sichert den aktuellen Status, damit er nach der Behandlungsroutine wieder dort weitermachen kann, wo er aufgehört hat. Er fragt den Interruptkontroller, welches Gerät die Anforderung geschickt hat, und springt zur jeweiligen Behandlungsroutine.
Diese Behandlungsroutine ist Teil des Betriebssystems. Sie holt das Zeichen von der Tastatur, und generiert eine Nachricht, die dann vom System an den Browser weitergeleitet wird. Das Eingabefeld nimmt das Zeichen entgegen, und benachrichtigt den Browser.
Der Browser untersucht die URL, und gibt die Anfrage an den TCP/IP Stack (Puffer, der die eingehenden und ausgehenden Datenpakete puffert) weiter. Der TCP/IP Stack schickt es über die Serielle Schnittstelle an das Modem.

Sekunde 1: [Die Zeiten sind nur mal geraten. Wer kennt sich da aus?]

Dort geht die Anfrage über die Telefonleitung an den ISP(Internetanbieter),... Der Proxy(Puffercomputer beim Internetanbieter) ... [Mit den 3 Punkten meine ich, daß Spezialisten hier weiterschreiben sollten] Routing(Wie die einzelnen Datenpakete an ihr Ziel gelangen) ...

[Was passiert auf dem Server so alles? Wir könnten ja ein CGI oder sonstwas starten.]

Der Server(Computer, auf dem die gesuchte Seite liegt) antwortet...

Sekunde 2: [Hier könnte man mit Ping Logs die Zeiten bestimmen.]

Die Einzelpakete werden zusammengesetzt... [Hier passiert sicher noch eine Menge, die ich vergessen habe, oder?] Der Browser interpretiert den HTML Code... [Hier könnte man eine kurze Abhandlung über verschiedene Browser bringen] Und zeigt ihn über den Bildschirmtreiber an...
[Hier ein Beitrag von Bernhard Schweiger]
Von einem Programm wird ein Ton aufgerufen. Mit einem Plugin wird dieser Ton verarbeitet und zur Soundkarte geschickt. Diese verwandelt die digitalen Signale, mit einem D/A Wandler, in das analoge Format, das der Lautsprecher verarbeiten kann. Beim Lautsprecher werden die stärkeren oder weniger starken Impulse mit Hilfe eines Magneten auf eine Membran übertragen, die dadurch in Schwingung gerät und die Töne erzeugt. Hier gilt das physikalische Gesetz: Je schneller die Membran schwingt, desto höher ist die Frequenz und somit die Tonhöhe.

Sekunde 3:

Die Bildschirmbefehle werden über den Systembus (PCI/ISA) an die Grafikkarte übertragen.
Die Grafikkarte baut das Bild im Grafikspeicher auf. Das fertige Bild wird monitorgerecht über das Monitorkabel an den Monitor geschickt.
Dann wird es auf dem Monitor angezeigt: Die Strahlenkanone schießt die Elektronen durch die Bildröhre...
[Jetzt der 2. Teil]
Diese Schallwellen werden mit dem Ohr, der menschlichen Antenne, empfangen und kommen durch den Gehörgang zum Trommelfell. Dieses wirkt, wenn es durch die Schallwellen in Schwingung kommt, wie ein Mikrofon, also ein umgekehrter Lautsprecher, und leitet die Schallwellen über die Gehörknöchelchen ins Innenohr zur Schnecke. Dort wird die Flüssigkeit bewegt und somit die Hörsinneszellen, das sind keine Häärchen, gereizt. Über den Hörnerv werden diese Reize dann in das Gehirn übertragen und somit wird der Ton wahrgenommen.
Das Licht des Monitors reizt die Netzhaut, und über das Nervensystem gelangt die Information in das Gehirn. Das Gehirn setzt das Bild zusammen, Texterkennung, Objekterkennung, 3dimensinale Analysen,...

Sekunde 5:

Damit wurde die Seite angezeigt, und der Ton gehört.


Hier die ersten Anmerkungen und Mails:

Hat jemand Ideen, wie die Geschichte spannender gemacht werden könnte?
Sollte die Geschichte vielleicht aus ganz anderer Perspektive geschildert werden? z.B: Elektron?

Diskussionen über das Projekt können jetzt über die Mailing-Liste zeitlupe@luga.or.at geführt werden.
Die Mailing Liste wird von Michael Demelbauer organisiert:

Michaels Aufruf zum Projekt:
Das Projekt Zeitlupe ist ein Versuch gemeinsam etwas Literatur zu produzieren - oder falls das fehlschlagen sollte: Einfach ein bissel Spaß zu haben. Zur Mitarbeit eingeladen sind alle, die der deutschen Sprache mächtig sind und diese Mächtigkeit in ein Gemeinschaftsprodukt einbringen wollen. Neugierig? Dann subskribiere mittels
Mail an majordomo@luga.or.at subject egal
subscribe zeitlupe

Vielen Dank für die Mitarbeit an:

Bernhard Schweiger (schweiger@magnet.at) für den Beitrag "Ein Ton entsteht"
Christof Zedlacher (zedchr@sbox.tu-graz.ac.at) für den Beitrag "Project zeit-lupe aus der Sicht mehrerer Elektronen"

Aufgaben für die, die nicht wissen, wie sie an diesem Projekt mitmachen könnten:

Bildmaterial/Grafiken/Filme/... suchen/finden/zeichnen/entwickeln/...
Texte schreiben, Fakten zusammensuchen und aufbereiten
Hat jemand Lust, am Layout des Projekts Hand anzulegen?
Erklärung der Fachbegriffe. (könnten wir aus einschlägiger Literatur übernehmen, oder?)
Bekanntmachung des Projekts, Suche nach Mitarbeitern.
Übersetzung des ganzen Textes in andere Sprachen, vor allem Englisch.
Text auf Fehler kontrollieren
Ideen liefern.
Spaß haben (laut Michael Demelbauer :-)


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