Welche teile hat ein PC?

Basiswissen IT: Rechnerkomponenten. Grundlegendes Wissen zur Informationstechnologie (IT): Diese Übersicht behandelt Hardware und Software, Ein/Ausgabegeräte, Mainboard, Prozessor, Cache und Schnittstelle. Ein Überblick über die wichtigsten Computerbestandteile.

Aus welchen Grundkomponenten ist ein Computer aufgebaut? Die Hardware eines Rechners umfasst alle physikalischen Bestandteile eines Computers: alles, was Sie bei einem Computer anfassen, sehen oder verschrotten können. Daneben gibt es die Software: Programme für bestimmte Aufgaben. Hardware und Software bilden eine Einheit, die den eigentlichen Computer ausmacht.

Die Grundkomponenten eines Rechners

Der Rechner besteht aus folgenden Grundkomponenten:

  • dem eigentlichen Rechner
  • Speichermedien
  • Erweiterungskarten
  • Peripherie: Eingabe- und Ausgabegeräte (Input/Output = I/O)

Zur Standardperipherie zählen dabei

a) Eingabegeräte

  • Tastatur, Maus
  • Scanner zur Bildeingabe
  • Videoadapter zur Eingabe von Videoclips
  • Mikrophone und Headsets zur Spracheingabe
  • Datenhandschuhe zur Steuerung durch Bewegungsinformationen
  • Lightpens (elektronische Stifte)

b) Ausgabegeräte

  • Monitor
  • Drucker
  • Plotter (für Zeichnungen)
  • Lautsprecher
  • Videorecorder

Das Innere eines Standard-PC’s

Wie das Innenleben des PCs aussieht, sehen Sie auf der Abbildung unten. Erweiterungskarten wie Grafik- oder Soundkarten werden am Bus des Rechners in die so genannten Slots eingesteckt.

Netzteil und Lüfter

Das Netzteil des Rechners stellt den benötigten Gleichstrom im Niedervoltbereich (z.B. 2,8 V, 3,3 V, 5 V, 12 V) bereit. Gute Modelle bieten zusätzlich auch Schutz gegen Überspannungen oder gar mittels eines Akkus Schutz vor kurzzeitigem Stromaus- oder -abfall. Der Lüfter ist für die Bewegung und Abführung der erhitzten Luft aus dem Rechnerinneren und damit die Kühlung der Komponenten verantwortlich.

Hauptplatine (Motherboard, Mainboard)

Zentraler Bestandteil eines Rechners ist die Hauptplatine (Main- oder Motherboard), auf der zahlreiche elektronische Bauelemente miteinander verbunden sind und unter anderem zur Kontrolle der angeschlossenen Geräte dienen. Das Mainboard besteht auf den ersten Blick hauptsächlich aus einer Vielzahl von Steckfassungen, denn die Hauptaufgabe dieser Platine ist es, die unterschiedlichen PC-Komponenten miteinander zu verbinden. Die dazu nötigen aktiven Komponenten sind als so genannter Chipsatz auf dem Mainboard aufgelötet.

Die Hauptplatine beinhaltet die gesamte Steuerungslogik für den Computer, in der Regel den Prozessor und den so genannten Chipsatz, der aus einer Reihe integrierter Schaltkreise (Integrated Circuits, ICs) besteht. Auf ihr sitzen auch der Hauptspeicher und die so genannten Cache-Speicher-Chips (Second-Level-Cache), mit denen der Prozessor arbeitet und die für die Datenzwischenspeicherung zuständig sind.

Was macht der Cache?

Der Cache ist ein Puffer, ein Zwischenspeicher, in dem häufig abgerufene Informationen abgelegt werden, damit sie nicht bei jeder Anforderung erneut beschafft werden müssen. Der Cache kann Daten aus dem Arbeitsspeicher oder von der Festplatte zwischenspeichern, um die Zugriffsgeschwindigkeit zu erhöhen. Werden die im Cache befindlichen Daten erneut benötigt, tritt die beschleunigende Wirkung des Cache voll zu Tage, da diese nicht mehr von der Festplatte oder aus dem Arbeitsspeicher geholt werden müssen. Es wird zwischen Hardware-Cache (RAM-Bausteine, Prozessor- und Festplattencache) und Software-Cache (Programme zum Puffern des Arbeitsspeichers) unterschieden. Im Internet und Intranet sind sogenannte Proxy-Server die bekannteste Form des Cache. Der Begriff „Cache“ bezeichnet demnach keinen physikalisch definierten Speicher, sondern ein Speicherungsprinzip zur Optimierung des Zugriffs.

Was ist eine Schnittstelle?

Weitere Bestandteile des Mainboards sind: Schnittstellen, Steckplätze für Erweiterungskarten, CMOS für Systemeinstellung und Uhr, Taktgenerator, Festspeicher (System-BIOS), Festplatten- und Disketten-Controller. Unter Schnittstelle versteht man die Verbindung zwischen verschiedenen Hard- oder Softwarekomponenten. Die parallele Schnittstelle (auch: Centronics-Schnittstelle) erlaubt die byteweise Datenübertragung in beiden Richtungen gleichzeitig, eben: parallel. Die serielle Schnittstelle ist ein Ein- und Ausgabe-Port, an den beispielsweise Maus, Modem und andere externe Geräte angeschlossen werden. Auf ihr werden Daten hintereinander (seriell) übertragen.

Prozessor (CISC, RISC)

So wie der in einem Auto eingebaute Motor die Fahrleistung bestimmt, ist der Prozessor, auch Zentraleinheit oder CPU (Central Processing Unit) genannt, unmittelbar für die Leistung des Rechners verantwortlich. Der Prozessor selbst ist ein flaches Bauteil, das – je nach Typ – mit einer Vielzahl von kleinen Füßchen auf der Hauptplatine festgelötet ist oder an seiner Unterseite eine große Anzahl von kleinen Stiften aufweist, mit denen es in einen speziellen Sockel gesteckt wird.

Vom Prozessor werden Ein-/Ausgaben, Rechenoperationen und logische Verknüpfungen durchgeführt sowie Daten verglichen oder zwischengespeichert. Alles was ein moderner Rechner kann, wird im Grunde genommen von diesem einzigen Chip erledigt.

Dabei wird zwischen den Standardprozessoren (CISC) und den RISC-Prozessoren unterschieden werden. CISC steht für Complex Instruction Set Computer, d.h. eine größere Menge umfangreicherer Befehle auf Maschinenebene. RISC-Prozessoren stellen weniger Befehle zur Verfügung (daher der Name Reduced Instruction Set Computer), die dafür in der Regel sehr effizient sind. Die vom Prozessor benötigten Daten werden dabei in der Regel in Speicherzellen direkt auf dem Prozessor (sog. Registern) gehalten (unten als Abb. 4 dazu ein Schema).

Kurz & Knapp: Rechnerkomponenten in der Übersicht

Hardware

  • Netzteil, Lüfter
  • Mainboard (CPU, Bus, Cache, Controller, RAM, CMOS, BIOS, …)
  • Speichermedien
    • Primärspeicher (machen Daten im Random Access verfügbar): Halbleiterspeicher (SRAM); magnetische Festplattenlaufwerksysteme
    • Sekundärspeicher (dienen zum Schutz, Archivierung, Verbreitung): magnetische (Diskette, USB-Stick, …); optische (CD-/DVD, …)
  • Peripherie (I/O-Geräte wie Maus, Drucker, …)
  • Erweiterungskarten (Soundkarte, …)

Software

  • Betriebssystem (OS): Windows, Linux, Solaris, MacOS X
  • Netzwerkbetriebssysteme: Internet, Unix-Varianten
  • Grafische Schnittstellen
  • Anwendungen

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