Hardware eines PC’s
Mainboard
Die Hauptplatine, auch Motherboard genannt, ist das Herzstück eines jeden Computers. Auf ihr findet man sowohl alle Anschlüsse für andere Hardware als auch in Chips eingespeicherte Software.
Teile, die sich auf der Hauptplatine befinden: Hauptprozessor (CPU), Speicher (RAM), der Bioschip mit der integrierten Firmware (in den Chip integrierte Software, der Chip selber ist ein Flash-Speicher), Schnittstellen-Bausteine und Steckplätze für Erweiterungskarten (Grafikkarten, Soundkarten, Netzwerkkarten, TV-Karten etc.) montiert.
Arbeitsspeicher
Der Arbeitsspeicher ist das „Kurzzeitgedächtnis“ des Computers. Dieser speichert Daten kurz(-fristig), um sie dann schnell wieder aufrufen zu können (in unveränderter Form).
Man unterscheidet zusätzlich noch den virtuellen und den physischen Arbeitsspeicher. Während der physische Arbeitsspeicher aus dem Chip besteht, ist der virtuelle nicht anfassbar, sondern lediglich eine Erweiterung des physischen Arbeitsspeichers. Dieser ist zwar kostengünstig, aber wirkt leistungsreduzierend. Dabei wird, falls der physische Arbeitspeicher voll ist, der Arbeitsspeicher auf die Festplatte ausgelagert. Die Festplatte hat zwar eine wesentlich höheren Speicherplatz, aber niedrigere Zugriffszeiten als der physische Arbeitsspeicher.
Zusätzlich gibt es noch den Cache, der ein Gedächtnis darstellt, dass auf häufig genutzte Speicherstellen schneller als alle anderen Speicher zugreifen kann und bei geringem Speicherbedarf nicht mal RAM verbraucht.
Bei der Anbindung des Arbeitsspeichers an das (Gesamt-)System muss zwischen den Prozessorherstellern AMD und Intel unterschieden werden. Während bei AMD der Zugriff direkt von der CPU aus ohne Mittelsmann erfolgt, geschieht der Zugriff bei Intel über den Chipsatz.
Festplatte
Eine Festplatte ist ein ferro-magnetisches Speichermedium, welche aus einer starren, hartmagnetisch beschichteten, rotierenden Scheibe sowie einem Lesekopf besteht.
Um Daten zu speichern, egal ob es nun persönliche Daten, Anwendungsprogramme oder ganze Betriebssysteme sind, wird die rotierende Scheibe mit einer hartmagnetisch beschichteten Oberfläche entsprechend der aufzuzeichnenden Information magnetisiert.
Das Auslesen dieser Information erfolgt dann durch den Lesekopf, der die Scheibenoberfläche magnetisch abtastet und dabei die magnetisierten Stellen erkennt.
Durchschnittliche Festplatten haben eine Umdrehungszahl (der Scheibe) mit 7.200 U/min. Es gibt auch leistungsstärkere bzw. schnellere Festplatten mit bis zu 15.000 U/min. Diese werden hauptsächlich in Rechen- und Serverzentren für komplexe Rechenaufgaben verwendet.
Die Speicherkapazitäten werden in GB angegeben, mittlerweile auch in Terrabyte (ein Terrabyte= 1024 Gigabyte). [Eine Festplatte hat momentan bis zu 2 Terrabyte.]
Netzteil
Da die verschiedenen PC-Komponenten unterschiedlich starke Stromstärken und Stromspannungen benötigen, ist ein Netzteil erforderlich. Es „unterteilt den „normalen“ 230V Strom in mehrere unterschiedliche Ströme, die zu den jeweiligen Komponenten geführt werden. So brauchen neuartige Grafikkarten beispielsweise recht viel Strom, während der Arbeitsspeicher gänzlich auf solchen verzichten kann, da er den benötigten Strom direkt durch die Hauptplatine bekommt (in geringen Dosen).
Vor allem (Aktiv-)Lüfter benötigen Strom, da sie einen Propeller betreiben, der den zu kühlenden Komponenten heiße Luft absaugt bzw. neue, kalte Luft zuführt.
Wasserkühlungen haben einen erhöhten Strombedarf, da sie nicht nur die Pumpe sondern auch den Wärmetauscher betreiben müssen. Dafür ist die Wasserkühlung bzgl. der Kühlung der Komponenten wesentlich effizienter und auch leiser.
Grafikkarte
Eine Grafikkarte steuert in einem PC die Bildwiedergabe. Sie ist entweder extern aufsteckbar (z.B. per PCI-Express-Bus) oder befindet sich schon auf der Hauptplatine (wobei Letzteres so gut wie nicht mehr vorkommt).
Zuerst führte IBM auf dem Grafikkartenmarkt, verlor die Führung jedoch da Hercules eine Grafikkarte, die mehrere Farben (statt, wie bei IBM, eine), entwickeln und produzieren konnte. Der VGA-Modus („Notfall-Modus“) ist 640 × 480 Punkte in 16 Farben, weshalb sie noch alle Grafikkarten darstellen können, selbst die Modernsten.
Bis 1990 war es nur möglich, mithilfe der Grafikkarte einzelne Pixel zu färben oder Texte darzustellen. Ab 1990 wurden diverse Beschleuniger entwickelt, so auch der „Windows-Beschleuniger“. Dieser ermöglichte es, mithilfe von Befehlen Linien zu zeichnen oder Flächen (mit Farbe) zu füllen.
Mitte der 90er Jahre kam der erste 3D-Beschleuniger auf den Markt, entwickelt und produziert von 3dfx.
3D-Beschleuniger geben dem Programm einzelne Polygone und Texturen vor („rendern“), was die Grafik um ein Vielfachen realistischer macht. Früher erledigte diese Aufgabe der Prozessor, nun konnte dieser ausgelastet (und die Grafikkarte um Einiges mehr belastet) werden und somit mehr „Rechenleistung“ erzielt werden.
Heutzutage werden immer öfters nicht nur eine Grafikkarte, sondern 2 oder mehr für die Grafikdarstellung benutzt (siehe SLI oder Crossfire), was jedoch hohe Kosten und einen immensen Energieverbrauch mit sich zieht.
Der Grafikspeicher einer Grafikkarte „lagert“ die auszugebenden Bilddaten und gibt sie dann weiter. Dazu werden eigentlich nur 16 MByte benötigt, moderne Grafikkarten benutzen allerdings 256, 512 un auch 1024 MByte Grafikspeicher, da neue Spiele diese voraussetzen. (Heutzutage auch schon bis zu 2048 Mbyte und mehr)
Man muss auch dazusagen, dass es eine Unterscheidung zwischen den Grafikkarten gibt. So haben Onboard-Grafikkarten die Grafikkarte auf dem Prozessor (=>Platine) und dementsprechende Leistung (nur 2D und sehr schlecht 3D). Alle anderen Karten benötigen eigene Slots im PC und steigern die Rechenleistung auch dementsprechend besser, auch wenn mehr Platz und Strom benötigt wird.
Soundkarte
Die Aufgaben einer Soundkarte:
Aufzeichnung von Tonsignalen
Synthese von Tonsignalen
Mischung und Bearbeitung von Tonsignalen
Wiedergabe von Tonsignalen
Im Prinzip ist die Soundkarte nur ein Transformator, der folgend funktioniert: er ist heutzutage ein A/D-Wandler-Chip, welcher analoge Audiosignale am Eingang der Soundkarte digitalisiert und digitale Audiosignale am Ausgang der Soundkarte wieder in analoge Audiosignale umwandelt.
Es gibt, genauso wie bei Grafikkarten, auch Onboard-Soundkarten. Diese bieten jedoch auch nur eine eher „notdürftige“ Lösung und sind in keinem Fall professionell zu gebrauchen. . Normale Soundkarten verfügen zudem im Gegensatz zu den Onboard-Varianten über einen Beschleunigerchip, der der CPU einiges an Rechenleistung abnimmt
Qualitativ unterscheiden sich Soundkarten durch die mögliche Bit-Auflösung Wortbreite (z.B. 16 bit oder 24 bit), maximale Abtastrate (z.B. 44, 96 oder 192 kHz), Rauschverhalten, Frequenzgang und der maximalen Anzahl der Kanäle. Zudem unterstützen viele Soundkarten verschiedene Soundausgabecodes wie EAX, DTS-ES, oder ASIO
Ausgabegeräte.
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