Aufbau eines PC's

Der grundlegende Aufbau folgt einem ganz bestimmten Muster. Im Grunde genommen ist der Aufbau bei allen Computern gleich und unterscheidet sich nur in der Erweiterbarkeit und Kompression der Teile auf dem Mainboard (Hauptplatine). Dieses Muster kann man eher verstehen, wenn man sich ein Blockschaltbild vor Augen führt:

 

In diesem stark vereinfachten Blockschaltbild finden wir den grundlegenden Aufbau eines Computers. Im Folgenden sind die einzelnen Komponenten erklärt:

 

Netzteil:

Ohne Strom kann ein Computer nicht arbeiten und das Netzteil ist genau dafür verantwortlich. Es wandelt 230V AC in die verschiedenen jeweils benötigten Spannungen um. Ein Heimanwender PC arbeitet z.B. mit 3,33V, 5V und 12V DC. Je nach Komponenten und deren Leistungsanforderungen, ist auch die maximale Leistung des Netzteils bemessen. Mögliche Leistungen im Heimanwenderbereich können z.B. 300W, 500W oder 750W sein. Es versorgt nicht nur das Mainboard, sondern auch die restlichen Verbraucher, wie Festplatten/Massenspeichermedien, USB-Anschlüsse oder Laufwerke.


Mainboard:

Das Mainboard ist die Hauptplatine des Computers.

Auf ihr sind alle für den Betrieb nötigen Komponenten verbaut. Diese können verlötet, eingespannt, aufgesteckt oder über Kabel angeschlossen sein. Das Mainboard ist maßgebend für die Performance des Computers. Durch die kompakte Bauform muss es passgenau ohne mechanische Verspannungen eingebaut werden, da sich ansonsten Risse in den Leiterbahnen bilden können.

Man spricht auch bei solch gefertigten Platinen von "Printed Circuit Boards" (oder kurz PCB). Mainboards werden in verschiedenen Größen für Desktop-PCs gefertigt.

Auf dem Mainboard sind folgende Komponenten zu finden:

  • CPU Sockel
  • Chipsatz
  • Stromversorgungsanschluss
  • Div. Schnittstellenanschlüsse
  • BIOS/UEFI Chip
  • Batterie für BIOS/UEFI
  • Steckplatz für Arbeitsspeicher
  • Slots für Erweiterungskarten

CPU:

Die CPU oder Central Processing Unit (zu deutsch: "Prozessor" oder auch "Hauptprozessor") ist die zentrale Verarbeitungs- und Recheneinheit des Computers.

Eine CPU besteht aus Millionen Transistoren auf kleinstem Raum! Hier spricht man auch von einer Prozessor-Die. Die nach außen geführten Pins sind die Anschlüsse der CPU, welche als Verbindung zum Mainboard und somit zu den andern Komponenten des Computers dienen. Da die CPU sehr hohe Temperaturen entwickeln kann, wird nach dem Einsetzen in den Sockel meist ein CPU-Lüfter oder eine Wasserkühlung auf dem Sockel montiert.

Ein CPU wird in mehrere Teile unterteilt, die für spezielle Aufgaben vorgesehen sind.

Über sogenannte CPU-Kerne werden jegliche Berechnungen und Verarbeitungen abgearbeitet und ausgegeben.

Meist besitzen heutige CPUs einen integrierten Grafik-Chip. Dieser ist speziell auf grafische Berechnungen ausgelegt, da eine normale CPU ansonsten nicht dafür vorgesehen ist. Der integrierte Grafik-Chip kann durch seine kompakte Bauform und das Teilen der benötigten Komponenten mit den CPU-Kernen, aber nicht an die Leistung einer Grafikkarte kommen und ist hier somit unterlegen.

Jede CPU besitzt auch einen Cache. Dieser kann sich verschieden aufgliedern (L1,L2 und L3 Cache) und dient dem Zwischenspeichern von Werten zur weiteren Bearbeitung. Er ist sehr klein bemessen und dient dem schnellen Abarbeiten.

Über den Speichercontroller wird auf den Arbeitsspeicher zugegriffen. In diesem liegen die zwischengespeicherten Daten welche nicht in den Cache passen.


BIOS/UEFI-Chip:

Der BIOS- (Basic Input Output Chip) oder UEFI-Chip (Unified Extensible Firmware Interface) beherbergt die "Firmware". In dieser ist hinterlegt, welche Komponenten verbaut sind und wie der Computer hochfährt. Über die Firmware wird beim Start ein POST (Power-on-self-test) gestartet, bei dem abgefragt wird, welche Komponenten vorhanden sind und welche Fehler momentan an den Komponenten vorliegen bzw. ob welche vorliegen. Der Chip wird über eine Batterie auch im ausgeschalteten Zustand mit Strom versorgt, damit die integrierte Systemuhr weiterhin läuft.

Das BIOS wird heute durch das UEFI abgelöst, da es mehr Möglichkeiten wie z.B. eine einfache Steuerung per Maus, oder größere verwaltbare Speicher ermöglicht.


Chipsatz:

Der oder die Chipsätze unterstützen die CPU in gewissen Funktionen. Ein Chipsatz kann nicht ausgetauscht werden!

Zu den Aufgaben eines Chipsatzes im heutigen Sinn gehören:

  • Verwaltung von Schnittstellen (z.B. Ethernet Adapter oder SATA) und Datenübertragungssystemen (z.B. USB oder PCIe)
  • Datenflusssteuerung
  • Bus-System Verwaltung

Arbeitsspeicher:

Der Arbeitsspeicher kann auch Systemspeicher genannt werden. Er dient dem Zwischenspeichern von Daten in der Bearbeitung, da der Cache vom Prozessor zu klein für große Datenmengen ist. Ein Arbeitsspeicher besteht aus dynamischen RAM Bausteinen, den sogenannten DRAMs. Auf dem Motherboard sind Slots, in die der Arbeitsspeicher eingesteckt wird. Hier spielen die verschiedenen Bauformen und Spezifikationen eine Rolle.


Grafikkarte:

Eine Grafikkarte ist eine Erweiterungskarte, die einen eigenen Grafikprozessor (GPU) besitzt. Sie ist speziell auf komplexe Berechnungen zur grafischen Berechnung ausgelegt und stellt passende Schnittstellen zur Bildausgabe bereit.


PCI(e)-Slot:

Über PCI- und PCIe-Slots werden Erweiterungskarten in das BUS-System eingebunden. Es gibt verschieden große Slots, die nach der Anzahl der Pins bemessen werden. Erweiterungskarten können verschiedene Funktionen übernehmen und variieren auch nach Größe und Leistung.


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