PC - Personal Computer

Der Personal Computer, im folgenden auch PC genannt, besteht aus einer Verarbeitungseinheit mit Prozessor, Arbeitsspeicher, externen Datenträgern, Betriebssystem und Anwendungsprogrammen.
Der PC ist wesentlicher Bestandteil eines Bildschirm-Arbeitsplatzes, an dem der Mensch seine Arbeit verrichtet.

Wichtige PC-Komponenten

Optionale PC-Komponenten

Peripherie-Geräte

Aufbau eines PCs: Der Blick von außen nach innen

Logischer Aufbau eines Personal Computer (PC)

Wer einen Personal Computer sieht, der hat mindestens einen Bildschirm, eine Maus, eine Tastatur und das Computer-Gehäuse vor Augen. Je nach Ausstattung des gesamten Systems kommen noch Scanner, Drucker, Lautsprecher und andere Geräte dazu. In der folgenden Beschreibung geht es um das, was sich im Computer-Gehäuse befindet.
Um alle externen Geräte an den Computer anschließen zu können, sind am Gehäuse Steckbuchsen angebracht. Während vorne die Auswahl meist auf USB- und Audio-Buchsen für Mikrofon und Lautsprecher beschränkt ist, ist auf der Rückseite des Gehäuses die Auswahl deutlich größer. Hier sind neben dem Netzteil-Anschluss weitere Buchsen für USB, Audio, Bildschirm und Netzwerk angebracht. Je nach Ausstattung des Computers gibt es hier noch weitere Schnittstellen. An diesen Schnittstellen werden alle externen Geräte angeschlossen.

Schaut man in das Gehäuse hinein, dann fällt zuerst die Hauptplatine auf, die auch als Motherboard oder Mainboard bezeichnet wird. Auf dieser Hauptplatine läuft alles zusammen. Hier werden Steckplätze für Erweiterungskarten, Speichermodule und Anschlüsse für Laufwerke bereitgestellt.
Festplatten und Wechselspeicher sind ebenfalls im Computer eingebaut. Festplatten sind meist im mittleren oder unteren Teil des Gehäuses platziert. Wechselspeicher-Laufwerke, wie CD-ROM oder DVD-ROM befinden sich im oberen Bereich des Gehäuses. Über ein Kabel sind sie jeweils mit dem Motherboard und dem Netzteil verbunden.
Das Netzteil befindet sich oben im hinteren Teil des Gehäuses. Es ist ein grauer oder schwarzer Kasten, der zur Gehäuse-Rückseite einen Lüfter hat. Neben dem Lüfter befindet sich eine Buchse für den Kaltgerätestecker und manchmal auch ein Kippschalter zum Ein- und Ausschalten des PCs. Vom Netzteil aus führen mehrere Kabelstränge zum Motherboard und zu den externen Laufwerken. Manchmal werden Erweiterungskarten vom Netzteil zusätzlich mit Strom versorgt. Das Netzteil liefert Strom für alle Komponenten im Gehäuse. Für externe Geräte (außerhalb des Gehäuses) gibt es keine Stromversorgung. Sie müssen über eigene Netzteile mit Strom versorgt werden. Nur USB-Geräte können einen geringen Strom über den USB entnehmen.

Eines der wichtigsten Teile auf dem Motherboard ist der Chipsatz. Er besteht meist aus zwei Teilen. Der eine Teil ist für die Grafik, den Arbeitsspeicher und den Hauptprozessor zuständig. Der andere Teil des Chipsatzes kümmert sich um die Schnittstellen für die Eingabe und Ausgabe von Daten. Die internen und die meisten externen Schnittstellen werden über Kontaktleisten herausgeführt.
Während manche Computer die Grafikfunktion direkt im Chipsatz oder Prozessor integriert haben, befindet sich die Grafikfunktion bei vielen PCs auf einer Erweiterungskarte, die sich Grafikkarte nennt.
Der Hauptprozessor befindet sich direkt auf dem Motherboard. Man erkennt ihn daran, dass er durch Kühlkörper und Lüfter sehr viel Platz verbraucht. Er ist die leistungsbestimmende Komponente in einem Computer. Zwar sind auch andere Komponenten leistungsbestimmend, aber die reine Verarbeitungsleistung wird vom Hauptprozessor bestimmt. Die Auswahl des Prozessors und des internen Speichers ist eng mit der Hauptplatine und dem Chipsatz verbunden.

Anwendungen

Personal Computer sind im allgemeinen Universal-Computer. Man kann sie praktisch für alle Anwendungen einsetzen. Es gibt jedoch Spezialfälle, bei denen man von der Grundausstattung abweicht und bestimmte Komponenten nach bestimmten Merkmalen auswählt. So unterscheiden sich Personal Computer nicht nur über den Preis, sondern auch durch ihre Ausstattung, Leistungsfähigkeit, Erweiterbarkeit, Kompatibilität, Systemstabilität und Bauart.

Im folgenden werden einige Computer-Typen beschrieben, die dem Wesen nach Personal Computer sind.

Workstation

Eine Workstation ähnelt einem Personal Computer und ist im Prinzip ein Arbeitsplatz-PC. Die Workstation dient meistens nur einer bestimmten Aufgabe, bei denen es auf viel Grafik-Performance, Rechenleistung oder einen großen Speicherausbau ankommt. Zum Beispiel bei der Bildbearbeitung. Die Hardware und Software ist speziell für diesen Anwendungsfall ausgelegt.
Da Personal Computer immer leistungsfähiger werden, verschwimmt der Unterschied zwischen Workstation und Personal Computer. Eine klare Trennung findet immer seltener statt. Meistens bezeichnet man einen leistungsfähigen PC als Workstation, wenn er eine Workstation-typische Aufgabe hat.

Thin-Client

Ein Thin-Client ist ein Mini-Computer, dessen Hardware auf ein Minimum reduziert ist. Sogar der Speicherplatz für Software wurde eingespart. Stattdessen lädt der Thin-Client sein Betriebssystem und seine Anwendungen aus dem Netzwerk von einem Server. Die Daten werden ebenfalls auf einem Server gespeichert.
Thin-Clients gibt es in Miniaturausführung in der Größe eines Buchs. Nach außen wird nur ein DVI- oder VGA-Anschluss für den Monitor, mehrere USB-Anschlüsse für Tastatur, Drucker und Maus herausgeführt. Strom bekommt das System von einem Steckernetzteil.
Inzwischen ermöglicht die hochintegrierte Bauweise, die den Thin-Client in eine Unterputz-Steckdose verschwinden lässt. In diesem Fall wird für den Netzwerk-Anschluss das Netzwerkkabel direkt Unterputz aufgeklemmt.

MCPC - Media Center PC

Media-Center-PCs sind spezielle Ausführungen eines Personal Computers, der vom Gehäuse her in den Bereich der Unterhaltungselektronik passt. Die Bedienung, Installation und Inbetriebnahme ist im Vergleich zu den üblichen Geräten der Unterhaltungsindustrie sehr aufwändig und kompliziert. Sie eignen sich nur bedingt als Ersatz für die HiFi-Anlage und den DVD-Player. Gegenüber normalen Desktop-Computern weisen sie besondere Ausstattungsmerkmale auf.

  • Fernbedienung
  • Anschlüsse für Antenne, Kabelanschluss oder ähnliches
  • Erweiterte Anschlüsse für Audio und Video
  • Speicherkarten-Leser im Gehäuse integriert

Der geringe Erfolg des Media Center PCs, liegt an der fehlenden Problemlösung beim Anwender. Der Media-Center-PC löst kein Problem. Im Gegenteil er wird zum Problem. Er ist teuer und stellt keine herausragenden Funktionen zur Verfügung. Es ist nur ein Computer. Mit allen seinen Stärken und Schwächen.
Die hohen Anschaffungskosten und eine komplizierte Bedienung verhindern, dass der Media-Center-PC zum Massenprodukt werden konnte.

Spiele-PC / Gaming-PC

Ein Spiele- oder Gaming-PC ist ein auf Geschwindigkeit und Grafik optimierter Personal Computer, der an die Leistungsfähigkeit von Workstations heranreicht.
Im Gaming-Bereich kommt es darauf an, dass der Computer die Benutzer-Steuerung schnell verarbeiten kann, eine möglichst realistische und effektreiche Grafikausgabe und immer noch genug Rechenleistung für die künstliche Intelligenz (KI) hat.
Zu den besonderen Ausstattungsmerkmalen zählen ein sehr schneller Prozessor, eine sehr schnelle Grafikkarte und ein Netzteil mit hoher Leistung. Meistens ist das Gehäuse für eine verbesserte Kühlung optimiert und optisch originell gestaltet. Manche Gehäuse erinnern an Einflüsse aus den Auto-Tuning.

Embedded Systeme

Während vor einem Personal Computer (PC) ein Mensch sitzt und arbeitet, verrichten andere Computer im Verborgenen ihren Dienst. Zum Beispiel in Telekommunikationssystemen, Flugzeugen, Maschinen oder in Waschmaschinen. Sie sind in ihre jeweilige Anwendungsumgebung eingebettet. Daher auch der Name "Embedded Systeme". Im Vergleich zu einem normalen PC sind es häufig sehr kleine Computer, in denen nur spezielle Komponenten verwendet werden. Sie weisen eine hohe Stabilität und Verfügbarkeit auf.

Industrie-PC

Eine Sonderform von Embedded Systeme sind die Industrie-PCs. Industrie-PCs beinhalten sehr häufig normale PC-Komponenten. Zum Beispiel Prozessoren, Chipsätze, Speicher und Schnittstellen. Während Motherboard und Gehäuse je nach Anwendung sehr stark von den üblichen Personal Computern abweichen.
Im Industrie-Umfeld kommt es auf eine hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit an. Es geht weniger um den Preis. Das bedeutet, dass auch leistungsschwache Systeme sehr hochpreisig sind.

Verschiedene Generationen im Vergleich

Generation 1. 2. 3.
XT- und AT-kompatibler PC (IBM) AT-kompatibler PC aus der Massenfertigung (IBM) AT-kompatibler WINTEL-PC
Baujahr 1983...1990 1990...1994 1994...1997
Prozessor 8088, 8086, 286 386, 486 486, Pentium, Pentium Pro und Kompatible
Typische Speicherausstattung 1 MByte (FPM DRAM) 4 MByte (FPM DRAM) 16 MByte (FPM oder EDO DRAM)
Typische Cache-Kapazität - 32 kByte 256 kByte
Aufbau der Hardware Schaltkreise in DIL-Gehäusen hochintegrierte Schaltkreise hochintegrierte Schaltkreise und SMD-Technik
Typische Festplatten-Kapazität 40 MByte 100 MByte bis 1 GByte
Festplatten-Schnittstelle ST-506 IDE EIDE, SCSI
Bussystem PC-Bus, ISA ISA, VESA PCI, ISA
Betriebssystem DOS DOS + Windows 3.x Windows 95, Windows NT
Generation 4. 5. 6.
Multimedia- und Internet-PC Intel oder AMD? Multicore-CPU- und 64-Bit-PC
Baujahr 1997...2000 2000...2006 2006...
Prozessor Pentium, Pentium Pro, Pentium II und Kompatible Pentium III, Pentium 4, AMD Athlon XP Pentium Core 2 Duo/Quad, AMD Athlon 64 X2, AMD Phenom X4/X3/X2
Typische Speicherausstattung 64 MByte (SDRAM) bis 512 MByte (SDRAM/DDR-DRAM/Rambus) bis 2 GByte (DDR2/DDR3)
Typische Festplatten-Kapazität 2 GByte 20 bis 80 GByte 120 bis 500 GByte
Interne Massenspeicher-Schnittstelle ATA (Ultra DMA), Ultra SCSI ATA (Ultra DMA), S-ATA ATA (Ultra DMA), S-ATA
Ausstattungsmerkmale Soundkarte, CD-ROM Soundkarte, Netzwerkkarte, Modem, CD-RW, DVD-ROM/RW Sound, Modem, Netzwerk onboard
Betriebssystem Windows NT, Windows 95/98, OS/2 Warp 4, Linux Windows 98/ME/2000/XP, Linux Windows XP/Vista, Linux

IBM-kompatibel

IBM entwickelte schon früh eine Architektur für Personal Computer. Die Dokumentation war sehr umfangreich und öffentlich. Daraufhin entwickelten andere Firmen Komponenten auf Basis dieser Spezifikation. Andere Firmen bauten wiederum aus diesen IBM-kompatiblen Komponenten Personal Computer, die dann als IBM-kompatibel bezeichnet wurden.
Was kaum jemand weiß, bis Mitte der 80er Jahre wurde ein IBM-kompatibler PC nur dann als 100 Prozent kompatibel anerkannt, wenn der Microsoft Flugsimulator anstandslos auf ihm lief.
Da die heutigen PCs mit den damaligen IBM-kompatiblen PCs nicht mehr viel zu tun haben, wird dieser Begriff heute nicht mehr verwendet.

Wintel

Mitte der 90er Jahre waren Microsoft und Intel die maßgeblichen Treiber der PC-Entwicklung. Damals entstand der Begriff "Wintel PC". Ein Kunstwort aus Microsoft und Intel. Auch dieser Begriff ist heute eher untypisch. Obwohl Intel und Microsoft immer noch dominierende Faktoren im Computer-Bereich sind, stellen heute die Marken-Namen der großen PC-Hersteller oder Händler das Bezeichnungssystem dar.

Multimedia-PC

Der Multimedia-PC war für eine kurze Zeit die Bezeichnung für einen Personal Computer mit bestimmten Ausstattungsmerkmalen. Dazu zählte eine Video-fähige Grafikkarte, eine Soundkarte und ein CD-ROM-Laufwerk. Kurze Zeit später gehörten diese Komponenten zur Standard-Ausstattung eines PCs.
Dieser Entwicklungsschritt war für den Personal Computer enorm wichtig. Denn durch die Multimedia-Fähigkeit wurde er für die breite Masse alltagstauglich. Heute ist praktisch jeder PC Multimedia-fähig.

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