Überblick Computerkomponenten

Die Hardware eines Computers sind die einzelnen Komponenten oder auch Bauteile, aus denen sich der Computer zusammensetzt. Die wichtigsten sind dabei Prozessor, Speicher und Busse, sowie diverse Ein- und Ausgabegeräte.

Von Neumann Architektur

Der hier vorgestellte Aufbau beruht auf der von Neumann Architektur. Benannt wurde sie nach dem österreichisch-ungarischen Mathematiker John von Neumann.

Das Prinzip dieser Architektur ist es, dass der Speicher sowohl

• Daten als auch
• Programmbefehle

enthält.

\implies$\implies$ Die meisten der heutigen Computer basieren auf diesem Grundprinzip.

Im Laufe der Zeit wurden die Architekturen jedoch immer komplexer und ausdifferenzierter.

Ein Merkmal dieser Architektur ist die systematische Aufteilung nach Funktionen.
\implies$\implies$ Dadurch können die auszuführenden Operationen effizienter strukturiert und abgearbeitet werden.

Hardware vs. Software

Ein Computer setzt sich aus der Hardware und der Software zusammen.

• Die Hardware sind dabei alle festen Komponenten, die den Computer zum Laufen bringen. Sie sind auch notwendig für das Ausführen der Software.

• Die Software stellt hingegen alles nicht-physische dar, wie zum Beispiel das Betriebssystem und Anwendersoftware, also Programme.

Prozessor

Der Prozessor (auch CPU, also Central Processing Unit) genannt, ist das Gehirn des Computers.

Hier werden die Befehle interpretiert und ausgeführt. Außerdem werden hier Abläufe koordiniert.

Wie du merkst, funktioniert ohne den Prozessor nichts.

Außerdem bestimmt die Taktfrequenz deines Prozessors, wie lang die Rechenzeit ist, also wie schnell oder langsam dein Computer ist. Sie wird in Mega- oder Gigaherz angegeben.

Speicher

Damit der Prozessor mit Daten arbeiten kann, benötigt er einen Speicher. Dabei unterscheidet man zwischen Hauptspeicher und Sekundärspeicher.

Hauptspeicher

Der Hauptspeicher (auch RAM, also Random Access Memory) verwaltet die Daten, mit denen der Rechner gerade arbeitet.

Dieser Hauptspeicher wird unterteilt in mehrere Speicher-Ebenen. Für diese Ebenen gilt folgendes Prinzip: Je kleiner der Speicher ist, desto schneller kann auf die Daten zugegriffen werden. Aber dafür können dort natürlich weniger Daten gespeichert werden.

Im Umkehrschluss gilt also: Je größer der Speicher ist, also je mehr Daten gespeichert werden können, desto langsamer ist der Zugriff auf die Daten.

Die Geschwindigkeit deines Rechners hängt also auch von der Größe des Arbeitsspeichers ab.

Sekundärspeicher

Der Sekundärspeicher hingegen ist alles, worauf du deine Daten speichern kannst.

Also Festplatten, aber auch externe Speichermedien, wie CDs, DVDs, Sticks, externe Festplatten etc.

Ein- und Ausgabegeräte

Mithilfe der Ein- und Ausgabegeräte interagierst du mit dem Computer.

Dazu zählen Maus, Tastatur, Bildschirm, Laufwerk, Joystick etc.

Busse

Die Busse stellen die Verbindungselemente zwischen Prozessor, Hauptspeicher und den Ein- und Ausgabegeräten dar.

Sie dienen dabei der Kommunikation, also der gemeinsamen Datenübertragung, zwischen den Komponenten.

Wenn jetzt beispielsweise zwei Komponenten miteinander kommunizieren, dann dürfen in der Zeit keine anderen Komponenten Daten über diesen Bus schicken, da sie sonst stören würden.

Die Komponenten wissen durch ein bestimmtes Signal- oder Zeit-Schema, wann sie "sprechen" dürfen, damit solche Störungen vermieden werden.

Motherboard

Der Prozessor, der Hauptspeicher, diverse Steckplätze und das Bussystem sind auf dem Motherboard (auch Mainboard oder Hauptplatine) platziert. Dadurch haben alle Elemente einen festen Platz und können über Verbindungen miteinander kommunizieren.

Dabei sind jedoch auch viele Komponenten, wie die Sound- und Netzwerkkarten oder die Standardanschlüsse bereits fest auf dem Motherboard integriert und können so nicht mehr ausgetauscht werden, wie es bei den anderen Komponenten der Fall ist.

Der Arbeitsspeicher liegt zur besseren Übersicht auf der Seite, denn normal steckt er in einem der dafür vorgesehenen Steckplätze.

Alle Komponenten auf einem Blick

Hier siehst du noch einmal alle Komponenten auf einem Blick, wie sie in und an einem Computer angebracht sind: