Aufbau eines PCs

Lernziele: Du kannst die wichtigsten Bauteile eines PCs benennen, ihre Aufgaben erklären und die Speicherarten nach Geschwindigkeit ordnen.

Die wichtigsten Bauteile

• Gehäuse: schützt die Bauteile und sorgt für Luftzirkulation.
• Netzteil: wandelt die Wechselspannung der Steckdose in die niedrigen Gleichspannungen um, die die Bauteile brauchen.
• Mainboard (Hauptplatine): Die große Platine, auf der alle Bauteile stecken oder angeschlossen sind. Sie enthält die Leitungen (Busse), über die die Teile Daten austauschen, sowie den Chipsatz, der den Datenverkehr regelt.
• Prozessor (CPU): Er führt die Befehle von Programmen aus. Wichtige Kennwerte sind der Takt (in GHz) und die Zahl der Kerne.
• Arbeitsspeicher (RAM): Hier liegen Programme und Daten, mit denen der Prozessor gerade arbeitet.
• Massenspeicher (SSD oder HDD): Er speichert Programme und Dateien dauerhaft.
• Grafikkarte (GPU): Sie berechnet Bilddaten und ist auf viele gleichzeitige Rechenschritte spezialisiert.
• Kühlung: Kühlkörper und Lüfter führen die Wärme ab, die im Betrieb entsteht.

Der Prozessor genauer

Der Prozessor arbeitet im Rhythmus eines Taktgebers. Ein Takt von 3 GHz bedeutet 3 Milliarden Takte pro Sekunde. Mehr Takte bedeuten nicht automatisch, dass doppelt so viel geleistet wird, denn auch die Zahl der Kerne und der Aufbau spielen eine Rolle. Ein Kern ist eine eigene Recheneinheit. Mit mehreren Kernen können mehrere Aufgaben gleichzeitig bearbeitet werden.

Warum gibt es RAM und SSD?

Programme liegen dauerhaft auf der SSD. Zum Ausführen werden sie in den Arbeitsspeicher geladen, denn der Prozessor kann auf RAM viel schneller zugreifen. Dafür ist RAM flüchtig, sein Inhalt geht beim Ausschalten verloren. Die SSD ist langsamer, behält ihre Daten aber auch ohne Strom.

Die Speicherhierarchie

Je näher ein Speicher am Prozessor liegt, desto schneller und teurer ist er, und desto kleiner fällt er aus:

Speicher	Geschwindigkeit	Größe	Flüchtig?
Register und Cache (in der CPU)	sehr hoch	wenige KB bis MB	ja
Arbeitsspeicher (RAM)	hoch	einige GB	ja
SSD	mittel	mehrere hundert GB bis TB	nein
HDD	gering	mehrere TB	nein

Wärme als Dauerproblem

Elektrische Energie wird in den Bauteilen teilweise zu Wärme. Wird es zu heiß, taktet sich der Prozessor herunter, im Extremfall kann er Schaden nehmen. Deshalb ist die Kühlung ein fester Bestandteil jedes PCs.

Merke: Das Mainboard verbindet alle Bauteile, die CPU rechnet, der RAM hält die aktuellen Arbeitsdaten, die SSD speichert dauerhaft, das Netzteil versorgt alle mit Strom.