Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)
Die Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) wird oft als das Gehirn eines Computers bezeichnet und ist auf dem Motherboard installiert. Sie ist für die Interpretation und Ausführung der meisten Befehle verantwortlich, die von Programmen und angeschlossenen Geräten ausgegeben werden. Die CPU ist ein wesentlicher Bestandteil aller modernen elektronischen Geräte und setzt sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen:
- Steuerwerk (CU): Dieses Modul ist dafür zuständig, die Anweisungen aus dem Speicher zu extrahieren, sie zu interpretieren und auszuführen.
- Rechen- und Logikeinheit (ALU): Diese Komponente führt die notwendigen arithmetischen und logischen Operationen durch und stellt sicher, dass diese korrekt berechnet werden.
Arbeitsspeicher (RAM)
Der Arbeitsspeicher, auch RAM genannt, fungiert als temporärer Speicher im Computer. Die darin gespeicherten Informationen gehen verloren, sobald der Computer ausgeschaltet wird. Dieser Speicher ist auf dem Motherboard installiert und es können ein oder mehrere RAM-Module integriert werden. Es gibt zwei Haupttypen von RAM: DRAM und SRAM. DRAM wird häufig in Personalcomputern verwendet, da es kostengünstiger als SRAM ist. Darüber hinaus benötigt DRAM eine kontinuierliche Aktualisierung der gespeicherten Daten.
CMOS-Batterie
Die CMOS-Batterie sorgt dafür, dass die Informationen im Arbeitsspeicher auch nach dem Ausschalten des Computers erhalten bleiben. Sie speichert grundlegende Konfigurationsdaten des Computers und ermöglicht deren Wiederherstellung, ohne dass eine erneute Einrichtung erforderlich ist. Zu den gespeicherten Informationen gehören:
- Typen der verwendeten Laufwerke (flexible und feste).
- Informationen zur Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU).
- Kapazität des Arbeitsspeichers.
- Datum und Uhrzeit des Computers.
Hinweis: Die Energie der CMOS-Batterie ist sehr gering, da der CMOS-Speicher nur sehr wenig Energie benötigt.
Cache-Speicher
Der Cache-Speicher ist ein temporärer Speicher, der Informationen aus dem Arbeitsspeicher hält, um sie der CPU schneller zur Verfügung zu stellen. Die Speicherung im Cache erfolgt temporär und wird wiederholt durchgeführt, was die durchschnittliche Zeit zum Zugriff auf Daten zwischen dem RAM und der CPU verkürzt. Der Cache ist schnell und ermöglicht eine Synchronisation mit der Geschwindigkeit der CPU. Obwohl er klein ist, ist er teurer als der RAM und umfasst vier Ebenen: L1, L2, L3 und L4.
BIOS-Speicher
Das BIOS (Basic Input/Output System) ist ein Programm, das auf einem ROM-Speicherchip gespeichert ist, sodass die Einstellungen auch nach einem Ausschalten des Computers erhalten bleiben. Der BIOS-Software wird vom Hersteller auf dem Gerät vorinstalliert. Jedes Computersystem enthält ein BIOS, das unabhängig vom Betriebssystem funktioniert.
Erweiterungssteckplätze
Erweiterungssteckplätze sind Slots auf dem Motherboard, die mit Erweiterungskarten ausgestattet werden können, um die Funktionen des Computers zu erweitern, z. B. Grafikkarten, Soundkarten oder Netzwerkkarten. Das Motherboard verfügt über eine bestimmte Anzahl solcher Steckplätze, die sich an der Rückseite des Gehäuses befinden. Es gibt verschiedene Arten von Erweiterungssteckplätzen, wie PCI, AGP, ISA und EISA, wobei PCIe in modernen Geräten am häufigsten verwendet wird.
Chipsätze
Chipsätze sind integrierte Schaltkreise, die den Daten- und Befehlfluss zwischen der CPU und den externen Geräten organisieren. Die Effizienz der CPU hängt stark von der Leistungsfähigkeit der auf dem Motherboard befindlichen Chipsätze ab. Daher ist es wichtig, dass die Chipsätze mit der CPU kompatibel sind, um einen reibungslosen Betrieb des Systems zu gewährleisten. Chipsätze bestehen aus zwei Hauptkomponenten: dem Nord- und dem Südbrücke.