Das Hauptelement aus dem ein Computer besteht ist die
HauptPlatine (auf Englisch « mainboard » oder « motherboard », manchmal abgekürzt zu « mobo »). Das Motherboard ist der Sockel der die Verbindung aller wesentlicher Elemente des Computers ermöglicht.
Wie sein Name sagt, ist das Motherboard eine Master-Karte, in Form einer großen Leiterplatte, die insbesondere Steckverbinder für die Erweiterungskarten, die Arbeitsspeicherkarten, den Prozessor usw. besitzt.
Es gibt mehrere Arten ein Motherboard zu beschreiben, insbesondere nach folgenden Merkmalen :
Man bezeichnet meist mit dem Begriff « Motherboadformat » (oder Formfaktor, auf Englisch form factor), die Geometrie, die Ausmaße, die Anordnung und die elektrischen Eigenschaften des Motherboards. Um Motherboards liefern zu können die sich an die verschiedenen Gehäuse unterschiedlicher Hersteller anpassen, sind Standards geschaffen worden :
| Formfaktor | Ausmaße | Befestigungsplätze |
|---|---|---|
| ATX | 305 mm x 244 mm | AGP / 6 PCI |
| microATX | 244 mm x 244 mm | AGP / 3 PCI |
| FlexATX | 229 mm x 191 mm | AGP / 2 PCI |
| Mini ATX | 284 mm x 208 mm | AGP / 4 PCI |
| Mini ITX | 170 mm x 170 mm | 1 PCI |
| Nano ITX | 120 mm x 120 mm | 1 MiniPCI |
| BTX | 325 mm x 267 mm | 7 |
| microBTX | 264 mm x 267 mm | 4 |
| picoBTX | 203 mm x 267 mm | 1 |
Das Motherboard enthält eine gewisse Anzahl eingebauter Elemente, d.h. die in die Leiterplatte integriert sind :
Die neueren Motherboards integrieren außerdem meist eine gewisse Anzahl an Multimedia- und Netz-Peripheriegeräte die desaktiviert werden können :
Das chipset (übersetzt Komponentensatz oder Leitungssatz) ist eine elektronische Leitung, deren Aufgabe es ist, den Austausch zwischen den diversen Komponenten des Computers (Prozessor, Speicher...) zu koordinieren. Da das Chipset in das Motherboard integriert ist, ist es wichtig ein Motherboard zu wählen, das ein neueres Chipset integriert, um so die Evolutivitätsmöglichkeiten des Computers zu optimieren.
Manche Chipsets integrieren einen Graphikchip oder einen Audiochip, was bedeutet, dass es nicht nötig ist, eine Graphikkarte oder eine Audiokarte zu installieren. Es ist jedoch in manchen Fällen ratsam diese zu desaktivieren (wenn dies möglich ist) im Setup des BIOS und hochwertig Erweiterungskarten an den hierfür vorgesehenen Befestigungdstellen zu installieren.
Die Echtzeituhr (geschrieben RTC, für Real Time Clock) ist ein Schaltkreis, der mit der Synchronisation der Systemsignale beauftragt ist. Er besteht aus einem Kristall der Impulse gibt, wenn er vibriert (genannt Uhrtakt) um das System zu takten. Man nennt Frequenz der Uhr (ausgedrückt in MHz) die Anzahl der Vibrationen des Kristalls pro Sekunde, d.h. die Anzahl der Uhrtakte die pro Sekunde abgegeben werden. Je höher die Frequenz ist, desto mehr Informationen kann das System bearbeiten.
Wenn ein Computer außer Strom gestellt wird, hört die Stromversorgung auf, das Motherboard mit Strom zu versorgen. Trotzdem gibt das System die richtige Uhrzeit an, wenn der Computer wieder angestellt wird. Ein elektronischer Schaltkreis CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor, manchmal auch BIOS CMOS) genannt, wahrt gewisse Informationen über das System auf, so wie die Uhrzeit, das Systemdatum und ein paar wesentliche Parameter des Systems.
Der CMOS wird ununterbrochen durch eine Batterie gespeist (im Format Knopfbatterie) oder eine Batterie die sich auf dem Motherboard befindet. So werden die Informationen über das im Computer installierte Material (wie z.B. die Anzahl der Spuren und Sektoren jeder Festplatte) im CMOS gespeichert. Da der CMOS ein langsamer Speicher ist, kopieren manche Systeme den Inhalt des CMOS in den RAM (rapider Speicher); der Ausdruck « memory shadow » wird verwendet um diesen Vorgang des Kopierens in den Arbeitsspeicher zu beschreiben
Der « complémentary metal-oxyde semiconductor », ist eine Technologie der Transistorherstellung, de viele andere vorausgegangen sind, so wie die TTL (« Transistor-transistor-logique »), die TTLS (TTL Schottky) (schneller), oder der NMOS (negativer Kanal) und der PMOS (positiver Kanal).
Mit dem CMOS konnten ergänzende Kanäle auf den gleichen Chip installiert werden. Im Vergleich mit der TTL oder der TTLS, ist der CMOS sehr viel weniger schnell, allerdings verbraucht er auch sehr viel weniger Energie, daher seine Verwendung in Computeruhren, die mit Batterien gespeist werden. Der Begriff CMOS wird manchmal inkorrekter Weise zur Bezeichnung der Computeruhr verwendet.
Wenn die Uhrzeit des Systems regelmäßig neu initialisiert wird, oder wenn die Uhr nachgeht, reicht es meist deren Batterie zu wechseln!
Das BIOS (Basic Input/Output System) ist das Basisprogramm das als Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem und dem Motherboard dient. Das BIOS ist in einer ROM (Festwertspeicher, d.h. ein Speicher der nur gelesen werden kann) gespeichert, so benutzt es die Daten die im CMOS gespeichert sind, um die materielle Konfiguration des Systems zu kennen.
Man kann das BIOS mit einer Schnittstelle konfigurieren, (die BIOS setup, übersetzt Konfiguration des BIOSgenannt wird), und die beim Starten des Computers durch einfachen Tastendruck (meist die Taste Del. Tatsächlich dient das Setup des BIOS nur als Schnittstelle für die Konfiguration, die Daten sind in dem CMOSgespeichert. Für weitere Informationen, lesen Sie das Benutzerhandbuch ihres Motherboards).
Der Prozessor (auch Mikroprozessor genannt) ist das Gehirn des Computers. Er führt die Befehle der Programme dank eines Befehlssatzes aus. Der Prozessor wird durch seine Frequenz charakterisiert, d.h. die Kadenz mit der er Befehle ausführt. So führt ein Prozessor der über eine Kadenz von 800 MHz verfügt, grob 800 Millionen Operationen pro Sekunde aus.
Das Motherboard besitz einen Steckplatz (manchmal auch mehrere, wenn es sich um Multi-Prozessor-Mutterkarten handelt) um den Prozessor zu empfangen, der Prozessorträger genannt wird. Man unterscheidet zwei Träger-Kategorien :
Innerhalb dieser zwei großen Familien, gibt es verschiedene Trägerversionen, je nach Prozessortyp. Bei allen Trägern ist es sehr wichtig den Prozessor sehr vorsichtig aufzusetzen, um keinen der Stifte zu verbiegen (von denen es mehrere Hundert gibt). Um das Aufstecken zu vereinfachen, ist ein sogenannter
ZIF (Zero Insertion Force, übersetzt Einsteckkraft Null) entwickelt worden. Die ZIF-Träger besitzen einen kleinen Hebel, der nach oben gelegt, das Aufstecken des Prozessors ohne jeden Druck ermöglicht und der, nach unten gelegt, den Prozessor auf seinem Träger hält.
Der Prozessor besitzt meist eine Markierung zur Fehlervermeidung beim Einsetzen, in Form einer abgeschnittenen Ecke oder einer Farbmarkierung, die mit der entsprechenden Markierung des Trägers bündig gesetzt werden muss.
Da der Prozessor thermische Strahlungen abgibt, ist es nötig die entstehende Wärme abzuführen um zu Vermeiden dass seine Schaltkreise schmelzen. Daher ist meist ein Wärmeabführer (manchmal auch Kühler oder Radiator genannt), aufgesetzt, bestehend aus einem gut wärmeleitenden Metall (Kupfer oder Aluminium), welcher die Wärmeaustauschfläche des Mikroprozessors vergrößern soll. Der Wärmeabführer besteht aus einem Sockel, der mit dem Prozessor in Kontakt steht und Flügel, mit denen die Wärmemaustauschfläche vergrößert wird. Ein Ventilator begleitet meist den Wärmeabführer, um die Luftbewegung, und damit den Wärmeaustausch um den Abführer zu verbessern. Der Begriff « Ventirad » wird so manchmal verwendet um die Einheit Ventilator + Radiatorzu bezeichnen. Der Ventilator des Gehäuses hat die Aufgabe die warme Luft aus dem Gehäuse abzusaugen, und die kühle Luft von außen hineinzulassen.
Der Arbeitsspeicher (RAM für Random Access Memory) ermöglicht es Informationen zu speichern, solang der Computer angeschaltet ist, sein Inhalt wird allerdings gelöscht, sobald der Computer ausgeschaltet oder neu gestartet wird, im Gegensatz zu einem Massenspeicher wie die Festplatte, die Informationen festhält, selbst wenn er ausgeschaltet ist. Man spricht von « Volatilität » um dieses Phänomen zu bezeichnen.
Warum also Arbeitsspeicher verwenden, wenn die Festplatten bei gleicher Kapazität billiger sind? Die Antwort ist, dass der Arbeitsspeicher extrem schnell arbeitet, im Vergleich zu peripheren Massenspeichern wie die Festplatte. Er besitzt eine Antwortzeit von ein paar Duzend Nanosekunden (ungefähr 70 für die DRAM, 60 für die RAM EDO, und 10 für die SDRAM und sogar 6 Ns für die SDRam DDR) im Vergleich zu ein paar Millisekunden für die Festplatte.
Der Arbeitsspeicher hat die Form von Steckleisten die an die Steckverbinder des Motherboards angeschlossen werden
Die Erweiterungs-Steckverbinder (auf Englisch slots) sind Steckbuchsen in die man Erweiterungskarten einstecken kann, d.h. Karten die dem Computer neue Funktionen oder bessere Leistungen schenken. Es gibt mehrere Steckverbindertypen :
Das Motherboard besitzt eine gewisse Anzahl an Eingabe-Ausgabe-Steckverbinder an der « Hinterseite ».
Die meisten Motherboard bieten die folgenden Steckverbinder an :
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