2.1 Überblick über die Basis-Hardware-Komponenten: CPU, RAM, Festplatten, Motherboard und Grafikkarte

Die Computer-Hardware setzt sich aus einer Vielzahl von Komponenten zusammen, die in ihrer Gesamtheit die Funktionalität eines Computersystems gewährleisten. Die Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), der Arbeitsspeicher (RAM), die Festplatte sowie das Motherboard gehören zu den wichtigsten Hardware-Komponenten. Die einzelnen Komponenten des Systems übernehmen spezifische Funktionen und beeinflussen die Leistungsfähigkeit des Computersystems.

Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)

Die CPU, in der Literatur vielfach als “Gehirn” des Computers bezeichnet, ist für die Ausführung von Befehlen und Berechnungen verantwortlich, welche für die Verarbeitung von Daten erforderlich sind. Zu den wesentlichen Charakteristika der CPU zählen:

• Taktfrequenz: Die Geschwindigkeit der CPU, gemessen in Gigahertz (GHz), bestimmt, wie viele Befehle pro Sekunde verarbeitet werden können (vgl. Smith, 2021).
• Kerne: Moderne CPUs verfügen über mehrere Kerne, was bedeutet, dass sie mehrere Aufgaben gleichzeitig (Multitasking) ausführen können (vgl. Müller, 2022).

Abbildung 8: CPU-Prozessor

Arbeitsspeicher (RAM)

Der RAM ist der temporäre Speicher eines Computers, der Daten und Programme speichert, die die CPU benötigt, um schnell auf sie zugreifen zu können.
Wichtige Punkte zum RAM sind:

• Speicherkapazität: Die Größe des RAM, gemessen in Gigabyte (GB), beeinflusst die Anzahl der Programme, die gleichzeitig ausgeführt werden können (vgl. Weber, 2020).
• Geschwindigkeit: Die Geschwindigkeit des RAM, gemessen in Megahertz (MHz), beeinflusst die Datenübertragungsrate zwischen RAM und CPU (vgl. Schmidt, 2021).

Für ein gutes Arbeiten in einem Unternehmen empfiehlt sich ein Arbeitsspeicher von min. 8 GB, für den Heimgebrauch (PC-Spiele ausgenommen) min. 4 GB.

Abbildung 9: RAM-Speicherkarten

Festplatte

Festplatten sind Speichermedien, auf denen Daten dauerhaft gespeichert werden.
Es gibt verschiedene Arten von Festplatten:

• HDD (Hard Disk Drive): Traditionelle Festplatten, die mechanische Teile verwenden, um Daten zu lesen und zu schreiben. Sie sind kostengünstig, aber langsamer im Vergleich zu SSDs (vgl. Keller, 2021).
• SSD (Solid State Drive): Neuere Speichermedien, die keine beweglichen Teile haben und schneller sind als HDDs, was zu schnelleren Boot- und Ladezeiten führt (vgl. Klein, 2020).

Abbildung 10: Festplatte

Motherboard

Das Motherboard ist die Hauptplatine eines Computers, die alle anderen Komponenten miteinander verbindet. Wichtige Funktionen des Motherboards sind:

• Stromversorgung: Es verteilt die Stromversorgung an die verschiedenen Komponenten (vgl. Hoffmann, 2022).
• Erweiterungssteckplätze: Es bietet Steckplätze für zusätzliche Hardware wie Grafikkarten, Netzwerkkarten und RAM (vgl. Becker, 2021).

Grafikkarte (GPU)

Grafikkarten (GPU = „Graphics Processing Unit“) sind besonders leistungsstarke Hardwarekomponenten, die für die Verarbeitung von visuellen Daten und die Ausgabe von Bildern auf dem Bildschirm verantwortlich sind. Sie sind entscheidend für Aufgaben wie:

• Gaming: Moderne Spiele erfordern schnelle und hochauflösende Grafikausgaben.
• 3D-Rendering: Für Animationen, Design und 3D-Modellierung wird eine starke GPU benötigt.
• Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen: GPUs sind aufgrund ihrer Fähigkeit, viele Berechnungen gleichzeitig durchzuführen, ideal für parallele Verarbeitung und werden oft in KI-Systemen eingesetzt.