Das Computer-Motherboard und seine Komponenten erklärt (2023)

Das Computer-Motherboard ist die Hauptplatine (PCB), auf der die meisten Computerkomponenten angeschlossen sind. Es sorgt für Konnektivität zwischen den Hardwarekomponenten des Computers, zum BeispielProzessor (CPU), Speicher (RAM),Festplatteund Grafikkarte.

DerHauptplatine ist unter anderem auch als Systemplatine, Mainboard, Mobo, Hauptplatine, Planarplatine, Logikplatine und gedruckte Wired-Platine (PWB) bekannt.

Es befindet sich unten oder an der Seite des Computergehäuses, je nachdem, welchen Desktop-Computertyp Sie besitzen. Das Motherboard verfügt über viele gedruckte Drähte, die Strom- und Datensignale zwischen einer Komponente und der anderen übertragen.

Es ist direkt oder indirekt mit jedem Teil des verbundenPersönlicher Computer. Die Art des in einem PC installierten Motherboards hat großen Einfluss auf die Systemgeschwindigkeit und zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten.

Woraus besteht ein Computer-Motherboard?

Ein Motherboard besteht hauptsächlich aus zwei Materialien:

• Schichten vonGlasfaserzur Isolierung.
• Kupferdas leitende Bahnen bildet.

Computer-Motherboard-Komponenten

Auf der Hauptplatine sind alle wichtigen Komponenten des Computers untergebracht. Zu diesen Motherboard-Komponenten gehören:

• Der Prozessor (CPU)
• CPU-Sockel
• Hauptspeicher (RAM)
• Speichersteckplatz
• Mathe-Co-Prozessor
• BIOS
• CMOS-Speicher
• CMOS-Batterie
• Erweiterungssteckplätze
• Cache-Speicher
• CPU-Takt
• I/O-Ports
• Festplatten-Controller
• SATA-Anschluss
• Super-I/O-Chip

Zentraleinheit oder CPU

Auch bekannt alsMikroprozessor, die CPU ist das Gehirn des Computers. Es ruft Programmanweisungen ab, dekodiert sie und führt sie aus sowie führt mathematische und logische Berechnungen durch. Der Prozessor ist eine der wichtigsten Komponenten des Computer-Motherboards.

Der CPU-Chip wird durch den Prozessortyp und den Hersteller identifiziert. Diese Informationen sind normalerweise auf dem Prozessorchip vermerkt, beispielsweise Intel 386, Advanced Micro Devices (AMD) 386, Cyrix 486, Pentium MMX, Intel Core 2Duo und Intel Core i7 und andere. Der Prozessor passt in den Prozessorsockel.

Prozessorsockel

AZentralprozessoroderProzessorsockelist eine Verbindung, die es ermöglicht, einen Computer-Mikroprozessor in die Hauptplatine einzustecken. Abhängig von der eingesetzten CPU gibt es verschiedene Arten von Prozessorsockeln. Sie können den Prozessorsockel unter anderem als Sockel 1 bis Sockel 8, LGA 775, Sockel A und Sockel F identifizieren.

Hauptspeicher (RAM)

Der Hauptspeicher, Primärspeicher, Systemspeicher oder Random Access Memory (RAM) bezieht sich auf den physischen Speicher des Computers. Das Worthauptsächlichwird verwendet, um es von externen Massenspeichergeräten wie Festplatten zu unterscheiden.

Der Speicher ist der Arbeitsplatz eines Computers. Es handelt sich um ein Hardwaregerät, das Daten zum einfachen Abruf speichert. Es ist flüchtig, das heißt, es speichert Daten, solange Strom vorhanden ist. Sobald der Strom ausfällt oder der Computer ausgeschaltet wird, gehen alle Inhalte im RAM verloren.

Der Computer kann nur Daten manipulieren, die sich im Hauptspeicher befinden. Daher muss jedes Programm, das Sie ausführen, und jede Datei, auf die Sie zugreifen, von einem Speichergerät in den Hauptspeicher kopiert werden. Die Größe des Hauptspeichers eines Computers ist entscheidend. Dies liegt daran, dass dadurch bestimmt wird, wie viele Programme gleichzeitig ausgeführt werden können und wie viele Daten einem Programm ohne weiteres zur Verfügung stehen können.

Arten von RAM

Es gibt zwei große Kategorien von RAM. Dies sind SRAM und DRAM.

Speichersteckplatz

Es ist auch als bekannt Speichersockel oder RAM-Steckplatz. Dies ist der Steckplatz oder Verbindungspunkt, an dem RAM-Module in das Motherboard eingesetzt werden. Abhängig vom verwendeten Motherboard können zwei oder vier RAM-Steckplätze vorhanden sein.

Mathe-Coprozessor

Der Mathe-Coprozessor ist eine Art Mikroprozessor, der für die Ausführung komplexer mathematischer Berechnungen, beispielsweise irrationaler Zahlen und Arrays, optimiert ist. Es war ein optionales Add-on für frühere Intel-Prozessoren wie 8086, 80386 und 80486.

Dadurch konnten Computer mathematische Berechnungen schneller durchführen. Er wird auch als numerischer Coprozessor oder Gleitkomma-Coprozessor bezeichnet. Moderne Computerprozessoren verfügen über einen integrierten mathematischen Coprozessor.

Der 486DX-Prozessor war der erste Prozessor, der über einen integrierten mathematischen Co-Prozessor (innerhalb der CPU) verfügte. Die früheren Prozessoren 8088, 8086, 80286, 80386SX & DX und 486SX hatten ihre mathematischen Coprozessoren auf der Hauptplatine.

Grundlegendes Eingabe-Ausgabe-System – BIOS

BIOSist ein Begriff, der für stehtGrundlegendes Ein-und Ausgabesystem.Es besteht aus Low-Level-Software, die die Systemhardware steuert und als Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem und der Hardware fungiert. Der Mikroprozessor verwendet das BIOS, um den Computer nach dem Einschalten zu starten.

Alle Motherboards enthalten einen kleinen Read-Block–Nur Speicher (ROM), der vom Hauptsystemspeicher getrennt ist und zum Laden und Ausführen von Software verwendet wird. Auf PCs enthält das BIOS den gesamten Code, der zur Steuerung von Tastatur, Bildschirm, Festplatten, serieller Kommunikation und verschiedenen anderen Funktionen erforderlich ist.

Das BIOS ist auf einem ROM-Chip gespeichert

Das BIOS wird auf einem ROM-Chip gespeichert, da das ROM die Informationen auch dann speichert, wenn der Computer nicht mit Strom versorgt wird. Der Nachteil beim Speichern von Daten im ROM eines älteren Computers besteht darin, dass der Chip entfernt werden muss, um die Informationen zu aktualisieren. Viele moderne PCs verfügen über FlashBIOS,Das bedeutet, dass das BIOS auf einem Flash-Speicherchip aufgezeichnet wurde, der bei Bedarf aktualisiert werden kann.

Das BIOS befindet sich normalerweise in einem ROM-Chip, der mit dem Computer geliefert wird (oft auch als „ROM-BIOS). Dadurch wird sichergestellt, dass das BIOS immer verfügbar ist und nicht durch Festplattenfehler beschädigt wird.

Es ermöglicht einem Computer auch, sich selbst zu starten. Da RAM jedoch schneller als ROM ist, entwickeln viele Computerhersteller Systeme so, dass das BIOS bei jedem Start des Computers vom ROM in den RAM kopiert wird. Dies ist bekannt alsBeschattung.

Das PC-BIOS ist ziemlich standardisiert, sodass alle PCs auf dieser Ebene ähnlich sind (obwohl es unterschiedliche BIOS-Versionen gibt).

Einige BIOS-Hardwarekonfigurationsoptionen, die geändert werden können

• Ändern Sie die Startreihenfolge
• Laden Sie die BIOS-Setup-Standardeinstellungen
• Entfernen Sie ein BIOS-Passwort
• Erstellen Sie ein BIOS-Passwort
• Sie können Datum und Uhrzeit ändern
• Ändern Sie die Einstellungen des Diskettenlaufwerks – heutzutage veraltet
• So ändern Sie die Festplatteneinstellungen
• Ändern der CD/DVD/BD-Laufwerkseinstellungen
• Zeigen Sie die installierte Speichermenge an
• Ändern Sie den Start-NumLock-Status
• Aktivieren oder deaktivieren Sie das Computerlogo
• Aktivieren oder deaktivieren Sie den QuickPower-On-Selbsttest (POST).

Unified Extensible Firmware Interface (UEFI)

Dies ist eine Spezifikation für ein Softwareprogramm, das die Firmware eines Computers mit seinem Betriebssystem verbindet. Es wird erwartet, dass es das BIOS ersetzt.

UEFI wird zum Zeitpunkt der Herstellung installiert und ist genau wie das BIOS; Es ist das erste Programm, das ausgeführt wird, wenn ein Computer eingeschaltet wird. UEFI prüft, ob auf dem Computer installierte Hardwarekomponenten vorhanden sind.

Es weckt die verfügbaren Geräte auf und übergibt sie an das Betriebssystem. Es ist programmierbar und Entwickler können daher Anwendungen und Treiber hinzufügen. Dadurch fungiert UEFI als leichtes Betriebssystem. Es wird von einer Gruppe von Chipsatz-, System-, Hardware-, Firmware- und Betriebssystemanbietern verwaltet, die als UEFI-Forum bezeichnet wird.

Vorteile von UEFI

• Es kommt mit einem Benutzer–benutzerfreundliche, grafische Benutzeroberfläche.
• Es erkennt große Speicherlaufwerke über zweiTerabyte.
• UEFI kann die Ferndiagnose und -reparatur von Computern unterstützen, auch wenn kein Betriebssystem installiert ist.
• Sie können in der Benutzeroberfläche eine Maus verwenden
• Es kommt mit einemsicherBoot-Funktion

Komplementärer Metalloxid-Halbleiter – CMOS

Motherboards verfügen außerdem über einen kleinen separaten Speicherblock, der aus CMOS-RAM-Chips besteht. Andere Namen des CMOS sind RTC (Echtzeituhr), NVRAM (nichtflüchtiger RAM) oder CMOS-RAM.

Es speichert Informationen über die BIOS-Einstellungen. Der CMOS-RAM wird dadurch am Leben gehaltenCMOS-Batterieauch wenn der PC ausgeschaltet ist. Dadurch wird eine Neukonfiguration beim Einschalten des PCs verhindert. CMOS-Geräte benötigen zum Betrieb sehr wenig Strom.

Die CMOS-RAM-Speicher

Der CMOS-Ram speichert grundlegende Informationen über die Konfiguration des PCs. Dies ist zum Beispiel;

• Disketten- und Festplattenlaufwerkstypen
• Zentralprozessor
• RAM-Größe
• Datum (und Uhrzeit
• Informationen zur seriellen und parallelen Schnittstelle
• Plug-and-Play-Informationen
• Energiespareinstellungen

Die anderen wichtigen Daten im CMOS-Speicher sind die Uhrzeit und das Datum, die von einem Real aktualisiert werden–Zeituhr (RTC).

Cache-Speicher

Dabei handelt es sich um einen kleinen Block Hochgeschwindigkeitsspeicher (RAM), der die PC-Leistung steigert, indem er Informationen aus dem Hauptspeicher (relativ langsam) vorab lädt und sie bei Bedarf an den Prozessor weiterleitet.

Die meiste CPUSverfügen über einen internen Cache (im Prozessor integriert), der als Level-I-Cache-Speicher oder primärer Cache-Speicher bezeichnet wird. Dies kann durch einen externen Cache-Speicher auf der Hauptplatine ergänzt werden. Dies ist der Level-2-Cache-Speicher oder sekundäre Cache. Auch wenn der Level-2-Cache optional ist, führt er zu einer erheblichen Verbesserung der Systemleistung.

Erweiterungsbusse

Ein Erweiterungsbus ist eine Reihe von Kabeln, die eine Computererweiterung mithilfe einer Erweiterungskarte ermöglichen. Erweiterungsbusse führen zu Erweiterungssteckplätzen.

Erweiterungskarten werden in einen Erweiterungssteckplatz auf der Hauptplatine oder Rückwandplatine eingesetzt, der einem Computersystem zusätzliche Funktionen bietet. Busse übertragen Signale, wie z. B. Daten; Speicheradressen, Stromversorgung und Steuersignale von Komponente zu Komponente.

Erweiterungsbusse erweitern die Fähigkeiten des PCs, indem sie es Benutzern ermöglichen, ihrem Computer fehlende Funktionen in Form von Adapterkarten hinzuzufügen, die in Erweiterungssteckplätze gesteckt werden. Zu den verschiedenen Bustypen gehören unter anderem PCI-, ISA-, EISA- und Input/Output-Busse (I/O).

Erweiterungssteckplätze

Ein Erweiterungssteckplatz, auch Abus-Steckplatz oder Erweiterungsport genannt, ist ein Anschluss oder Port auf der Hauptplatine. Hier wird eine Erweiterungskarte eingesetzt.

Chipsatz

Ein Chipsatz ist eine Gruppe kleiner Schaltkreise, die den Daten- und Befehlsfluss zwischen der Zentraleinheit (CPU) oder dem Mikroprozessor und externen Geräten koordiniert. Dazu gehören die CPU selbst, der Hauptspeicher, der sekundäre Cache und alle an den Bussen befindlichen Geräte. Der Chipsatz steuert auch den Datenfluss zu und von Festplatten und anderen an die IDE-Kanäle angeschlossenen Geräten.

Zu den Chipsatzherstellern gehören Intel, UMC, SIS, VIA, ALI, OPTI,usw. DerChipsatzUrsprünglich bestand es aus einer großen Anzahl elektronischer Chips, daher der Name. Ein Chipsatz besteht im Allgemeinen aus zwei Komponenten:

• DerNord brücke(auch genanntSpeichercontroller) ist für die Steuerung der Übertragungen zwischen dem Prozessor und dem RAM zuständig. Aus diesem Grund befindet es sich physisch in der Nähe des Prozessors. Es wird manchmal als das bezeichnetGMCH, fürGrafik- und Speichercontroller-Hub.
• DerSüdbrücke(auch genanntEin-/Ausgabe-ControlleroderErweiterungscontroller) übernimmt die Kommunikation zwischen Peripheriegeräten. Es wird auch das genanntICH(I/O-Controller-Hub). Der BegriffBrückeist im Allgemeinen gewohnt bezeichnen eine Komponente, die zwei Busse verbindet.

CPU-Takt

Der CPU-Takt ist ein internes Zeitmessgerät, das dem Mikroprozessor Leben einhaucht, indem es ihm einen konstanten Impulsfluss zuführt. Beispielsweise erhält eine 400-MHz-CPU 400 Millionen Impulse pro Sekunde von der Uhr. Eine 2-GHz-CPU erhält zwei Milliarden Impulse pro Sekunde.

Die Uhr synchronisiert den Betrieb aller Teile des Computers und liefert das grundlegende Zeitsignal für die CPU. In ähnlicher Weise kann in einem Kommunikationsgerät eine Uhr verwendet werden, um die Datenimpulse zwischen Sender und Empfänger zu synchronisieren.

Schalter

DIP-Schalter (Dual In-line Package) sind kleine elektronische Schalter auf der Leiterplatte, die wie ein normaler Schalter ein- und ausgeschaltet werden können. Sie sind sehr klein und werden daher normalerweise mit einem spitzen Gegenstand wie einem Schraubenzieher, einer gebogenen Büroklammer oder einem Kugelschreiber umgedreht.

Beim Reinigen in der Nähe von DIP-Schaltern ist Vorsicht geboten, da einige Lösungsmittel diese zerstören können. Sie werden normalerweise verwendet, um eine Verbindung innerhalb eines Stromkreises herzustellen oder zu unterbrechen.

Jumper-Pins

Jumper-Pins sind kleine Pins auf der Platine mit Kunststoff- oder Metallvorrichtungen, die über die Pins ragen. Dieses Gerät wird als Brücken- oder Überbrückungskappe bezeichnet. Wenn die Brücke über eine Kurzschlussverbindung mit zwei beliebigen Pins verbunden wird, schließt sie den Stromkreis und eine bestimmte Konfiguration wird erreicht.

Jumper-Kappen/Shunts für Leiterplatten

Eine Überbrückungskappe ist ein Metallstecker, der einen Stromkreis schließt. Normalerweise besteht eine Überbrückungskappe aus einem Metallstecker, der von einer Kunststoffabdeckung umgeben ist. Sie sind so konzipiert, dass sie über ein Paar hervorstehender Stifte (Überbrückungsstift) passen. Jumper werden manchmal zum Konfigurieren von Erweiterungskarten verwendet. Durch Platzieren eines Jumper-Steckers über einem anderen Stiftsatz können Sie die Parameter einer Platine ändern.

3-polige Gehäuselüfteranschlüsse

Diese Pins dienen zum Anschluss des Gehäuselüfters, auch Systemlüfter genannt. Der Systemlüfter wird verwendet, um kühle Luft anzusaugen und heiße Luft aus dem System auszublasenSystemeinheit. Dies hilft, die Komponenten des Computer-Motherboards zu kühlen.

Kühlkörper

Ein Kühlkörper ist ein Gerät aus einem Aluminium-Rippenkühler, der dazu dient, übermäßige oder unerwünschte Wärme von einigen Computer-Motherboard-Komponenten zu absorbieren. Es gibt zwei Arten von Kühlkörpern: aktive und passive Kühlkörper.

Passive Kühlkörper bestehen aus keinen mechanischen Komponenten, sondern nur aus Aluminium-Lamellen-Kühlermaterial. Aktive Kühlkörper hingegen nutzen die Leistung des Computers und sind möglicherweise mit einem oben montierten Lüfter ausgestattet.

24-poliger ATX-Netzteilanschluss

Hier schließen Sie das ATX-Netzteil an das Motherboard an. Der entsprechende Stecker verfügt oben über einen kleinen Clip, der einrastet, um den Stecker an Ort und Stelle zu halten. Der Stecker ist kodiert, um sicherzustellen, dass er in eine Richtung angeschlossen werden kann.

SATA-Anschlüsse

Dies ist der Verbindungspunkt für Massenspeichergeräte wie Festplattenlaufwerke, optische Laufwerke und Solid-State-Laufwerke. Serial ATA löste die früheren IDE-Anschlüsse ab, die den Parallel ATA (PATA)-Standard nutzten, und wurde zur vorherrschenden Schnittstelle für Speichergeräte.

Super-IO-Chips

Bei dieser Art von Controller handelt es sich um einen integrierten Schaltkreis, der sich auf der Hauptplatine des Computers befindet. Es verarbeitet die langsameren und weniger bekannten Eingabe-/Ausgabegeräte wie unter anderem Diskettencontroller, Game-Port, parallele Schnittstelle, Echtzeituhr und serielle UART-Schnittstelle.

Nun, das sind nur einige der Komponenten des Computer-Motherboards. Andere werden hier nicht besprochen, da wir unterschiedliche Arten von Motherboard-Designs haben.

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