Der Personal Computer - Martin Tintel Homepage

Der Personal Computer
Einführung Personal Computer
Der Personal Computer (PC) ist ein Gerät das aus Hardware besteht (die man anfassen kann da es
physisch ist). Das BIOS das auf der der Hardware (Motherboard) gespeichert ist (und somit digital
und nicht anfassbar ist), erweckt den PC zum Leben und im Anschluss das Starten eines
Betriebssystems (OS) einzuleiten. Danach kann man Software (die man jeweils nicht anfassen kann
da es digital/ „virtuell“ ist) ausführen und damit arbeiten, spielen, im Internet surfen,...
PC vs. Großrechner
Ein Personal Computer, kurz PC, ist ein „Einzelplatzrechner“ (Mikrocomputer), der im Gegensatz zu
einem Großrechner von einer einzelnen Person bedient, genutzt und gesteuert werden kann.
PC Aufbau
Ein aktueller PC verfügt normalerweise über die folgenden Komponenten:
Monitor
Hauptplatine
CPU/Prozessor
SATA-Schnittstelle und/oder ATA-Schnittstelle
Hauptspeicher
Peripherie-Karten
Netzteil / Stromversorgung
Optisches Laufwerk
Festplatte
Tastatur
Maus
Streng genommen zählen externe Peripheriegeräte wie Tastatur und Maus nicht als Komponenten
des Computers.
Komponenten eines aktuellen PCs
PC Entwicklung
Seit Beginn der 1970er-Jahre waren Computerbauteile so preisgünstig, dass Unternehmen mit der
Entwicklung von Computern für private Zwecke begannen.
Xerox Alto, Altair
Der erste Computer, der diese Anforderungen erfüllte, war der Xerox Alto von der Firma Xerox PARC
aus dem Jahr 1973. Der Xerox Alto hatte eine grafische Benutzeroberfläche (engl. graphical user
interface, kurz GUI), einen vertikalen Bildschirm (höher als breit), eine 3-Tasten-Maus, eine
schreibmaschinenähnliche Tastatur und ein zusätzliches kleines 5-Tasten-Eingabegerät für besondere
Befehle. Der Xerox Alto war ein Prototyp und wurde nur in der Forschung eingesetzt.
Xerox Alto
Der erste für Heimanwender ausgerichtete Computer, der kommerziellen Erfolg hatte, war der noch
als Bausatz vertriebene Altair 8800 aus dem Jahr 1974.
Apple II
Der erste industriell hergestellte PC war der Apple II der Firma Apple. Er wurde am 5. Juni 1977 in
den USA vorgestellt. Bei seiner Markteinführung hatte er acht freie Steckplätze des 8-Bit-Apple-BusSystems, mit denen er durch Einsetzen der entsprechenden Erweiterungskarte für unterschiedliche
Anwendungen (z. B. Textverarbeitung, Spiele, Steuerungstechnik) genutzt werden konnte. Ein
Computer, der durch Steckplätze individuell an die Wünsche des Konsumenten angepasst werden
kann, gilt heute als PC, es ist ein offenes System. Außerdem konnten mit diesem Computer bereits
Farben dargestellt und Töne wiedergegeben werden.
Apple II
Heimcomputer (Commodore PET, Tandy TRS)
Etwa zur gleichen Zeit, 1977, wurden auch die ersten Heimcomputer, der Commodore PET 2001 und
der Tandy TRS 80 Model 1, vorgestellt. Von den Leistungsdaten her waren diese Rechner dem Apple
II ähnlich, hatten aber keine Steckplätze für Erweiterungskarten, keine Farbdarstellung und keine
Tonausgabe. Der PET verfügte allerdings über den in der professionellen Messtechnik verbreiteten
(parallelen) IEC-Bus, was zur Folge hatte, dass dieses Gerät in diversen Anwendungen in der
Industriefertigung und Universitätsforschung Verbreitung fand.
IBM-PC
Nach dem Verkaufserfolg des Apple II in den späten 1970er-Jahren begann auch IBM, der damalige
Marktführer für Datenverarbeitungsanlagen, mit der Entwicklung eigener Personal Computer.
Am 12. August 1981 wurde der erste IBM-PC vorgestellt. Dieser Computer war dem Apple II sehr
ähnlich. Er verfügte über ein 8-Bit-ISA-Bussystem, konnte Töne produzieren. Um den Rechner von
den billigeren Heimcomputern abgrenzen zu können, wurde der Begriff des „Personal Computers“
von der Werbeabteilung von IBM für die Öffentlichkeit so aufbereitet, dass er bis in die heutige Zeit
mit der Marke IBM in Verbindung gebracht wird.
IBM-PC (IBM 5150)
IBM hatte seinen ersten IBM-PC mit dem Intel-8088-Prozessor ausgestattet. Auch die folgenden
Modelle wurden mit Prozessoren der Firma Intel ausgerüstet. Der bereits ein Jahr vor dem 8088Prozessor (4,77–9,5 MHz Takt; CPU-Bus 16 Bit; System-Bus 8 Bit) von Intel vorgestellte 8086Prozessor (6–12 MHz Takt; CPU-Bus 16 Bit; System-Bus 16 Bit) sorgte dafür, dass sich für die Serie die
Abkürzung „x86-Architektur“ etablierte. Der IBM-PC wurde von 1985 bis 1995 ausschließlich mit dem
Betriebssystem von IBM, PC-DOS, vertrieben, das von Microsoft (MS) an IBM lizenziert worden war.
Die 1981 begonnene Zusammenarbeit der Firmen endete 1985. Beide Unternehmen entwickelten
danach ihre Betriebssysteme getrennt weiter. Das Betriebssystem MS-DOS von Microsoft befindet
sich seitdem nur auf Computern, die in der Bauweise jenen von IBM entsprechen, den IBM-PCkompatiblen Computern.
Heimcomputer und IBM-kompatible PCs
Erweitert um einen TV-Ausgang und Tonausgabe, kamen ab den 1980er-Jahren weitere Geräte als
sogenannte Heimcomputer auf den Markt. Die meistverkauften Modelle waren der Commodore C64
und die Geräte der Amiga-Reihe, wie auch verschiedene Ausführungen des Atari ST.
IBM-kompatibler i486-Desktop-PC (1996, Hauptplatine von 1994)
Der IBM-PC wurde ursprünglich zu recht hohen Preisen verkauft. Da IBM kein Monopol auf die
verwendeten Komponenten hatte (mit Ausnahme des BIOS), konnte Compaq 1983 den ersten zum
IBM-PC kompatiblen Computer auf den Markt bringen. Vor allem auch in Ostasien schufen
Unternehmen eine Reihe von Nachbauten. Der sich so entwickelnde Markt führte durch den
Konkurrenzkampf zu sinkenden Preisen und verstärkter Innovation.
Auch Apple-Computer wurden teils nachgebaut, aber das Unternehmen konnte sich, mit deutlich
geschrumpftem Marktanteil, behaupten. Die Apple-II-Linie wurde Anfang der 1990er-Jahre
eingestellt. Heute wird nur noch die Macintosh-Reihe hergestellt. Apple und Sun (Unix) sind die
beiden einzigen Hersteller, die Hardware und Software (Betriebssystem und Anwenderprogramme)
selbst entwickeln und auch zusammen vermarkten.
Die meisten anderen Hersteller, wie etwa Commodore und Schneider, verschwanden Anfang der
1990er-Jahre weitgehend vom Markt oder wandten sich wieder anderen Geschäftsfeldern zu (Atari).
Die aktuelleren PC-Modelle von IBM, wie der PC 300GL, blieben weitgehend unbekannt und gingen
auf dem Markt neben den Produkten anderer Hersteller unter. Ähnlich erging es dem Versuch von
IBM, den Markt mit der Personal System/2-Reihe und dem Betriebssystem OS/2 zurückzuerobern.
Im Privatbereich wurden Heimcomputer und PC zunächst zum Experimentieren, Lernen und Spielen
benutzt. Zunehmend wurden sie auch in Bereichen wie Textverarbeitung, Datenbanken und
Tabellenkalkulation eingesetzt und fanden so Eingang in den betrieblichen Alltag.
Moderne Personal Computer
Die Leistungsmerkmale von Personal Computern nehmen seit ihrer Entstehung stetig zu. Neben den
Aufgaben der Textverarbeitung und Tabellenkalkulation wurde der Multimedia-Bereich zu einem der
Hauptanwendungsgebiete. Zumeist kommen dabei IBM-kompatible Computer auf x86-Basis zum
Einsatz. Von den anderen Computerarchitekturen für Einzelplatzrechner ist im Jahr 2006 lediglich
jene von Apple noch in größerem Umfang auf dem Markt vertreten.
Heute werden neben dem Betriebssystem des Marktführers Windows von Microsoft noch andere
Systeme auf den Klonen eingesetzt. Diese Betriebssysteme kommen meist aus dem Unix- bzw. LinuxUmfeld. Auch das Apple-Betriebssystem ist seit der Version Mac OS X im Kern eine Unix-Variante
(siehe auch Liste der Betriebssysteme).
PC Verbreitung
Gemäß Eurostat verfügten 2006 in Dänemark 85 % der Haushalte über einen Personal Computer.
Unter den EU-Mitgliedsländern folgten dahinter Schweden mit 82 % und die Niederlande mit 80 %.
Deutschland lag mit 77 % an vierter Stelle, Österreich mit 67 % an achter Stelle und nahe dem EUDurchschnitt von 62 % [1]. In den USA ist in etwa 71 % aller Haushalte ein Computer vorhanden [2].
Nach etwas älteren Zahlen (2005) war in der Schweiz in 77 % der Haushalte mindestens ein PC zu
finden [3].
Deutlich geringer ist die Verbreitung von Personal Computern in Schwellen- und
Entwicklungsländern, wo oft deutlich weniger als 10 % der Bevölkerung Zugang zu modernen
Technologien und Kommunikationsmitteln haben (siehe dazu Digitale Kluft, 100-Dollar-Laptop).
51 Prozent der in der EU Beschäftigten sitzen mindestens einmal pro Woche am Computer. [4] In
Deutschland arbeiteten 2007 61 Prozent aller Arbeitnehmer am Computer. Der Durchschnittswert in
den 27 EU-Mitgliedsstaaten lag 2007 bei 50 Prozent.[5]
PC Ressourcenverbrauch bei Herstellung
Einer Studie aus dem Jahr 2004 zufolge [6] braucht man für die Herstellung eines Computers samt 17Zoll-Röhrenmonitor 240 Liter fossile Brennstoffe. Geht man bei einem Gesamtgewicht des Systems –
inklusive Röhrenmonitor – von rund 24 Kilogramm aus, ist das das Zehnfache seines Eigengewichts.
Zusätzlich werden rund 22 kg Chemikalien und 1.500 kg Wasser benötigt – in der Summe also rund
1,9 Tonnen Rohstoffe.
PC Stromverbrauch
Ein einzelner PC in Desktop-Ausführung brauchte in der Anfangszeit im Normalbetrieb
größenordnungsmäßig um die 50 W an elektrischer Leistung. Bei den schnellsten heute (2007)
erhältlichen Rechnern bewegt man sich schon jenseits der Grenze von 1 kW bei der Maximalleistung
der stärksten PC-Netzteile. Der Verbrauch im Normalbetrieb liegt aber eher im Bereich von ca. 100450 W.
Laptops und Notebooks, die mobil sein sollen und auf Akkubetrieb ausgelegt sind, versuchen
möglichst sparsam mit der elektrischen Energie umzugehen, um möglichst lange Akkulaufzeiten zu
erreichen, hier werden je nach Geschwindigkeitsanforderung und Auslastung zwischen ca. 15 W und
(z. B. für mobile 3D-Grafik) deutlich über 100 W erreicht. Auch Industrie-PCs verwenden oft LaptopTechnik, das aber weniger aus Sparsamkeit, sondern um so auf bewegliche Teile in Gestalt von
Lüftern verzichten zu können und so ihre mechanische Robustheit zu erhöhen.
Die noch kleineren UMPCs verbrauchen noch weniger Strom bis hinunter in die Größenordnung von
10 W, was man aber auch schon durch Zugeständnisse bei Funktionsumfang und Rechenleistung
erkaufen muss.
Am wenigsten Strom – in der Größenordnung von einzelnen Watts – verbrauchen PDAs, die
allerdings kaum noch zu den PCs gezählt werden können, sonst müsste man auch noch die immer
leistungsfähigeren Handys und Smartphones mit einbeziehen.
PC Entsorgung
Personal Computer sind Elektronikkomponenten. Sie werden in Deutschland nach der
Elektronikschrottverordnung von den Herstellern über Erfassungsstrukturen zurückgenommen.
Besitzer sind verpflichtet, die Geräte getrennt vom Restmüll den Erfassungsstellen zuzuführen. Die
Rücknahme ist in Deutschland kostenfrei.
Veraltete, noch funktionsfähige PC können auch an Bastler oder Bedürftige weitergegeben werden –
z. B. im Rahmen des Projektes linux4afrika.