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Gaming PC komplett Set Test – Drei hohe Gestelle mit elektronischen Leiterplatten

Ein Teil des Manchester-Baby, des ersten elektronischen Speicherprogramm-Computers.

Die frühen Rechenmaschinen hatten feste Programme. Die Änderung ihrer Funktion erforderte eine Neuverkabelung und Neustrukturierung der Maschine. Mit dem Vorschlag des speicherprogrammierten Computers änderte sich dies. Ein speicherprogrammierter Computer enthält von vornherein einen Befehlssatz und kann im Speicher einen Satz von Befehlen (ein Programm) speichern, der die Berechnung im Einzelnen beschreibt. Die theoretische Grundlage für den speicherprogrammierten Computer wurde von Alan Turing in seinem Aufsatz von 1936 gelegt. Im Jahr 1945 trat Turing dem National Physical Laboratory bei und begann mit der Entwicklung eines elektronischen Speicherprogramm-Digitalcomputers. Sein Bericht “Proposed Electronic Calculator” von 1945 war die erste Spezifikation für ein solches Gerät. John von Neumann an der Universität von Pennsylvania brachte 1945 auch seinen ersten Entwurf eines Berichts über die EDVAC in Umlauf.

(Gaming PC komplett Set Test) – Manchester Konzept

Das Manchester Baby war der erste speicherprogrammierbare Computer der Welt. Er wurde an der Victoria University of Manchester von Frederic C. Williams, Tom Kilburn und Geoff Tootill gebaut und führte sein erstes Programm am 21. Juni 1948 aus. Er wurde als Testbett für die Williamsröhre, das erste digitale Speichergerät mit wahlfreiem Zugriff, konzipiert.

Obwohl der Computer für damalige Verhältnisse als “klein und primitiv” galt, war er die erste Arbeitsmaschine, die alle für einen modernen elektronischen Computer wesentlichen Elemente enthielt. Sobald das Baby die Machbarkeit seines Designs demonstriert hatte, wurde an der Universität ein Projekt zur Entwicklung eines besser nutzbaren Computers, des Manchester Mark 1, in Angriff genommen. Grace Hopper war die erste Person, die einen Compiler für eine Programmiersprache entwickelte.

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Der Mark 1 wiederum wurde schnell zum Prototyp für den Ferranti Mark 1, den ersten kommerziell erhältlichen Allzweckcomputer der Welt. Er wurde von Ferranti gebaut und im Februar 1951 an die Universität Manchester geliefert. Mindestens sieben dieser späteren Maschinen wurden zwischen 1953 und 1957 geliefert, eine davon an die Shell-Labors in Amsterdam. Im Oktober 1947 beschlossen die Direktoren des britischen Catering-Unternehmens J. Lyons & Company, eine aktive Rolle bei der Förderung der kommerziellen Entwicklung von Computern zu übernehmen. Der Computer LEO I wurde im April 1951 in Betrieb genommen und führte den ersten regulären Bürocomputer-Routinebetrieb der Welt durch (Gaming PC komplett Set Test).

Gaming PC Komplett Set Test – Transistoren

Das Konzept eines Feldeffekttransistors wurde 1925 von Julius Edgar Lilienfeld vorgeschlagen. John Bardeen und Walter Brattain, die unter William Shockley in den Bell Labs arbeiteten, bauten 1947 den ersten funktionierenden Transistor, den Punktkontakt-Transistor, dem 1948 Shockleys Bipolartransistor folgte. Ab 1955 ersetzten Transistoren die Vakuumröhren in den Computerdesigns und brachten die “zweite Generation” von Computern hervor. Im Vergleich zu Vakuumröhren haben Transistoren viele Vorteile: Sie sind kleiner und benötigen weniger Strom als Vakuumröhren, geben also weniger Wärme ab. Junction-Transistoren waren viel zuverlässiger als Vakuumröhren und hatten eine längere, unbestimmte Lebensdauer. Transistorisierte Computer konnten Zehntausende von binären Logikschaltungen auf relativ kompaktem Raum enthalten. Die frühen Sperrschichttransistoren waren jedoch relativ sperrige Bauelemente, die sich nur schwer in Massenproduktion herstellen ließen, was sie auf eine Reihe von Spezialanwendungen beschränkte (Gaming PC komplett Set Test).

An der Universität von Manchester entwarf und baute ein Team unter der Leitung von Tom Kilburn eine Maschine, die die neu entwickelten Transistoren anstelle von Ventilen verwendete. Ihr erster transistorisierter Computer und der erste der Welt war 1953 betriebsbereit, und eine zweite Version wurde dort im April 1955 fertiggestellt. Die Maschine nutzte jedoch Ventile zur Erzeugung ihrer 125-kHz-Taktwellenformen und in der Schaltung zum Lesen und Beschreiben ihres Magnettrommelspeichers, so dass sie nicht der erste vollständig transistorisierte Computer war. Diese Auszeichnung geht auf den Harwell CADET von 1955 zurück, der von der Elektronikabteilung der Atomenergie-Forschungseinrichtung in Harwell gebaut wurde.

MOSFET (MOS-Transistor), mit Gate- (G), Body (B), Source (S) und Drain (D) Anschlüssen. Das Gate ist durch eine Isolierschicht (rosa) vom Körper getrennt.

Der Metalloxid-Silizium-Feldeffekttransistor (MOSFET), (Gaming PC komplett Set Test) auch als MOS-Transistor bekannt, wurde 1959 von Mohamed M. Atalla und Dawon Kahng in den Bell Labs erfunden und war der erste wirklich kompakte Transistor, der miniaturisiert und in Massenproduktion für eine Vielzahl von Anwendungen hergestellt werden konnte.

Gaming PC Komplett Set Test – Skalierbarkeit Mikro und Speicherzellen

Durch seine hohe Skalierbarkeit und den viel geringeren Stromverbrauch und die höhere Dichte als bei bipolaren Sperrschichttransistoren ermöglichte der MOSFET den Bau von integrierten Schaltkreisen mit hoher Dichte.Neben der Datenverarbeitung ermöglichte er auch die praktische Verwendung von MOS-Transistoren als Speicherelemente für Speicherzellen, was zur Entwicklung von MOS-Halbleiterspeichern führte, die frühere Magnetkernspeicher in Computern ersetzten. 59 Der MOSFET führte zur Revolution der Mikrocomputer und wurde zur treibenden Kraft der Computerrevolution. Der MOSFET ist der am weitesten verbreitete Transistor in Computern und ist der grundlegende Baustein der digitalen Elektronik.

Der nächste große Fortschritt in der Rechenleistung kam mit dem Aufkommen des integrierten Schaltkreises (IC). Die Idee des integrierten Schaltkreises wurde zuerst von einem Radarwissenschaftler des Royal Radar Establishment des Verteidigungsministeriums, Geoffrey W.A. Dummer, entwickelt. Dummer präsentierte die erste öffentliche Beschreibung eines integrierten Schaltkreises auf dem Symposium über den Fortschritt bei elektronischen Qualitätskomponenten am 7. Mai 1952 in Washington, D.C..

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Gaming PC Komplett Set Test – Erfindungen

Die ersten funktionierenden ICs wurden von Jack Kilby bei Texas Instruments und Robert Noyce bei Fairchild Semiconductor erfunden. Kilby hielt seine ersten Ideen bezüglich der integrierten Schaltung im Juli 1958 fest und demonstrierte am 12. September 1958 erfolgreich das erste funktionierende integrierte Beispiel. In seiner Patentanmeldung vom 6. Februar 1959 beschrieb Kilby sein neues Gerät als “einen Körper aus Halbleitermaterial …. in dem alle Komponenten der elektronischen Schaltung vollständig integriert sind” Kilbys Erfindung war jedoch eher eine hybride integrierte Schaltung (Hybrid-IC) als ein monolithischer integrierter Schaltkreis-Chip (IC) Kilbys IC hatte externe Drahtverbindungen, was die Massenproduktion erschwerte.

Noyce hatte auch seine eigene Idee eines integrierten Schaltkreises ein halbes Jahr später als Kilby Noyce’ Erfindung war der erste echte monolithische IC-Chip Sein Chip löste viele praktische Probleme, die Kilby nicht hatte. Er wurde bei Fairchild Semiconductor hergestellt und bestand aus Silizium, während Kilby’s Chip aus Germanium hergestellt wurde. (Gaming PC komplett Set Test) Der monolithische IC von Noyce wurde nach dem Planarverfahren hergestellt, das sein Kollege Jean Hoerni Anfang 1959 entwickelt hatte. Der Planarprozess wiederum basierte auf den Prozessen der Oberflächenpassivierung und der thermischen Oxidation von Silizium, die von Mohamed Atalla in den späten 1950er Jahren in den Bell Labs entwickelt wurden.

Gaming PC Komplett Set Test – Weitere Transistoren

Moderne monolithische ICs sind überwiegend integrierte MOS-Schaltungen (Metalloxid-Halbleiter), die aus MOSFETs (MOS-Transistoren) aufgebaut sind. Nachdem der erste MOSFET 1959 von Mohamed Atalla und Dawon Kahng in den Bell Labs erfunden wurde, schlug Atalla 1960 erstmals das Konzept der integrierten MOS-Schaltung vor, gefolgt von Kahng 1961, wobei beide feststellten, dass der MOS-Transistor aufgrund seiner einfachen Herstellung für integrierte Schaltungen nützlich ist. Der erste experimentelle MOS-IC, der hergestellt wurde, war ein 16-Transistor-Chip, der 1962 von Fred Heiman und Steven Hofstein bei RCA gebaut wurde. General Microelectronics stellte 1964 den ersten kommerziellen MOS-IC vor, der von Robert Norman entwickelt wurde. Nach der Entwicklung des MOS-Transistors mit selbstjustiertem Gate (Silizium-Gate) durch Robert Kerwin, Donald Klein und John Sarace in den Bell Labs im Jahr 1967 wurde 1968 der erste MOS-IC mit selbstjustierten Gates von Federico Faggin bei Fairchild Semiconductor entwickelt. Der MOSFET ist seitdem zum kritischsten Bauelement in modernen ICs geworden.

Gaming PC Komplett Set Test – Entwicklung

Die Entwicklung des integrierten MOS-Schaltkreises führte zur Erfindung des Mikroprozessors und läutete eine Explosion der kommerziellen und persönlichen Nutzung von Computern ein. Während das Thema, welches Gerät genau der erste Mikroprozessor war, umstritten ist, was zum Teil auf die mangelnde Übereinstimmung über die genaue Definition des Begriffs “Mikroprozessor” zurückzuführen ist, ist es weitgehend unstrittig, dass der erste Ein-Chip-Mikroprozessor der Intel 4004 war, der von Federico Faggin mit seiner Silizium-Gate-MOS-IC-Technologie zusammen mit Ted Hoff, Masatoshi Shima und Stanley Mazor bei Intel entworfen und realisiert wurde. In den frühen 1970er Jahren ermöglichte die MOS-IC-Technologie die Integration von mehr als 10.000 Transistoren auf einem einzigen Chip.

System on a Chip (SoCs) sind komplette Computer auf einem Mikrochip (oder Chip) von der Größe einer Münze Sie können mit oder ohne integrierten RAM- und Flash-Speicher ausgestattet sein. Wenn sie nicht integriert sind, wird das RAM normalerweise direkt über (bekannt als Package on Package) oder unter (auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte) dem SoC platziert, und der Flash-Speicher wird normalerweise direkt neben dem SoC platziert, dies alles zur Verbesserung der Datenübertragungsgeschwindigkeit, da die Datensignale keine langen Wege zurücklegen müssen.

(Gaming PC komplett Set Test) Seit dem ENIAC im Jahre 1945 haben sich die Computer enorm weiterentwickelt, wobei moderne SoCs die Größe einer Münze haben und gleichzeitig hunderttausend Mal leistungsfähiger sind als das ENIAC, Milliarden von Transistoren integrieren und nur wenige Watt Leistung verbrauchen.

Der Begriff Hardware umfasst all jene Teile eines Computers, die greifbare physische Objekte sind. Schaltungen, Computerchips, Grafikkarten, Soundkarten, Speicher (RAM), Hauptplatine, Displays, Netzteile, Kabel, Tastaturen, Drucker und “Mäuse” Eingabegeräte sind allesamt Hardware.

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