Klaus Dembowski hat Nachrichtentechnik studiert und ist an der Technischen Universität Hamburg-Harburg tätig. Seine Schwerpunkte liegen in den Bereichen Mikrocontrollerentwicklung, Hard- und Software für Mikrosysteme sowie Energy Harvesting. Bei der Vermittlung aktueller Inhalte aus den Bereichen der Elektronik sowie der Informations- und Netzwerktechnik kann er auf eine langjährige Erfahrung als Autor und Dozent zurückgreifen. Die mittlerweile über 40 erschienenen Buchtitel zeichnen sich ebenso wie die regelmäßig erscheinenden Zeitschriftveröffentlichungen, Seminare und Vorträge durch eine verständliche und praxisorientierte Darstellung auch komplexer Sachverhalte aus.
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Für PCs, Notebooks, Tablets und Smartphones
Klaus Dembowski
Lektorat: Gabriel Neumann
Herstellung: Nadine Thiele
Umschlaggestaltung: Helmut Kraus, www.exclam.de
Druck und Bindung: M. P. Media-Print Informationstechnologie GmbH, 33100 Paderborn
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen
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ISBN:
Buch 978-3-86490-251-2
PDF 978-3-86491-797-4
ePub 978-3-86491-798-1
mobi 978-3-86491-799-8
1. Auflage 2016
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Wieblinger Weg 17
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Das Erscheinungsbild eines Computers hat sich vom Großrechner über den PC bis hin zum Tablet und Smartphone rasant erweitert und gewandelt. Die Leistung eines aktuellen Smartphones mit vier Rechenkernen übertrifft die eines zehn Jahre alten Notebooks oder PCs. Auch wenn Desktop-Applikationen und mobile Anwendungen zunehmend austauschbar sind und miteinander verschmelzen, sind PCs für bestimmte Aufgaben jedoch nicht durch ein Tablet oder ein Smartphone zu ersetzen.
Deshalb werden in der Computerwerkstatt die vier Gerätetypen PC, Notebook, Tablet und Smartphone betreffs Konfigurierung, Optimierung, Erweiterung und Reparatur behandelt. Auch wenn diese Geräte zumindest auf den ersten Blick völlig verschieden zu sein scheinen, sind es alles Computer, die über einen Mikroprozessor, DRAM- sowie Festwertspeicher, verschiedene Schnittstellen und ein standardisiertes Betriebssystem verfügen. Dies bildet letztlich eine gemeinsame Basis, und zwar nicht nur für das Verständnis der Funktionsweise, sondern auch für die Durchführung der genannten Arbeiten, die eine entsprechende Kompetenz, Fertigkeit und Sensibilität erfordern, was sich mit diesem Buch als verlässliche Hilfe erlangen lässt.
Ausrangierte Handys, Smartphones und mittlerweile auch Tablets liegen vielfach nutzlos herum, weil sie heutigen Ansprüchen nicht mehr genügen. Gleichwohl sind es hochintegrierte Mini-Computer, die weiterhin interessante Aufgaben ausführen können. In Teil 4, Neue Aufgaben für ältere Geräte, werden hierfür verschiedene Beispiele gezeigt. Es wird erläutert, wie man auch ältere PCs und Notebooks so erweitern und programmieren kann, damit sie sich − oder Teile davon − noch sinnvoll weiterverwenden lassen.
Die Computerwerkstatt ist kein Windows-Buch und auch kein Linux- oder Android-Buch. Die dargestellten systemspezifischen Maßnahmen, wie sie beispielsweise mit der Datenträgerverwaltung, der Systemwiederherstellung oder auch für die Netzwerkeinrichtung bei Windows durchgeführt werden, sind bewusst so ausgewählt worden, dass sie für verschiedenste Windows-Versionen gelten. Entsprechendes gilt für die Netzwerkeinrichtung mit Linux- und Android-Geräten und andere Konfigurations- und Hilfsmechanismen.
Die einzelnen Kapitel mögen vom Schwierigkeitsgrad her unterschiedlich sein, wobei dieses Empfinden natürlich auf den jeweiligen Vorkenntnissen und Erfahrungen des Lesers beruht. Die Tiefe und Ausführlichkeit der Darstellung ist vom jeweiligen Gerätetyp abhängig. Ein PC-Experte kann ja durchaus mit der Smartphonetechnik und den sich daraus ergebenden Reparaturschritten weniger bis gar nicht vertraut sein, was natürlich auch umgekehrt gilt. Gemeinsam ist den Erläuterungen, dass sie technische Zusammenhänge verdeutlichen und auf eine Problemlösung abzielen. Damit auch der technisch nicht so versierte Anwender den Überblick behält und relativ schnell die Ursache eines Problems ermitteln kann, bieten sich die verschiedenen Fehlersuchbäume für eine strukturierte Fehlersuche an.
Ab Kapitel 10 geht es gewissermaßen ans Eingemachte, was handwerkliches Geschick und auch Erfahrungen im Umgang mit elektronischen Komponenten erfordert. Klar ist, dass sich bestimmte Handgriffe besser in einem Video zeigen als in einem Buch beschreiben lassen, wie etwa das Zerlegen eines Smartphones. Im Internet gibt es hierfür zahllose Beispiele unterschiedlichster Qualität, bei denen die Vorgänge stets recht einfach aussehen und schnell von der Hand gehen. In der tatsächlichen Praxis ist die Angelegenheit aber meist weitaus beschwerlicher − insbesondere, wenn man dies nicht laufend durchführt. Daher werden im Buch Grundlagen und Praxistipps anhand typischer Gerätevertreter geliefert, um somit das notwendige Rüstzeug für verschiedenste Modelle zu erhalten.
Klaus Dembowski,
September 2015
1 Einführung − Rück- und Überblick
Teil 1
Geräteaufbau und Komponenten
2 Personal Computer
2.1 BIOS und UEFI
2.2 Komponenten im Überblick
2.3 Erweiterungssteckplätze
2.4 Mikroprozessoren
2.5 Arbeitsspeicher
2.5.1 Double In Line Memory Modules − DIMMs
2.5.2 Rambus Inline Memory Modules − RIMMs
2.5.3 Double Data Rate DIMM − DDR DIMMs
2.6 Grafik
2.6.1 Anschlüsse
2.7 Laufwerke
2.7.1 Serial ATA
2.8 Netzwerkverbindungen
2.8.1 Base-Standards
2.8.2 Anschlüsse und Stecker
2.8.3 Twisted-Pair-Kabel
2.9 Netzteile
2.9.1 Mainboard-Anschlüsse
2.9.2 Peripherieanschlüsse
2.9.3 Leistungsdaten
3 Notebooks
3.1 Typen und Displays im Überblick
3.2 Mikroprozessoren
3.3 Arbeitsspeicher
3.4 Festwertspeicher
3.4.1 Mini SATA
3.4.2 M.2-Module
3.5 Schnittstellen und Erweiterungsslots
3.5.1 CardBus
3.5.2 Mini Cards
3.5.3 Thunderbolt
3.6 Universal Serial Bus
3.6.1 Funktionsweise
3.6.2 Versionen
3.6.3 Anschlüsse und Signale
3.6.4 Super Speed
3.7 Wireless LAN
3.7.1 Technik und Standards
3.7.2 Topologien
3.8 Akkumulatoren und Netzteile
3.8.1 Typen
3.8.2 Akku-Packs
3.8.3 Elektrische Ladung
3.8.4 Netzteile
4 Tablets
4.1 Ausstattungsmerkmale und Aufbau
4.2 Displays und Kenndaten
4.3 Atom-Prozessoren
4.3.1 Silvermont-Architektur
4.4 Flash-Speicher
4.4.1 Funktionsprinzip
4.4.2 Umgang mit Disks und Cards
4.4.3 SD Memory Cards
4.4.4 USB-Sticks
4.5 USB-Implementierungen
4.5.1 USB On-The-Go
4.5.2 Access und Host Mode
4.5.3 Open Accesory Mode
4.6 Bluetooth
4.6.1 Verbindungsaufbau
4.6.2 Standards
4.6.3 Bluetooth Low Energy
5 Smartphones
5.1 Kenndaten und Systemaufbau
5.2 ARM-Prozessoren
5.2.1 ARM-Cortex
5.3 Mobilfunk
5.3.1 Analoge Mobilfunknetze (1G)
5.3.2 Global System for Mobile Communications (GSM)
5.3.3 General Packet Radio Service (GPRS)
5.3.4 Enhanced Date Rates for GSM Evolution (EDGE)
5.3.5 Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)
5.3.6 Long Term Evolution (LTE)
5.4 Touchscreens
5.5 SIM-Karten
Teil 2
Installation und Konfiguration
6 BIOS-Setup und Diagnose
6.1 BIOS-Entwicklung
6.2 Speicherbausteine
6.3 Löschen des Passworts und des kompletten CMOS-RAMs
6.3.1 Löschen des Passworts
6.3.2 Löschen des kompletten CMOS-RAM-Inhalts
6.4 Setup
6.4.1 Der BIOS-Setup-Aufruf und die wichtigen Tasten
6.4.2 CPU-Einstellungen
6.4.3 Speichereinstellungen
6.4.4 Betriebsparameter − PC Health
6.4.5 Laufwerks- und Boot-Optionen
6.4.6 Peripherie-Optionen − Integrated Peripherals
6.4.7 Power Management
6.4.8 Updates
6.5 Selbsttest und Fehlercodes
6.5.1 Direkte BIOS-Fehlermeldungen
6.5.2 Beep-Fehlermeldungen
6.5.3 POST-Codes
6.5.4 Testfunktionen und -programme
6.6 UEFI-Funktionen
6.6.1 Eigenschaften
6.6.2 Konfiguration und Installation
6.6.3 UEFI-Firmware
7 Betriebssysteme und Software
7.1 Windows
7.1.1 Installation
7.1.2 Windows mit vertrauter Umgebung
7.1.3 Datenträgerverwaltung
7.1.4 Systemwiederherstellung
7.1.5 Sicherungsreparaturdatenträger
7.1.6 Systemabbild
7.1.7 Installation vom USB-Stick
7.2 Windows Server
7.2.1 Serververwaltung
7.2.2 Active Directory Domain Services
7.2.3 Domain Name Service
7.2.4 Active Directory-Sicherung
7.2.5 Benutzereinrichtung
7.2.6 Benutzer verwalten
7.2.7 Client-Anmeldung
7.2.8 Serververzeichnisse
7.2.9 Profile
7.2.10 Kontingente
7.3 Linux
7.3.1 Versionen im Überblick
7.3.2 Installation
7.3.3 Linux-Orientierung und Befehle
7.3.4 Verzeichnisstruktur
7.3.5 Zugriffsrechte
7.3.6 Paketmanager und Installationen
7.4 Android
7.4.1 Versionen
7.4.2 Architektur
7.4.3 Kopieren und Backup
7.4.4 Geräte rooten
7.4.5 Alternative Firmware – Custom ROMs
8 Netzwerke und Internetzugang einrichten
8.1 xDSL-Router
8.1.1 Versionen und Funktionsprinzip
8.1.2 Verkabelung herstellen
8.1.3 Setup und Konfigurierung
8.2 Windows-Computer
8.2.1 Firewall und Network Location Awareness
8.2.2 Heimnetzwerk
8.3 WLAN einrichten
8.4 Tablet-PC mit Android
8.5 Computer mit Mac OS
8.6 Geräte mit iOS
8.7 Linux-Computer
Teil 3
Reparieren und Aufrüsten
9 Systemanalyse mit Fehlersuchbäumen
9.1 Hardware- oder Softwarefehler?
9.1.1 Virenbefall?
9.2 Hardware und Gerätetreiber
9.2.1 Windows-Gerätemanager
9.2.2 Linux-Kontrollzentrum
9.2.3 Android-Einstellungen
9.2.4 Protokolldateien
9.3 Abgesicherter, Recovery Mode und Sicherer Modus
9.3.1 Abgesicherter Windows-Modus
9.3.2 Reparaturoptionen
9.3.3 Linux Recovery Mode
9.3.4 Sicherer Modus bei Android
9.4 Mechanische und elektrische Fehler
9.4.1 Display-Halterung reparieren
9.4.2 Elektrische Fehler beheben − Vorgehensweise
9.4.3 Schadhafte Kondensatoren
9.4.4 Gerätereparaturmöglichkeiten im Überblick
9.4.5 Geräte, Buchsen und Kontakte reinigen
9.5 Das Gerät schaltet sich nicht ein
9.5.1 Smartphone
9.5.2 Tablet
9.5.3 Notebook
9.5.4 Personal Computer
9.6 Das Gerät stürzt im laufenden Betrieb ab
9.6.1 Personal Computer und Notebook
9.6.2 Tablet und Smartphone
9.7 Elektronikfehler identifizieren
10 Geräte öffnen und zerlegen
10.1 Werkzeuge und Vorsichtsmaßnahmen
10.2 Personal Computer
10.3 Notebooks und Netbooks
10.4 Tablets
10.5 Handys und Smartphones
11 Komponenten austauschen
11.1 Reparieren, aufrüsten oder neu kaufen?
11.2 Arbeitsspeicher erweitern
11.3 Prozessor austauschen
11.4 Mainboard-Ersatz
11.5 Laufwerke und Festwertspeicher ersetzen
11.6 Grafik aufrüsten
Teil 4
Neue Aufgaben für ältere Geräte
12 Smartphone- und Tablet-Zweitverwertung
12.1 Handy als Fernschalter
12.2 Mobiler Hotspot
12.3 Universelle Fernbedienung
12.4 Webcamera
12.5 Stationäre Spannungsversorgung ohne Akku
12.6 Interfaces für externe Peripherie
12.6.1 Android USB Host
13 Peripherie für PC und Notebooks selbst bauen
13.1 Festplattenrecycling
13.1.1 Gehäuse und Interfaces
13.1.2 Network Attached Storage
13.2 Netzwerktester
13.2.1 Wake on LAN
13.2.2 Spannungsversorgung
13.3 Parallel-Port-Interface-Anwendungen
13.3.1 Direkte Registerprogrammierung
13.3.2 Daten an Peripherie ausgeben
13.3.3 Daten von Peripherie lesen
13.3.4 Universelle Parallel-Port-Schaltung
13.3.5 Port-Baustein 8255
13.3.6 Schaltung
13.4 A/D-Wandler an der seriellen Schnittstelle
13.4.1 Signale, Adressen und Register
13.4.2 A/D-Wandler
13.4.3 Messprogramme
Einleger: Fehlersuchbäume
Index
In dieser Computerwerkstatt geht es um die Konfiguration, die Fehlersuche und die Erweiterung von unterschiedlichen Computersystemen. Dabei bildet zunächst der klassische Personal Computer (PC) den Ausgangspunkt, der nach wie vor im Alltag in den verschiedensten Ausführungen anzutreffen ist, sei es als Büro-PC, als Serversystem, als Industrie-Computer oder auch als Info-Terminal auf dem Bahnhof.
Ein PC ist von seinem modularen Aufbau her dafür prädestiniert, dass er sich aus unterschiedlichen Komponenten und Softwarepaketen für den jeweiligen Einsatzzweck optimal zusammensetzen lässt, was – von der ursprünglichen Intention her – eben zu einem persönlichen Computer führt.
Abb. 1–1 Der ursprüngliche PC mit zwei 360-kByte-Diskettenlaufwerken und einem monochromen Monitor war 1981 für ca. 10.000 DM erhältlich.
Bis zum Erscheinen des ersten PC Anfang der Achtzigerjahre war ein Computer typischerweise ein Großrechner, wie er bei Banken und Versicherungen eingesetzt wurde, oder auch ein Spezialrechner für industrielle Mess-, Steuer- und Regelungssysteme. Der folgenden Zeitreise durch die Digital- und PC-Technik ist zu entnehmen, welche wichtigen Entwicklungen zum heutigen PC geführt haben. Dazu gehören die heutzutage notwendige Netzwerk- und Mobilfunk-Konnektivität, um mobile Computer, wie Notebooks, Tablets und Smartphones, mit aktuellen Diensten und Services nutzbar zu machen.
• 1969
Die Idee des ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) wird geboren, und im Jahre 1972 wird die Funktionsweise erstmalig anhand von vier Computern, die über 50-kBit-Leitungen verbunden sind, demonstriert. Das ARPANET gibt als Vorläufer des Internet, und das erste RFC-Dokument wird erstellt, woraus die Standards für das Internet entstehen werden.
• 1970
Das ALOHAnet wird realisiert, welches die Hawaii-Inseln per Funk verbindet. ALOHAnet gilt als eine der (gedanklichen) Quellen für das Ethernet. Dennis Ritchie und Kenneth Thomson entwickeln in den Bell Labs die erste Version des UNIX-Betriebssystems.
• 1971
Das ARPANET besteht mittlerweile aus 19 Rechnern, und die Funktion von E-Mails wird getestet. Der erste Intel-Mikroprozessor – der 4004 – wird hergestellt, und die Firma Atari wird gegründet, wobei das erste Produkt das Spiel Pong ist. Es handelt sich dabei um die stark vereinfachte Form eines Tennisspiels, bei dem ein weißer Punkt (der Ball) mit Balken als Schläger von zwei Spielern mit je einem Regler an der Konsole (die an einen Fernseher angeschlossen wird) bewegt wird, was bei jedem Schlag von einem akustischen »Pong« begleitet wird.
• 1973
An der Stanford University entsteht die erste Version von TCP (Transmission Control Protocol). Zum ersten Mal taucht der Begriff Microcomputer auf, dessen Ursprung bei der französischen Firma Micral Computer zu sehen ist. Forscher bei der Firma Xerox entwickeln einen Computer (Alto), der mit einer grafischen Oberfläche und einer Maus sowie einem Ethernet-Interface ausgestattet ist.
• 1974
Das erste Betriebssystem für Mikrocomputer (CP/M von Gary Kildall) wird verkauft. Die Firma Altair baut den Computer Altair 8800, vielen bekannt aus dem Film »Wargames«.
• 1975
Die kommerzielle Version von ARPANET – Telenet – geht in Betrieb. Die Firma IBM baut den ersten Laserdrucker.
• 1976
Eine der ersten E-Mails wird von Queen Elizabeth II versendet. Bill Gates verlässt die Harvard University, und der erste Supercomputer (Cray-1 von Seymor Cray) wird gebaut.
• 1977
Die legendären Computer PET von Commodore sowie der TRS-80 von Tandy erscheinen auf dem Markt. Steve Jobs und Steve Wozniak gründen die Firma Apple und stellen den Apple-II-Computer vor. Die Firma Digital (DEC) stellt ihre VAX-Rechner (Virtual Address Extension) vor, die mit einem eigenen Betriebssystem VMS (Virtual Memory System) arbeiten und in den kommenden Jahren die Arbeitsmaschinen in Forschung und Industrie werden sollen.
• 1978
Die ISO veröffentlicht das OSI-Referenzmodell, und es beginnt die Umsetzung von ARPANET auf TCP/IP. Bill Gates und Paul Allen gründen Microsoft. Die Firma Intel produziert den ersten 16-Bit-Mikroprozessor. Das erste Ethernet-Patent (Multipoint Data Communication System with Collision Detection) geht an Bob Metcalfe (Fa. Xerox) und drei seiner Kollegen, die kurz darauf die Firma 3COM (Computer Communication Compatibility) ins Leben rufen. Die 5,25-Zoll-Diskette wird zum Standardspeichermedium, und das legendäre Arcade-Game Space Invaders trifft auf Begeisterung.
• 1979
Die ersten Geschäftsapplikationen für den Apple II werden veröffentlicht: VisiCalc (von Dan Birkin, Bob Franson) ist eine Tabellenkalkulation, und Wordstar der Firma MicroPro ist eine Textverarbeitung. Die Firma Seagate von Alan Shugart baut die ersten Festplatten für Mikrocomputer.
• 1980
Das sogenannte DIX-Konsortium (DEC, Intel, Xerox) definiert den Ethernet-Standard, der mit 10 MBit/s statt mit 2,94 MBit/s wie das Original-Xerox-Patent arbeitet. Die Firma IBM entscheidet sich für das Betriebssystem PC-DOS der Firma Microsoft und gegen CP/M von Digital Research, die keine Zukunft im Design der »Klapperkiste« PC sehen. Das von Microsoft gekaufte und keineswegs selbst entwickelte PC-DOS wird mit dem ersten PC ein Jahr später ausgeliefert.
• 1981
Der erste PC wird von der Firma IBM vorgestellt, der damit den Grundstein für die bis heute gültige Intel-Architektur legt. Der PC verfügt über einen Mikroprozessor vom Typ 8088, der mit 4,7 MHz arbeitet, über einen Speicher von 256 kByte und arbeitet mit einem 5,25-Zoll-Diskettenlaufwerk sowie einem monochromen Monitor. Von der Firma Commodore ist der VC-20-Computer verfügbar, und einen ersten Laptop gibt es auch schon, den Osborne 1 der Firma Osborne.
• 1982
Microsoft hat das erste Betriebssystem DOS 1.1 für den PC entwickelt. Intel fertigt den 80286-Mikroprozessor, und der Commodore 64, welcher der erste Computer mit Rekordverkäufen werden wird, kommt in den Handel. Die erste Maus für den PC wird von der Firma Mouse Systems angeboten. Firmen wie Compaq, Adobe, Lotus und Sun Microsystems werden gegründet. Die Firma 3COM bietet den ersten PC-Ethernet-Adapter an, und die DIX Spec. 2 wird hierfür verabschiedet. Die Firma Xerox gibt den Namen Ethernet frei.
Abb. 1–2 Nicht ein PC, sondern der Commodore 64 war der erste Computer, der weltweit große Verbreitung gefunden hat.
• 1983
Der erste PC kommt nach Deutschland, und auf der US-Messe Comdex wird die erste Windows-Version vorgeführt. IBM bietet den IBM-XT mit einer Festplatte mit 10 MByte Speicherkapazität an, und Compaq einen portablen PC. Microsoft stellt das Textverarbeitungsprogramm Multi Tool Word vor, welches später nur als Word bezeichnet wird. Commodore hat den ersten portablen Computer (SX-64) mit Farbbildschirm und Sharp einen Laptop (5 kg) mit LC-Display im Programm. TCP/IP ermöglicht das Internet, und der Standard 10Base5 (Thick Ethernet) wird veröffentlicht.
• 1984
IBM stellt den Nachfolger des PC, den AT, mit einem 16-Bit-Prozessor (80286) und einen neuen Grafikstandard (EGA) vor. IBM geht eine Partnerschaft mit Intel ein und macht diese Firma zum Hauptlieferanten für Prozessoren und Chips für PC. Silicon Graphics bietet die erste 3D-Grafikworkstation an. Der Markanteil von Audio-CDs steigt auf über 50 % gegenüber den anderen Tonträgern. Die ersten Bridges für Ethernet sind erhältlich, und Apple baut den Macintosh.
• 1985
Die ersten PC-Nachbauten (Clones) aus Taiwan kommen in Deutschland auf den Markt. Ein üblicher PC verfügt über einen RAM-Speicher von 256 kByte, ein 5,25-Zoll-Diskettenlaufwerk und wird an einen monochromen Monitor angeschlossen. Intel bietet den ersten 32-Bit-Mikroprozessor für PC, den 80386, an. Homecomputer wie der Atari 520ST und der Commodore Amiga setzen Zeichen in puncto Bedienungsfreundlichkeit, Grafik und Sound. Begriffe wie Multimedia und Desktop Publishing tauchen erstmalig auf. IBM stellt den Convertible, das erste PC-Notebook, vor, und Flachbett-Scanner bieten 16 Graustufen mit einer Auflösung von 300 DPI. Das Fax-Gerät hält Einzug in die Büros.
• 1986
Compaq liefert den ersten PC mit 80386-Prozessor, den Deskpro 386. Das 3,5-Zoll-Diskettenlaufwerk beginnt das 5,25-Zoll-Laufwerk vom Markt zu verdrängen. Sharp zeigt den ersten Bildschirm mit TFT-Technologie. SCSI wird als offizieller ANSI-Standard anerkannt.
• 1987
IBM verabschiedet sich technologisch vom ISA-Kartenerweiterungs-Bus und stellt die Personal System/2-Computer mit Micro Channel Architecture vor, die erstmalig auch über eine VGA-Karte (640 × 480 Bildpunkte) verfügen. Microsoft veröffentlicht MS-DOS 3.3, welches mehrere Partitionen für Festplatten unterstützt. Die erste Soundkarte kommt von der Firma AdLib zu einem Preis von 245 Dollar in den Handel. Das Internet vermeldet den zehntausendsten Anwender. DAT-Audio-Recorder werden vorgestellt, und in Büros werden Laserdrucker eingesetzt.
• 1988
IBM stellt das Betriebssystem Operating System 2 (OS/2) vor, das erste objektorientierte 32-Bit-Betriebssystem für PC. Microsoft bietet MS-DOS 4.0 an, welches sich im Nachhinein zwar als äußerst fehlerhaft erweist, aber immerhin die 32-MByte-Beschränkung für Festplattenpartitionen beseitigt. CD-ROM-Laufwerke kommen zu einem Preis von 1200 DM in den Handel. Apple verklagt Microsoft, weil Apple Windows als unzulässige Kopie seiner eigenen Benutzeroberfläche ansieht. Ethernet mit Twisted-Pair-Verkabelung (UTP) wird populär, wobei der Stern als Topologie zum Einsatz kommt.
• 1989
Intel führt den 80486-Prozessor ein. Der VESA-Standard für Super-VGA-Grafikkarten wird verabschiedet. Die Personal Computer Memory Card International Organization (PCMCIA) wird gegründet und ebnet den Weg für scheckkartengroße Speicherkarten und Modems für den Einsatz in portablen Computern (Laptops).
• 1990
Microsoft überschreitet mit Windows 3.0 den Umsatz von einer Milliarde Dollar. Der Gameboy kommt nach Deutschland. Das DR-DOS 5.0 der Firma Digital Research überrundet technologisch gesehen DOS 5.0 von Microsoft. Das IEEE ratifiziert den 802.3-10BaseT-Standard (T = Twisted Pair, mit UTP-Kabel). Das ARPANET wird abgeschaltet, und die Prototyp-Software für das World Wide Web (WWW) wird am European Council for Nuclear Research (CERN) in Genf entwickelt.
• 1991
Ehemalige Konkurrenten wie IBM, Apple und Motorola schließen Allianzen gegen die WINTEL-Übermacht (Windows Intel) zur Entwicklung des PowerPC. Die digitalen Mobilnetze D1 und D2 nehmen den Betrieb auf. Sharp bietet superflache Farb-LCD-Bildschirme an, und Toshiba hat den ersten Farb-Laptop im Lieferprogramm. Die OS/2-Version 1.3 wird als letzte gemeinsame Version von IBM und Microsoft veröffentlicht. Das Betriebssystem Linux von Linus Torvalds wird im Internet erstmalig veröffentlicht und ruft dadurch zahlreiche Mitstreiter auf den Plan, die intensiv an der Entwicklung eines kostenlosen UNIX arbeiten. Die Firma AMD verkauft den einmillionsten AMD386-Prozessor.
• 1992
Nach einem Gerichtsurteil wird der Firma AMD verboten, den 386-Prozessor von Intel weiterhin zu produzieren. Die ersten Produkte (Adapter, Hubs, Switches) für Full-Duplex auf Ethernet (10 MBit/s) erscheinen. TCP/IP wird als Technologie des Jahres gekürt, und das Internet überschreitet die Schwelle des einmillionsten Nutzers. IBM veröffentlicht erstmalig ein negatives Geschäftsergebnis, während Microsoft in den ersten 50 Tagen nach Veröffentlichung von Windows 3.1 über 1 Million Exemplare dieses Betriebssystems verkaufen kann. Die damalige Deutsche Bundespost beginnt mit der Vermarktung von ISDN als Technologie für die digitale Datenkommunikation mit dem Personal Computer.
Abb. 1–3 Mit dem ersten Pentium (oben links) wird eine neue Prozessorgeneration begründet, die im Laufe der Jahre zahlreichen Veränderungen unterworfen wird, was zu verschiedenen − immer leistungsfähigeren − Versionen führt.
• 1993
Intel präsentiert den Pentium-Prozessor (Abb. 1–3). Um ihn von Nachbauten abzusetzen (AMD, Cyrix), erhält er als erster Prozessor einen speziellen Namen. Die 25millionste Windows-Version wird verkauft, und Windows NT kommt in den Handel. EIDE wird als Standardschnittstelle für Festplatten vorgestellt. Das IEEE ratifiziert den Standard 10BaseF (Fiber Optic) mit einer maximalen Kabellänge von 2 km. Der Internetbrowser MOSAIC von der Universität Illinois verhilft dem WWW zum Durchbruch.
• 1994
Intel startet die bis dahin größte Rückrufaktion der Computergeschichte, weil der Pentium einen Divisionsfehler aufweist. 475 Millionen Dollar kostet diese Aktion. Microsoft verliert einen Urheberrechtsprozess und muss das Komprimierungsprogramm Double Space aus MS-DOS 6.0 entfernen. Die ersten Produkte für Fast-Ethernet (100 MBit/s) erscheinen auf dem Markt.
• 1995
Ende des Jahres kommt das lang angekündigte Windows 95 auf den Markt. Es werden 1 Million Power Macintoshs von Apple und ebenso viele OS/2-Exemplare von IBM verkauft. Die ATM-Netzwerktechnologie soll laut Hersteller- und Expertenmeinung das Ende des Ethernet-Booms einläuten (was aber nicht stattfinden wird). Die Firma Sun veröffentlicht die Programmiersprache Java, und der Internet-Browser von Netscape wird zum Standard, während Microsofts Internet-Explorer dagegen technologisch abgeschlagen erscheint.
• 1996
Die Digital Versatile Disc (DVD) mit einer avisierten Speicherkapazität von 4,7 bis 17 GByte wird vorgestellt. CD-Writer, die dazugehörigen Medien und Digitalkameras werden erheblich preiswerter und sind die Verkaufsschlager des Jahres. Die ersten 3COM-Netzwerkkarten mit Autosensing (automatische Umschaltung zwischen 10 und 100 MBit/s) erscheinen auf dem Markt.
• 1997
Intel erfährt Konkurrenz durch Pentium-kompatible Prozessoren von AMD (K6) sowie Cyrix (6x686) und startet daher für den Pentium II die bisher größte Werbekampagne. Dieser Prozessor ist nicht für einen üblichen Sockel, sondern erstmalig für einen Slot (vgl. Abb. 1–3) vorgesehen. Apple verbietet den Nachbau von Macintosh-Computern und verärgert damit den Chiplieferanten Motorola, wodurch die Allianz gegen WINTEL zerbricht. Gigabit-Ethernet (1000 Mbps) wird angekündigt. Die Firma Seagate hat die 100-millionste Festplatte hergestellt.
• 1998
Nach langem Ankündigen sind die ersten Geräte mit Universal Serial Bus (USB) verfügbar. Der Accelerated Graphics Port (AGP) und die dazu passenden Grafikkarten werden als Standard für 3D-Applikationen – meist Spiele – auf dem Markt etabliert. Windows 98, welches sich technisch gesehen kaum von seinem Vorgänger Windows 95 unterscheidet, erscheint und bietet eine serienmäßige Unterstützung für USB, AGP und Firewire (IEEE-1394). Das IEEE ratifiziert den Gigabit-Ethernet-Standard IEEE 802.3 1000BaseX.
• 1999
Das Betriebssystem Linux erfährt immer größeres Interesse und macht insbesondere Windows NT auf dem Gebiet der Serveranwendungen ernst zu nehmende Konkurrenz. Neben einem ständigen Auf und Ab der Speicherpreise gibt es auf dem Prozessormarkt einige Bewegung: National Semiconductor trennt sich von seiner Marke Cyrix und verkauft die Technologie an den taiwanesischen ChipsetHersteller VIA, der ebenfalls die CPU-Technologie (WinChip) der Firma IDT erwirbt. AMD gelingt es erstmalig, mit seiner Athlon-CPU leistungstechnisch gesehen den Konkurrenten Intel mit dem Pentium III zu überrunden. Die ersten Einheiten für 1000BaseT erscheinen am Markt.
• 2000
Der befürchtete Jahr-2000-Crash ist ausgeblieben, und Microsoft präsentiert den Windows-NT-Nachfolger Windows 2000. Der PC feiert seinen zwanzigsten Geburtstag, und es werden Taktraten von 1 GHz für die CPUs erreicht (Intel, AMD). AMD schreibt seit langer Zeit endlich wieder schwarze Zahlen, was in erster Linie den Athlon-CPUs zu verdanken ist. Der Standard 10 Gigabit Ethernet wird erarbeitet.
• 2001
Microsoft veröffentlicht Windows XP, welches erstmalig die beiden Plattformen Windows 9x/Me und Windows NT (Windows 2000) zusammenfasst. Insbesondere die Hardwarehersteller beklagen das mangelnde Kundeninteresse am Kauf neuer PC. Die CPU-Taktraten werden dessen ungeachtet auf bis zu 2 GHz (Pentium 4) »hochgeschraubt«. Der Trend, dass zahlreiche Firmen, die sich mit unterschiedlichen Produkten und Diensten im Bereich des Internet engagieren, Insolvenz anmelden müssen, setzt sich fort. WLAN-Hardware nach dem Standard 802.11.b mit 11 MBit/s setzt sich als gebräuchlichste drahtlose LAN-Verbindung am Markt durch.
• 2002
Das Ringen zwischen AMD und Intel um die schnellste CPU geht unvermindert weiter. Intel hat mit dem Pentium 4 zwar (wieder) die Nase vorn, was aber nichts daran ändert, dass die AMD-CPUs das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. DVD-Writer geraten zunehmend in tiefere Preisregionen, was ihre Anschaffung auch für den Privatkunden interessant macht. Die ADSL-Realisierungen – in Deutschland insbesondere T-DSL der Telekom – gewinnen als Internetzugang immer stärkeren Zuspruch. Hierfür werden mittlerweile zahlreiche Modems und Router von unterschiedlichen Herstellern angeboten.
• 2003
Die Firma AMD stellt 64-Bit-CPUs (Opteron, Athlon 64, Athlon FX) vor, basierend auf der Hammer-Architektur, die im Gegensatz zu den bisher erhältlichen 64-Bit-CPUs (Itanium von Intel) recht preisgünstig sind und auch in Desktop-PC Verwendung finden. Geräte für die Kurzstreckenfunktechnik Bluetooth kommen nach langen Vorankündigungen auf den Markt. Gigabit-LAN-Adapter werden zunehmend zum Standard und sind auch bereits auf vielen Mainboards integriert. WLAN-Produkte mit 54 MBit/s nach 802.11g kommen in den Handel.
Abb. 1–4 Ausgehend vom Opteron-Prozessor für Server machte die Firma AMD erstmalig auch 64-Bit-Prozessoren für Desktop-Computer erschwinglich, ohne die Kompatibilität zu den vorherigen 32-Bit-Prozessoren aufzugeben.
• 2004
Der Kampf um die wiederbeschreibbare DVD+ oder DVD- geht unentschieden aus, und Multiformat-DVD-Brenner, die mit beiden Formaten umgehen können, werden vermehrt angeboten. Produkte für PCI-Express (Grafikkarten, Mainboards) erscheinen auf dem Markt und sollen den AGP sowie auch PCI als Bussystem ersetzen. Viren, Würmer, Dialer und andere »Schädlinge« bereiten den Internetbenutzern immer größere Probleme, was bei Firmen zu hohen Ausfallund auch Image-Schäden führt. Microsoft mit seinen unsicheren Windows-Versionen, für die laufend Sicherheits-Updates und -Patches einzuspielen sind, trägt daran zumindest eine gehörige Mitschuld. Telefongespräche per Internet zu führen (Voice over IP) kommt in Mode. Der digitale Fernsehstandard DVB-T geht in vielen Ballungsgebieten auf Sendung.
• 2005
Es werden mehr Fachbildschirme als Röhrenmonitore verkauft. Weil die laufende Steigerung der Taktraten für Prozessoren keine nennenswerte Steigerung der Leistung mehr zur Folge hat – bei vertretbarem Aufwand –, fertigen sowohl Intel als auch AMD verstärkt Prozessoren mit mehreren Kernen (Cores), um nunmehr durch die Parallelverarbeitung höhere Leistungen zu erzielen. Der PC-Verkauf ist jedoch erstmalig stark rückläufig. Stattdessen werden zunehmend Notebooks abgesetzt. Die Standardisierung eines WLAN-Nachfolgers von 802.11g (802.11n) verzögert sich, sodass viele Hersteller eigene Lösungen mithilfe von Mehrfachantennentechnik (MIMO: Multiple Input, Multiple Output) vorstellen. Vodafone und O2 stellen die ersten PC-Adapter für den Mobilfunkstandard UMTS (mit 2 MBit/) vor.
• 2006
Die Firma Apple setzt für ihre Macs erstmalig Prozessoren von Intel ein (statt PowerPC-CPUs von Motorola), sodass nunmehr nicht ausschließlich das Betriebssystem Mac OS, sondern auch Windows für Apple-Computer eingesetzt werden kann. AMD gewinnt gegenüber Intel zunehmend Marktanteile und setzt mit dem AM2-Sockel erstmalig auf DDR2-Speicher, den Intel bereits zwei Jahre zuvor mit den Pentium 4-CPUs eingeführt hat. Der Grafikchiphersteller ATI wird von AMD übernommen. Die Telekom baut verstärkt ihr Glasfasernetz für VDSL (50 MBit/s) aus. Die Datenübertragung auf Stromleitungen vom Serviceprovider zum Hausanschluss (PLC: Power Line Communication) hat sich trotz zahlreicher Versuche nicht durchsetzen können. Als LAN-Vernetzung innerhalb einer Wohnung oder eines Hauses erfährt dieses Verfahren als HomePlug oder auch dLAN (direct LAN) jedoch vermehrt Zuspruch.
• 2007
Windows Vista erscheint in verschiedenen Versionen als Windows-XP-Nachfolger. PC-Hersteller und Verbraucher reagieren darauf verhalten, sodass Windows XP vorerst weiterhin von marktführender Bedeutung bleibt. Dual -Core-Prozessoren setzen sich am Markt durch, wobei die CPUs von Intel (Core 2 Duo) leistungstechnisch betrachtet die Modelle von AMD (Athlon 64 X2) ins Hintertreffen geraten lassen, was bei AMD zu hohen finanziellen Verlusten führt. Intel führt DDR3-Speicher ein. Der neue WLAN-Standard (802.11n) mit einer maximalen Datenrate von 600 Mbps wird verabschiedet. Apple präsentiert das iPhone 4 als Vertreter einer neuen Handy-Generation: die der Smartphones mit Multitouch-Funktionalität. Das Spam-Aufkommen wird immer gewaltiger und verdreifacht sich im Laufe des Jahres.
Abb. 1–5 Das Netbook der Firma Asus (Eee PC) hat die Computerszene um eine neue Gerätekategorie erweitert.
• 2008
Sowohl von Intel als auch von AMD sind verschiedene Prozessoren mit vier Kernen für Standard-PC verfügbar. Grafikkarten mit PCI-Express 2.0 werden zunehmend angeboten, und es erscheint ein neuer USB-Standard (Version 3.0 mit maximal 5 GBit/s). Der Formatstreit um die Nachfolge der DVD ist entschieden. Blu-ray setzt sich gegen die HD-DVD durch. Der Eee PC (Easy, Excellent, Exciting) der Firma Asus erscheint und begründet die neue Kategorie der Netbooks. Das mobile Internet wird zur bezahlbaren Realität, und Social Networks werden zum wichtigen Medium.
• 2009
Die renommierte und einst marktbeherrschende Netzwerkkomponentenfirma 3COM wird von der Firma Hewlett-Packard aufgekauft. Microsoft veröffentlicht Windows 7 als Nachfolger von Windows Vista, welches sich nicht wie erwartet durchgesetzt hatte. Windows 7 bietet eine Reihe neuer Netzwerk- und Sicherheitsfunktionen.
• 2010
Steve Jobs von der Firma Apple präsentiert das iPad, das standardmäßig WiFi und UMTS bietet. Mit dem iPad etabliert sich eine neue Gerätekategorie, die der Tablet-Computer. Ein Computerwurm (Stuxnet) befällt computergesteuerte Anlagen (SPS) der Firma Siemens. Erstmalig werden mehr mobile als stationäre Computer verkauft. Einen großen Anteil daran haben die Netbooks, die es mittlerweile von zahlreichen Firmen gibt.
Abb. 1–6 Ausgelöst durch das iPad werden Tablets, mit denen eine neue Form der Bedienung üblich wird, von vielen Firmen vorgestellt.
• 2011
Im Social Network Facebook sind 700 Millionen Menschen registriert. Die Firma Apple hat über 100 Millionen iPhones 4 abgesetzt. Die Cebit steht unter dem Thema Cloud Computing, womit den Anwendern webbasierte Dienste (Online-Speicher, Software, Rechenkapazität) zur Verfügung gestellt werden. Die Firma Intel stellt die Ultrabooks vor, eine neue Generation von Notebooks, die leicht und dünn aufgebaut sind und über Merkmale der Netbooks (hohe Akkulaufzeit, Speicherkartenslot, Camera) bei hoher Rechenleistung verfügen.
• 2012
Anfang des Jahres kommt der Einplatinencomputer Raspberry Pi auf den Markt, der eine wahre Euphorie hervorruft und ganz wesentlich die (neue) Maker-Szene begründet. Ende des Jahres erscheint Windows 8.0, welches mit einer neuen (Kachel-) Oberfläche ohne das bisher Windows-typische Startmenü aufwartet, was von vielen Kunden nicht akzeptiert wird.
• 2013
Die Datenbrille Google Glass erscheint und sorgt aufgrund der integrierten Kamera für heftige Diskussionen − insbesondere bei Datenschützern. Es werden über zwei Millionen Raspberry-Pi-Platinen verkauft. Displays und Fernseher mit einer Auflösung von 3840 × 2160 Pixel (Begriff: 4K) erscheinen. Die Verkaufszahlen von Windows 8 sind trotz einiger Verbesserungen mit der Version 8.1 für Microsoft enttäuschend.
• 2014
Das erfolgreichste Betriebssystem Windows XP wird von Microsoft nicht mehr unterstützt. Wearables (am Körper getragene Sensorsysteme), die Vitalparameter erfassen und übertragen, kommen immer mehr in Mode. Erstmals seit einigen Jahren sind die PC-Verkaufszahlen nicht mehr rückläufig, sondern haben sich leicht gesteigert, wofür die Tatsache verantwortlich gemacht wird, dass insbesondere Firmen, die noch Windows XP eingesetzt haben, nunmehr auf Windows 7 oder Windows 8.1 umsteigen müssen, wofür neue PC anzuschaffen sind.
• 2015
Das »Internet der Dinge« (IoT: Internet of Things) wird als neue Technologie propagiert, bei der alle möglichen Geräte (Dinge) mithilfe von netzwerkfähigen Embedded Systems so organisiert werden, dass sie den Menschen in verschiedenen Lebenslagen unterstützen können. Ein neuer USB-Standard (Super Speed Plus, Version 3.1) wird vorgestellt, der eine Datenrate von bis zu 10 GBit/s unterstützt. Microsoft stellt Windows 10 vor, welches für unterschiedliche Plattformen (PC, Smartphones, Tablets, Embedded Systems) vorgesehen ist. Es wird teilweise kostenlos zur Verfügung gestellt und soll die Softwareentwicklung für die verschiedenen Systeme vereinheitlichen.
Direkte Ableger des PC sind die Laptops − auch als Notebooks bezeichnet −, was gerätetypisch zwar mit einem Verlust an Flexibilität betreffs individueller Ausstattung sowie Reparaturmöglichkeit und Aufrüstbarkeit einhergeht, dafür jedoch mobile PCVarianten ermöglicht, die nicht zwangsläufig an einen bestimmten (Arbeits-)Platz gebunden sind.
Bei Netbooks handelt es sich um Ableger des Notebooks, die ganz bewusst als kleine und preisgünstige mobile Computer mit eingeschränkter Funktionalität dafür aber für eine hohe Akkulaufzeit konzipiert sind und standardmäßig eine Leseeinheit für Speicherkarten mitbringen sowie ein eingebautes Mikrofon und eine Kamera. Ein Touchpad als integrierter Ersatz für eine Maus und Anschlüsse für USB-Peripherie sowie für einen externen Monitor (oder Beamer) komplettieren ein Netbook. Erst die preisgünstigen Netbooks, deren erster Vertreter das Modell Eee PC (Abb. 1–5) der Firma Asus war, haben vermehrt dazu geführt, dass Benutzer sich ein Zweitgerät (zum Desktop-PC oder Notebook) kauften.
