Ein Mikrocomputer ist ein vollständiger Computer in kleinem Maßstab, der für die Verwendung durch jeweils eine Person konzipiert ist. Ein veralteter Begriff, ein Mikrocomputer wird heute hauptsächlich als Personal Computer (PC) bezeichnet, oder ein Gerät, das auf einem Ein-Chip-Mikroprozessor basiert. Zu den gängigen Mikrocomputern gehören Laptops und Desktops. Neben Standard-PCs gehören auch einige Taschenrechner, Mobiltelefone, Notebooks, Workstations und eingebettete Systeme zu den Mikrocomputern.
Kleiner als ein Mainframe oder Minicomputer, verwendet ein Mikrocomputer einen einzelnen integrierten Halbleiterchip für seine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Sie enthalten auch Speicher in Form von Festwertspeicher (ROM) und Direktzugriffsspeicher (RAM), Ein-/Ausgabeanschlüsse (E/A) und einen Bus oder ein System von Verbindungsdrähten, die alle in einer einzigen Einheit untergebracht sind, die gewöhnlich als Hauptplatine bezeichnet wird.
Gängige E/A-Geräte sind Tastaturen, Monitore, Drucker und externe Speicher.
Geschichte der Mikrocomputer
Der Begriff Mikrocomputer stammt aus den 1970er Jahren. Das Aufkommen des Intel 4004-Mikroprozessors im Jahr 1971 und später des Intel 8008- und des Intel 8080-Mikroprozessors in den Jahren 1972 bzw. 1974 ebnete den Weg zur Entstehung des Mikrocomputers.
Der erste Mikrocomputer war der Micral, der 1973 von Réalisation d’Études Électroniques (R2E) herausgebracht wurde. Er basierte auf dem Intel 8008 und war der erste Nicht-Baukasten-Computer, der auf einem Mikroprozessor basierte. Im Jahr 1974 wurde der auf dem Intel 8008 basierende Mikrocomputer MCM/70 von Micro Computer Machines Inc. (später bekannt als MCM Computers) auf den Markt gebracht.
Obwohl erst nach dem Micral und dem MCM/70 veröffentlicht, wird der Altair 8800 oft als der erste erfolgreiche kommerzielle Mikrocomputer angesehen. Er kam 1974 auf den Markt, wurde von Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS) entwickelt und basierte auf dem Intel 8080 Mikroprozessor. Als Bausatz kostete er etwa 400 $, zusammengebaut 600 $ (2.045 $ bzw. 3.067 $ in 2018 Dollar).
Mit der Weiterentwicklung der Mikroprozessorchips stieg auch die Rechenleistung der Mikrocomputer. In den 1980er Jahren wurden Mikrocomputer nicht mehr nur für Spiele und computergestützte Freizeitbeschäftigungen eingesetzt, sondern fanden breite Anwendung im Personal Computing, an Workstations und im akademischen Bereich. In den 1990er Jahren wurden Mikrocomputer als Personal Digital Assistants (PDAs) im Taschenformat produziert und kamen später in Form von Mobiltelefonen und tragbaren Musikplayern auf den Markt.
Mikrocomputer-Anwendungen
Persönliche Mikrocomputer werden oft für Bildung und Unterhaltung eingesetzt. Neben Laptops und Desktops können Mikrocomputer auch Videospielkonsolen, computergestützte Elektronik und Smartphones umfassen.
Am Arbeitsplatz wurden Mikrocomputer für Anwendungen wie Daten- und Textverarbeitung, elektronische Tabellenkalkulationen, professionelle Präsentations- und Grafikprogramme, Kommunikation und Datenbankmanagementsysteme eingesetzt. Sie wurden in der Wirtschaft für Aufgaben wie Buchhaltung, Inventarisierung und Kommunikation eingesetzt; im medizinischen Bereich zur Aufzeichnung und zum Abruf von Patientendaten, zur Verwaltung von Gesundheitsplänen, zur Erstellung von Terminplänen und zur Datenverarbeitung; in Finanzinstituten zur Aufzeichnung von Transaktionen, zur Verfolgung von Abrechnungen, zur Erstellung von Jahresabschlüssen und Gehaltsabrechnungen sowie zur Rechnungsprüfung; und im militärischen Bereich unter anderem für Trainingsgeräte.
Mikrocomputer und IoT
Der Raspberry Pi, ein kleiner Einplatinencomputer, wurde einst selbst als Mikrocontroller bezeichnet. Heute werden der Raspberry Pi und andere Einplatinencomputer, wie die von Arduino, Intel und Particle, eher als Mikrocontroller denn als Mikrocomputer bezeichnet.
Mikrocomputer können jedoch für ähnliche Aufgaben in IoT-Anwendungen eingesetzt werden wie Mikrocontroller. Bestimmte IoT-Geräte, wie Smart-TVs, Kühlschränke und andere vernetzte Geräte, werden manchmal als Mikrocomputer bezeichnet.
Wo ein Mikrocomputer hingehört
Die aufsteigende Hierarchie der allgemeinen Computergrößen ist wie folgt:
- Eingebettete Systeme, die fest in etwas eingebaut sind und keine direkte menschliche Interaktion unterstützen, aber dennoch alle anderen Kriterien von Mikrocomputern erfüllen;
- Mikrocomputer;
- Workstations, früher als leistungsstärkere Personalcomputer für spezielle Anwendungen bezeichnet;
- Minicomputer, heute als Mid-Range-Server bezeichnet;
- Mainframes, die heute von den Herstellern meist als große Server bezeichnet werden;
- Supercomputer, große Server, die manchmal auch Systeme von Rechnern mit Parallelverarbeitung umfassen; und
- Parallelverarbeitungssystem, ein System von miteinander verbundenen Rechnern, die gemeinsam an der gleichen Anwendung arbeiten und sich Aufgaben teilen, die gleichzeitig ausgeführt werden können.
Mikrocomputer vs. Mikrocontroller
Ein Mikrocontroller ist ein integrierter Schaltkreis (IC), der für die Steuerung einer bestimmten Operation in einem eingebetteten System entwickelt wurde. Diese einzelnen Chips haben RAM, ROM und Peripheriegeräte onboard.
Mikrocontroller werden auch als einzelne Mikrocomputer bezeichnet.
Mikrocomputer vs. Mikroprozessoren
Ein Mikroprozessor ist ein Computerprozessor auf einem Mikrochip, der alle oder die meisten CPU-Funktionen enthält. Mikroprozessoren verfügen nicht über RAM, ROM oder andere Peripheriegeräte. Als solche können Mikroprozessoren keine eigenständigen Aufgaben erfüllen. Vielmehr können Systeme wie Mikrocomputer, die Mikroprozessoren enthalten, so programmiert werden, dass sie Funktionen mit Daten ausführen, indem sie spezifische Anweisungen für ihre Mikroprozessoren in ihren Speicher schreiben.
Ein Mikrocomputer kann technisch als die Kombination aus einem Mikroprozessor und seinen peripheren E/A-Geräten, Schaltkreisen und Speicher beschrieben werden – nur nicht auf einem einzigen Chip.
Mikrocomputer vs. Minicomputer
Während sich Mikrocomputer im Allgemeinen auf Laptops oder Desktops beziehen, waren Minicomputer eine Art von Computer, die hauptsächlich in den 1960er bis 1980er Jahren verwendet wurde. Minicomputer waren größer als Mikrocomputer – einige waren über einen Meter hoch und wogen bis zu 700 Pfund – und boten höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten bei deutlich geringerer Größe und geringerem Preis als die damals verfügbaren Großrechner und Supercomputer. Während Mikrocomputer häufig zu Hause und im Büro eingesetzt wurden, waren Minicomputer vor allem in Hochschulen, Forschungslabors und kleinen Unternehmen zu finden und wurden für Textverarbeitung, Buchhaltung und Lehrmittel verwendet.
Der Programmed Data Processor-1, kurz PDP-1, der Digital Equipment Corporation wurde 1960 angekündigt und für 120.000 Dollar (1.021.776 Dollar in 2018 Dollar) verkauft. Ihr Nachkomme, die PDP-8, wurde 1965 vorgestellt und für knapp 18.500 $ (148.022 $ in 2018 Dollar) verkauft. Als einer der erfolgreichsten Minicomputer und erstes Beispiel für einen kommerziellen Minicomputer wurde die 12-Bit-PDP-8 mit der Größe eines kleinen Haushaltskühlschranks verglichen.
Minicomputer enthielten keine Mikroprozessoren. In den 1980er Jahren ging die Verbreitung von Minicomputern zurück, da Mikroprozessoren immer leistungsfähiger und kostengünstiger wurden.
Als veralteter Begriff werden Minicomputer oft als Midrange-Computer bezeichnet.
Microcomputer vs. Mainframes
Ein Mainframe-Computer ist ein Hochleistungscomputer, der für große Rechenaufgaben verwendet wird, die eine höhere Verfügbarkeit und Sicherheit erfordern, als kleine Maschinen bieten können. Großrechner können Anfragen von mehreren Anwendern gleichzeitig verarbeiten, während ein Mikrocomputer für die Nutzung durch jeweils eine Person ausgelegt ist. Als solches kann ein Großrechner als ein System beschrieben werden, das eine Reihe von Mikrocomputern miteinander verbindet.