Grundlagen
Grundsätzlich unterscheiden sich zwei Bauweisen: Ein Computer ist ein Digitalcomputer, wenn er mit digitalen Geräteeinheiten digitale Daten verarbeitet; er ist ein Analogcomputer, wenn er mit analogen Geräteeinheiten analoge Daten verarbeitet.
Bis auf wenige Ausnahmen werden heute fast ausschließlich Digitalcomputer eingesetzt. Diese folgen gemeinsamen Grundprinzipien, mit denen ihre freie Programmierung ermöglicht wird. Bei einem Digitalcomputer werden dabei zwei grundsätzliche Bausteine unterschieden: Die Hardware, die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird, sowie die Software, die die Programmierung des Computers beschreibt.
Ein Digitalcomputer besteht zunächst nur aus Hardware. Die Hardware stellt erstens einen so genannten Speicher bereit, in dem Daten wie in Schubladen gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können. Zweitens verfügt das Rechenwerk der Hardware über grundlegende Bausteine für eine freie Programmierung, mit denen jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Diese Bausteine sind im Prinzip die Berechnung, der Vergleich, und der bedingte Sprung. Ein Digitalcomputer kann beispielsweise zwei Zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. In der Informatik wird dieses Modell theoretisch durch die Turing-Maschine abgebildet; die Turing-Maschine stellt die grundsätzlichen Überlegungen zur Berechenbarkeit dar.
Erst durch eine Software wird der Digitalcomputer jedoch nützlich. Jede Software ist im Prinzip eine definierte, funktionale Anordnung der oben geschilderten Bausteine Berechnung, Vergleich und Bedingter Sprung, wobei die Bausteine beliebig oft verwendet werden können. Diese Anordnung der Bausteine, die als Programm bezeichnet wird, wird in Form von Daten im Speicher des Computers abgelegt. Von dort kann sie von der Hardware ausgelesen und abgearbeitet werden. Dieses Funktionsprinzip der Digitalcomputer hat sich seit seinen Ursprüngen in der Mitte des 20. Jahrhunderts nicht wesentlich verändert, wenngleich die Details der Technologie erheblich verbessert wurden.
Analogrechner funktionieren jedoch nach einem anderen Prinzip. Bei ihnen ersetzen analoge Bauelemente (Verstärker, Kondensatoren) die Logikprogrammierung. Analogrechner wurden früher häufiger zur Simulation von Regelvorgängen eingesetzt (siehe: Regelungstechnik), sind heute aber fast vollständig von Digitalcomputern verdrängt worden.
Hardwarearchitektur
Das heute allgemein angewandte Prinzip, das nach seiner Beschreibung durch John von Neumann von 1946 als „Von-Neumann-Architektur“ bezeichnet wird, definiert für einen Computer fünf Hauptkomponenten:
In den heutigen Computern sind die ALU und die Steuereinheit meistens zu einem Baustein verschmolzen, der so genannten
CPU (Central Processing Unit, zentraler
Prozessor).
Der Speicher ist eine Anzahl von durchnummerierten „Zellen“; jede von ihnen kann ein kleines Stück Information aufnehmen. Diese Information wird als Binärzahl, also einer Abfolge von ja/nein-Informationen, in der Speicherzelle abgelegt – besser vorzustellen als eine Folge von Nullen und Einsen. Ein Charakteristikum der „Von Neumann-Architektur“ ist, dass diese Binärzahl (beispielsweise 01000001, was der Dezimalzahl 65 entspricht) entweder ein Teil der Daten sein kann (also zum Beispiel der Buchstabe „A“), oder ein Befehl für die CPU („Springe ...“).
Wesentlich in der Von-Neumann-Architektur ist, dass sich Programm und Daten einen Speicherbereich teilen (dabei belegen die Daten in aller Regel den unteren und die Programme den oberen Speicherbereich).
Dem gegenüber stehen in der sog. Harvard-Architektur Daten und Programmen eigene (physikalisch getrennte) Speicherbereiche zur Verfügung, dadurch können Daten-Schreiboperationen keine Programme überschreiben.
In der Von-Neumann-Architektur ist die Steuereinheit dafür zuständig, zu wissen, was sich an welcher Stelle im Speicher befindet. Man kann sich das so vorstellen, dass die Steuereinheit einen „Zeiger“ auf eine bestimmte Speicherzelle hat, in der der nächste Befehl steht, den sie auszuführen hat. Sie liest diesen aus dem Speicher aus, erkennt zum Beispiel „65“, erkennt dies als „Springe“. Dann geht sie zur nächsten Speicherzelle, weil sie wissen muss, wohin sie springen soll. Sie liest auch diesen Wert aus, und interpretiert die Zahl als Nummer (so genannte Adresse) einer Speicherzelle. Dann setzt sie den Zeiger auf eben diese Speicherzelle, um dort wiederum ihren nächsten Befehl auszulesen; der Sprung ist vollzogen. Wenn der Befehl zum Beispiel statt „Springe“ lauten würde „Lies Wert“, dann würde sie nicht den Programmzeiger verändern, sondern aus der in der Folge angegebenen Adresse einfach den Inhalt auslesen, um ihn dann beispielsweise an die ALU weiterzuleiten.
Die ALU hat die Aufgabe, Werte aus Speicherzellen zu kombinieren. Sie bekommt die Werte von der Steuereinheit geliefert, verrechnet sie (addiert beispielsweise zwei Zahlen, welche die Steuereinheit aus zwei Speicherzellen ausgelesen hat) und gibt den Wert an die Steuereinheit zurück, die den Wert dann für einen Vergleich verwenden oder wieder in eine dritte Speicherzelle zurückschreiben kann.
Die Ein-/Ausgabeeinheiten schließlich sind dafür zuständig, die initialen Programme in die Speicherzellen einzugeben und dem Benutzer die Ergebnisse der Berechnung anzuzeigen.
Softwarearchitektur
Die Von-Neumann-Architektur ist gewissermaßen die unterste Ebene des Funktionsprinzips eines Computers oberhalb der elektrophysikalischen Vorgänge in den Leiterbahnen. Die ersten Computer wurden auch tatsächlich so programmiert, dass man die Nummern von Befehlen und von bestimmten Speicherzellen so, wie es das Programm erforderte, nacheinander in die einzelnen Speicherzellen schrieb. Um diesen Aufwand zu reduzieren, wurden Programmiersprachen entwickelt. Diese generieren die Zahlen innerhalb der Speicherzellen, die der Computer letztlich als Programm abarbeitet, aus höheren Strukturen heraus automatisch.
Später wurden bestimmte sich wiederholende Prozeduren in so genannten Bibliotheken zusammengefasst, um nicht jedes Mal das Rad neu erfinden zu müssen, z. B. das Interpretieren einer gedrückten Tastaturtaste als Buchstabe „A“ und damit als Zahl „65“ (im ASCII-Code). Die Bibliotheken wurden in übergeordneten Bibliotheken gebündelt, welche Unterfunktionen zu komplexen Operationen verknüpfen (Beispiel: die Anzeige eines Buchstabens „A“, bestehend aus 20 einzelnen schwarzen und 50 einzelnen weißen Punkten auf dem Bildschirm, nachdem der Benutzer die Taste „A“ gedrückt hat).
In einem modernen Computer arbeiten sehr viele dieser Programmebenen über- bzw. untereinander. Komplexere Aufgaben werden in Unteraufgaben zerlegt, die von anderen Programmierern bereits bearbeitet wurden, die wiederum auf die Vorarbeit weiterer Programmierer aufbauen, deren Bibliotheken sie verwenden. Auf der untersten Ebene findet sich aber immer der so genannte Maschinencode – jene Abfolge von Zahlen, mit der der Computer auch tatsächlich gesteuert wird.
Während früher eine CPU nur mit diesem Maschinencode gesteuert werden konnte, sind inzwischen auch CPUs programmierbar und damit kleine eigenständige Computer.
Herstellungsbedingungen
Die Arbeitsbedingungen, unter denen Computer hergestellt werden, blieben in der Vergangenheit vielfach der Öffentlichkeit verborgen. Die meisten großen Computerfirmen lassen ihre Rechner von Partnerfirmen in Ländern wie China, Taiwan oder Indonesien bauen. Vielfach sind die Arbeitsbedingungen dort miserabel. Eine Initiative der Nichtregierungsorganisation Weed; unter dem Namen „PC global“ hat sich zum Ziel gesetzt, Missstände bei der Computerherstellung aufzudecken.
Geschichte
Die Computertechnologie entwickelte sich im Vergleich zu anderen Elektrogeräten sehr schnell. Die Entwicklungsgeschichte des Computers reicht zurück bis in die Antike und ist damit wesentlich länger als die Geschichte der modernen Computertechnologien und mechanischen oder elektrischen Hilfsmitteln (Rechenmaschinen oder Hardware). Sie umfasst dabei auch die Entwicklung von Rechenmethoden, die etwa für einfache Schreibgeräte auf Papier und Tafeln entwickelt wurden. Im folgenden wird entsprechend versucht, einen Überblick über diese Entwicklungen zu geben.
Zahlen als Grundlage der Computergeschichte
Das Konzept der Zahlen lässt sich auf keine konkreten Wurzeln zurückführen und hat sich wahrscheinlich mit den ersten Notwendigkeiten der Kommunikationn zwischen zwei Individuen entwickelt. Entsprechend findet man in allen bekannten Sprache mindestens für die Zahlen eins und zwei und auch in der Kommunikation von vielen Tierarten (etwa verschiedener Primaten, aber auch Vögeln wie der Amsel) lässt sich die Möglichkeit der Unterscheidung unterschiedlicher Mengen von Gegenständen feststellen.
Die Weiterentwicklung dieser einfachen numerischen Systeme führte wahrscheinlich zur Entdeckung der ersten mathematischen Rechenoperation wie der Addition, der Subtraktion, der Multiplikation und der Division oder auch der Quadratzahlen und der Quadratwurzeln. Diese Operationen wurden formalisiert (in Formel dargestellt) und dadurch überprüfbar. Daraus entwickelten sich dann weiterführende Betrachtungen, etwa die von Euklid entwickelte Darstellung des größten gemeinsamen Teilers.
Im Mittelalter erreichte das Arabische Zahlensystem Europa und erlaubte eine größere Systematisierung bei der Arbeit mit Zahlen. Die Möglichkeiten erlaubten die Darstellung von Zahlen, Ausdrücke und Formeln auf Papier und die Tabellierung von mathematischen Funktionen wie etwa der Quadratwurzeln oder des einfachen Logarithmus sowie der Trigonometrie. Zur Zeit der Arbeiten von Isaac Newton war Papier und Velin eine bedeutende Ressource für Rechenaufgaben und ist dies bis in die heutige Zeit geblieben, in der Forscher wie Enrico Fermi seitenweise Papier mit mathematischen Berechnungen füllten und Richard Feynman jeden mathematischen Schritt mit der Hand bis zur Lösung berechnete, obwohl es zu seiner Zeit bereits programmierbare Rechner gab.
Frühe Entwicklung von Rechenmaschinen und -hilfsmitteln
Die Entwicklung mechanischer Rechenhilfen
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Eine nicht ausbalancierte Waage
Das früheste Gerät, das in rudimentären Ansätzen mit einem heutigen Computer vergleichbar ist, ist der
Abakus, eine mechanische Rechenhilfe, die vermutlich um 1100 v. Chr. im indo-chinesischen Kulturraum erfunden wurde. Der Abakus wurde bis ins 17. Jahrhundert benutzt und dann von den ersten
Rechenmaschinen ersetzt. Einem ähnlichen Zweck diente auch das Rechenbrett des
Pythagoras. Ebenfalls zu den frühen Rechenmaschinen gehört die
Balkenwaage, die allerdings keinen numerischen Ansatz bietet sondern mit deren Hilfe versucht werden soll, beidseitig einer gemeinsamen Aufhängung eine Gleichheit des Gewichtes zu erreichen.
Mechanismus von Antikythera
Bereits im 1. Jh. v. Chr. wurde mit dem
Computer von Antikythera die erste Rechenmaschine erfunden. Das Gerät diente vermutlich für astronomische Berechnungen und funktionierte mit einem
Differentialgetriebe, einer erst im 13. Jahrhundert wiederentdeckten Technik.
Mit dem Untergang der Antike kam der technische Fortschritt zum Stillstand und in den Zeiten der Völkerwanderung ging viel Wissen verloren (so beispielsweise auch der Computer von Antikythera, der erst 1902 wiederentdeckt wurde). Das Mittelalter schließlich hemmte den technischen Fortschritt. Doch ab der Neuzeit begann sich der Motor des technischen Fortschritts wieder langsam zu drehen und beschleunigte fortan - und dies tut er bis heute.
1614 publizierte John Napier seine Logarithmentafel und 1623 baute Wilhelm Schickard die erste Vier-Spezies-Maschine und damit den ersten mechanischen Rechner der Neuzeit, wodurch er bis heute zum „Vater der Computerära“ wurde. Seine Konstruktion basierte auf dem Zusammenspiel von Zahnrädernkunstkunst, die im wesentlichen aus dem Bereich der Uhrmacher stammten und dort genutzt wurden, wodurch seine Maschine den Namen „rechnende Uhr“ erhielt. Praktisch angewendet wurde die Maschine von Johannes Kepler bei seinen astronomischen Berechnungen.
1642 folgte Blaise Pascal mit seiner Rechenmaschine, der Pascaline. 1668 entwickelte Samuel Morland eine Rechenmaschine, die erstmals nicht dezimal addierte, sondern auf das englische Geldsystem abgestimmt war. 1673 baute Gottfried Wilhelm Leibniz seine erste Vier-Spezies-Maschine und erfand 1703 das binäre Zahlensystem (Dualsystem), das später die Grundlage für die Digitalrechner und darauf aufbauend die digitale Revolution wurde.
Mechanischer Rechner von 1914
Der Rechenschieber, eine der wichtigsten mechanischen Rechenhilfen für die Multiplikation und Division
1805 entwickelte
Joseph-Marie Jacquard Lochkarten, um Webstühle zu steuern. 1820 baute
Charles Xavier Thomas de Colmar das „
Arithmometer“, den ersten Rechner, der in Massenproduktion hergestellt wurde und somit den Computer für Großunternehmen erschwinglich machte.
Charles Babbage entwickelte von 1820 bis 1822 die
Differenzmaschine (engl. Difference Engine) und 1833 die
Analytical Engine, konnte sie aber aus Geldmangel nicht bauen. 1843 bauten Edvard und
George Scheutz in
Stockholm den ersten mechanischen Computer nach den Ideen von Babbage. Im gleichen Jahr entwickelte
Ada Lovelace eine Methode zur Programmierung von Computern nach dem Babbage-System und schrieb damit das erste Computerprogramm. 1890 wurde die US-Volkszählung mit Hilfe des Lochkartensystems von
Herman Hollerith durchgeführt. Im gleichen Jahr baute Torres y Quevedo eine
Schachmaschine, die mit König und Turm einen König matt setzen konnte, und somit den ersten Spielcomputer.
Mechanische Rechner wie die darauf folgenden Addierer, der Comptometer, der Monroe-Kalkulator, die Curta und der Addo-X wurden bis in die 1970er Jahre genutzt. Anders als Leibniz nutzten die meisten Rechner das Dezimalsystem, das technisch schwieriger umzusetzen war. Dies galt sowohl für die Rechner von Charles Babbage um 1800 wie auch für den ENIAC von 1945, den ersten elektronischen Universalrechner überhaupt.
Der Siegeszug des elektronischen Digitalrechners
Vom Beginn des 20. Jahrhunderts bis zum Ende des zweiten Weltkrieges
1935 stellten
IBM die
IBM 601 vor, eine Lochkartenmaschine, die eine Multiplikation pro Sekunde durchführen konnte. Es wurden ca. 1500 Exemplare verkauft. 1937 meldete
Konrad Zuse zwei Patente an, die bereits alle Elemente der so genannten
Von-Neumann-Architektur beschreiben. Im gleichen Jahr baute
John Atanasoff zusammen mit dem Doktoranden Clifford Berry einen der ersten Digitalrechner, den
Atanasoff-Berry-Computer und
Alan Turing publizierte einen Artikel, der die Turing-Maschine, ein abstraktes Modell zur Definition des Algorithmusbegriffs, beschreibt.
1938 stellte Konrad Zuse die Zuse Z1 fertig, einen frei programmierbaren mechanischen Rechner, der allerdings aufgrund von Problemen mit der Fertigungspräzision nie voll funktionstüchtig war. Die Z1 verfügte bereits über Gleitkommarechnung. Sie wurde im Krieg zerstört und später nach Originalplänen neu gefertigt, die Teile wurden auf modernen Fräs- und Drehbänken hergestellt. Dieser Nachbau der Z1, welcher im Deutschen Technik Museum in Berlin steht, ist mechanisch voll funktionsfähig und hat eine Rechengeschwindigkeit von 1 Hz, vollzieht also eine Rechenoperation pro Sekunde. Ebenfalls 1938 publizierte Claude Shannon einen Artikel darüber, wie man symbolische Logik mit Relais implementieren kann. (Lit: Shannon 1938)
Während des Zweiten Weltkrieges gab Alan Turing die entscheidenden Hinweise zur Entschlüsselung der ENIGMA-Codes und baute dafür einen speziellen mechanischen Rechner, Turing-Bombe genannt. Ebenfalls im Krieg (1941) baute Konrad Zuse die erste funktionstüchtige programmgesteuerte, binäre Rechenmaschine, bestehend aus einer großen Zahl von Relais, die Zuse Z3. Die Z3 war turingmächtig und damit außerdem die erste Maschine, die – im Rahmen des verfügbaren Speicherplatzes – beliebige Algorithmen automatisch ausführen konnte. Aufgrund dieser Eigenschaften wird sie oft als erster funktionsfähiger Computer der Geschichte betrachtet. Die nächsten Digitalrechner waren der in den USA gebaute Atanasoff-Berry-Computer (Inbetriebnahme 1941) und die britische Colossus (1941). Sie dienten speziellen Aufgaben und waren nicht turingmächtig. Auch Maschinen auf analoger Basis wurden erstellt.
Auf das Jahr 1943 wird auch die angeblich von IBM-Chef Thomas J. Watson stammende Aussage „Ich glaube, es gibt einen weltweiten Bedarf an vielleicht fünf Computern.“ datiert. Im gleichen Jahr stellte Tommy Flowers mit seinem Team in Bletchley Park den ersten „Colossus“ fertig. 1944 erfolgte die Fertigstellung des ASCC (Automatic Sequence Controlled Computer, „Mark I“ durch Howard H. Aiken) und das Team um Reinold Weber stellte eine Entschlüsselungsmaschine für das Verschlüsselungsgerät M-209 der US-Streitkräfte fertig [http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/co/18371/1.html ]
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Eigenschaften der ersten fünf Digitalrechner
| Modell
| Land
| Inbetriebnahme
| Binär
| Elektronisch
| Programmierbar
| Turingmächtig
|
| Zuse Z3
| Deutschland
| Mai 1941
| Ja
| Nein
| Ja, durch Lochstreifen
| Ja
|
| Atanasoff-Berry-Computer
| USA
| Sommer 1941
| Ja
| Ja
| Nein
| Nein
|
| Colossus
| UK
| 1943
| Ja
| Ja
| Teilweise, durch Neuverkabelung
| Nein
|
| Mark I
| USA
| 1944
| Nein
| Nein
| Ja, durch Lochstreifen
| Ja
|
| ENIAC
| USA
| 1944
| Nein
| Ja
| Teilweise, durch Neuverkabelung
| Ja
|
| 1948
| Nein
| Ja
| Ja, durch eine Matrix aus Widerständen
| Ja
|
Nachkriegszeit
Das Ende des Zweiten Weltkriegs erlaubte es, dass Europäer und Amerikaner von ihren Fortschritten gegenseitig wieder Kenntnis erlangten. 1946 wurde der
Electronical Numerical Integrator and Computer (ENIAC) unter der Leitung von
John Eckert und
John Mauchly entwickelt. ENIAC ist der erste elektronische digitale
Universalrechner. 1947 baute
IBM den
Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC), einen Hybridcomputer mit
Röhren und mechanischen
Relais und die
Association for Computing Machinery (ACM) wurde als erste wissenschaftliche Gesellschaft für
Informatik gegründet. Im gleichen Jahr wurde auch der
Transistor erfunden, der heute aus der modernen Technik nicht mehr weggedacht werden kann. Die maßgeblich an der Erfindung beteiligten
William B. Shockley,
John Bardeen und
Walter Brattain erhielten 1956 den
Nobelpreis für Physik. In die späten 1940er Jahre fällt auch der Bau des
Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC), der erstmals die
Von-Neumann-Architektur implementierte.
1949 stellte Edmund C. Berkeley, Begründer der ACM, mit „Simon“ den ersten digitalen, programmierbaren Computer für den Heimgebrauch vor. Er bestand aus 50 Relais und wurde in Gestalt von Bauplänen vertrieben, von denen in den ersten zehn Jahren ihrer Verfügbarkeit über 400 Exemplare verkauft wurden. Im selben Jahr stellte Maurice Wilkes mit seinem Team in Cambridge den Electronic Delay Storage Automatic Calculator (EDSAC) vor; basierend auf John von Neumanns EDVAC ist es der erste Rechner, der vollständig speicherprogrammierbar war. Ebenfalls 1949 stellte Steve Kolberg die Zuse Z4 fertig, deren Bau schon 1942 begonnen wurde und 1944 in wesentlichen Teilen abgeschlossen war, aber kriegsbedingt nicht fertiggestellt werden konnte. 1950 wurde die Z4 von der Firma Zuse KG an die ETH Zürich geliefert und ging dort in Betrieb.
In den 1950er Jahren setzte die Produktion kommerzieller (Serien-)Computer ein. So baute Remington Rand 1951 ihren ersten kommerziellen Röhrenrechner, den UNIVersal Automatic Computer I (UNIVAC I) und 1955 Bell Labs für die US Air Force mit dem TRansistorized Airborne DIgital Computer den ersten Computer, der komplett mit Transistoren statt Röhren bestückt war; im gleichen Jahr baute die DDR mit der „OPtik-REchen-MAschine“ (OPREMA) ihren ersten Computer. 1956 fertigte IBM das erste Magnetplattensystem (Random Access Method of Accounting and Control (RAMAC)). Ab 1958 wurde die Electrologica X1 als volltransistorisierter Serienrechner gebaut. Noch im selben Jahr stellte die Polnische Akademie der Wissenschaften in Zusammenarbeit mit dem Laboratorium für mathematische Apparate unter der Leitung von Romuald Marczynski den ersten polnischen Digital Computer 'XYZ' vor. Vorgesehenes Einsatzgebiet war die Nuklearforschung. 1959 begann Siemens mit der Auslieferung des Siemens 2002, des ersten in Serie gefertigten und vollständig auf Basis von Transistoren hergestellten Computers.
1960er
1960 baute IBM den IBM 1401, einen transistorisierten Rechner mit Magnetbandsystem, und
DECs (Digital Equipment Corporation) erster Minicomputer, die
PDP-1 (Programmierbarer Datenprozessor) erscheint. 1962 lieferte die
Telefunken AG die ersten
TR 4 aus. 1964 baute DEC den Minicomputer PDP-8 für unter 20.000 Dollar.
1964 definierte IBM die erste Computerarchitektur S/360, womit Rechner verschiedener Leistungsklassen denselben Code ausführen können und bei Texas Instruments wird der erste „integrierte Schaltkreis“ (IC) entwickelt. 1965 stellte das Moskauer Institut für Präzisionsmechanik und Computertechnologie unter der Leitung seines Chefentwicklers Sergej Lebedjew mit dem BESM-6 den ersten exportfähigen Großcomputer der UdSSR vor. BESM-6 wurde ab 1967 mit Betriebssystem und Compiler ausgeliefert und bis 1987 gebaut. 1966 erschien dann auch noch mit D4a ein 33bit Auftischrechner der TU Dresden.
1968 bewarb Hewlett-Packard (HP) den HP-9100A in der Science-Ausgabe vom 4. Oktober 1968 als „personal computer“. Im Dezember stellten Douglas C. Engelbart und William English vom Stanford Research Institute (SRI) die erste Computermaus vor, mangels sinnvoller Einsatzmöglichkeit (es gab noch keine grafischen Benutzeroberflächen) interessierte dies jedoch kaum jemanden.
1970er
Mit der Erfindung des serienmäßig produzierbaren Mikroprozessors wurden die Computer immer kleiner und leistungsfähiger. Doch noch wurde das Potential der Computer verkannt. So sagte noch 1977
Ken Olson, Präsident und Gründer von DEC: „Es gibt keinen Grund, warum jemand einen Computer zu Hause haben wollte.“
1971 war es Intel, der mit dem 4004 den ersten in Serie gefertigten Mikroprozessor baute. Er bestand aus 2250 Transistoren. 1971 lieferte Telefunken den TR 440 an das Deutsche Rechenzentrum Darmstadt, sowie an die Universitäten Bochum und München. 1972 ging der Illiac IV, ein Supercomputer mit Array-Prozessoren, in Betrieb. 1973 erschien mit Xerox Alto der erste Computer mit Maus, graphischer Benutzeroberfläche (GUI) und eingebauter Ethernet-Karte; und die französische Firma R2E begann mit der Auslieferung des Micral. 1974 stellte HP mit dem HP-65 den ersten programmierbaren Taschenrechner vor und Motorola baute den 6800 Prozessor währenddessen Intel den 8080 Prozessor fertigte. 1975 begann MITS mit der Auslieferung des Altair 8800.
1975 Maestro I (Ursprünglich Programm-Entwicklungs-Terminal-System PET) von Softlab war weltweit die erste Integrierte Entwicklungsumgebung für Software. Maestro I wurde weltweit 22.000 Mal installiert, davon 6.000 Mal in der Bundesrepublik Deutschland. Maestro I war in den 70-er und 80-er Jahren führend auf diesem Gebiet.
1976 brachte Apple Computer den Apple I auf den Markt und Zilog entwickelte den Z80 Prozessor. 1977 kamen der Apple II, der Commodore PET und der Tandy TRS 80 auf den Markt. 1978 brachte DEC die VAX-11/780, eine Maschine speziell für virtuelle Speicheradressierung, auf den Markt. 1979 schließlich brachte Atari seine Rechnermodelle 400 und 800 in die Läden. Revolutionär war, dass mehrere Custom-Chips den Hauptprozessor entlasteten.
1980er
Die 1980er waren die Blütezeit der
Heimcomputer, zunächst mit 8-Bit-Mikroprozessoren und einem
Arbeitsspeicher bis 64 kB (
Commodore VC20,
C64,
Sinclair ZX80/
81,
Sinclair ZX Spectrum,
Schneider/Amstrad CPC 464/664), später auch leistungsfähigere Modelle mit 16-Bit- oder 16/32-Bit-Mikroprozessoren (z. B.
Amiga,
Atari ST). Diese Entwicklung wurde durch IBM in Gang gesetzt, die 1981 den
IBM-PC (
Personal Computer) vorstellten und damit entscheidend die weitere Entwicklung bestimmten.
1982 brachte Intel den 80286-Prozessor auf den Markt und Sun Microsystems entwickelte die Sun-1 Workstation. 1984 wurde der Apple Macintosh gebaut und setzte neue Maßstäbe für Benutzerfreundlichkeit. Die Sowjetunion konterte mit ihrem „Kronos 1“, einer Bastelarbeit des Rechenzentrums in Akademgorodok. Im Januar 1985 stellte Atari den ST-Computer auf der Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas vor. Im Juli produzierte Commodore den ersten Amiga-Heimcomputer. In Sibirien wurde der „Kronos 2“ vorgestellt, der dann als „Kronos 2.6“ für vier Jahre in Serie ging. 1986 brachte Intel den 80386-Prozessor auf den Markt, 1989 den 80486. Ebenfalls 1986 präsentierte Motorola den 68030-Prozessor. 1988 stellte NeXT mit Steve Jobs, Mitgründer von Apple, den gleichnamigen Computer vor.
1990er
Die 1990er sind das Jahrzehnt des Internets und des
World Wide Web. (
Siehe auch Geschichte des Internets, Chronologie des Internets) 1991 spezifizierte das AIM-Konsortium (Apple, IBM, Motorola) die
PowerPC-Plattform. 1992 stellte DEC die ersten Systeme mit dem 64-Bit-
Alpha-Prozessor vor.
1993 brachte Intel den
Pentium-Prozessor auf den Markt, 1995 den
Pentium Pro. 1994 stellte
Leonard Adleman mit dem
TT-100 den ersten Prototypen für einen
DNA-Computer vor, im Jahr darauf
Be Incorporated die
BeBox. 1999 baute Intel den
Supercomputer ASCI Red mit 9.472 Prozessoren und
AMD stellte mit dem
Athlon den Nachfolger der
K6-Prozessorfamilie vor.
Entwicklung im 21. Jahrhundert
Zu Beginn des 21. Jahrhunderts sind Computer sowohl in beruflichen wie privaten Bereichen allgegenwärtig und allgemein akzeptiert. Während die Leistungsfähigkeit in klassischen Anwendungsbereichen weiter gesteigert wird, werden digitale Rechner unter anderem in die
Telekommunikation und
Bildbearbeitung integriert. 2001 baute IBM den Supercomputer ASCI White und 2002 ging der
NEC Earth Simulator in Betrieb.
2003 lieferte Apple den PowerMac
G5 aus, den ersten Computer mit 64-Bit-Prozessoren für den Massenmarkt. AMD zog mit dem
Opteron und dem
Athlon 64 nach. 2005 produzierten AMD und Intel erste
Dual-Core Prozessoren, 2006 doppelte Intel mit den ersten
Core 2 Quad-Prozessoren nach.
Zukunftsperspektiven
Zukünftige Entwicklungen bestehen aus der möglichen Nutzung biologischer Systeme (Biocomputer), optischer Signalverarbeitung und neuen physikalischen Modellen (Quantencomputeren). Weitere Verknüpfungen zwischen biologischer und technischer Informationsverarbeitung. Auf der anderen Seite nimmt man langsam Abstand von nicht realisierten Trends der letzten 20 Jahre, Expertensysteme und Künstliche Intelligenz, die ein Bewusstsein entwickeln, sich selbst verbessern oder gar rekonstruieren, zu erforschen.
Für weitere Entwicklungen und Trends, von denen viele noch den Charakter von Schlagwörtern bzw. Hypes haben, siehe Autonomic Computing (= Rechnerautonomie), Grid Computing, Pervasive Computing, Ubiquitäres Computing (= Rechnerallgegenwart) und Wearable Computing.
Zeitleiste
Siehe auch
Fußnoten
Literatur
- Konrad Zuse: Der Computer – Mein Lebenswerk, Springer: Berlin, 1993, ISBN 3-540-56292-3
- Ron White: So funktionieren Computer. Ein visueller Streifzug durch den Computer & alles, was dazu gehört, Markt+Technik: München, 2004, ISBN 3-8272-6714-5
- M. Budde: Computer-Allgemeinwissen , Kostenloses Computerbuch für absolute Anfänger, PDF-Datei
Geschichte
Sekundärliteratur
- Berkeley, Edmund Callis: Giant Brains or Machines That Think, New York: John Wiley & Sons 1949 (7. Aufl. 1963) – die erste popoläre Darstellung der EDV, trotz des für moderne Ohren seltsam klingenden Titels sehr seriös und fundiert – relativ einfach antiquarisch und in fast allen Bibliotheken zu finden
- Bowden, B. V. (Hg.): Faster Than Thought, New York: Pitman 1953 (Nachdruck 1963) – eine frühe populäre Darstellung der EDV, gibt den Stand seiner Zeit verständlich und ausführlich wieder; nur mehr antiquarisch und in Bibliotheken zu finden, ISBN 0-273-31580-3
- Friedewald, Michael, Der Computer als Werkzeug und Medium. Die geistigen und technischen Wurzeln des Personalcomputers, GNT-Verlag 2000, ISBN 3928186477 - hervorragende Studie
- Head, Simon, The New Ruthless Economy. Work and Power in the Digital Age, Oxford UP 2005, ISBN 0-19-517983-8 - der Einsatz des Computers in der Tradition des Taylorismus
- Hoffmann, Ute, Computerfrauen. Welchen Anteil hatten Frauen an der Computergeschichte und -arbeit?, München 1987
- N.N.: Loading History. Computergeschichte(n) aus der Schweiz, Bern: Museum für Kommunikation 2001 ISBN 3-0340-0540-7 – Ausstellungskatalog zu einer Sonderausstellung mit Schweizer Schwerpunkt, aber für sich alleine lesbar
- N.N.: HNF Heinz Nixdorf Forum Museumsführer, Paderborn: HNF 2000 ISBN 3-9805757-2-1 – Museumsführer des nach eigener Darstellung weltgrößten Computermuseums
- Weinhart, Karl: Informatik und Automatik. Führer durch die Ausstellungen, München: Deutsches Museum 1990 ISBN 3-924183-14-7 – der Katalog zu den permanenten Ausstellungen des Deutschen Museums zum Thema; vor allem als ergänzende Literatur zum Ausstellungsbesuch empfohlen
- Wurster, Christian: Computers. Eine illustrierte Geschichte, Taschen 2002 ISBN 3-8228-5729-7 – eine vom Text her leider nicht sehr exakte Geschichte der EDV mit einzelnen Fehlern, die aber durch die Gastbeiträge einzelner Persönlichkeiten der Computergeschichte und durch die zahlreichen Fotos ihren Wert hat
- Reifenrath, Andre: Geschichte der Simulation, Humboldt Universität Berlin 2000, Dissertation. Geschichte des Computers von den Anfängen bis zur Gegenwart unter besonderer Berücksichtigung des Themas der Visualisierung und Simulation durch den Computer. Als PDF zu finden auf PEO Suchwort Engelbart eingeben oder direkt als PDF
Primärquellen
- Claude E. Shannon: A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits, in: Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, Volume 57, 1938, Seite 713–723
Weblinks
Computermuseen
Computer
Tietokone
Ordinateur
Datamaskin
Dator
)
IBM PC 5150
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Laptop (Notebook)
)
NeXTstation
)
PDP-7
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Macintosh SE
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