Stellen Sie sich eine Welt ohne Computer vor – unvorstellbar, nicht wahr? Doch wie hat alles angefangen? Begeben Sie sich auf eine faszinierende Reise durch die Geschichte der Informatik, von ihren bescheidenen Anfängen mit dem Abakus bis hin zur rasanten Entwicklung der modernen Computertechnologie. Entdecken Sie die bahnbrechenden Erfindungen und genialen Köpfe, die unsere heutige digitale Welt geformt haben: von Wilhelm Schickardts mechanischer Rechenmaschine im 17. Jahrhundert über Charles Babbages visionäre "Analytical Engine" bis hin zu Hermann Holleriths revolutionärer Lochkartenmaschine, die die Grundlage für die moderne Datenverarbeitung legte. Verfolgen Sie, wie Konrad Zuse mit seinen elektromechanischen Rechenautomaten Z1, Z2 und Z3 Pionierarbeit leistete und das Dualsystem in die Rechentechnik einführte. Erfahren Sie mehr über den "Colossus", den ersten elektronischen Digitalcomputer, der von Alan Mathison Turing entwickelt wurde, und den "MARK I" von Howard A. Aiken, ein Gigant seiner Zeit. Tauchen Sie ein in die Ära des ENIAC, dem ersten rein elektronisch arbeitenden Rechner, und erleben Sie die rasante Weiterentwicklung der Computergenerationen, von den anfänglichen Elektronenröhren bis zu den hochintegrierten Schaltkreisen der Gegenwart. Dieses Buch ist eine spannende Chronik der Informatik, die nicht nur die technologischen Fortschritte beleuchtet, sondern auch die visionären Denker würdigt, die unsere Welt für immer verändert haben. Eine inspirierende Lektüre für alle, die sich für die Ursprünge und die Zukunft der digitalen Revolution interessieren, ein Muss für jeden technikbegeisterten Leser und eine informative Quelle für Studierende und Fachleute der Informatik. Entdecken Sie die Meilensteine, die zur heutigen künstlichen Intelligenz, Spracherkennung und Parallelverarbeitung geführt haben. Dieses Buch ist eine essentielle Sammlung, um die Vergangenheit zu verstehen und die Zukunft der Computertechnologie zu antizipieren.
Die Geschichte der Informatik
1. Die Vorgeschichte
Die Informatik treibt die Entwicklung von Wissenschaft und Technik voran und ist selbst Produkt dieser Entwicklung.
Dabei sind 3 Fachgebiete prägend :
- Mathematik, insbesondere die numerischen Methoden
- Mechanik, insbesondere die mech. Rechenmaschinen
- Elektronik, insbesondere die Transistortechnik und Mikroelektronik Eines der ältesten Rechenhilfsmittel ist der sog. ABAKUS, welcher um ca. 1100 v.u.Z. in Ostasien erfunden wurde. Es handelt sich dabei um ein leicht zu bedienendes Speichergerät für Zwischenergebnisse einer Rechnung.
Die erste mechanische Rechenmaschine konstruierte der deutsche
Professor Wilhelm Schickardt im Jahr 1623. Mit Hilfe von verschiebbaren Rechenstäben konnten alle vier Grundrechenarten durchgeführt werden. Das Original der Maschine ist abgebrannt, so blieb Schickardts Arbeit ohne Einfluss auf die weitere Entwicklung.
Blaise Pascal stellte 1642 seine Rechenmaschine der Öffentlichkeit vor. Dieser Zweispeziesrechner ähnelt der Rechenuhr Schickardts hinsichtlich der Konstruktion.
Gottfried Wilhelm Leibniz setzte dem eins drauf und konstruierte 1671 den Vierspeziesrechner, mit der alle 4 Grundrechenarten durchführbar waren.
Die eigentlichen geistigen Begründer der heutigen Computer waren der Engländer Charles Babbage und der Deutsch-Amerikaner Hermann Hollerith.
Von 1822 - 1832 entwarf Charles Babbage den ersten digitalen
programmgesteuerten Rechenautomaten, genannt „Analytical Engine“. Der Entwurf dieser Maschine war revolutionär. Sie verfügte über alle Funktionseinheiten heutiger Computersysteme. Diese dampfbetriebene Maschine sollte mit Bolzen, Zahnrädern, Zylindern u.a. mechanischen Teilen arbeiten und war in der Lage, eine Kette von verwandten Rechnungen durchzuführen.
Babbage erkannte als erster, dass eine einzige Maschine einer Reihe verschiedener Zwecke dienen kann.
Hermann Hollerith entwickelte 1886 die erste elektrisch arbeitende
Lochkartenmaschine. Die große Bewährungsprobe kam mit der
Volkszählung 1890 in den USA. Statt 7 Jahre dauerte die Auswertung mit Hollerith´s Lochkartenmaschine nur noch 4 Wochen.
2. Das 20. Jahrhundert
Von 1934 bis 1941 baute Konrad Zuse die ersten funktionsfähigen programmgesteuerten Rechenautomaten Z1, Z2 und Z3. Sie funktionierten aufgrund einer Relaistechnik. Konrad Zuse führte somit das Dualsystem in die Rechentechnik ein.
Die Z1 baute Zuse noch aus rein mechanischen Elementen mit geringen Hilfsmitteln. Während diese, seine erste Maschine, nur teilweise funktionierte, arbeitete die Z3 schon ohne Fehler. Sie wurde im Auftrag der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt im Jahr 1941 fertiggestellt und verfügte über ein Rechenwerk mit 600 Relais und einen Speicher mit 2000 Relais. In einer Minute konnte diese Maschine bis zu 50 Operationen bewältigen. Das Originalgerät der Z3 ist im Krieg verloren gegangen, das Deutsche Museum in München besitzt aber eine Rekonstruktion.
Im Jahre 1943 wurde in Großbritannien der erste elektronische
Digitalcomputer namens „Colossus“ erbaut unter der Leitung des brit. Mathematikers Alan Mathison Turing.
In den USA entwickelte der Harvard-Professor Howard A. Aiken 1945 den „MARK I“. Diese Rechenanlage wurde unter strengster Geheimhaltung in Zusammenarbeit mit der Harvard-Universität und der Firma IBM entwickelt.
Obwohl Aiken weder von Babbage noch von Zuse wusste, glich der
Aufbau seiner Maschine dem der Maschinen von Konrad Zuse und dem Plan von Babbage.
Ein großer Unterschied bestand allerdings in der äußeren Form:
Im Gegensatz zur relativ kleinen Z3 war der MARK I mit seinen 15m
Länge und 2,5m Höhe ein Gigant und wurde auch als das „Monstrum von Cambridge“ bezeichnet.
Ein weiterer Unterschied war, dass der 2500 Mark teure Z3 bis zu 20 arithmetische Operationen in der Sekunde durchführen konnte, der MARK I allerdings 400000 Dollar kostete und lediglich 3 Additionen pro Sekunde zustande brachte.
Die Entwicklung ging in den Vereinigten Staaten sehr schnell voran und so kam es schon 1 Jahr später, also 1946, zur Inbetriebnahme des ENIAC [Electronical Numerical Integrator and Calculator], dem ersten Rechenautomaten, der rein elektronisch arbeitete. Geschaffen wurde diese Anlage von den beiden US-Wissenschaftlern J.P.Eckert und J.W.Mauchly.
Das wesentlich neue Bauelement war die Elektronenröhre oder auch als Triode bezeichnet. Mit 18000 Röhren war der ENIAC 200mal schneller als der MARK I, kostete dafür allerdings 20 Mio. Dollar und brachte stolze 30 Tonnen auf die Waage.
Aufgrund der Entwicklung neuer Bauelemente waren die Computer Mitte der 50er Jahre bereits 1000mal schneller als der ENIAC. Grund dafür waren u.a. kürzere Leitwege für den elektrischen Strom, die zu schnelleren internen Rechenzeiten führten.
3. Computergenerationen
Aufgrund der rasch folgenden technischen Revolution wurden bis heute
5 Computergenerationen entwickelt.
Die 1. Generationab 1952 war vorwiegend mit Elektronenröhren ausgestattet, wobei die Röhren durch Kilometer von manuell verdrahteten Leitungen miteinander verbunden waren und die Anlagen dadurch sehr kostspielig waren und viel Raum benötigten. Diese Rechner schafften etwa 1000 Additionen pro Sekunde, die Programmierung erfolgte über Maschinencode und eingesetzt wurden sie hauptsächlich für wissenschaftlich-technische Berechnungen. Die 2. Generationexistierte ab 1960 und wurde durch die Revolution der Transistoren, die die Röhren ersetzten, hervorgerufen. Zudem ersetzten gedruckte Schaltungen die meisten Kabel und Verdrahtungen, wodurch die Computer wesentl. kleiner und vorallem schneller wurden. Sie schafften bis zu 1000 Additionen pro Sekunde. Bei der 2. Generation verwendete man eine einfachere, symbolische Programmiersprache, die Assemblersprache.
Außerdem wurden die ersten problemorientierten Programmiersprachen entwickelt: FORTRAN (1958) sowie ALGOL 60 und COBOL (1960) Die Rechner der 2. Generation wurden u.a. als Prozessrechner und als kommerzielle Rechner eingesetzt.
Die Verwendung von SLT (Slid Logic Technology), eine von IBM entwickelte Mikroschalttechnik, brachte Mitte der 60er Jahredie 3. Generationhervor. Durch die winzigen, integrierten Schaltkreise konnten die Arbeitsleistungen der Computer enorm verbessert werden, sodass 500000 Additionen pro Sekunde möglich waren.
In der 3. Generation wurden die Abmessungen und Kosten derartig gesenkt, dass die Computer universell einsetzbar waren. Die 4. Generation, die es seit ca. 1970 gibt, wurde durch die Technologie der Mikroelektronik geprägt. Man verwendete u.a. hochintegrierte Schaltkreise, sog. Mikroprozessoren, und Speicherchips, wodurch eine Geschwindigkeit von ca. 10 Mio. Additionen pro Sekunde ermöglicht wurde. Bei der 4. Generation handelte es sich um Rechnernetze mit hoher Kommunikationsfähigkeit, die sowohl im öffentlichen als auch im privaten Bereich einsetzbar waren.
Bei der5. Generation, die es seit Anfang der 80er Jahre gibt, verwendet man höchstintegrierte Schaltkreise. Durch die Miniaturisierung und größere Packungsdichte werden Geschwindigkeiten von 100 Mio. Additionen pro Sekunde erreicht.
Seit den 90er Jahren hat man sich das Ziel gesetzt, die Expertensysteme zu vervollkommnen und die Systeme durch künstliche Intelligenz, Spracherkennung und Parallelisierung weiterzuentwickeln. Die Grundlage dafür bilden höchstintegrierte Schaltkreise mit mehreren Prozessoren auf einem Chip.
Das Computerzeitalter hat erst begonnen und die Entwicklung steht nicht still.
Wichtige Ereignisse in der Geschichte der Informatik
1100 v.u.Z.Abakus in Ostasien
1623 Wilhelm Schickardt entwirft erste mechanische Rechenmaschine
1642 Blaise Pascal stelltZweispeziesrechnervor
1671 Gottfried Wilhelm Leibniz konstruiertVierspeziesrechner
1822-1832 Charles Babbage entwirft dieAnalytical Engine
1886 Hermann Hollerith baut erste elektr. Lochkartenmaschine
1934-1941 Konrad Zuse baut ersten funktionsfähigen progr.-gesteuerten elektromechanischen RechenautomatenZ1, Z2undZ3
1943 Alan Mathison Turing leitet Bau des ersten elektronischen DigitalcomputersColossus
1945 Inbetriebnahme desMARK Ivon Howard A. Aiken
1946 J.P.Eckert und J.W.Mauchly entwickeln denENIAC
1952 Beginn der 1. Computergeneration
1955 erster Computer mit Transistoren um 1960 Beginn der 2. Computergeneration; erste problemorientierte Programmiersprachen (FORTRAN, ALGOL 60, COBOL) um 1965 Beginn der 3. Computergeneration; kleinere Rechner entstehen
1970 Beginn der 4. Generation und der Mikroprozessorära
Häufig gestellte Fragen: Die Geschichte der Informatik
Was sind die drei Fachgebiete, die die Entwicklung der Informatik geprägt haben?
Die drei Fachgebiete sind Mathematik (insbesondere numerische Methoden), Mechanik (insbesondere mechanische Rechenmaschinen) und Elektronik (insbesondere Transistortechnik und Mikroelektronik).
Was ist ein Abakus und wann wurde er erfunden?
Ein Abakus ist ein Rechenhilfsmittel, das als Speichergerät für Zwischenergebnisse einer Rechnung dient. Er wurde um ca. 1100 v.u.Z. in Ostasien erfunden.
Wer konstruierte die erste mechanische Rechenmaschine?
Der deutsche Professor Wilhelm Schickardt konstruierte die erste mechanische Rechenmaschine im Jahr 1623.
Wer hat den Vierspeziesrechner entwickelt?
Gottfried Wilhelm Leibniz konstruierte 1671 den Vierspeziesrechner, mit dem alle vier Grundrechenarten durchführbar waren.
Wer gilt als der geistige Begründer der heutigen Computer?
Charles Babbage und Hermann Hollerith gelten als die geistigen Begründer der heutigen Computer.
Was ist die "Analytical Engine" und wer hat sie entworfen?
Die "Analytical Engine" war der erste digitale programmgesteuerte Rechenautomat, entworfen von Charles Babbage zwischen 1822 und 1832.
Wer entwickelte die erste elektrisch arbeitende Lochkartenmaschine?
Hermann Hollerith entwickelte 1886 die erste elektrisch arbeitende Lochkartenmaschine.
Wer baute die ersten funktionsfähigen programmgesteuerten Rechenautomaten Z1, Z2 und Z3?
Konrad Zuse baute von 1934 bis 1941 die ersten funktionsfähigen programmgesteuerten Rechenautomaten Z1, Z2 und Z3.
Wann wurde der erste elektronische Digitalcomputer namens "Colossus" erbaut und wer leitete das Projekt?
Der erste elektronische Digitalcomputer "Colossus" wurde 1943 in Großbritannien unter der Leitung des britischen Mathematikers Alan Mathison Turing erbaut.
Was war der MARK I und wer hat ihn entwickelt?
Der MARK I war eine Rechenanlage, die 1945 von Harvard-Professor Howard A. Aiken in Zusammenarbeit mit der Harvard-Universität und IBM entwickelt wurde.
Was war der ENIAC und wann wurde er in Betrieb genommen?
Der ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Calculator) war der erste Rechenautomat, der rein elektronisch arbeitete. Er wurde 1946 in Betrieb genommen und von J.P. Eckert und J.W. Mauchly entwickelt.
Welche Bauelemente wurden in der 1. Computergeneration verwendet?
Die 1. Computergeneration ab 1952 war vorwiegend mit Elektronenröhren ausgestattet.
Welche Technologie revolutionierte die 2. Computergeneration?
Die 2. Computergeneration ab 1960 wurde durch die Revolution der Transistoren, die die Röhren ersetzten, hervorgerufen.
Was kennzeichnet die 4. Computergeneration?
Die 4. Computergeneration, die es seit ca. 1970 gibt, wurde durch die Technologie der Mikroelektronik geprägt. Man verwendete u.a. hochintegrierte Schaltkreise, sog. Mikroprozessoren, und Speicherchips.
Was sind die Ziele der Informatik seit den 90er Jahren?
Seit den 90er Jahren hat man sich das Ziel gesetzt, die Expertensysteme zu vervollkommnen und die Systeme durch künstliche Intelligenz, Spracherkennung und Parallelisierung weiterzuentwickeln.
Kannst du eine Zeitleiste wichtiger Ereignisse in der Geschichte der Informatik geben?
Hier ist eine Zusammenfassung wichtiger Ereignisse:
- 1100 v.u.Z.: Abakus in Ostasien
- 1623: Wilhelm Schickardt entwirft die erste mechanische Rechenmaschine
- 1642: Blaise Pascal stellt den Zweispeziesrechner vor
- 1671: Gottfried Wilhelm Leibniz konstruiert den Vierspeziesrechner
- 1822-1832: Charles Babbage entwirft die Analytical Engine
- 1886: Hermann Hollerith baut die erste elektrische Lochkartenmaschine
- 1934-1941: Konrad Zuse baut die ersten funktionsfähigen programmgesteuerten elektromechanischen Rechenautomaten Z1, Z2 und Z3
- 1943: Alan Mathison Turing leitet den Bau des ersten elektronischen Digitalcomputers Colossus
- 1945: Inbetriebnahme des MARK I von Howard A. Aiken
- 1946: J.P. Eckert und J.W. Mauchly entwickeln den ENIAC
- 1952: Beginn der 1. Computergeneration
- Um 1955: Erster Computer mit Transistoren
- Um 1960: Beginn der 2. Computergeneration; erste problemorientierte Programmiersprachen (FORTRAN, ALGOL 60, COBOL)
- Um 1965: Beginn der 3. Computergeneration; kleinere Rechner entstehen
- 1970: Beginn der 4. Generation und der Mikroprozessorära
- 1980: Beginn der 5. Computergeneration
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- Monique Wolf (Author), 2001, Geschichte der Informatik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/102548
