Die Kraft der Mathematik zog schon seit je die Menschen in ihren Bann. Diese komplexe Wissenschaft zu beherrschen, versuchten bereits die großen Denker der Antike, aber auch die Babylonier und die alten Ägypter benutzten schon viel eher die Mathematik zum Bau von Pyramiden. Aus diesem Grund entwickelte man so gennante Rechenhilfen, um bestimmte Rechenaufgaben effizienter zu lösen. Hier sind die wichtigsten chronologisch geordnet:
Abakus. Es ist unklar ob die Entwicklung des Abakus auf die antiken Griechen oder auf die Chinesen zurückgeht. Die Apparatur der Chinesen, der so genannte Suan-Pan, wird nämlich schon im 11.Jhd v. Chr. erwähnt. Natürlich entwickelte sich der Abakus von Kulturkreis zu Kulturkreis anders und es wurden auch unterschiedliche Rechentechniken genutzt. Bilder: Russischer Abakus | Chinesischer Abakus
Die Schickard’sche Rechenuhr. Die Schickard’sche Rechenuhr besteht aus 3 Teilen und zwar dem Multiplikationswerk, dem Additionswerk und dem Speicher. Sie beherrschte alle 4 Grundrechenarten. Sie arbeitete mit Zahnrädern und Drehscheiben. Es ist nachweislich die erste Rechemaschine überhaupt gewesen. Wilhelm Schickard berichtete Johannes Kepler von seiner Erfindung. Über Kepler’s Nachlass an Briefen und Schriften, in denen diese Erfindung erwähnt wurde, gewann diese Rechenmaschine erst an Bekanntheit.
Die Rechenmaschine von Charles Babbage. Die Rechenmaschine wurde auch oft Differenzenmaschine (Link: Nachbau Differenzenmaschine) genannt, weil sie mit Differenzentabellen arbeitete. Leider wurde diese Maschine aufgrund der schwer zu beschaffenden 25.000 Teile nie gebaut. Babbage entwickelte noch eine weitere Maschine, die so genannte “analytische Maschine“, die ihrer Zeit weit voraus war. Leider wurde auch diese Maschine nicht gebaut. Die Regierung, die zuerst Geld in Babbage’s Entwicklung bereitstellte, zog sich erneut aus dem Geschäft zurück. Einige Konzepte von Babbage finden sich heute noch in modernen Computern wieder.
Z3 von Konrad Zuse. Die Z3 von Konrad Zuse (Link: Nachbau Z3)ist die erste Rechenmaschine der 1. Generation. Sie arbeitet mit 2.000 elektromechanischen Relais, hat ein Gewicht von 1 Tonne und verbraucht 400o Watt. Zuse benutzt die Pipelining-Architektur. Der Befehlssatz der Z3 umfasste 9 Befehle. Am 21.12.1943 wurde die Z3 bei einem Bombenangriff zerstört.
Die Harvard-Mark I. Howard A. Aiken baute die ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator) in den IBM Laboratories. Sie bestand aus 765.000 Einzelteilen und besaß 72 Akkumulatoren, die eine dezimalkodierte Zahl mit einer Genauigkeit von 23 Ziffern speichern konnte. Code und Daten werden, entgegengesetzt der heutigen von-Neumann-Architektur, getrennt gespeichert. Man spricht heute noch von der Harvard-Architektur.
ENIAC. Die ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) wurde 1946 der Öffentlichkeit vorgestellt. Sie wurde an der University of Pennsylvannia gebaut und für die Berechnung der Flugkurven ballistischer Geschütze benutzt. Sie hatte ein Gewicht von 30 Tonnen und bestand aus 1800 Vakuumröhren (verbrauchte 174.000 Watt). Eine Multiplikation dauerte 3 Millisekunden. Die ENIAC stellt somit den ersten Rechner der 2. Generation dar. John von Neumann ließ sich von der ENIAC für seine Arbeiten inspirieren. Es gab noch weitere Maschinen, die auch auf der Röhrentechnik basierten (Manchester Mark I [Manchester University] und EDSAC [Cambridge University]).
In den Bell Laboratories änderte sich 1948 mit der Erfindung des Transistors die Entwicklungsroute der Computertechnik. Die Ingeneure William Shockley, John Bardeen und Walter Brattain erhielten dafür den Nobelpreis. Mit den Transistoren wurde die 2. Generation der Computertechnik eingeläutet. Es entstanden die ersten Programmiersprachen (FORTRAN [1957] und COBOL [1960]).
System/360. Das System/360 von IBM war eines der ersten vollständigen Computersysteme, das mit einem integrierten Schaltkreis an den Start gingen. Mit seiner Vorstellung im April 1964 begründete IBM die Ära der Mainframe-Rechner.
1968 gründeten 3 führende Ingeneure der Firma FairChild Semiconductor ihre eigene Existenz. Diese trägt den Namen Intel (Integrated Electronics Corporation) und sollte noch viele Anteile an der Entwicklung der Computertechnik haben. Durch den Durchbruch des Ingeneurs Federico Faggin (1971), dem es gelang alle Komponenten des Prozessors auf einem kleinen Stück Silizium zu platzieren, stellte Intel als erstes Unternhmen einen Mikroprozessor vor. Es war der Intel 4004 (Befehlsatz von 15 Befehlen). Die Entwicklung der Computertechnik ging damit in die bis dahin letzte Generation (der 3. und 4.) über.
Intel bestimmte ab da maßgeblich die Mikroprozessor-Branche und konnte weitere wichtige Erfolge feiern:
- Intel 8080 , 8-Bit Prozessor (1975)
- Intel 8086, 16-Bit Prozessor (1978)
- Intel 8088, 8-Bit Prozessor (1978)
- und weitere…
Ab 1993 kreierte Intel die Pentium-Serie aus patentrechtlichen Gründen. Es folgten der Pentium Pro, Pentium II, Pentium III und Pentium 4. Ab 2006 trennte sich Intel wieder von der Pentium-Reihe. Einige wichtige weitere Serien sind der Celeron, Intel-Core 2, Xeon und Itanium 2 (es gibt noch weitere, hier nur die wichtigsten).
Interessant ist noch “Das Gesetz von Moore“, nachdem es heißt, dass die Anzahl der auf einem Chip integrierten Transistoren sich alle 18 Monate verdoppelt. Lassen wir uns überraschen!
Übersicht [Generationen der Schaltelemente]
- Generation: Relais und Vakuumröhre (1940 – 1954)
- Generation: Transistor (1955 – 1964)
- und 4. Generation: Integrierter Schaltkreis (ab 1965)
Tags: Computer, Computertechnik, Elektronik, Entwicklung, Geschichte, Prozessor
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