Geschichte des Computers

Digitalisierung Aug. 22, 2019

Erste Rechenmaschinen und Rechenhilfsmittel

Der Abakus

Das erste bekannte Gerät, das mit einem Computer bzw. einem Rechner vergleichbar ist, ist der Abakus. Er ist ein mechanisches Rechenhilfsmittel, das um 1100 v. Chr. in Indonesien erfunden wurde.

Das Prinzip des Geräts besteht darin, einzelne Kugeln bzw. Scheiben so zu verschieben, dass bestimmte Zahlen dargestellt werden können.

Das Rechenbrett des Pythagoras war ebenfalls ein mechanisches Rechenhilfsmittel, welches jedoch sehr schwer zu verstehen und zu erlernen war.

Die Pascaline

Im Jahre 1642 erfand der französische Mathematiker und Physiker Blaise Pascal (1623-1662) die „Pascaline“, welche lange Zeit als die erste mechanische Rechenmaschine überhaupt galt. Sie hatte Metallwählscheiben, an denen die gewünschten Nummern eingestellt werden konnten, woraufhin die Ergebnisse in Kästchen über den Wählscheiben erschienen. Der Prototyp der „Pascaline“ (es gab ungefähr 50 Exemplare) konnte mit Zahlen bis zu 9.999.999 rechnen.

Knapp 180 Jahre später, im Jahre 1820, entwickelte Charles Babbage (1791-1871) die „Differenzmaschine“. Diese sollte noch eine große Rolle in der Entwicklung des Computers spielen, da man mit dieser fast alle bekannten Rechenoperationen durchführen konnte. 23 Jahre später baute George Scheutz (gemeinsam mit seinem Sohn Edvard) den ersten mechanischen Computer nach den Ideen von Babbage.

Babbages Differenzmaschine

1930er-Jahre bis 2. Weltkrieg

Das US-amerikanische IT-Unternehmen IBM erfand im Jahre 1935 eine „Lochkartenmaschine“, die in der Lage war, eine Multiplikation pro Sekunde durchzuführen.

Konrad Zuse

3 Jahre später, im Jahr 1938, stellte der Deutsche Konrad Zuse (1910-1995) die Zuse Z1 fertig, den ersten frei programmierbaren mechanischen Rechner. Sie war auch das erste Gerät, das über Gleitkommadarstellung verfügte. Unglücklicherweise musste die Z1 neu angefertigt werden, da sie im 2. Weltkrieg völlig zerstört worden war.

1941 konstruierte Zuse die erste programmgesteuerte binäre Rechenmaschine, die Zuse Z3. Diese wird als erster völlig funktionsfähiger Computer in der Geschichte betrachtet, da sie „turingmächtig“ (das bedeutet, dass das Gerät universell programmierbar ist) war und somit beliebige Algorithmen aller Art automatisch ausführen konnte.

Am 21. 12. 1943 wurde auch die Zuse Z3 bei einem Bombenangriff zerstört, woraufhin er sie durch die neuere, noch weiter verbesserte Zuse Z4 ersetzt. Dieser Computer wurde von 1950 bis 1955 als zentraler Rechner der ETH Zürich genutzt.

Aufgrund dieser Maschinen wird Konrad Zuse als „Erfinder des Computers“ angesehen.

Eine Aussage des damaligen IBM-Chef Thomas J. Watson lautete:

„I think there is a world market for maybe five computers.“

Übersetzt bedeutet dies, dass es einen weltweiten Bedarf für (vielleicht) 5 Computer gäbe.

Die Zuse Z4

Nachkriegszeit und 1950er-Jahre

Nach dem Ende des 2. Weltkriegs war es für Europäer bzw. Amerikaner möglich, von den Fortschritten des Anderen Kenntnis zu erlangen.

Im Jahre 1946 wurde der ENIAC (Electronical Numerical Inzegrator and Computer) von John Eckert und John Mauchly erfunden und weiterentwickelt. Er war der erste vollelektronische digitale Universalrechner.

1947 wurde der erste Transistor realisiert, der in der heutigen Technik eine unvorstellbar wichtige Rolle spielt. Die Erfinder des Transistors erhielten für ihre Erfindung den Nobelpreis für Physik im Jahre 1956.

Edmund C. Berkeley stellte im Jahre 1949 den ersten digitalen, programmierbaren Computer für den Heimgebrauch vor. Dieser ging jedoch nicht in Produktion.

Man wusste, dass bald die Produktion kommerzieller (Serien-)Computer einsetzen würde, dies geschah im Jahre 1950. Unzählige Unternehmen, Firmen, Länder versuchten sich daran, den besten, leistungsstärksten Computer zu bauen. 1955 erschuf die DDR mit der „Optik-Rechen-Maschine“ (besser bekannt als OPREMA), ihren ersten Computer. Im darauffolgenden Jahr fertigte die ETH Zürich das erste Magnetplattensystem der Welt an.

Am besten gelang das „Computer-Wettbauen“ der Firma Siemens, welche 1959 mit der Auslieferung des „Siemens 2002“ begannen. Dessen Computer war vollständig auf Basis von Transistoren hergestellt worden und wurde nun in Serie angefertigt und verkauft.

Der ENIAC (1946)
Ein „Röhrenrechner“ aus der UdSSR

Die 1960er-Jahre

„Programma 101“

1965 erschien der erste frei programmierbare Tischrechner, der „Programma 101“ vom italienischen Unternehmen „Olivetti“. Er kostete zum damaligen Zeitpunkt 3200$, für sehr viele Amerikaner war das nicht leistbar.

Das US-amerikanische IT-Unternehmen Hewlett-Packard (HP) brachte erstmals 1968 einen „Personal Computer“ auf den Markt. Das bedeutet, dass seine Größe und seine Fähigkeiten ihn für den Alltag nutzbar machten. Es stellte sich jedoch später heraus, dass dieser eigentlich nicht den Fähigkeiten eines „Personal Computers“ entspreche.

Der „Nixdorf 820“

Ebenfalls 1968 entstand die „Nixdorf Computer AG“, welche einen neuen Computermarkt revolutionierte: Die dezentrale elektronische Datenverarbeitung bzw. die Mittlere Datentechnik.

Da in den 1960er-Jahren die großen US-amerikanischen Unternehmen weiterhin auf Großrechner setzten (diese waren für kleine und mittelgroße Unternehmen nicht leistbar), konnte „Nixdorf“ mit ihrem „Nixdorf 820“ in diese Marktnische vorstoßen. Sie brachten den Computer dadurch direkt an den Arbeitsplatz, zu einem durchaus leistbaren Preis.

Auch die erste Computermaus wurde im Jahre 1968 von Douglas C. Engelbart entworfen, da sich zu dieser Zeit jedoch noch kein Computer bedienen ließ, zeigte niemand Interesse an seiner Idee.

Ein Jahr später, im Jahre 1969, wurden zudem die ersten Computer per Internet verbunden. Hierbei wurden Großrechner von Universitäten bzw. Forschungseinrichtungen miteinander vernetzt. Das Ziel dabei war, die Rechenleistungen der verbundenen Großrechner effizienter zu nutzen. Dies sollte zuerst nur in den USA stattfinden, breitete sich jedoch später weltweit aus.

Die 1970er-Jahre

Die 1970er-Jahre waren von zahlreichen Erfindungen und Erweiterungen geprägt, die die Computertechnologie in den weiteren Jahrzehnten stark beeinflussen sollten.

Im Jahre 1971 wurde von Intel der erste in Serie gefertigte Mikroprozessor auf den Markt gebracht. Dessen Strukturbreite war 20µm groß, er bestand jedoch aus 2250 Transistoren, eine unglaubliche Zahl für diese Größe.

1972 wurden Mikroprozessoren erstmals in verschiedene Computer eingebaut und in Betrieb genommen.

Der „Xerox Alto“

Ein Jahr später, im Jahre 1973, erschien der „Xerox Alto“, der erste Computer mit einer Maus, einer graphischen Benutzeroberfläche (GUI) und einer eingebauten Ethernet-Karte (Netzwerkkarte). Viele der Innovationen des Geräts, das von Xerox PARC hergestellt wurde, wurden 1984 von Steve Jobs für den „Apple Macintosh“ übernommen.

Auch der erste programmierbare Taschenrechner wurde in den 1970er-Jahren von HP auf den Markt gebracht, und 1975 wurde von IBM der erste tragbare Computer, der „IBM 5100“, vorgestellt.

Zu dieser Zeit wurde auch die Bezeichnung „Byte“ geläufig (8 Bit à 1 Byte).

Zugleich wurde von Softlab mit der „Maestro I“ die erste integrierte Entwicklungsumgebung entwickelt. Diese wurde weltweit 22.000 Mal installiert.

1976 stellte Apple Computer den „Apple I“ vor, der weltweit erste „Personal Computer“ (wie oben erwähnt, ein Computer, dessen Größe und Fähigkeiten ihn für den Alltag nutzbar machen).

Ein Jahr später brachte Steve Wozniak (Apple) den „Apple II“ auf den Markt. Er war ein guter Freund von Steve Jobs und entwickelte in den späteren Jahren viele Computer mit ihm zusammen. Der „Apple II“ unterschied sich kaum vom „Apple I“, war jedoch der letzte in Serie hergestellte Computer, der von einer einzelnen Person entworfen wurde.

Die 1980er-Jahre

In den 1980er-Jahren wurden die „Heimcomputer“ (Computer, die im Haushalt verwendet werden) oftmals verwendet und weiterentwickelt. Diese besaßen 8-Bit-Mikroprozessoren und einen Arbeitsspeicher von 64 KiB (64 * 210, ca. 65.500 Byte oder 65,5 kB). Im Gegensatz zu heutigem Arbeitsspeicher ist dieser Wert unglaublich klein.

1981 stellte IBM den „IBM-PC“ vor. Das Unternehmen legte die Grundkonstruktion offen, machte es also jedem möglich, selbst am PC weiterzuarbeiten und ihn für sich selbst weiterzuentwickeln. Diese Geräteklasse wurde aufgrund zahlreicher, preiswerter Nachbauten zu einer der erfolgreichsten Plattformen für den „Personal Computer“.

Ein Jahr später wurde weiters der erste Computer mit Maus auf den Markt gebracht („Apple Lisa“).

Im darauffolgenden Jahr entwickelte Apple den Macintosh, welcher neue Maßstäbe für Benutzerfreundlichkeit setzte.

Auch Intel brachte in den 80er-Jahren im Allgemeinen unfassbar viele Prozessoren auf den Markt.

Die „Apple Lisa“

Die 1990er-Jahre

In den 1990er-Jahren tat sich in der Computerentwicklung nicht mehr so viel wie in den beiden Jahrzehnten davor, dafür wurden das Internet und das World Wide Web (WWW) stark weiterentwickelt und verwendet.

1992 brachte DEC die ersten Systeme mit dem 64-Bit-Alpha-Prozessor auf den Markt. Dieser galt einige Jahre lang als „einer der leistungsfähigsten und fortschrittlichsten Prozessoren auf dem Markt“, konnte sich jedoch im PC-Bereich nicht wirklich durchsetzen und erlangte im Bereich der professionellen Server und Hochleistungscomputer eine gewisse Verbreitung.

Das Logo von Intel Pentium

Ein Jahr später brachte Intel den Pentium-Prozessor auf den Markt, 1995 folgte der „Pentium Pro“. „Pentium“ ist der Markenname einer Reihe von Mikroprozessoren und Ein-Chip-Systemen von der Marke Intel. Sie wurden von 1992 bis 1999 produziert und waren knapp 0,5µm groß.

Im Jahre 1999 baute Intel den Supercomputer „ASCI Red“, welcher über 9.472 Prozessoren verfügte und damit mit Abstand das schnellste Computersystem besaß.

Im gleichen Jahr brachte zudem AMD mit dem „Athlon“ den Nachfolger der K6-Prozessorfamilie auf den Markt.

Entwicklung im 21.Jahrhundert

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts sind Computer sowohl in privaten, als auch in beruflichen Bereichen akzeptiert. Die Leistungsfähigkeit der klassischen Anwendungsbereiche werden immer mehr gesteigert und in den Bereichen der Telekommunikation und der Bildbearbeitung werden digitale Rechner integriert. IBM baute 2001 den „ASCI White“, 2002 ging der „NEC Earth Simulator“ in Betrieb. Apple lieferte 2003 den „PowerMac G5“, den ersten Computer mit 64-Bit-Proessoren welcher für den Massenmarkt bestimmt war.

„ASCI White“
„NEC Earth Sim“

AMD und Intel produzierten 2005 die ersten Dual-Core-Prozessoren, wie den Intel Pentium Dual Core und den AMD Athlon 64 X2. Intel verdoppelte 2006 die Anzahl der Prozessorkerne auf 4; AMD konnte dies erst 2007.

„PowerMac G5“

Computer werden immer kleiner, billiger und leistungsfähiger. Viele haben auch Sensoren zur Beobachtung ihrer Umgebung und können drahtlos miteinander kommunizieren. Ebenfalls kommt es nicht selten vor, dass Computer zur Beobachtung der Umwelt benutzt werden. Der IT-Konzern IBM kündigte Anfang Mai 2019 an, dass sie eine Quantencomputer-Technik als Cloud-Speicher der Öffentlichkeit zur Verfügung stellen wollen. Interessenten könnten dabei mittels einer bereitgestellten Programmierschnittstelle auf einen „5-Qubit-Quantencomputer“ zugreifen und Programme erstellen und ausführen. Das soll die Entwicklung von Quantencomputern erheblich beschleunigen, meint IBM. Google gab bekannt, dass sie einen Quantencomputer der Firma „D-Wave“ erworben haben, mit welchem sie einige Forschungsarbeiten durchführen wollen. Sie sehen in Quantencomputern eine Grundlage für die nächste Generation und behaupten, in Vergangenheit einige wichtige Fortschritte in deren Entwicklung erzielt zu haben.

Quellen

Recherche

Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_des_Computers (18. 4. 2019)

Comp21: http://www.comp21.ethz.ch/ (3. 5. 2019)

Spreezeitung: https://www.spreezeitung.de/23479/23479-quantencomputer-it-revolution-des-21-jahrhunderts/ (3. 5. 2019)

Bilder

Abb. 1: https://de.wikipedia.org/wiki/Abakus_(Rechenhilfsmittel)#/media/File:Noe_abacus.jpg

Abb. 2: https://de.wikipedia.org/wiki/Differenzmaschine#/media/File:Babbages_Difference_Engine_No_1,_1824-1832._(9660573845).jpg

Abb. 3: https://de.wikipedia.org/wiki/Pascaline#/media/File:Arts_et_Metiers_Pascaline_dsc03869.jpg

Abb. 4: https://de.wikipedia.org/wiki/Konrad_Zuse#/media/File:Konrad_Zuse_(1992).jpg

Abb. 5: https://de.wikipedia.org/wiki/Zuse_Z4#/media/File:Zuse-Z4-Totale_deutsches-museum.jpg

Abb. 6:  https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_des_Computers#/media/File:Eniac.jpg

Abb. 7: https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_des_Computers#/media/File:Ural-1_front_view.jpg

Abb. 8: https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_des_Computers#/media/File:Olivetti_Programma_101_-_Museo_scienza_e_tecnologia_Milano.jpg

Abb. 9: https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_des_Computers#/media/File:Nixdorf_820_von_1968.jpg

Abb. 10: https://de.wikipedia.org/wiki/Apple_Lisa#/media/Datei:Apple_Lisa.jpg

Abb. 11: https://de.wikipedia.org/wiki/Xerox_Alto#/media/File:Xerox_Alto_mit_Rechner.JPG

Abb. 12: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/ASCIWhite01.jpg

Abb. 13: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Earth_simulator_ES2.jpg

Abb. 14: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f7/Apple_Power_Macintosh_G5_Late_2005_02.jpg/200px-Apple_Power_Macintosh_G5_Late_2005_02.jpg

Forscher: Sebastian STOFF, Alexander VOLLMANN Blogger: Alexander VOLLMANN

-Alexander Vollmann