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Geschichte des Computers

Date post: 06-Feb-2016
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Geschichte des Computers. Definition - Computer. Ein Computer ist eine Rechenmaschine, die automatisch arbeitet, (die Rechenoperationen werden selbständig ausgeführt) und programmierbar ist (die Abfolge der Rechenoperationen kann verändert werden). Im Altertum. - PowerPoint PPT Presentation
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Geschichte des Computers
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Page 1: Geschichte des Computers

Geschichte des Computers

Page 2: Geschichte des Computers

Definition - Computer

Ein Computer ist eine Rechenmaschine, die

– automatisch arbeitet, (die Rechenoperationen werden selbständig ausgeführt)

– und programmierbar ist (die Abfolge der Rechenoperationen kann verändert werden)

Page 3: Geschichte des Computers

Im Altertum

Einfachstes Hilfsmittel: die 10 Finger Einfache Rechenhilfen schon 9000 v. Chr.:

Knochen, Holzstäbchen, Rechensteine. Erstes Rechenwerkzeug (etwa 1100 v. Chr. in

China): ABAKUS

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Der Abakus

Der Abakus wird von chinesischen und japanischen Geschäftsleuten und Buchhaltern noch immer häufig benutzt. Geübte Benutzer können schnellere Ergebnisse erzielen, als es mit einer elektronischen Rechenmaschine möglich ist.

Der Abakus besteht aus mehreren Reihen Perlen, die nach bestimmten Regeln verschoben werden

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Exkursion in die Welt der Zahlen

Verschiedene Kulturen verwendeten unterschiedliche Zahlensysteme:– Chinesen, Griechen, Römer: 5-er System– Inder, Ägypter, Sumerer, Babylonier: 10-er System

Überbleibsel in der heutigen Sprache:franz. Quattre-vingt-dix (4*20+10)

10er System kam erst um 1500 n. Chr. mit den Arabern nach Europa

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Erste Rechenmaschinen der Neuzeit

Erste mechanische Rechenmaschinen wurden im 17. Jh. von Schickhardt, Pascal und Leibnitz erbaut.

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Um 1623 – Wilhelm Schickhard

Wilhelm Schickard war Professor für orientalische Sprachen und Astronomie an der Universität in Tübingen. Er war ein Freund des berühmten Astronomen Johannes Kepler, für den Schickard seine Rechenmaschine entwickelte.

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Funktionsprinzip

Page 9: Geschichte des Computers

Um 1642 – Blaise Pascal

entwickelte die "Pascaline", eine mechanische Rechenmaschine, für die Addition und Subtraktion sechsstelliger Zahlen.

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1647 - Gottfried Wilhelm Freiherr von Leibniz

War einer der letzten Universalgenies des Jahrtausends

Er entwickelte das Duale Zahlensystem=Grundlage der heutigen Rechner

Im Dualsystem gibt es nur 2 Ziffern: 0 und 1entspricht auch: falsch – wahr, Strom fließt – Strom fließt nicht

Binärformat

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Rechenmaschinen der Neuzeit

Erste Rechenmaschine, die als Computer bezeichnet werden kann, wurde von Charles Babbage im Jahr 1822 entworfen.

Ihr mechanischer Aufbau war jedoch so kompliziert und teuer, dass sie erst 1990 (!) im wissenschaftlichen Museum in London nachgebaut wurde.

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Die Differenzmaschine von Babbage

Die Difference Engine enthält zahlreiche Exemplare eines addierenden Grundbauteils, die so miteinander gekoppelt sind, dass sie die Differenzenmethode realisieren.

Die fertige Maschine wäre von monumentaler Größe und Komplexität gewesen: fast zwei-einhalb Meter hoch, mehr als zwei Meter breit, etwa einen Meter tief, mehrere Tonnen schwer und aus ungefähr 25 000 Teilen zusammengesetzt.

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Erste elektronische Rechen-maschinen

Die ersten programmierbaren, elektronischen Rechenmaschinen wurden unabhängig voneinander in England (Colossus), Amerika (Mark) und Deutschland (Z-1) am Ende des zweiten Weltkrieges gebaut.

Sie dienten ausschließlich militärischen Zwecken (Chiffrier- und Dechiffriermaschinen)

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1941- Conrad Zuse

Seine Erfindungen haben eine große Bedeutung für die Computerentwicklung

Aufbauend auf der Rechenmaschine von Babbage erweiterte er sie um einige Merkmale:– Rein duale (binäre) Darstellung der Zahlen– Die Gleitpunktdarstellung

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Zuses Z3 (1945)

Zuse baute 1936-1938 die Z1 in der elterlichen Wohnung.

In den Jahren 1940-1941 konstruierte er den Relaisrechner Z3, der 1941 in Betrieb genommen wurde.

Die Z3 war der erste voll funktionsfähige programmgesteuerte elektromechanische Digitalrechner, sie arbeitete mit Dualzahlen.

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Technische Daten der „Z3“

600 Relais für das Rechenwerk, 2000 Relais als Speicher, Beherrschte die 4 Grundrechenarten und das

Wurzelziehen, Eine Multiplikation dauerte 4-5 Sekunden, Die Z3 konnte schon 15-20 Rechenoper-

ationen in einer Sekunde durchführen.

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1944 - Howad H. Aiken

Entwickelte den Relaisrechner „Mark I“ Technische Daten:

– 15 m lang, 2,5 m hoch– 70000 Einzelteile– 80 km Leitungsdraht

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Die erste Computergeneration (1946-1958)

Entwicklung einer Rechenmaschine zur schnellen Ausführung von Berechnungen ballistischer Flugbahnen für Kanonen und Geschosse.

Diese Maschine wurde Electronic Numerical Integrator and Calculator (ENIAC) genannt.

Die ENIAC gilt als erste elektronische Rechenmaschine. Sie vertritt die erste Computergeneration, weil erstmals

Röhren als Schaltelemente eingesetzt wurden.

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ENIAC

Daten:– 17000 Röhren– 500000 Lötverbindungen– 30 Tonnen Gewicht– Stromverbrauch: 200 000 Watt– Rechenleistung: wie einfacher Taschenrechner heute

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ENIAC

Die Kontrollelemente auf der linken Seite, ein kleiner Teil der Ausgabegeräte auf der rechten Seite

Die ENIAC wurde programmiert, indem die Kabelverbindungen geändert wurden, was jede Menge Handarbeit bedeutete.

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ENIAC

Welche der 17000 Röhren ist denn nun defekt?

Oder liegt es an den 500000 Lötstellen

Reparatur des ENIAC

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ENIAC

Zur Program-mierung wurden die Kabelverbin-dungen umge-steckt.

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1958-1962 Die 2. Computer-generation

Entscheidender Schritt: Entwicklung des Transistors 1947 in den USA.

Im Vergleich zur Röhre oder Relais: Ideales Steuerelement, da– Geringerer Stromverbrauch,– Kleineres Volumen,– Sehr viel schnellere Schaltvorgänge.

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Beispiel: Bell DEC PDP-8

1965: erster „Massen-computer“: 50000 verkaufte Expemplare

Preis: 5000 – 20000 US $ Rechengeschwindigkeit:

10000 Additionen pro s

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Die 3. Computergeneration

Entscheidender Schritt: Entwicklung des Integrierten Schaltkreises (IC: integrated circuit)

Auf der Basis solcher ICs baute Texas Instruments 1967 den ersten Taschenrechner

Geburtsstunde der 3. Generation

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1962-1970 Die dritte Computergeneration

Vorteile der IC‘s:– Kürzere Stromwege höhere Geschwindigkeit– Bauweise geringe Störanfälligkeit– Geringe Baugröße ermöglicht vielfältigen Einsatz.

Problem:– Komplizierte Programmierung– Relativ hoher Preis

Computer noch nicht im Heimbereich

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1971... Die 4. Generation

Merkmale: Hochintegrierte und sehr hoch integrierte Schaltkreise zum Bau von Mikroprozessoren.

1971: Intel‘s 4004– 2300 Transistoren auf einem IC– Taktfrequenz: 108 kHz– 60000 Befehle pro s (=0,06 MIPS vgl.

Pentium 25 000 000 MIPS)

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Weiterentwicklung

Sekunde MIPS bedeutet M illion I nstructions per Second, zu deutsch: Millionen Befehle pro Sekunde.

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Zusammenfassung

Rechenmaschinen

Die ersten mechanischen Rechenmaschinen bestanden aus kompliziert gebauten Zahnradsystemen. Vorherrschendes Zahlensystem war das Dezimalsystem.

Erst mit der Entwicklung des Binären (dualen) Zahlensystems, das nur die Zustände 0 und 1 kennt, waren die theoretischen Grundlegen gelegt, elektrische oder elektronische Rechenmaschinen zu bauen.

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Zusammenfassung

Computergenerationen

Computer der ersten Generation arbeiteten mit Relais oder Röhren (50er Jahre)

Die zweite Generation arbeitete mit Transistoren (1958 – 1963)

In der dritten Generation wurden die Transistoren in Integrierte Schaltkreise „eingebettet“.

In der vierten Generation werden Rechner so leistungsfähig, dass grafische Benutzeroberflächen verwendet werden können.


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