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Titel:

Die Geschichte des Computers


  Note: 1   Klasse: 12









Arbeit: Die Geschichte des Computers



Maike Bärmann


In seinem Drang sich das Leben zu erleichtern hat die Menschheit schon so manche Erfindung hervorgebracht. Die Spitze der Entwicklung stellt bisher der Computer dar, der aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken ist. Der Computer ist nicht mehr ein schlichtes Hilfsmittel für Rechenarbeiten, wie in den Anfängen, sondern er ist ein beherrschendes Mittel unserer Gesellschaft geworden und ist in nahezu jeder Lebensituation wiederzufinden. So gesehen ist es interessant, wenn man die Entwicklung des Computers und seiner mehr als plumpen Vorläufer betrachtet.

Die eigentlichen Vorläufer des Computers sind die Rechenmaschinen. Die wahrscheinlich älteste und heute noch in Ländern wie Russland verwendete Rechenmaschine ist der so- genannte ,,Abakus". Den Abakus hat mit Sicherheit jeder schon einmal gesehen.Er besteht aus einem Holzrahmen mit eingezogenen Seidenfäden oder Holzstäbchen, auf denen Perlen oder Kiesel aufgezogen sind . Mit dieser Methode konnte man bequem mit Werten bis 150 rechnen, was damals völlig ausreichte. Danch kam lange Zeit nichts, bis im 17 Jht. ein gewisser Schickard eine Rechenuhr baute und 1642 Blaise Pascal eine der ersten Rechenmaschinen mit mehreren Stellen konstruierte . Diese mechanische Maschine konnte allerdings nur addieren und war für seinen Vater gedacht, der Steuereintreiber war. 1694 baute Wilhelm von Leibnitz dann eine weitere Rechenmaschine, die über einen Speicherplatz verfügte und daher schon multiplizieren konnte.Damit konnte man das Produkt von bis zu 16 Stellen errechnen. Doch der kommerzielle Erfolg blieb weit- gehend aus , lediglich Leibnitz konnte einige seiner Rechenmaschinen verkaufen. Diese Maschinen galten, rückblickend betrachtet, nur als Prototypen für den von Thomas von Colmar später entwickelten Rechner. Er beherrschte bereits die Grundrechenarten wie Addieren, Subtrahieren , Multiplizieren oder Dividieren und konnte außerdem seine Errgebnisse ausdrucken. Um 1800 entwickelte der französische Seidenweber Joseph-Marie Jacquard das Lochkartensystem. Er verwendete die Lochkarten für die Speicherung der komplizierten Webmuster. Das war die erste uns bekannte ,,Software" überhaupt. Aber sie nützte ihm nicht viel , denn die Arbeiter, die durch die Maschine ersetzt wurden, rebellierten und zerstörten die Maschine. 1812 erkannte ein gewisser Charles Babbage ,dass jede längere Berechnung aus gewissen Rechenschritten besteht, die immer wieder wiederholt werden . Somit sollte es möglich sein , dass man bestimmte Rechenaufgaben, wie Tabellenberechnungen ,einer Maschine überlassen könnte. Dafür speicherte Babbage die Daten für die Berechnung auf Lochkarten, die aneinander gereiht wurden. Er nannte diese Maschine ,,Differenzmaschine No.1" und sie sollte wegweisend für die weitere Computerforschung sein. Babbage konzipierte seine Maschine auf dem Papier, danach hatte diese Maschine Speicherplatz für 100 Zahlen und eine eigene Ausgabe, die über Walzen erfolgen sollte. Diese Walzen sollten eigene Druckplattten mit dem Ergebnis stanzen. Doch nachdem diese Maschine nach über 10 Jahren kostenintensiver Arbeit noch immer nicht fertig war , stoppte die britische Regierung die Zahlungen und das Projekt wurde beendet. Doch der ehrgeizige Babbage gab nicht auf und konstruierte die ,,Differenzmaschine No.2". Diese Maschine sollte die erste analytische Maschine mit einem externen Programm sein. Sie verfügte also wie die No.1 über einen Speicher , aber die Rechenprogramme sollten über Lochkarten eingegeben werden. Ähnlich wie bei den Webstühlen von Jacquard. Damit hatte diese Apparatur dasselbe Grundprinzip wie die heutigen Computer. Doch die britische Regierung war nicht gewillt dieses Projekt aus Kostengründen zu finanzieren. Außerdem war Babbage mit seinen Ideen seiner Zeit weit voraus und so wäre es mit den damaligen technischen Mitteln gar nicht möglich gewesen das Projekt zu realisieren . Doch 1989-1991 baute man eine solche Maschine nach den Plänen von Babbage und sie funktionierte.Trotz der schwierigen Entwicklungen benötigte man funktionierende Rechenmaschinen im 19 Jahrhundert für die verschiedensten Berechnungen. Man brauchte sie z.B für den Bau von Autobahnen,Brücken oder Eisenbahnverbindungen.Mit Hilfe der Maschinen errechnete man die Aufhängungspunkte für Brücken oder den richtigen Winkel für Kurven von Eisenbahnlinien. 1890 setzte Herman Hollerith erfolgreich die Lochkarten in Zusammenhang mit Rechenmaschinen für die amerikanische Volkszählung ein.Hollerith´s Apparatur war eine mechanische Zählmaschine ,die mit Elektrizität betrieben wurde.Dank dieser neuen Innovation konnte man die Volkszählung nach sechs Wochen abschließen ,anstatt wie bei der letzten Zählung nach erst 10 Jahren. Aus der Hollerith Company wird 1924 IBM. Nun erkannte die Industrie die Möglichkeiten von Lochkarten und ihren Anwendungsweisen und so entstanden Firmen wie IBM oder Remington, die sich auf die Fabrikation von Lochkarten spezialisieren . Die damaligen Rechenmaschinen waren ,aus heutiger Sicht , natürlich extrem langsam. Sie konnten nur 50-220 Lochkarten pro Minute bearbeiten wobei jede Lochkarte um die 80 Ziffern beinhaltet hat. 1919 entwickelte W.H.Eccels und F.W.Jordan die Flip-Flop Schaltung und legten damit die Grundlage für die Konstruktion moderner elektrischer Speicherbausteine. Seit den 30er schreitet die Entwicklung programmierbarer elektronischer Rechenmaschinen auf dieser Basis mit Hilfe von neu entwickelten Röhren und Relais schnell voran. Doch erst 1937 legte Alan Turing mit seinem Artikel ,,On Computable Numbers ,with an application to the Entscheidungsproblem" die Grundlage für die Theorie des modernen Computers. Er definierte die Möglichkeiten des Computers. Mit Hilfe von neu entwickelten Kondensatoren gelingt es Atanasoff 1941 erstmals einen regenerativen Speicher zu bauen , dieses Konzept bestimmt auch heute noch die modernen Speicherbausteine. Im Zweiten Weltkrieg wurde das Interesse an Rechenmaschinen groß. Sie sollten zu militärischen Zwecken ,wie die Codierung von Botschaften in Deutschland oder der Berechnung von Flugkurven in Amerika, verwendet werden . Und so wurde der Entwicklung neuer Techniken große Aufmerksamkeit gewidmet . 1942 beschließen Mauchly und Eckert den Großrechner ,,ENIAC" zu bauen . Er sollte ein großer Schritt in der Computerentwicklung darstellen. Es wurden um die 18000 Vakuumröhren und 180000 Watt Strom für ENIAC benötigt. Er hatte bereits einen regenerativen Speicher und war 1000 schneller als die herkömmlichen Relaiscomputer.Diese Maschine hatte außerdem schon eine ,,route" die mit einem heutigen Datenhighway oder bus vergleichbar ist . 1945 erklärte der gebürtige Ungar John von Neumann die Grundidee des heutigen Computers. Neumann beschrieb vollkommen richtig wie die Computerprogramme aussehen müssen und wie sie strukturiert werden müssen. Die Daten müssen in sogenannten ,,libraries" aufbewahrt werden und werden nur aktiv, wenn sie gebraucht werden , somit wurde die Rechenleistung extrem beschleunigt. Aber es wurden nicht nur in den USA zu dieser Zeit Fortschritte gemacht . In Deutschland entwickelte Konrad Zuse 1938-1950 die Z1-Z4, die elektromechanische ,programmierbare Rechner waren ,die aus Lochkarten Programme abarbeiten konnten.Diese Rechner waren die ersten Rechner, die auf der Grundlage des Binärsystem ,also 0 und 1, funktionierten. Außerdem entwickelte Zuse eine Programmiersprache, die er ,,Plankalkul" nannte.Und in Großbritannien versuchte der Großrechner ,,Colossus" schneller als die deutsche Codemaschine ,,Enigma" zu sein,was ihr auch gelang . 1949 baut Wilkes , nach der Idee von Neumann, den ersten programmierbaren Rechner ,der sein Programm vollständig im Speicher behielt und somit als erster moderner Computer bezeichnet werden kann. Dieser Rechner benutzte außerdem einen ständigen Speicher namens ,,RAM" (Random Access Memory).1952 steigt IBM nach anfänglichen Zögern in die Computerbranche ein und baut das Modell 701, den ersten IBM Computer.

Die Geschichte des Mikrocomputers

Die erste Generation der Computer basierte auf Elektronenröhren als Schaltelemente,die allerdings nur einige tausend Additionen pro Sekunde durchführen konnten. Ein Beispiel dafür ist der ENIAC.Doch 1947 brach mit der Erfindung des Transistors die zweite Generation an.Nun nahm auch die Größe der Computer allmählich ab und die Rechenleistung stieg auf mehrere zehntausend Additionen pro Sekunde an. Es wurden magnetische Speicher verwendet und Magnetbänder für die neuen Computer. Die Entwicklungen nahmen rasant zu und überschlugen sich beinahe . 1956 fertigt IBM den ersten Computer ,der auf Transistoren basierende Computer und geht 1960 damit in die Massenfertigung.1964 entwickelen John Kemeny und Thomas Kurtz die Programmiersprache BASIC und IBM baut 1967 die erste Floppy-Disk. Zu dieser Zeit findet man Computer hauptsächlich in der Industrie ,großen Bürogebäuden und Krankenhäusern. Doch das sollte sich bald ändern.Denn die Industrie tendierte immer mehr dazu die Rechner immer kleiner zu machen . Es entstanden bedeutende Firmen wie Intel, die die Entwicklung weiter vorantrieben . So kündigte Intel 1969 an ,den ICS (Integrierten Schaltkreis Chip) zu fertigen , was auch gelang. Später baute Intel auch noch den 1KB Chip ,was damals eine Sensation war. Es wird auch immer mehr Zubehör wie Drucker oder Grafikkarten entwickelt. Und so baut IBM in den 70er Jahren die erste ,,memory disk" aus Kunststoff. Mit der fortschreitenden Miniaturisierung werden auch die Computer immer schneller und kleiner. So schafft es Intel 1972 bereits den 8008 Chip mit 200Khz zu fertigen. Außerdem gründet Bushnell Atari und vertreibt als erster Videospiele für Computer ,das erste Spiel heißt Pong. Der Computer gewann nun immer mehr an Beliebtheit in der Bevölkerung. Ein Mitgrund dafür ist der radikale Preisverfall des Computers, der mit dem Altair 8080 in den 70er begann. Dieser Altair wurde von MITS vertrieben und war ein Computerbausatz, der aus einem 8008 Chip von Intel und mehreren Zusatzsteckmöglichkeiten bestand. Als die anderen Konzerne den Erfolg sahen, den Altair hatte, stiegen viele andere Firmen ebenfalls in die Computerbranche ein und die Computerbranche war nicht länger eine ameikanische Angelegenheit, denn mit Compaq kam 1982 die erste erfolgreiche Firma aus Asien und es sollten noch einige folgen. 1976 erblickt der erste Apple Computer in der berühmten Garage von Steve Jobbs das Licht der Computerwelt. Jobbs und Wozniak bauten einen eigenen Computer aus verschiedensten Teilen und sie verwendeten ein Holzgehäuse für ihren Computer. Es folgte die Firmengründung und ein kometenhafter Aufstieg von Apple , die den ersten PC herausbrachten. Sie führten außerdem die Maus als Bedienungsmittel ein. In der Zwischenzeit gründete Bill Gates und Paul Allen die Firma Traf-O-Data, die später zu Microsoft umbenannt wird. Sie führten mit Windows das beliebteste Computerprogramm aller Zeiten ein . Die Computerchips entwickeln sich mit rasender Geschwindigkeit, sie wurden immer schneller und konnten gleichzeitig immer mehr Informationen verarbeiten und speichern. So bringt Intel 1974 den 2-Mhz 8080 Chip mit 64 KB Speicher auf den Markt und 1976 bereits den 5-Mhz 8085 Chip. 1982 kam der bisher meistverkaufteste Computer aller Zeiten auf den Markt, der C64 von Commodore mit einem Speicher von 64KB . 1982 ist überhaupt ein wichtiges Jahr, denn in diesem Jahr werden Firmen gegründet wie Sun Microsystems,Adobe,Compaq oder Lotus. 1985 kommt der erste PC Klon aus Taiwan ,der 80836 von Compaq . 1987 kommt dann die erste Soundkarte von AdiLib auf den Markt . Die Entwicklung der Prozessoren geht weiter und so bringt Intel 1993 den Pentium auf den Markt. Es sollten noch der Pentium II und III folgen .1999 bringt Microsoft sein Programm Windows 2000 auf den Markt und Apple feiert eine Wiederauferstehung.

Wie es mit dem Computer weitergeht, kann man in etwa jetzt schon sagen . Irgendwann wird man mit den herkömmlichen Methoden die Chips nicht mehr kleiner machen können und auch nicht mehr Transistoren auf den Silizium-Platten unterbringen können. Daher wird man neue Techniken anwenden ,wie die Verwendung von anatomischen Stoffen (wie Nervenbahnen von Blutegel)oder die Lichtsignaltechnik .In ferner Zukunft wird es dann auch Quantencomputer geben, die die heutigen Computer um das Zigtausendfache an Schnelligkeit und Effizienz übertreffen werden.Die wesentlichen Parameter der Schaltkreistechnik,der sogenannten Hardware, werden alle 20 Jahre um den Faktor 1000 verbessert. 1964 waren bei der ersten Computerfamilie von IBM vier Transistoren auf einem Chip. Nach unserer Formel wären heute 4 Millionen Transistoren auf einem Chip zu erwarten, wir haben hunderte Millionen erreicht . Das zeigt ,wie schwer es ist genaue Vorschauen auf die Zukunft zu geben .









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