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Startseite > Computer

{| class="wikitable float-right"
|


, 1941


, 1946


, 1965


, 1977


, 1981


, 2006


, 2007


, 2018
|}

Ein '''Computer''' (; Aussprache ) oder '''Rechner''' ist ein Gerät, das mittels . Dementsprechend werden vereinzelt auch die abstrahierenden beziehungsweise veralteten, synonym gebrauchten Begriffe '''Rechenanlage''', '''Datenverarbeitungsanlage''' oder '''elektronische Datenverarbeitungsanlage''' sowie '''Elektronengehirn''' verwendet.

 und  gelten durch die von Babbage 1837 entworfene  '''' als Vordenker des modernen universell programmierbaren Computers.  (, 1941 und , 1945) in Berlin,  und  (, 1946) bauten die ersten funktionst�chtigen Ger�te dieser Art. Bei der Klassifizierung eines Ger�ts als ''universell programmierbarer Computer'' spielt die  eine wesentliche Rolle. Sie ist benannt nach dem englischen Mathematiker , der 1936 das logische Modell der  eingef�hrt hatte.

Die frühen Computer wurden auch (Groß-)Rechner genannt; ihre Ein- und Ausgabe der Daten war zunächst auf Zahlen beschränkt. Zwar verstehen sich moderne Computer auf den Umgang mit weiteren Daten, beispielsweise mit Buchstaben und Tönen. Diese Daten werden jedoch innerhalb des Computers in Zahlen umgewandelt und als solche verarbeitet, weshalb ein Computer auch heute eine Rechenmaschine ist.

Mit zunehmender Leistungsfähigkeit eröffneten sich neue Einsatzbereiche. Computer sind heute in allen Bereichen des täglichen Lebens vorzufinden, meistens in spezialisierten Varianten, die auf einen vorliegenden Anwendungszweck zugeschnitten sind. So dienen integrierte Kleinstcomputer () zur Steuerung von Alltagsgeräten wie n und n oder zur Münzprüfung in Warenautomaten; in modernen en dienen sie beispielsweise zur Anzeige von Fahrdaten und steuern in ?Fahrassistenten? diverse Manöver selbst.

Universelle Computer finden sich in s und n. (engl. für Persönliche Computer, als Gegensatz zu von vielen genutzten Großrechnern) dienen der Informationsverarbeitung in Wirtschaft und Behörden sowie bei Privatpersonen; werden eingesetzt, um komplexe Vorgänge zu simulieren, z. B. in der oder für medizinische Berechnungen.

Begriffsgeschichte

Rechner

Der deutsche Begriff ''Rechner'' ist abgeleitet vom Verb ''rechnen''. Zur Etymologie siehe .

Computer

Das englische Substantiv , was zusammenrechnen bedeutet.

Der englische Begriff ''computer'' war ursprünglich eine Berufsbezeichnung für Hilfskräfte, die immer wiederkehrende Berechnungen (z. B. für die , für die oder für die ) im Auftrag von Mathematikern ausführten und damit Tabellen wie z. B. eine füllten. Dieser Beruf wurde vorwiegend von Frauen ausgeübt.

In der frühen erfolgte eine Ablösung des durch den . Die hieraus resultierenden Berechnungsschwierigkeiten des s dauerten bis zum Mittelalter an und waren Gegenstand zahlreicher Publikationen, häufig betitelt mit '' Ecclesiasticus''. Doch finden sich noch weitere Titel, z. B. von 1574, die sich mit arithmetischen Fragestellungen auseinandersetzen. Der früheste Text, in dem das Wort Computer isoliert verwendet wird, stammt von 1613.

In der Zeitung '''' tauchte das Wort erstmals am 2. Mai 1892 in einer Kleinanzeige der United States Navy mit dem Titel auf, in der Kenntnisse in , , und Astronomie vorausgesetzt worden sind.

An der in Philadelphia wurden im Auftrag der United States Army ballistische Tabellen berechnet. Das Ergebnis waren Bücher für die Artillerie, die für unterschiedliche Geschütze Flugbahnen unterschiedlicher Geschosse vorhersagten. Diese Berechnungen erfolgten größtenteils von Hand. Die einzige Hilfe war eine , die zu multiplizieren und zu dividieren vermochte. Die Angestellten, die dort rechneten, wurden ?computer? (im Sinne eines ) genannt.

Grundlagen

Grundsätzlich unterscheiden sich zwei Bauweisen: Ein Rechner ist ein , wenn er mit Geräteeinheiten digitale Daten verarbeitet (also Zahlen und Textzeichen); er ist ein , wenn er mit Geräteeinheiten verarbeitet (also kontinuierlich verlaufende elektrische Messgrößen wie oder ).

Heute werden fast ausschließlich Digitalrechner eingesetzt. Diese folgen gemeinsamen Grundprinzipien, mit denen ihre freie Programmierung ermöglicht wird. Bei einem Digitalrechner werden dabei zwei grundsätzliche Bestandteile unterschieden: Die , die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird, sowie die , die die ''Programmierung'' des Computers beschreibt.

Ein Digitalrechner besteht zunächst nur aus Hardware. Die Hardware stellt erstens einen ''Speicher'' bereit, in dem dar.

Erst durch eine Software wird der Digitalcomputer jedoch nützlich. Jede Software ist im Prinzip eine definierte, funktionale Anordnung der oben geschilderten Bausteine Berechnung, Vergleich und bedingter Sprung, wobei die Bausteine beliebig oft verwendet werden können. Diese Anordnung der Bausteine, die als '''' bezeichnet wird, wird in Form von Daten im Speicher des Computers abgelegt. Von dort kann sie von der Hardware ausgelesen und abgearbeitet werden. Dieses Funktionsprinzip der Digitalcomputer hat sich seit seinen Ursprüngen in der Mitte des 20. Jahrhunderts nicht wesentlich verändert, wenngleich die Details der Technologie erheblich verbessert wurden.

, die einen Analog- mit einem digitalen Computer kombinierten.

Mögliche Einsatzmöglichkeiten für Computer sind:

  • Mediengestaltung (Bild- und Textverarbeitung)
  • Verwaltungs- und Archivierungsanwendungen
  • Steuerung von Maschinen und Abläufen (Drucker, Produktion in der Industrie durch z. B. Roboter, )
  • Berechnungen und Simulationen (z. B. )
  • Medienwiedergabe (Internet, Fernsehen, Videos, Unterhaltungsanwendungen wie Computerspiele, Lernsoftware)
  • Kommunikation (, , )
  • Softwareentwicklung

Hardwarearchitektur

Das heute allgemein angewandte Prinzip, das nach seiner Beschreibung durch John von Neumann von als '''' bezeichnet wird, definiert für einen Computer fünf Hauptkomponenten:

  • das (im Wesentlichen die arithmetisch-logische Einheit ('''''')),
  • das ,
  • die ,
  • das sowie
  • die (e).

In den heutigen Computern sind die ALU und die Steuereinheit meistens zu einem Baustein verschmolzen, der so genannten (Central Processing Unit, zentraler ).

Der Speicher ist eine Anzahl von durchnummerierten, adressierbaren ?Zellen?; jede von ihnen kann ein einzelnes Stück Information aufnehmen. Diese Information wird als , also eine Abfolge von ja/nein-Informationen im Sinne von Einsen und Nullen, in der Speicherzelle abgelegt.

Bezüglich des Speicherwerks ist eine wesentliche Designentscheidung der Von-Neumann-Architektur, dass sich Programm und Daten einen Speicherbereich teilen (dabei belegen die Daten in aller Regel den unteren und die Programme den oberen Speicherbereich). Demgegenüber stehen in der Daten und Programmen eigene (physikalisch getrennte) Speicherbereiche zur Verfügung. Der Zugriff auf die Speicherbereiche kann parallel realisiert werden, was zu Geschwindigkeitsvorteilen führt. Aus diesem Grund werden häufig in Harvard-Architektur ausgeführt. Weiterhin können Daten-Schreiboperationen in der Harvard-Architektur keine Programme überschreiben ().

In der Von-Neumann-Architektur ist das Steuerwerk für die Speicherverwaltung in Form von Lese- und Schreibzugriffen zuständig.

Die ALU hat die Aufgabe, Werte aus Speicherzellen zu kombinieren. Sie bekommt die Werte von der Steuereinheit geliefert, verrechnet sie (addiert beispielsweise zwei Zahlen) und gibt den Wert an die Steuereinheit zurück, die den Wert dann für einen Vergleich verwenden oder in eine andere Speicherzelle schreiben kann.

Die Ein-/Ausgabeeinheiten schließlich sind dafür zuständig, die initialen Programme in die Speicherzellen einzugeben und dem Benutzer die Ergebnisse der Berechnung anzuzeigen.

Softwarearchitektur

Die ist gewissermaßen die unterste Ebene des Funktionsprinzips eines Computers oberhalb der elektrophysikalischen Vorgänge in den Leiterbahnen. Die ersten Computer wurden auch tatsächlich so programmiert, dass man die Nummern von Befehlen und von bestimmten Speicherzellen so, wie es das Programm erforderte, nacheinander in die einzelnen Speicherzellen schrieb. Um diesen Aufwand zu reduzieren, wurden n entwickelt. Diese generieren die Zahlen innerhalb der Speicherzellen, die der Computer letztlich als Programm abarbeitet, aus Textbefehlen heraus automatisch, die auch für den Programmierer einen semantisch verständlichen Inhalt darstellen (z. B. GOTO für den ?unbedingten Sprung?).

Später wurden bestimmte sich wiederholende Prozeduren in so genannten -Code). Die Bibliotheken wurden in übergeordneten Bibliotheken gebündelt, welche Unterfunktionen zu komplexen Operationen verknüpfen (Beispiel: die Anzeige eines Buchstabens ?A?, bestehend aus 20 einzelnen schwarzen und 50 einzelnen weißen Punkten auf dem Bildschirm, nachdem der Benutzer die Taste ?A? gedrückt hat).

In einem modernen Computer arbeiten sehr viele dieser Programmebenen über- bzw. untereinander. Komplexere Aufgaben werden in Unteraufgaben zerlegt, die von anderen Programmierern bereits bearbeitet wurden, die wiederum auf die Vorarbeit weiterer Programmierer aufbauen, deren Bibliotheken sie verwenden. Auf der untersten Ebene findet sich aber immer der so genannte ? jene Abfolge von Zahlen, mit der der Computer auch tatsächlich gesteuert wird.

Computersystem

Als '''Computersystem''' bezeichnet man:
  • ein oder einen aus mehreren Computern, die individuell gesteuert werden und auf gemeinsam genutzte Daten und Geräte zugreifen können;
  • die einen einzelnen voll funktionstüchtigen Rechner in ihrem Zusammenspiel bedingende Gesamtheit von externen und internen Komponenten, d. h. , wie auch angeschlossenen en;
  • ein System von zur Steuerung und Überwachung von Computern.

Geschichte

Arten

Basierend auf Arbeitsweise des Computers

Basierend auf der Größe

  • oder PDA, waren die Vorläufer der Smartphones.
  • , z. B. im Auto, Fernseher, Waschmaschine usw.
  • , z. B. , billigste, sehr kleine Computer. Werden meist als eingebettete System verwendet.
  • oder PC, hier als oder auch verstanden.
  • oder auch Server, eingebunden in einem Rechnernetz, meist ohne eigenen Display, Tastatur usw.
  • sind Rechner, die nur in Zusammenarbeit mit einem größeren Rechner, meist server, richtig funktionieren.
  • (veraltet), der Vorläufer des PC.
  • , ein kleines Notebook.
  • oder Notebook
  • (veraltet)
  • (veraltet)
  • (veraltet)
  • oder Großrechner.
  • , die schnellsten Rechner ihrer Zeit, brauchen den Platz einer Turnhalle, die Energie einer Kleinstadt und sind sehr teuer.

Zukunftsperspektiven

Zukünftige Entwicklungen bestehen voraussichtlich aus der möglichen Nutzung biologischer Systeme (), weiteren Verknüpfungen zwischen biologischer und technischer Informationsverarbeitung, optischer Signalverarbeitung und neuen physikalischen Modellen ().

Ein Megatrend ist derzeit (2017) die Entwicklung . Hier simuliert man die Vorgänge im menschlichen Gehirn und erschafft so selbstlernende Computer, die nicht mehr wie bislang programmiert werden, sondern mit Daten trainiert werden ähnlich einem Gehirn. Den Zeitpunkt, an dem künstliche Intelligenz die menschliche Intelligenz übertrifft, nennt man . Künstliche Intelligenz wird heute (2017) bereits in vielen Anwendungen, auch alltäglichen, eingesetzt (s. ). bezifferte die Rechenleistung des s auf 100 s, auf 10.000 Teraflops. Diese Rechenleistung haben bereits deutlich überschritten. Zum Vergleich liegt eine Grafikkarte für 800 Euro (5/2016) bei einer Leistung von 10 Teraflops. Vier Jahre später (Dezember 2020) besitzen bereits Videospielkonsolen für ca. 500 ? vergleichbare Leistung.

Für weitere Entwicklungen und Trends, von denen viele noch den Charakter von Schlagwörtern bzw. haben, siehe (= Rechnerautonomie), , , , (= Rechnerallgegenwart) und .

Die weltweite Websuche nach dem Begriff ?Computer? nimmt seit Beginn der Statistik 2004 stetig ab. In den zehn Jahren bis 2014 war diese Zugriffszahl auf ein Drittel gefallen.

Zeitleiste

Weltweite Marktanteile der Computerhersteller

Verkaufszahlen und Marktanteile der Computerhersteller nach Angaben des Marktforschungsunternehmens , basierend auf Verkaufszahlen von , s, s, aber ohne , an Endkonsumenten:
{| class="wikitable sortable" style="text-align:right;"
|-
! Rang !! Hersteller !! Land
!Verkaufszahlen 2017
!Marktanteil 2017!! Verkaufszahlen 2011 !! Marktanteil 2011 !! Verkaufszahlen 2010 !! Marktanteil 2010 !! Verkaufszahlen 2009 !! Marktanteil 2009
|-
| 1. || style="text-align:left" |
|55.179.000
|21,0 %|| 60.554.726 || 17,2 % || 62.741.274 || 17,9 % || 58.942.530 || 19,1 %
|-
| 2. || style="text-align:left" |
|54.669.000
|20,8 %|| 45.703.863 || 13,0 % || 38.180.444 || 10,9 % || 24.735.404 || 8,0 %
|-
| 3. || style="text-align:left" |
|39.793.000
|15,1 %|| 42.864.759 || 12,1 % || 42.119.272 || 12,0 % || 37.353.774 || 12,1 %
|-
|4. || style="text-align:left" |
|

|18.963.000
|7,2 %
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|-
| 5. || style="text-align:left" |
|17.952.000
|6,8 %|| 20.768.465 || 5,9 % || 18.902.723 || 5,4 % || unter Sonstige || unter Sonstige
|-
| 6. || style="text-align:left" |
|17.087.000
|6,5 %|| 39.415.381 || 11,2 % || 48.758.542 || 13,9 % || 39.783.933 || 12,9 %
|-
| || style="text-align:left" |
|unter Sonstige
|unter Sonstige|| unter Sonstige || unter Sonstige || 19.011.752 || 5,4 % || 15.499.805 || 5,0 %
|-
| || style="text-align:left" | Sonstige Hersteller ||
|59.034.000
|22,5 %|| 143.499.792 || 40,6 % || 128.862.141 || 34,5 % || 132.026.226 || 42,9 %
|-
| || style="text-align:left" | Insgesamt ||
|262.676.000
|100 %|| 352.806.984 || 100 % || 350.900.332 || 100 % || 308.341.673 || 100 %
|}

Bekannte Computerhersteller

Aktuelle Hersteller

  • (mit , , eMachines)

Bekannte ehemalige Computerhersteller

  • (DEC)
  • (MDS)

Literatur

  • {{Literatur
   |Autor=
   |Hrsg=
   |Titel=
   |Verlag=Springer
   |Ort=Berlin
   |Datum=1993
   |ISBN=3-540-56292-3}}

  • {{Literatur
   |Autor=Ron White
   |Hrsg=
   |Titel=So funktionieren Computer. Ein visueller Streifzug durch den Computer & alles, was dazu geh�rt
   |Verlag=Markt+Technik
   |Ort=M�nchen
   |Datum=2004
   |ISBN=3-8272-6714-5}}

'''Geschichte:'''
  • {{Literatur
   |Autor=Edmund Callis Berkeley
   |Hrsg=
   |Titel=Giant Brains or Machines That Think
   |Auflage=7.
   |Verlag=John Wiley & Sons 1949
   |Ort=New York
   |Datum=1963
   |Kommentar=die erste popul�re Darstellung der EDV, trotz des f�r moderne Ohren seltsam klingenden Titels sehr seri�s und fundiert ? relativ einfach antiquarisch und in fast allen Bibliotheken zu finden}}

  • B. V. Bowden (Hrsg.): ''Faster Than Thought''. Pitman, New York 1953 (Nachdruck 1963, ISBN 0-273-31580-3) ? eine frühe populäre Darstellung der EDV, gibt den Stand seiner Zeit verständlich und ausführlich wieder; nur mehr antiquarisch und in Bibliotheken zu finden
  • {{Literatur
   |Autor=Michael Friedewald
   |Hrsg=
   |Titel=Der Computer als Werkzeug und Medium. Die geistigen und technischen Wurzeln des Personalcomputers
   |Verlag=GNT-Verlag
   |Ort=
   |Datum=2000
   |ISBN=3-928186-47-7}}

  • {{Literatur
   |Autor=Simon Head
   |Hrsg=
   |Titel=The New Ruthless Economy. Work and Power in the Digital Age
   |Ort=Oxford UP
   |Datum=2005
   |ISBN=0-19-517983-8
   |Kommentar=der Einsatz des Computers in der Tradition des }}

  • Ute Hoffmann: ''Computerfrauen. Welchen Anteil hatten Frauen an der Computergeschichte und -arbeit?'' München 1987, ISBN 3-924346-30-5
  • ''Loading History. Computergeschichte(n) aus der Schweiz''. Museum für Kommunikation, Bern 2001, ISBN 3-0340-0540-7, Ausstellungskatalog zu einer Sonderausstellung mit Schweizer Schwerpunkt, aber für sich alleine lesbar
  • ''HNF Heinz Nixdorf Forum Museumsführer''. Paderborn 2000, ISBN 3-9805757-2-1 ? Museumsführer des nach eigener Darstellung weltgrößten Computermuseums
  • Karl Weinhart: ''Informatik und Automatik. Führer durch die Ausstellungen''. Deutsches Museum, München 1990, ISBN 3-924183-14-7 ? Katalog zu den permanenten Ausstellungen des zum Thema; vor allem als ergänzende Literatur zum Ausstellungsbesuch empfohlen
  • H. R. Wieland: ''Computergeschichte(n) ? nicht nur für Geeks: Von Antikythera zur Cloud''. Galileo Computing, 2010, ISBN 978-3-8362-1527-5
  • {{Literatur
   |Autor=Christian Wurster
   |Hrsg=
   |Titel=Computers. Eine illustrierte Geschichte
   |Verlag=Taschen
   |Ort=
   |Datum=2002
   |ISBN=3-8228-5729-7
   |Kommentar=eine vom Text her leider nicht sehr exakte Geschichte der EDV mit einzelnen Fehlern, die aber durch die Gastbeitr�ge einzelner Pers�nlichkeiten der Computergeschichte und durch die zahlreichen Fotos ihren Wert hat}}

  • Anfre Reifenrath: ''Geschichte der Simulation'', Humboldt-Universität, Dissertation, Berlin 2000. Geschichte des Computers von den Anfängen bis zur Gegenwart unter besonderer Berücksichtigung des Themas der Visualisierung und Simulation durch den Computer.
  • {{Literatur
   |Autor=Claude E. Shannon
   |Hrsg=
   |Titel=A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits
   |Sammelwerk=Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, Volume 57
   |Ort=
   |Datum=1938
   |Kommentar=Seite 713?723}}

Weblinks

  • (englisch)
  • über die Computertechnik der 1970er Jahre vor der Erfindung des Mikrocomputers
'''Computermuseen'''
  • : Museum für Rechnertechnik und Computer mit funktionsfähigen Exponaten
  • (englisch)

Einzelnachweise