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„Computer“ – Versionsunterschied

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Ein '''Computer''' (engl. compute, lat. computare, dt. (zusammen-)rechnen) oder [[Rechner]] ist ein Apparat, der Informationen mit Hilfe einer programmierbaren Rechenvorschrift verarbeiten kann ([[Datenverarbeitung]]sanlage). Der englische Begriff -computer-, abgeleitet vom Verb -to compute-, zählen, entstand im 19. Jahrhundert als Bezeichnung für -Volkszähler-. Computer sind frei programmierbare [[Rechenmaschine]]n - d.h. die Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe von Daten ist frei programmierbar.


{{Dieser Artikel|erläutert die Grundlagen aller Computer. Zum Typus des derzeit meistverbreiteten Computers siehe [[Personal Computer]].}}
Bei der heute weiten Verbreitung von [[Personal Computer|PC]] (engl. personal computer, dt. persönlicher Computer) wird der PC häufig auch kurz als Computer bezeichnet.
Ein Computer ist ein [[Digitalcomputer]] wenn er mit digitalen Geräteeinheiten digitale Daten und er ist ein [[Analogcomputer]], wenn er mit analogen Geräteeinheiten analoge Daten verarbeitet.


{{Weiterleitungshinweis|''Datenverarbeitungsanlage'' und ''Elektronische Datenverarbeitungsanlage''|Allgemein zu Grundlagen der [[Datenverarbeitung]] bzw. [[Elektronische Datenverarbeitung|elektronischen Datenverarbeitung]] siehe jeweils dort.|mehrzahl=1}}
Computer werden heute in allen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt.
Sie dienen der [[Speicherung]], Verarbeitung und [[Ausgabe (Computer)|Ausgabe]] von Informationen in Wirtschaft und [[Behörde]]n, der Berechnung der Statik von [[Bauwerk]]en bis hin zur [[Steuerung]] von Waschmaschinen und Automobilen.
Die leistungsfähigsten Computer werden eingesetzt, um komplexe Vorgänge zu [[Simulation|simulieren]]: beispielsweise in der Klimaforschung, bei thermodynamischen Fragen bis hin zu militärischen Aufgaben, z.B. die Simulation des Einsatzes von nuklearen Waffen.


[[Datei:Babbages Analytical Engine, 1834-1871. (9660574685).jpg|200px|mini|Versuchsmodell der [[Analytical Engine]], <br> rein mechanisch]]
Viele Geräte des Alltags, vom [[Telefon]] über den [[Videorecorder]] bis hin zur Münzprüfung im Warenautomaten, werden heute von integrierten Kleinstcomputern gesteuert ([[Embedded System]]).


[[Datei:Z3 Deutsches Museum.JPG|200px|mini|[[Zuse Z3]], 1941, <br> mit 2000 [[Relais]]]]
Ursprünglich war die Informationsverarbeitung mit Computern auf die Verarbeitung von [[Zahlen]] beschränkt. Durch die zunehmende Leistungsfähigkeit eröffneten sich neue Einsatzbereiche.


[[Datei:Two women operating ENIAC.gif|200px|mini|[[ENIAC]], 1946, <br> mit [[Elektronenröhre]]n]]
[[Digitalcomputer]] folgen gemeinsamen Grundprinzipien, die ihre freie Programmierung erst ermöglichen:
* ein ''Speicher'', in dem [[Daten]]bestände (Datenstrukturen) wie in Schubladen gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können.
* grundlegende ''Bausteine'' für eine freie [[Programmierung]], mit denen eine jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Die ''Berechnung'', der ''Vergleich'', und der ''bedingte Sprung''. Ein Computer kann beispielsweise zwei Zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. Ein Computerprogramm verwendet die Sprachelemente gemäss der Sprachsyntax einer Programmiersprache; diese Programmiersprache stellt dem Programmierer alle erforderlichen Anweisungen und Operatoren für die Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe von Daten zur Verfügung.


[[Datei:Pdp-7-oslo-2004.jpeg|200px|mini|[[Digital Equipment Corporation|DEC]]
In der [[Informatik]] wird dieses Modell theoretisch durch die [[Turing-Maschine]] abgebildet; die Turing-Maschine erlaubt viele grundsätzliche Überlegungen zur [[Berechenbarkeit]].
[[PDP-7]], 1965, <br> mit hybriden [[Integrierter Schaltkreis|Integrierten Schaltkreisen]]]]


[[Datei:Apple II Plus, Museum of the Moving Image.jpg|200px|mini|[[Apple II]], 1977]]
[[Analogrechner]] funktionieren jedoch nach einem anderen Prinzip:
Bei ihnen ersetzen analoge Bauelemente ([[Verstärker]], [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensator]]en) die Logikprogrammierung. Analogrechner wurden früher häufiger zur Simulation von Regelvorgängen eingesetzt (siehe: [[Regelungstechnik]]), sind heute aber fast vollständig von [[Digitalcomputer]]n (die alle nach dem erstgenannten Prinzip arbeiten) verdrängt worden.


[[Datei:IBM PC 5150.jpg|200px|mini|[[IBM Personal Computer|IBM PC]], 1981]]
Das Funktionsprinzip der Digitalcomputer hat sich seit seinen Ursprüngen in der Mitte des letzten Jahrhunderts nicht wesentlich verändert, wenngleich die Details der Technologie erheblich verbessert wurden.


[[Datei:MacBook.jpg|200px|mini|[[Notebook]] ([[Laptop]]) [[MacBook]], 2006]]
Bei einem Computer werden dabei zwei grundsätzliche Bausteine unterschieden:
* die [[Hardware]] ('Anfassbare Sachen'), die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird,
* die [[Software]] ('Weichzeugs'), nämlich die ''Programmierung'' des Computers.
Ein Computer besteht zunächst nur aus Hardware - erst durch seine Software wird er tatsächlich nützlich.


[[Datei:IBM Blue Gene P supercomputer.jpg|200px|mini|[[Blue Gene#Blue Gene/P|IBM Blue Gene]], 2007]]
=== Hardwarearchitektur ===


[[Datei:Summit (supercomputer).jpg|200px|mini|[[Summit (Supercomputer)|Summit]], 2018]]
Das heute allgemein angewandte Prinzip, das nach seiner Beschreibung von [[John von Neumann]] von [[1946]] als "[[Von-Neumann-Architektur]]" bezeichnet wird, definiert für einen Computer vier Hauptkomponenten:
* die Arithmetisch-[[Logisch]]e Einheit ('''[[ALU]]'''),
* die Steuereinheit,
* den [[Computerspeicher|Speicher]] und
* die Eingabe-/Ausgabeeinheiten.
Allerdings wurde dieses Prinzip schon [[1936]] von [[Konrad Zuse]] entwickelt, [[1937]] in zwei Patentschriften dokumentiert und [[1938]] in der [[Zuse Z1|Z1]] erstmals realisiert.<br>
In den heutigen Computern sind die ALU und die Steuereinheit meist zu einem Baustein verschmolzen, der so genannten [[CPU]] (Central Processing Unit, zentraler [[Prozessor]]).


Ein '''Computer''' ([[Englische Sprache|englisch]]; [[Deutsche Sprache|deutsche]] Aussprache [{{IPA|kɔmˈpjuːtɐ}}]) oder '''Rechner''' ist ein Gerät, das mittels [[Programmierung|programmierbarer]] [[Algorithmus|Rechenvorschriften]] [[Datenverarbeitung|Daten verarbeitet]]. Dementsprechend werden vereinzelt auch die abstrahierenden beziehungsweise veralteten, synonym gebrauchten Begriffe '''Rechenanlage''', '''Datenverarbeitungsanlage''' oder '''elektronische Datenverarbeitungsanlage''' sowie '''Elektronengehirn''' verwendet.
Der Speicher ist eine Anzahl von durchnummerierten "Zellen", jede dieser Zellen kann ein kleines Stück Information aufnehmen.
Diese Information wird als [[Binärzahl]], also einer Abfolge von ja/nein-Informationen, in der Speicherzelle abgelegt. Charakteristikum der "Von Neumann-Architektur" ist, dass diese Zahl (z.B. 65) entweder ein Teil der Daten sein kann (also z.B. der Buchstabe "A"), oder ein [[Computerbefehl|Befehl]] für die CPU ("Springe...").


[[Charles Babbage]] und [[Ada Lovelace]] (geborene [[George Gordon Byron|Byron]]) gelten durch die von Babbage 1837 entworfene [[Rechenmaschine]] ''[[Analytical Engine]]'' als Vordenker des modernen universell programmierbaren Computers. [[Konrad Zuse]] ([[Zuse Z3|Z3]], 1941 und [[Zuse Z4|Z4]], 1945) in Berlin, [[John Presper Eckert]] und [[John William Mauchly]] ([[ENIAC]], 1946) bauten die ersten funktionstüchtigen Geräte dieser Art. Bei der Klassifizierung eines Geräts als ''universell programmierbarer Computer'' spielt die [[Turing-Vollständigkeit]] eine wesentliche Rolle. Sie ist benannt nach dem englischen Mathematiker [[Alan Turing]], der 1936 das logische Modell der [[Turingmaschine]] eingeführt hatte.<ref>{{Literatur |Autor=[[Alan Turing]] |Titel=On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem |Sammelwerk=Proceedings of the London Mathematical Society |Band=Bd.&nbsp;s2-42 |Nummer=1 |Datum=1937 |Seiten=230–265 |Sprache=en |Online=[http://www.cs.virginia.edu/~robins/Turing_Paper_1936.pdf cs.virginia.edu] |Format=PDF |KBytes= |DOI=10.1112/plms/s2-42.1.230}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Alan Turing |Titel=On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem. A Correction |Sammelwerk=Proceedings of the London Mathematical Society |Band=Bd.&nbsp;s2-43 |Nummer=1 |Datum=1938 |Seiten=544–546 |Sprache=en |Online=[http://www.dna.caltech.edu/courses/cs129/caltech_restricted/Turing_1937_correction_IBID.pdf dna.caltech.edu] |Format=PDF |KBytes= |DOI=10.1112/plms/s2-42.1.230}}</ref>


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.
Wesentlich in der Von-Neumann-Architektur ist, dass sich Programm und Daten einen Speicherbereich teilen (dabei belegen die Daten in aller Regel den unteren und die Programme den oberen Speicherbereich).
Dem gegenüber stehen in der sog. [[Harvard-Architektur]] Daten und Programmen eigene (physikalisch getrennte) Speicherbereiche gegenüber.
Dadurch können Daten-Schreiboperationen keine Programme überschreiben.


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 ([[eingebettetes System]]) zur Steuerung von Alltagsgeräten wie [[Waschmaschine]]n und [[Videorekorder]]n oder zur Münzprüfung in Warenautomaten; in modernen [[Automobil]]en dienen sie beispielsweise zur Anzeige von Fahrdaten und steuern in „Fahrassistenten“ diverse Manöver selbst.
In der Von-Neumann-Architektur ist die Steuereinheit dafür zuständig, zu wissen, was sich an welcher Stelle im Speicher befindet.
Man kann sich das so vorstellen, dass die Steuereinheit einen "Zeiger" auf eine bestimmte Speicherzelle hat, in der der nächste Befehl steht, den sie auszuführen hat.
Sie liest diesen aus dem Speicher aus, erkennt zum Beispiel "65", erkennt dies als "Springe".
Dann geht sie zur nächsten Speicherzelle, weil sie wissen muss, wo sie hinspringen soll. Sie liest auch diesen Wert aus, interpretiert die Zahl als Nummer (so genannte ''Adresse'') einer Speicherzelle.
Dann setzt sie den Zeiger auf eben diese Speicherzelle, um dort wiederum ihren nächsten Befehl auszulesen; der Sprung ist vollzogen.
Wenn der Befehl zum Beispiel statt "Springe" lauten würde "Lies Wert", dann würde sie nicht den Programmzeiger verändern, sondern aus der in der Folge angegebenen Adresse einfach den Inhalt auslesen, um ihn dann beispielsweise an die ALU weiterzuleiten:


Universelle Computer finden sich in [[Smartphone]]s und [[Spielkonsole]]n. [[Personal Computer]] (engl. für persönliche Computer, als Gegensatz zu von vielen genutzten Großrechnern) dienen der Informationsverarbeitung in Wirtschaft und Behörden sowie bei Privatpersonen; [[Supercomputer]] werden eingesetzt, um komplexe Vorgänge zu simulieren, z.&nbsp;B. in der [[Klimatologie|Klimaforschung]] oder für medizinische Berechnungen.
Die ALU hat die Aufgabe, Werte aus Speicherzellen zu kombinieren.
Sie bekommt die Werte von der Steuereinheit geliefert, verrechnet sie (addiert z.B. zwei Zahlen, welche die Steuereinheit aus zwei Speicherzellen ausgelesen hat)und gibt den Wert an die Steuereinheit zurück, welche den Wert dann für einen Vergleich verwenden oder wieder in eine dritte Speicherzelle zurückschreiben kann.


== Begriffsgeschichte ==
Die Ein-/Ausgabeeinheiten schließlich sind dafür zuständig, die initialen Programme in die Speicherzellen eingeben und die Ergebnisse der Berechnung einem Benutzer auch wieder anzeigen zu können.
=== Rechner ===
Der deutsche Begriff ''Rechner'' ist abgeleitet vom Verb ''rechnen''. Zur Etymologie siehe [[Rechnen#Etymologie]].


=== {{Anker|Herkunft des Begriffs Computer}} Computer ===
=== [[Softwarearchitektur]] ===
Das englische Substantiv {{lang|en|''computer''}} ist abgeleitet von dem englischen Verb {{lang|en|''to compute''}}. Jenes ist abgeleitet von dem lateinischen Verb {{lang|la|''computare''}}, was zusammenrechnen bedeutet.
Die Von-Neumann-Architektur 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.


Der englische Begriff ''computer'' war ursprünglich eine Berufsbezeichnung für Hilfskräfte, die immer wiederkehrende Berechnungen (z.&nbsp;B. für die [[Astronomie]], für die [[Geodäsie]] oder für die [[Ballistik]]) im Auftrag von Mathematikern ausführten und damit Tabellen wie z.&nbsp;B. eine [[Logarithmentafel]] füllten. Dieser Beruf wurde vorwiegend von Frauen ausgeübt.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.derstandard.de/story/2000099056611/frauen-regierten-einst-die-informatik-dann-war-geld-im-spiel |titel=Frauen regierten einst die Informatik – dann war Geld im Spiel |abruf=2021-07-03 |sprache=de-AT}}</ref>
Um diesen Aufwand zu reduzieren, wurden [[Programmiersprachen]] entwickelt. Diese generieren die Zahlen innerhalb der Speicherzellen, die der Computer letztlich als Programm abarbeitet, aus höheren Strukturen heraus automatisch.


In der frühen [[Kirchengeschichte]] erfolgte eine Ablösung des [[Jüdischer Kalender|jüdischen Kalenders]] durch den [[Julianischer Kalender|Julianischen Kalender]]. Die hieraus resultierenden Berechnungsschwierigkeiten des [[Osterdatum]]s dauerten bis zum Mittelalter an und waren Gegenstand zahlreicher Publikationen, häufig betitelt mit ''[[Computus]] Ecclesiasticus''. Doch finden sich noch weitere Titel, z.&nbsp;B. von [[Sigismund Suevus]] 1574, die sich mit arithmetischen Fragestellungen auseinandersetzen. Der früheste Text, in dem das Wort Computer isoliert verwendet wird, stammt von 1613.<ref>Das [[Oxford English Dictionary]] (Third ed.) von 2008 sagt in dem Artikel zu dem Lemma „computer“: {{" |Text=1613 ‘R. B.’ Yong Mans Gleanings 1, I haue read the truest computer of Times, and the best Arithmetician that euer breathed, and he reduceth thy dayes into a short number. |Sprache=en}}</ref> Der englische Autor [[Richard Brathwaite]] schrieb:
Sodann wurden bestimmte sich wiederholende Prozeduren in so genannten [[Bibliothek (EDV)|Bibliotheken]] zusammengefasst, um nicht jedes Mal das Rad neu erfinden zu müssen, z. B. das Interpretieren einer gedrückten Tastaturtaste als Buchstabe "A" und damit als Zahl "65".
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).


{{Zitat
In einem modernen Computer arbeiten also sehr viele dieser [[Programmebene]]n über- bzw. untereinander: Komplexere Aufgaben werden in Unteraufgaben zerlegt, welche von anderen Programmierern bereits bearbeitet wurden, die wiederum auf die Vorarbeit weiterer Programmierer aufbauen, deren Bibliotheken sie verwenden.
|Text=What art thou (O Man) and from whence hadst thou thy beginning? What matter art thou made of, that thou promisest to thy selfe length of daies: or to thy posterity continuance. I have read the truest '''computer''' of Times, and the best Arithmetician that ever breathed, an he reduceth thy dayes into a short number: The daies of Man are threescore and ten.
Auf der untersten Ebene findet sich dann aber immer der so genannte [[Maschinencode]] - jene Abfolge von Zahlen, mit denen der Computer auch tatsächlich rechnen kann.
|Sprache=en
|Autor=Richard Brathwaite, „The Yong Mans Gleanings“, 1613
|Übersetzung=Was bist du (O Mensch) und woher stammst du? Woraus bist du gemacht, dass du dir selbst versprichst, lange Tage zu leben: oder deinen Nachkommen Fortbestand. Ich habe den wahren Computer aller Zeiten gelesen, und die besten [[Arithmetik]]er die jemals atmeten, und er reduzierte deine Tage zu einer kleinen Zahl: Die Lebenszeit des Menschen sind siebzig [Jahre]
|ref=<ref name="Computergeschichte">Zitiert in Jürgen Wolf, Computergeschichte(n), Seite 32, Rheinwerk Computing, Bonn 2021, ISBN 978-3-8362-7777-8</ref>}}


Die Bedeutung und der Kontext des Textes sind nicht eindeutig und lassen mehrere Interpretationen zu. Mit ''computer'' ist wohl ein sehr intelligenter Mann gemeint, allerdings kann im Mittelalter nur Gott die Lebenszeit des Menschen beeinflussen, so dass im zweiten Teil des Zitats auch Gott handeln könnte. ''The daies of Man are threescore and ten'' ist ein Zitat aus {{B|Psalm|90|10|KJV}}, der in der [[Einheitsübersetzung]] mit „Der ewige Gott – der vergängliche Mensch“ überschrieben ist.<ref name="Computergeschichte" />
== Typen ==
[[Personal-Computer]] - [[Workstation]] - [[Mini-Computer]] - [[PDA (Computer)|PDA]]s - [[Großrechner]] - [[Heimcomputer]] - [[Microcontroller|Einchip-Computer]]/[[Mikrocontroller]] - [[Spielkonsole]]n - [[Supercomputer]] - [[Netzwerkrechner]] - [[Parallelrechner]] - [[Silent PC]]


In der Zeitung ''[[The New York Times]]'' tauchte das Wort erstmals am 2. Mai 1892 in einer Kleinanzeige der United States Navy mit dem Titel {{lang|en|''A Computer Wanted''|de=Ein Rechner gesucht}} auf, in der Kenntnisse in [[Algebra]], [[Geometrie]], [[Trigonometrie]] und Astronomie vorausgesetzt worden sind.<ref>Nautical Almanac Office of the United States Naval Observatory</ref>
== Hardware ==
[[CPU]] - [[Speichermedium|Speichermedien]] - [[Grafikkarte]] - [[Hauptplatine]] - [[Peripheriegerät]] - [[Datenübertragung]]


An der [[University of Pennsylvania]] 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 [[Tabelliermaschine]], die zu multiplizieren und zu dividieren vermochte. Die Angestellten, die dort rechneten, wurden „computer“ (im Sinne eines [[Menschlicher Computer|menschlichen Computers]]) genannt.<ref>{{Internetquelle |autor=Jenna Anderson |url=https://www.sfu.ca/wwest/WWEST_blog/herstory-of-the-tech-industry-when-women-were-computers.html |titel='HER'story of the Tech Industry: When Women Were Computers |werk=Westcoast Women in Engineering, Science and Technology Blog |hrsg=Simon Fraser University |datum=2017-01-13 |abruf=2020-05-18 |sprache=en}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Roland Schulz |url=https://sz-magazin.sueddeutsche.de/technik/frauen-programmieren-computer-81770 |titel=Als Computer weiblich waren |werk=Süddeutsche Zeitung |datum=2015-10-17 |abruf=2020-05-24}}</ref> Erstmals wurde der Begriff 1946 bei der dort entwickelten elektronischen Rechenanlage [[ENIAC|Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC)]] für ein technisches Gerät verwendet. Seit 1962 ist der Begriff in Deutschland belegt.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.wissen.de/wortherkunft/computer |titel=Computer |werk=wissen.de |abruf=2020-07-27}}</ref>
== Software ==
[[Betriebssystem]] - [[Anwendungsprogramm]] - [[Hilfsprogramm]] - [[Programmiersprache|Programmiersprachen]] - [[Computerspiel|Computerspiele]]


== Sicherheit ==
== Grundlagen ==
Grundsätzlich unterscheiden sich zwei Bauweisen: Ein Rechner ist ein [[Digitalrechner]], wenn er mit [[Digitalsignal|digitalen]] Geräteeinheiten digitale Daten verarbeitet (also Zahlen und Textzeichen); er ist ein [[Analogrechner]], wenn er mit [[Analogsignal|analogen]] Geräteeinheiten [[analoge Daten]] verarbeitet (also kontinuierlich verlaufende elektrische Messgrößen wie [[Elektrische Spannung|Spannung]] oder [[Elektrischer Strom|Strom]]).
[[Computersicherheit]] - [[Betriebssystemsicherheit]] - [[Netzwerksicherheit]] - [[Sicherheitslücke]] - [[TPM]]


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 [[Hardware]], die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird, sowie die [[Software]], die die ''Programmierung'' des Computers beschreibt.
== Geschichte ==
Levy: [http://www.dm.fh-hannover.de/~petkli/levy/_1st.html Die Entwicklung des Computers]


Ein Digitalrechner besteht zunächst nur aus Hardware. Die Hardware stellt erstens einen ''Speicher'' bereit, in dem [[Daten]] portionsweise wie auf den nummerierten Seiten eines Buches gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können. Zweitens verfügt das Rechenwerk der Hardware über grundlegende Bausteine für eine freie Programmierung, mit denen jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Diese Bausteine sind im Prinzip die ''Berechnung'', der ''Vergleich'' und der ''bedingte [[Sprunganweisung|Sprung]]''. Ein Digitalrechner kann beispielsweise zwei Zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. In der [[Informatik]] wird dieses Modell theoretisch durch die eingangs erwähnte [[Turing-Maschine]] abgebildet; die Turing-Maschine stellt die grundsätzlichen Überlegungen zur [[Berechenbarkeit]] dar.
=== Antike ===
*[[Abakus (Rechentafel)|Abakus]] älteste mechanische Rechenhilfe
*Rechenbrett des [[Pythagoras von Samos|Pythagoras]]


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 ''[[Computerprogramm|Programm]]'' 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.&nbsp;Jahrhunderts nicht wesentlich verändert, wenngleich die Details der Technologie erheblich verbessert wurden.
=== [[17. Jahrhundert]] ===
*[[1614]] [[John Napier]] publiziert seine [[Logarithmentafel]]
*[[1623]] Erste [[Vier-Spezies-Maschine]] durch [[Wilhelm Schickard]]
*[[1642]] [[Blaise Pascal]] baut eine [[Rechenmaschine]]
*[[1668]] [[Samuel Morland]] entwickelt eine Rechenmaschine die nicht dezimal addiert, sondern auf das englische Geldsystem abgestimmt ist
*[[1673]] Rechenmaschine von [[Gottfried Leibniz]]


[[Analogrechner]] funktionieren nach einem anderen Prinzip. Bei ihnen ersetzen analoge Bauelemente ([[Verstärker (Elektrotechnik)|Verstärker]], [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatoren]]) die Logikprogrammierung. Analogrechner wurden früher häufiger zur Simulation von Regelvorgängen eingesetzt (siehe: [[Regelungstechnik]]), sind heute aber fast vollständig von [[Digitalcomputer]]n abgelöst worden. In einer Übergangszeit gab es auch [[Hybridrechner]], die einen Analog- mit einem digitalen Computer kombinierten.
=== [[18. Jahrhundert]] ===
[http://www.ph-ludwigsburg.de/mathematik/mmm/geschichte.htm Mechanische Rechenmaschinen - ein entwicklungsgeschichtlicher Abriss]


Mögliche Einsatzmöglichkeiten für Computer sind:
=== [[19. Jahrhundert]] ===
*[[1805]] [[Joseph-Marie Jacquard]] entwickelt [[Lochkarte]]n um Webstühle zu steuern
*[[1820]] [[Charles Xavier Thomas de Colmar]] baut das "[[Arithmometer]]", der erste Rechner in Massenproduktion
*[[Charles Babbage]] entwickelt die [[Difference Engine]] [[1822]] und die [[Analytical Engine]] [[1833]], kann sie aber aus Geldmangel nicht bauen
*[[1843]] Edvard und [[George Scheutz]] bauen in [[Stockholm]] den ersten mechanischen Computer nach den Ideen von Babbage
*[[1890]] US-Volkszählung mit Hilfe des Lochkartensystems von [[Herman Hollerith]] durchgeführt; [[Torres y Quevedo]] baut eine [[Schach]]maschine die mit König und Turm einen König matt setzen kann


* Mediengestaltung (Bild- und Textverarbeitung)
=== [[20. Jahrhundert]] ===
* Verwaltungs- und Archivierungsanwendungen
*[[1935]] [[IBM|International Business Machines]] stellt die IBM 601 vor, eine Lochkartenmaschine die eine Multiplikation/Sekunde durchführen kann. Es werden ca. 1500 Stück der Maschine verkauft.
* Steuerung von Maschinen und Abläufen (Drucker, Produktion in der Industrie durch z.&nbsp;B. Roboter, [[Eingebettetes System|eingebettete Systeme]])
*[[1937]] [[Konrad Zuse]] meldet zwei Patente an, die bereits alle Elemente der so genannten [[Von-Neumann-Architektur]] beschreiben.
* Berechnungen und Simulationen (z.&nbsp;B. [[Berkeley Open Infrastructure for Network Computing|BOINC]])
*[[1937]] [[Alan Turing]] publiziert einen Artikel, der die "[[Turing-Maschine]]" beschreibt.
* Medienwiedergabe (Internet, Fernsehen, Videos, Unterhaltungsanwendungen wie Computerspiele, Lernsoftware)
*[[1938]] Konrad Zuse stellt die [[Zuse Z1]] fertig, einen frei programmierbaren mechanischen Rechner, der allerdings aufgrund von Problemen mit der Fertigungspräzision nie voll funktionstüchtig war. Die ''Z1'' verfügte bereits über Fließkommarechnung.
* Kommunikation ([[Chat]], [[E-Mail]], [[Soziales Netzwerk (Internet)|soziale Netzwerke]])
*[[1938]] [[Claude Shannon]] publiziert einen Artikel darüber, wie man symbolische Logik mit [[Relais]] implementieren kann
* Softwareentwicklung
<br>


=== Hardwarearchitektur ===
Während des ''[[Zweiter Weltkrieg|zweiten Weltkrieges]]'' gibt [[Alan Turing]] die entscheidenden Hinweise zur Entschlüsselung der [[Enigma|ENIGMA]]-Codes und baut dafür einen speziellen mechanischen Rechner.
Das heute allgemein angewandte Prinzip, das nach seiner Beschreibung durch John von Neumann von [[1946]] als ''[[Von-Neumann-Architektur]]'' bezeichnet wird, definiert für einen Computer fünf Hauptkomponenten:


* das [[Rechenwerk]] (im Wesentlichen die arithmetisch-logische Einheit ('''[[Arithmetisch-logische Einheit|ALU]]''')),
Ebenfalls im Krieg baut [[Konrad Zuse]] die erste funktionstüchtige programmgesteuerte, [[Binäres Rechnen|binäre]] Rechenmaschine, bestehend aus einer großen Zahl von [[Relais]], die Z3.
* das [[Steuerwerk]],
Zeitgleich werden in den [[USA]] ähnliche elektronische Maschinen zur [[Numerik|numerischen]] Berechnung gebaut.
* die [[Bus (Datenverarbeitung)|Buseinheit]],
Auch Maschinen auf [[Analogrechner|analoger]] Basis werden erstellt.
* das [[Speicherwerk]] sowie
* die [[Eingabe-/Ausgabewerk]](e).


In den heutigen Computern sind die ALU und die Steuereinheit meistens zu einem Baustein verschmolzen, der so genannten [[Central Processing Unit|CPU]] (Central Processing Unit, zentraler [[Prozessor]]).
*[[1941]] [[Konrad Zuse]] stellt die [[Zuse_Z3|Z3]] fertig, die heute als der erste funktionstüchtige Computer gilt
*[[1943]] IBM-Chef [[Thomas Watson]] sagt: ''Ich glaube, es gibt einen weltweiten Bedarf an vielleicht fünf Computern.''
*[[1943]] [[Tommy Flowers]] stellt mit seinem Team in [[Bletchley Park]] den ersten "[[Colossus]]" fertig
*[[1944]] Fertigstellung des [[ASCC]] (Automatic Sequence Controlled Computer, "[[Mark I]]" durch [[Howard H. Aiken]])


Der Speicher ist eine Anzahl von durchnummerierten, adressierbaren „Zellen“; jede von ihnen kann ein einzelnes Stück Information aufnehmen. Diese Information wird als [[Binärzahl]], also eine Abfolge von ja/nein-Informationen im Sinne von Einsen und Nullen, in der Speicherzelle abgelegt.
Zur Architektur der Rechenmaschinen Z1 und Z3: http://www.zib.de/zuse/Inhalt/Kommentare/Html/0687/0687.html


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 [[Harvard-Architektur]] 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 [[Digitaler Signalprozessor|digitale Signalprozessoren]] häufig in Harvard-Architektur ausgeführt. Weiterhin können Daten-Schreiboperationen in der Harvard-Architektur keine Programme überschreiben ([[Informationssicherheit]]).
=== [[Nachkriegszeit]] ===
*[[1946]] [[ENIAC]] (Electronic Numerical Integrator and Computer) wird unter der Leitung von [[John Eckert]] und [[John Mauchly]] entwickelt
*[[1947]] IBM baut den [[SSEC]]
*[[1947]] Erfindung des [[Transistor]]s
*[[1949]] [[Maurice Wilkes]] stellt mit seinem Team in Cambridge den "[[EDSAC]]" (Electronic Delay Storage Automatic Computer); basierend auf Neumanns [[EDVAC]] ist es der erste Rechner, der vollständig speicherprogrammierbar ist
*[[1949]] Konrad Zuse stellt die [[Z4]] fertig, deren Bau schon 1942 begonnen wurde und 1944 in wesentlichen Teilen abgeschlossen war, die aber kriegsbedingt nicht fertiggestellt werden konnte.
*[[1950]] Die ''Z4'' geht an der [[ETH Zürich]] in Betrieb
*[[1951]] Univac I, kommerzieller Röhrenrechner der RAND Corporation
*[[1955]] [[OPREMA]] Erster Computer der DDR
*[[1956]] Erstes Magnetplattensystem von [[IBM]] (RAMAC)


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.
=== [[1960er|Sechziger]] ===
*[[1960]] IBM 1401, transistorisierter Rechner mit Lochkartensystem
*[[1960]] [[Digital Equipment Corporation|DEC]]s (Digital Equipment Corporation) erster Minicomputer, die PDP-1 (Programmierbarer Datenprozessor) erscheint
*[[1964]] DEC baut den Minicomputer PDP-8 für unter 20000 Dollar
*[[1964]] IBM definiert die erste Computerarchitektur S/360, Rechner verschiedener Leistungsklassen können denselben Code ausführen
*[[1964]] bei [[Texas Instruments]] wird der erste "Integrierte Schaltkreis", [[Integrierter Schaltkreis|IC]], entwickelt
*[[1966]] [[D4a]] 33bit Auftischrechner der [[TU Dresden]]


Die Ein-/Ausgabeeinheiten schließlich sind dafür zuständig, die initialen Programme in die Speicherzellen einzugeben und dem Benutzer die Ergebnisse der Berechnung anzuzeigen.
=== [[1970er|Siebziger]] ===
Unzufrieden mit der bürokratisierten, zentralen Architektur von [[Rechenzentrum|Rechenzentren]], entwerfen [[Steven Wozniak]] und [[Steve Jobs]] einen der ersten [[Personal-Computer]], der alle funktionalen Elemente eines Computersystems enthält, aber von jedermann erworben und verändert werden kann. Bereits ein Jahr zuvor brachte die Firma MITS den [[Altair 8800]] auf den Markt.
Bei [[Xerox PARC]] werden viele der Konzepte und Techniken, die bis heute in unseren PCs tätig sind, entwickelt.
*[[1970]] Intel baut mit dem [[4004]] den ersten in Serie gefertigten [[Mikroprozessor]] (2250 Transistoren)
*[[1972]] der [[Illiac IV]], ein Supercomputer mit [[Array-Prozessor]]en geht in Betrieb
*[[1973]] [[Xerox]] Alto - Der erste Computer mit Maus, [[GUI]] und eingebauter Ethernet-Karte.
*[[1974]] Motorola baut den 6800 Prozessor; Intel baut den 8080 Prozessor
*[[1976]] die Firma [[Apple Computer]] bringt den Apple I auf den Markt; [[Zilog]] entwickelt den [[Z80]] Prozessor
*[[1977]] [[Ken Olson]], Präsident und Gründer von DEC sagt: ''Es gibt keinen Grund, warum jemand einen Computer zu Hause haben wollte.''
*[[1977]] der [[Apple II]], der [[Commodore PET]] und der [[Tandy TRS 80]] kommen auf den Markt.
*[[1978]] DEC bringt die VAX-11/780, eine Maschine speziell für virtuelle Speicheradressierung, auf den Markt


=== [[1980er|Achtziger]] ===
=== Softwarearchitektur ===
Die [[Von-Neumann-Architektur]] 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 [[Programmiersprache]]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.&nbsp;B. GOTO für den „unbedingten Sprung“).


Später wurden bestimmte sich wiederholende Prozeduren in so genannten [[Programmbibliothek|Bibliotheken]] zusammengefasst, um nicht jedes Mal das Rad neu erfinden zu müssen, z.&nbsp;B.: das Interpretieren einer gedrückten Tastaturtaste als Buchstabe „A“ und damit als Zahl „65“ (im [[American Standard Code for Information Interchange|ASCII]]-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).
*[[1980er]]: Blütezeit der [[Heimcomputer]], zunächst mit 8-Bit-[[Mikroprozessor|Mikroprozessoren]] und einem [[Arbeitsspeicher]] bis 64 kB ([[Commodore VC20]], [[C64]], [[Sinclair ZX80]]/[[Sinclair ZX81|81]], [[Sinclair ZX Spectrum]], Schneider CPC 464/664), später auch leistungsfähigere Modelle mit 16-Bit-[[Mikroprozessor]]en (z.&nbsp;B. [[Amiga-Computer|Amiga]], [[Atari ST]])
*[[1980]] IBM stellt den IBM-PC ([[Personal-Computer]]) vor und bestimmt damit entscheidend die weitere Entwicklung
*[[1982]] [[Intel]] bringt den 80286-Prozessor auf den Markt
*[[1982]] [[Sun Microsystems]] entwickelt die Sun-1 Workstation
*[[1984]] der [[Apple Macintosh]] kommt auf den Markt und setzt neue Maßstäbe für Benutzerfreundlichkeit
*[[1986]] Intel bringt den 80386-Prozessor auf den Markt; Motorola präsentiert den 68030-Prozessor; Commodore produziert den Amiga-Heimcomputer
*[[1989]] Intel bringt den 80486 auf den Markt


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 [[Maschinencode]] – jene Abfolge von Zahlen, mit der der Computer auch tatsächlich gesteuert wird.
=== [[1990er|Neunziger]] ===
''[[Internet]]'' ...


=== Computersystem ===
*[[1991]] Das AIM-Konsortium ([[Apple]], [[IBM]], [[Motorola]]) spezifiziert die [[PowerPC]]-Plattform
Als '''Computersystem''' bezeichnet man:
*[[1992]] [[Digital Equipment Corporation|DEC]] stellt die ersten Systeme mit dem 64-Bit-[[Alpha-Prozessor|Alpha]]-Prozessor vor
* ein [[Rechnernetz|Netzwerk]] oder einen [[Rechnerverbund|Verbund]] aus mehreren Computern, die individuell gesteuert werden und auf gemeinsam genutzte Daten und Geräte zugreifen können;
*[[1993]] [[Intel]] bringt den [[Pentium]]-Prozessor auf den Markt
* die einen einzelnen voll funktionstüchtigen Rechner in ihrem Zusammenspiel bedingende Gesamtheit von externen und internen Komponenten, d. h. [[Hardware]], [[Software]] wie auch angeschlossenen [[Peripheriegerät]]en;
*[[1994]] [[Leonard Adleman]] stellt mit dem [[TT-100]] den ersten Prototypen für einen [[DNA-Computer]] vor.
* ein System von [[Computerprogramm|Programmen]] zur Steuerung und Überwachung von Computern.<ref>{{Digitales Wörterbuch der deutschen Sprache|Stichwort=Computersystem}}</ref>
*[[1995]] Intel bringt den [[Pentium Pro|Pentium-Pro]]-Prozessor auf den Markt
*[[1999]] Intel baut den [[Supercomputer]] [[ASCI Red]] mit 9.472 Prozessoren
*[[1999]] [[AMD]] stellt den Nachfolger der [[K6]]-Prozessorfamilie vor, den [[Athlon]].


== Geschichte ==
''Gegenwart'': Zur Zeit haben allein in [[Deutschland]] mehrere Millionen Menschen ein eigenes Computersystem.
{{Hauptartikel|Geschichte des Computers}}
{{Siehe auch|Geschichte der Informatik}}


=== [[21. Jahrhundert]] ===
== Arten ==
=== Basierend auf Arbeitsweise des Computers ===
''Beginn des [[21. Jahrhundert]]s: '' Weitere Steigerung der Leistungsfähigkeit, fortschreitende Verkleinerung und Integration von [[Telekommunikation]] und [[Bildbearbeitung]].
* [[Analogrechner]]
Allgemeine, weltweite Verbreitung und Akzeptanz. Wechsel von klassischen Informationsdienstleistungen (Datendienste, Vermittlung, Handel, Medien) in das digitale Weltmedium [[Internet]].
* [[Digitalrechner]]
* [[Hybridrechner]]


=== Basierend auf der Größe ===
*[[2001]] IBM baut den Supercomputer [[ASCI White]]
* [[Smartphone]]
*[[2002]] der NEC [[Earth Simulator]] geht in Betrieb
* [[Personal Digital Assistant]] oder PDA, waren die Vorläufer der Smartphones.
*[[2003]] AMD stellt mit dem [[Opteron]] und dem [[Athlon_64]] seine ersten 64-Bit-Prozessoren vor.
* [[Tabletcomputer]]
* [[Eingebettetes System]], z.&nbsp;B. im Auto, Fernseher, Waschmaschine usw.
* [[Einplatinencomputer]], z.&nbsp;B. [[Raspberry Pi]], billigste, sehr kleine Computer. Werden meist als eingebettetes System verwendet.
* [[Personal computer]] oder PC, hier als [[Desktop-Computer]] oder auch [[Arbeitsplatzrechner]] verstanden.
* [[Hostrechner]] oder auch Server, eingebunden in einem Rechnernetz, meist ohne eigenen Display, Tastatur usw.
* [[Thin Client]] sind Rechner, die nur in Zusammenarbeit mit einem größeren Rechner, meist Server, richtig funktionieren.
* [[Heimcomputer]] (veraltet), der Vorläufer des PC.
* [[Spielkonsole]]
*[[Smart-TV]]
* [[Netbook]], ein kleines Notebook.
* [[Laptop]] oder Notebook
* [[Minirechner|Minicomputer]] (veraltet)
* [[Superminicomputer]] (veraltet)
* [[Mikrocomputer]] (veraltet)
* [[Großrechner|Mainframe computer]] oder Großrechner.
* [[Supercomputer]], die schnellsten Rechner ihrer Zeit, benötigen den Platz einer Turnhalle, die Energie einer Kleinstadt und sind sehr teuer.


== Zukunftsperspektiven ==
=== Stichwörter zur Geschichte der Rechentechnik ===
[[Datei:2019-08-07 Computerkurs in Osttimor.jpg|mini|Auch in wenig entwickelten Ländern immer wichtiger: Computerkurs in [[Osttimor]]]]
[[Abakus (Rechentafel)|Abakus]], [[ARPANET]], [[Gunter]], [[Hahn]], [[Hamann]], [[Logarithmentafel]], OHDNER, OUGHTRED, PARTRIDGE, [[Pascal (Programmiersprache)|Pascal]], [[Rechenschieber]], Rechenstab, ROTH, Sprossenradmaschine, Zweispeziesrechner


Zukünftige Entwicklungen bestehen voraussichtlich aus der möglichen Nutzung biologischer Systeme ([[DNA-Computer|Biocomputer]]), weiteren Verknüpfungen zwischen biologischer und technischer Informationsverarbeitung, optischer Signalverarbeitung und neuen physikalischen Modellen ([[Quantencomputer]]).
=== Zukunft ===

Zukünftige Entwicklungen bestehen aus der möglichen Nutzung biologischer Systeme ([[Biocomputer]]), optischer Signalverarbeitung und neuen physikalischen Modellen ([[Quantencomputer]]).
Ein Megatrend ist derzeit (2017) die Entwicklung [[künstliche Intelligenz|künstlicher Intelligenz]]. 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 [[technologische Singularität]]. Künstliche Intelligenz wird heute (2017) bereits in vielen Anwendungen, auch alltäglichen, eingesetzt (s. [[Anwendungen künstlicher Intelligenz|Anwendungen der künstlichen Intelligenz]]). [[Hans Moravec]] bezifferte die Rechenleistung des [[Gehirn]]s auf 100&nbsp;[[Teraflop]]s, [[Raymond Kurzweil]] auf 10.000&nbsp;Teraflops. Diese Rechenleistung haben [[Supercomputer]] bereits deutlich überschritten. Zum Vergleich liegt eine Grafikkarte für 800 Euro (5/2016) bei einer Leistung von 10 Teraflops.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/Grafikkarte-Nvidia-GeForce-GTX-1080-Monster-Leistung-fuer-fast-800-Euro-3209254.html ''heise.de: Grafikkarte Nvidia GeForce GTX 1080: Monster-Leistung für fast 800 Euro'':] 8,87 TFlops.</ref> Vier Jahre später (Dezember 2020) besitzen bereits Videospielkonsolen für ca. 500&nbsp;€ vergleichbare Leistung.
Weitere Verknüpfungen zwischen biologischer und technischer Informationsverarbeitung.

Nicht zu vergessen bessere Expertensysteme und [[Künstliche Intelligenz]]en, die ein Bewusstsein entwickeln oder sich selbst verbessern.
Für weitere Entwicklungen und Trends, von denen viele noch den Charakter von Schlagwörtern bzw. [[Medienrummel|Hypes]] haben, siehe [[Autonomic Computing]] (= Rechnerautonomie), [[Grid Computing]], [[Cloud Computing]], [[Pervasive Computing]], [[ubiquitäres Computing]] (= Rechnerallgegenwart) und [[Wearable Computing]].

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.<ref>{{Webarchiv |url=http://www.google.de/trends/explore?hl=de#q=computer&cmpt=q |text=Google Trends |wayback=20140524022553}} Statistik, zuletzt abgerufen am 23. Mai 2014</ref>

== Zeitleiste ==
{{Zeitleiste Computergeschichte}}

== Weltweite Marktanteile der Computerhersteller ==
{{Veraltet|dieses Abschnitts|Tabelle|seit=2018}}

Verkaufszahlen und Marktanteile der Computerhersteller nach Angaben des Marktforschungsunternehmens [[Gartner Inc.]], basierend auf Verkaufszahlen von [[Desktop-Computer]], [[Notebook]]s, [[Netbook]]s, aber ohne [[Tabletcomputer]], an Endkonsumenten:<ref>{{Webarchiv |url=http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1519417 |text=Gartner Says Worldwide PC Shipments in Fourth Quarter of 2010 Grew 3.1 Percent; Year-End Shipments Increased 13.8 Percent |wayback=20110122180213}}</ref><ref>{{Webarchiv |url=https://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1893523 |text=Gartner Says Worldwide PC Shipments in Fourth Quarter of 2011 Declined 1.4 Percent; Year-End Shipments Increased 0.5 Percent |wayback=20120216213006}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2019-01-10-gartner-says-worldwide-pc-shipments-declined-4-3-perc |titel=Gartner Says Worldwide PC Shipments Declined 4.3 Percent in 4Q18 and 1.3 Percent for the Year |abruf=2019-03-04 |sprache=en}}</ref>
{| 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" | [[Hewlett-Packard]] || [[Datei:Flag of the United States.svg|25px]]
|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" | [[Lenovo]] || [[Datei:Flag of the People's Republic of China.svg|25px]]
|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" | [[Dell]] || [[Datei:Flag of the United States.svg|25px]]
|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" | [[Apple]]
|[[Datei:Flag of the United States.svg|25px]]
|18.963.000
|7,2 %
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|unter Sonstige
|-
| 5. || style="text-align:left" | [[Asus]] || [[Datei:Flag of the Republic of China.svg|25px]]
|17.952.000
|6,8 %|| 20.768.465 || 5,9 % || 18.902.723 || 5,4 % || unter Sonstige || unter Sonstige
|-
| 6. || style="text-align:left" | [[Acer]]-Gruppe ||[[Datei:Flag of the Republic of China.svg|25px]]
|17.087.000
|6,5 %|| 39.415.381 || 11,2 % || 48.758.542 || 13,9 % || 39.783.933 || 12,9 %
|-
| || style="text-align:left" |[[Toshiba]]||[[Datei:Flag of Japan.svg|25px]]
|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 ===
* {{TWN|Ziel=Acer}} (mit [[Gateway, Inc.|Gateway]], [[Packard Bell]], eMachines)
* {{USA|Ziel=Apple}}
* {{TWN|Ziel=ASRock}}
* {{TWN|Ziel=Asus}}
* {{TWN|Ziel=BenQ}}
* {{DEU|Ziel=Bluechip Computer}}
* {{TWN|Ziel=Compal}}
* {{USA|Ziel=Cray}}
* {{USA|Ziel=Dell}}
* {{JPN|Ziel=Fujitsu}}
* {{TWN|Gigabyte Technology|Gigabyte}}
* {{CHN|Ziel=Hasee}}
* {{IND|Hindustan Computers|HCL}}
* {{USA|Ziel=HP Inc.}}
* {{USA|Ziel=IBM}}
* {{CHN|Ziel=Lenovo}}
* {{CAN|Ziel=MDG Computers}}
* {{DEU|Ziel=Medion}}
* {{TWN|Micro-Star International|MSI}}
* {{JPN|Ziel=NEC Corporation}}
* {{ITA|Ziel=Olivetti}}
* {{JPN|Panasonic Corporation|Panasonic}}
* {{BRA|Positivo Informática|Positivo}}
* {{TWN|Ziel=Quanta Computer}}
* {{RUS|Ziel=Rover Computers}}
* {{KOR|Ziel=Samsung}}
* {{JPN|Ziel=Sony}}
* {{JPN|Ziel=Toshiba}}
* {{USA|Ziel=Unisys}}
* {{TUR|Ziel=Vestel}}
* {{USA|Ziel=ViewSonic}}
* {{DEU|Wortmann AG|Wortmann}}

=== Bekannte ehemalige Computerhersteller ===
* {{GBR|Ziel=Acorn}}
* {{USA|Ziel=Amdahl Corporation}}
* {{GBR|Ziel=Amstrad}}<!-- machen jedenfalls keine Rechner mehr, siehe deren Homepage -->
* {{USA|Ziel=Atari}}
* {{USA|Ziel=Commodore International}}
* {{USA|Ziel=Compaq}}
* {{USA|Ziel=Control Data Corporation}}
* {{USA|Ziel=Digital Equipment Corporation}} (DEC)
* {{Polen|Ziel=ELWRO}}
* {{DEU|Ziel=Diehl-Daten-Systeme}}
* {{DEU|Ziel=Dietz-Computer-Systeme}}
* {{DEU|Ziel=Escom}}
* {{JPN|#}}/{{DEU|Ziel=Fujitsu Siemens Computers}}
* {{AUT|Ziel=Gericom}}
* {{USA|Ziel=Kaypro}}
* {{DEU|Ziel=Maxdata}}
* {{USA|Ziel=Mohawk Data Siences Corporation}} (MDS)
* {{USA|Ziel=NeXT}}
* {{NOR|Ziel=Norsk Data}}
* {{DEU|Ziel=Nixdorf Computer}}
* {{DEU|Ziel=Schneider Computer Division}}
* {{GBR|Ziel=Sinclair Research}}
* {{DEU|Systemhaus Waibel|Waibel}}
* {{DEU|Ziel=Zuse KG}}
* {{DEU|Ziel=Robotron}}

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=[[Konrad Zuse]]
|Titel=[[Der Computer – Mein Lebenswerk]]
|Verlag=Springer
|Ort=Berlin
|Datum=1993
|ISBN=3-540-56292-3}}
* {{Literatur
|Autor=Ron White
|Titel=So funktionieren Computer. Ein visueller Streifzug durch den Computer & alles, was dazu gehört
|Verlag=Markt+Technik
|Ort=München
|Datum=2004
|ISBN=3-8272-6714-5}}
* {{Literatur
|Autor=[[Charles Petzold]]
|Titel=Code: Wie Computer funktionieren - Die Sprache von Hardware und Software verstehen.
|Verlag=Mitp
|Ort=Frechen
|Datum=2023
|ISBN=3-7475-0628-3}}

'''Geschichte:'''
* {{Literatur
|Autor=Edmund Callis Berkeley
|Titel=Giant Brains or Machines That Think
|Auflage=7.
|Verlag=John Wiley & Sons 1949
|Ort=New York
|Datum=1963
|Kommentar=die erste populäre Darstellung der EDV, trotz des für moderne Ohren seltsam klingenden Titels sehr seriös 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
|Titel=Der Computer als Werkzeug und Medium. Die geistigen und technischen Wurzeln des Personalcomputers
|Verlag=GNT-Verlag
|Datum=2000
|ISBN=3-928186-47-7}}
* {{Literatur
|Autor=Simon Head
|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 [[Taylorismus]]}}
* 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
* Michael Homberg: ''Digitale Unabhängigkeit: Indiens Weg ins Computerzeitalter – Eine internationale Geschichte (Geschichte der Gegenwart)'', Wallstein, Göttingen 2022
* ''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 [[Deutsches Museum|Deutschen Museums]] 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
|Titel=Computers. Eine illustrierte Geschichte
|Verlag=Taschen
|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 Gastbeiträge einzelner Persönlichkeiten 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
|Titel=A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits
|Sammelwerk=Transactions of the American Institute of Electrical Engineers
|Band=Vol. 57
|Datum=1938
|Seiten=713–723}}


== Weblinks ==
== Weblinks ==
{{Commonscat|Computers|Computer}}
* Virtuelles Computermuseum: http://www.homecomputermuseum.de
{{Wiktionary}}
* Computergeschichte: http://www.computergeschichte.de
{{Wikiquote}}
* Größtes (angeblich) Computermuseum der Welt in Paderborn: http://www.hnf.de
{{Wikinews|Portal:Computer}}
* http://www.hchistory.de/index.php3
{{Wikibooks|Computergeschichte}}
* [http://www.dm.fh-hannover.de/~petkli/foliant/_1st.html Ein Foliant zur Geschichte der Datenübertragung]
* {{DNB-Portal|4070083-5|TEXT=Literatur über}}
* Liste der 500 stärksten Computer: http://www.top500.org/
* [http://www.computer-archiv.de/ Verzeichnis nahezu aller je gebauten Computertypen]
''Siehe auch:''
* [http://www.top500.org/ Liste der 500 leistungsstärksten Computer] (englisch)
[[Logikus]] Spielcomputer, [[Quantencomputer]]
* {{SEP|http://plato.stanford.edu/entries/computing-history/|The modern history of computing}}
* [http://www.computergeschichte.de/ Computergeschichte.de]
* [http://cre.fm/cre193 CRE193 Old School Computing] [[Podcast]] über die Computertechnik der 1970er Jahre vor der Erfindung des Mikrocomputers
* [http://www.pictures-to-go.de/media/2010-10-16_Hellersdorf_vom_16.10.2010_S12.pdf Zeitungsreportage (auf Seite 2): Geschichte von Konrad Zuse und seinem ersten Computer in Berlin-Kreuzberg im Berliner Abendblatt im Oktober 2010]

'''Computermuseen'''
* [http://computermuseum-oldenburg.de/ Oldenburger Computer-Museum]
* [http://www.8bit-museum.de/ 8-Bit-Museum]
* [http://www.homecomputermuseum.de/ Homecomputermuseum.de]
* [http://www.technikum29.de/ technikum29]: Museum für Rechnertechnik und Computer mit funktionsfähigen Exponaten
* [http://www.old-computers.com/news/default.asp Reich illustriertes und kommentiertes Computermuseum] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />


{{Normdaten|TYP=s|GND=4070083-5|LCCN=sh85029552|NDL=00561435}}


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[[Kategorie:Computer| ]]
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[[ku:Kompûter]]
[[la:Computator]]
[[ml:കംപ്യുട്ടര്‍]]
[[ms:Komputer]]
[[nl:Computer]]
[[no:Datamaskin]]
[[pl:Komputer]]
[[pt:Computador]]
[[ro:Computer]]
[[ru:Компьютер]]
[[simple:Computer]]
[[sr:Рачунар]]
[[sv:Dator]]
[[tr:Bilgisayar]]
[[zh:计算机]]

Aktuelle Version vom 8. Mai 2025, 23:55 Uhr

Versuchsmodell der Analytical Engine,
rein mechanisch
Zuse Z3, 1941,
mit 2000 Relais
ENIAC, 1946,
mit Elektronenröhren
DEC PDP-7, 1965,
mit hybriden Integrierten Schaltkreisen
Apple II, 1977
IBM PC, 1981
Notebook (Laptop) MacBook, 2006
IBM Blue Gene, 2007
Summit, 2018

Ein Computer (englisch; deutsche Aussprache [kɔmˈpjuːtɐ]) oder Rechner ist ein Gerät, das mittels programmierbarer Rechenvorschriften Daten verarbeitet. Dementsprechend werden vereinzelt auch die abstrahierenden beziehungsweise veralteten, synonym gebrauchten Begriffe Rechenanlage, Datenverarbeitungsanlage oder elektronische Datenverarbeitungsanlage sowie Elektronengehirn verwendet.

Charles Babbage und Ada Lovelace (geborene Byron) gelten durch die von Babbage 1837 entworfene Rechenmaschine Analytical Engine als Vordenker des modernen universell programmierbaren Computers. Konrad Zuse (Z3, 1941 und Z4, 1945) in Berlin, John Presper Eckert und John William Mauchly (ENIAC, 1946) bauten die ersten funktionstüchtigen Geräte dieser Art. Bei der Klassifizierung eines Geräts als universell programmierbarer Computer spielt die Turing-Vollständigkeit eine wesentliche Rolle. Sie ist benannt nach dem englischen Mathematiker Alan Turing, der 1936 das logische Modell der Turingmaschine eingeführt hatte.[1][2]

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 (eingebettetes System) zur Steuerung von Alltagsgeräten wie Waschmaschinen und Videorekordern oder zur Münzprüfung in Warenautomaten; in modernen Automobilen dienen sie beispielsweise zur Anzeige von Fahrdaten und steuern in „Fahrassistenten“ diverse Manöver selbst.

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

Begriffsgeschichte

Rechner

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

Computer

Das englische Substantiv computer ist abgeleitet von dem englischen Verb to compute. Jenes ist abgeleitet von dem lateinischen Verb computare, was zusammenrechnen bedeutet.

Der englische Begriff computer war ursprünglich eine Berufsbezeichnung für Hilfskräfte, die immer wiederkehrende Berechnungen (z. B. für die Astronomie, für die Geodäsie oder für die Ballistik) im Auftrag von Mathematikern ausführten und damit Tabellen wie z. B. eine Logarithmentafel füllten. Dieser Beruf wurde vorwiegend von Frauen ausgeübt.[3]

In der frühen Kirchengeschichte erfolgte eine Ablösung des jüdischen Kalenders durch den Julianischen Kalender. Die hieraus resultierenden Berechnungsschwierigkeiten des Osterdatums dauerten bis zum Mittelalter an und waren Gegenstand zahlreicher Publikationen, häufig betitelt mit Computus Ecclesiasticus. Doch finden sich noch weitere Titel, z. B. von Sigismund Suevus 1574, die sich mit arithmetischen Fragestellungen auseinandersetzen. Der früheste Text, in dem das Wort Computer isoliert verwendet wird, stammt von 1613.[4] Der englische Autor Richard Brathwaite schrieb:

“What art thou (O Man) and from whence hadst thou thy beginning? What matter art thou made of, that thou promisest to thy selfe length of daies: or to thy posterity continuance. I have read the truest computer of Times, and the best Arithmetician that ever breathed, an he reduceth thy dayes into a short number: The daies of Man are threescore and ten.”

„Was bist du (O Mensch) und woher stammst du? Woraus bist du gemacht, dass du dir selbst versprichst, lange Tage zu leben: oder deinen Nachkommen Fortbestand. Ich habe den wahren Computer aller Zeiten gelesen, und die besten Arithmetiker die jemals atmeten, und er reduzierte deine Tage zu einer kleinen Zahl: Die Lebenszeit des Menschen sind siebzig [Jahre]“

Richard Brathwaite, „The Yong Mans Gleanings“, 1613[5]

Die Bedeutung und der Kontext des Textes sind nicht eindeutig und lassen mehrere Interpretationen zu. Mit computer ist wohl ein sehr intelligenter Mann gemeint, allerdings kann im Mittelalter nur Gott die Lebenszeit des Menschen beeinflussen, so dass im zweiten Teil des Zitats auch Gott handeln könnte. The daies of Man are threescore and ten ist ein Zitat aus Psalm 90,10 KJV, der in der Einheitsübersetzung mit „Der ewige Gott – der vergängliche Mensch“ überschrieben ist.[5]

In der Zeitung The New York Times tauchte das Wort erstmals am 2. Mai 1892 in einer Kleinanzeige der United States Navy mit dem Titel A Computer Wanted ‚Ein Rechner gesucht‘ auf, in der Kenntnisse in Algebra, Geometrie, Trigonometrie und Astronomie vorausgesetzt worden sind.[6]

An der University of Pennsylvania 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 Tabelliermaschine, die zu multiplizieren und zu dividieren vermochte. Die Angestellten, die dort rechneten, wurden „computer“ (im Sinne eines menschlichen Computers) genannt.[7][8] Erstmals wurde der Begriff 1946 bei der dort entwickelten elektronischen Rechenanlage Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC) für ein technisches Gerät verwendet. Seit 1962 ist der Begriff in Deutschland belegt.[9]

Grundlagen

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

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 Hardware, die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird, sowie die Software, die die Programmierung des Computers beschreibt.

Ein Digitalrechner besteht zunächst nur aus Hardware. Die Hardware stellt erstens einen Speicher bereit, in dem Daten portionsweise wie auf den nummerierten Seiten eines Buches gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können. Zweitens verfügt das Rechenwerk der Hardware über grundlegende Bausteine für eine freie Programmierung, mit denen jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Diese Bausteine sind im Prinzip die Berechnung, der Vergleich und der bedingte Sprung. Ein Digitalrechner kann beispielsweise zwei Zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. In der Informatik wird dieses Modell theoretisch durch die eingangs erwähnte Turing-Maschine abgebildet; die Turing-Maschine stellt die grundsätzlichen Überlegungen zur Berechenbarkeit 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 Programm 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.

Analogrechner funktionieren nach einem anderen Prinzip. Bei ihnen ersetzen analoge Bauelemente (Verstärker, Kondensatoren) die Logikprogrammierung. Analogrechner wurden früher häufiger zur Simulation von Regelvorgängen eingesetzt (siehe: Regelungstechnik), sind heute aber fast vollständig von Digitalcomputern abgelöst worden. In einer Übergangszeit gab es auch Hybridrechner, 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, eingebettete Systeme)
  • Berechnungen und Simulationen (z. B. BOINC)
  • Medienwiedergabe (Internet, Fernsehen, Videos, Unterhaltungsanwendungen wie Computerspiele, Lernsoftware)
  • Kommunikation (Chat, E-Mail, soziale Netzwerke)
  • Softwareentwicklung

Hardwarearchitektur

Das heute allgemein angewandte Prinzip, das nach seiner Beschreibung durch John von Neumann von 1946 als Von-Neumann-Architektur bezeichnet wird, definiert für einen Computer fünf Hauptkomponenten:

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

Der Speicher ist eine Anzahl von durchnummerierten, adressierbaren „Zellen“; jede von ihnen kann ein einzelnes Stück Information aufnehmen. Diese Information wird als Binärzahl, 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 Harvard-Architektur 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 digitale Signalprozessoren häufig in Harvard-Architektur ausgeführt. Weiterhin können Daten-Schreiboperationen in der Harvard-Architektur keine Programme überschreiben (Informationssicherheit).

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 Von-Neumann-Architektur 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 Programmiersprachen 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 Bibliotheken zusammengefasst, um nicht jedes Mal das Rad neu erfinden zu müssen, z. B.: das Interpretieren einer gedrückten Tastaturtaste als Buchstabe „A“ und damit als Zahl „65“ (im ASCII-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 Maschinencode – jene Abfolge von Zahlen, mit der der Computer auch tatsächlich gesteuert wird.

Computersystem

Als Computersystem bezeichnet man:

  • ein Netzwerk oder einen Verbund 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. Hardware, Software wie auch angeschlossenen Peripheriegeräten;
  • ein System von Programmen zur Steuerung und Überwachung von Computern.[10]

Geschichte

Arten

Basierend auf Arbeitsweise des Computers

Basierend auf der Größe

Zukunftsperspektiven

Auch in wenig entwickelten Ländern immer wichtiger: Computerkurs in Osttimor

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

Ein Megatrend ist derzeit (2017) die Entwicklung künstlicher Intelligenz. 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 technologische Singularität. Künstliche Intelligenz wird heute (2017) bereits in vielen Anwendungen, auch alltäglichen, eingesetzt (s. Anwendungen der künstlichen Intelligenz). Hans Moravec bezifferte die Rechenleistung des Gehirns auf 100 Teraflops, Raymond Kurzweil auf 10.000 Teraflops. Diese Rechenleistung haben Supercomputer bereits deutlich überschritten. Zum Vergleich liegt eine Grafikkarte für 800 Euro (5/2016) bei einer Leistung von 10 Teraflops.[11] 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. Hypes haben, siehe Autonomic Computing (= Rechnerautonomie), Grid Computing, Cloud Computing, Pervasive Computing, ubiquitäres Computing (= Rechnerallgegenwart) und Wearable Computing.

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.[12]

Zeitleiste

Intelligenter Persönlicher AssistentIntelligenter Persönlicher AssistentBitcoinCloud ComputingGoogle EarthPeer-to-PeerVideoportalVRMLSuchmaschineStreaming MediaSuchmaschineWebcamWebbrowserFile Transfer ProtocolWYSIWYGUsenetSPAMMailbox (Computer)TabellenkalkulationEgo-ShooterIP-TelefoniePongE-MailDatenbanksystemTextverarbeitungComputerspielOPREMAOPREMACompilerComputermusikComputermusikMark I (Computer)ColossusZuse Z3#AnwendungSwift (Programmiersprache)Julia (Programmiersprache)TypeScriptKotlin (Programmiersprache)Rust (Programmiersprache)Go (Programmiersprache)Windows PowerShellF-SharpKylixC-SharpD (Programmiersprache)PHPRuby (programming language)Java (Programmiersprache)JavaScriptDelphi (Programmiersprache)AppleScriptVisual BasicPython (Programmiersprache)PerlSQLHyperCardEiffel (Programmiersprache)PostScriptPARADOXTurbo PascalC++Ada (Programmiersprache)DBASEREXXVISICALCPrologC (Programmiersprache)SmalltalkPascal (Programmiersprache)LogoBASICPLISimulaAPL (Programmiersprache)COBOLLISPALGOLFORTRANMark I AutocodeA-0PlankalkülMicrosoft Windows 11LineageOSMicrosoft Windows 10Firefox OSMicrosoft Windows 8Google Chrome OSMicrosoft Windows 7CyanogenModAndroid (Betriebssystem)Apple iOSMicrosoft Windows VistaUbuntuMicrosoft Windows Server 2003Z/OSMicrosoft Windows XPMac OS XExtensible Firmware InterfaceMicrosoft Windows 2000Microsoft Windows Millennium EditionMac OSMac OSMicrosoft Windows 98EPOC (computing)Mac OSDebian GNU/LinuxMicrosoft Windows 95OS/390OpenBSDRed Hat LinuxRed Hat LinuxWindowsWindowsSolaris (Betriebssystem)Linux (Betriebssystem)OSF/1BeOSSCO UNIXRISC OSNEXTSTEPOS/400WindowsOS/2MinixIRIXApple IIgsAIX operating systemWindowsTOSAmigaOSMac OSHP-UXApple LisaSunOSMS-DOSBasic Input Output SystemOS-9Virtual Memory SystemApple DOSApple DOSCP/MMVSVM/CMSUnixAirline Control ProgramCP/CMSOS/360Zen (Mikroarchitektur)Oculus RiftGoogle GlassIntel-Core-i-SerieiPhoneAMD K10Intel CoreAthlon 64PowerPC 970Intel Pentium IIIApple Power MacintoshApple iMacNokia CommunicatorIntel PentiumIntel 80486PS/2Connection MachineAcorn ArchimedesApple IIgsAmstrad 1512Atari STAmiga 1000IBM PC ATApple MacintoshIBM PCjrIBM PC XTApple LisaConnection MachineARM-ArchitekturZX SpectrumCompaq PortableIntel 80286Commodore 64BBC MicroIBM-PCZX818010ZX80Commodore VIC-20Motorola 68000Commodore PET 2001Intel 8086TRS-80Apple IIMOS Technologies 6502CrayZilog Z80Einplatinen-ComputerEinplatinen-ComputerAltair 8800Altair 8800Altair 8800Motorola 6800Intel 8080Programmierbarer TaschenrechnerProgrammierbarer TaschenrechnerSuperminicomputerSuperminicomputerIntel 8008Intel 4004BESM (Computer)CDC 6600PDP-8System/360ATLASOPREMATRADICBESM (Computer)UNIVAC 1101UNIVAC IRemington Rand 409BINACElectronic Discrete Variable Automatic ComputerElectronic Delay Storage Automatic CalculatorManchester Mark IENIACZuse Z4ColossusBell Laboratories#MeilensteineHarvard Mark IAtanasoff-Berry-ComputerZuse Z3Zuse Z3Bell Laboratories#MeilensteineZuse Z1Smartphone#SmartletsTablet-ComputerThunderbolt (Schnittstelle)USB 3.0GPGPUPCI-ExpressHigh Definition Multimedia InterfaceHyperTransportSerial ATADigital Visual InterfaceEthernet#Gigabit-EthernetDSLDVD-BrennerUniversal Serial BusFireWireDNA-ComputerCD-iVESASVGAHyper-ThreadingAdvanced Technology AttachmentExtended Industry Standard ArchitectureVGACD-ROMEnhanced Graphics AdapterPostScriptExpanded Memory SpecificationAdvanced Technology AttachmentDomain Name SystemGNUSoundkarteKoprozessorLaptopRISCMusical Instrument Digital InterfaceColor Graphics AdapterIndustry Standard ArchitectureWIMP (Benutzerschnittstelle)GUIFestplattenlaufwerkSCSICompact DiscSolid-State-DriveARCNETLaserdruckerTCP/IP#GeschichteEthernetSpielkonsoleMikroprozessor#GeschichteDisketteDynamic Random Access MemoryRS-232ARPANETLichtwellenleiterPaketvermittlungFuzzy-LogikTime SharingMaus (EDV)PagingVirtueller SpeicherInterruptSpoolingIntegrierter SchaltkreisIntegrierter SchaltkreisMatrixdruckerFestplatteKernspeicherKernspeicherMagnettrommelspeicherHalbleiterspeicherTransistorRegister (Computer)#GeschichteAnwendungssoftwareProgrammierspracheBetriebssystemHardwareErfindungComputer#Geschichte

Weltweite Marktanteile der Computerhersteller

Verkaufszahlen und Marktanteile der Computerhersteller nach Angaben des Marktforschungsunternehmens Gartner Inc., basierend auf Verkaufszahlen von Desktop-Computer, Notebooks, Netbooks, aber ohne Tabletcomputer, an Endkonsumenten:[13][14][15]

Rang Hersteller Land Verkaufszahlen 2017 Marktanteil 2017 Verkaufszahlen 2011 Marktanteil 2011 Verkaufszahlen 2010 Marktanteil 2010 Verkaufszahlen 2009 Marktanteil 2009
1. Hewlett-Packard 55.179.000 21,0 % 60.554.726 17,2 % 62.741.274 17,9 % 58.942.530 19,1 %
2. Lenovo 54.669.000 20,8 % 45.703.863 13,0 % 38.180.444 10,9 % 24.735.404 8,0 %
3. Dell 39.793.000 15,1 % 42.864.759 12,1 % 42.119.272 12,0 % 37.353.774 12,1 %
4. Apple 18.963.000 7,2 % unter Sonstige unter Sonstige unter Sonstige unter Sonstige unter Sonstige unter Sonstige
5. Asus 17.952.000 6,8 % 20.768.465 5,9 % 18.902.723 5,4 % unter Sonstige unter Sonstige
6. Acer-Gruppe 17.087.000 6,5 % 39.415.381 11,2 % 48.758.542 13,9 % 39.783.933 12,9 %
Toshiba unter Sonstige unter Sonstige unter Sonstige unter Sonstige 19.011.752 5,4 % 15.499.805 5,0 %
Sonstige Hersteller 59.034.000 22,5 % 143.499.792 40,6 % 128.862.141 34,5 % 132.026.226 42,9 %
Insgesamt 262.676.000 100 % 352.806.984 100 % 350.900.332 100 % 308.341.673 100 %

Bekannte Computerhersteller

Aktuelle Hersteller

Bekannte ehemalige Computerhersteller

Literatur

Geschichte:

  • Edmund Callis Berkeley: Giant Brains or Machines That Think. 7. Auflage. John Wiley & Sons 1949, New York 1963 (die erste populäre Darstellung der EDV, trotz des für moderne Ohren seltsam klingenden Titels sehr seriös 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
  • Michael Friedewald: Der Computer als Werkzeug und Medium. Die geistigen und technischen Wurzeln des Personalcomputers. GNT-Verlag, 2000, ISBN 3-928186-47-7.
  • Simon Head: The New Ruthless Economy. Work and Power in the Digital Age. Oxford UP 2005, ISBN 0-19-517983-8 (der Einsatz des Computers in der Tradition des Taylorismus).
  • 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
  • Michael Homberg: Digitale Unabhängigkeit: Indiens Weg ins Computerzeitalter – Eine internationale Geschichte (Geschichte der Gegenwart), Wallstein, Göttingen 2022
  • 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 Deutschen Museums 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
  • Christian Wurster: Computers. Eine illustrierte Geschichte. Taschen, 2002, ISBN 3-8228-5729-7 (eine vom Text her leider nicht sehr exakte Geschichte der EDV mit einzelnen Fehlern, die aber durch die Gastbeiträge einzelner Persönlichkeiten 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.
  • Claude E. Shannon: A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits. In: Transactions of the American Institute of Electrical Engineers. Vol. 57, 1938, S. 713–723.
Commons: Computer – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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Wikiquote: Computer – Zitate
 Wikinews: Portal:Computer – in den Nachrichten
Wikibooks: Computergeschichte – Lern- und Lehrmaterialien

Computermuseen

Einzelnachweise

  1. Alan Turing: On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band s2-42, Nr. 1, 1937, S. 230–265, doi:10.1112/plms/s2-42.1.230 (englisch, cs.virginia.edu [PDF]).
  2. Alan Turing: On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem. A Correction. In: Proceedings of the London Mathematical Society. Band s2-43, Nr. 1, 1938, S. 544–546, doi:10.1112/plms/s2-42.1.230 (englisch, dna.caltech.edu [PDF]).
  3. Frauen regierten einst die Informatik – dann war Geld im Spiel. Abgerufen am 3. Juli 2021 (österreichisches Deutsch).
  4. Das Oxford English Dictionary (Third ed.) von 2008 sagt in dem Artikel zu dem Lemma „computer“: “1613 ‘R. B.’ Yong Mans Gleanings 1, I haue read the truest computer of Times, and the best Arithmetician that euer breathed, and he reduceth thy dayes into a short number.
  5. a b Zitiert in Jürgen Wolf, Computergeschichte(n), Seite 32, Rheinwerk Computing, Bonn 2021, ISBN 978-3-8362-7777-8
  6. Nautical Almanac Office of the United States Naval Observatory
  7. Jenna Anderson: 'HER'story of the Tech Industry: When Women Were Computers. In: Westcoast Women in Engineering, Science and Technology Blog. Simon Fraser University, 13. Januar 2017, abgerufen am 18. Mai 2020 (englisch).
  8. Roland Schulz: Als Computer weiblich waren. In: Süddeutsche Zeitung. 17. Oktober 2015, abgerufen am 24. Mai 2020.
  9. Computer. In: wissen.de. Abgerufen am 27. Juli 2020.
  10. Computersystem. In: Digitales Wörterbuch der deutschen Sprache.
  11. heise.de: Grafikkarte Nvidia GeForce GTX 1080: Monster-Leistung für fast 800 Euro: 8,87 TFlops.
  12. Google Trends (Memento vom 24. Mai 2014 im Internet Archive) Statistik, zuletzt abgerufen am 23. Mai 2014
  13. Gartner Says Worldwide PC Shipments in Fourth Quarter of 2010 Grew 3.1 Percent; Year-End Shipments Increased 13.8 Percent (Memento vom 22. Januar 2011 im Internet Archive)
  14. Gartner Says Worldwide PC Shipments in Fourth Quarter of 2011 Declined 1.4 Percent; Year-End Shipments Increased 0.5 Percent (Memento vom 16. Februar 2012 im Internet Archive)
  15. Gartner Says Worldwide PC Shipments Declined 4.3 Percent in 4Q18 and 1.3 Percent for the Year. Abgerufen am 4. März 2019 (englisch).