Geschichte der Computer-Entwicklung

Zusammenfassung der wesentlichen Meilensteine

In den folgenden Abschnitten wird die Geschichte der Computer nur sehr kurz erläutert. Zu diesem Thema existieren viele erstklassige Bücher und Internet-Seiten, welche viele Details ausführlich beschreiben. Wesentliche Schritte aus der technischen Entwicklung werden an dieser Stelle zusammengefasst.

Generation 0: Mechanik für Addition
Bis 1945
Etwa 100 Jahre bevor die ersten Computer hergestellt wurden, beschrieb Charles Babbage (1792-1871) die Wirkungsweise von mechanischen Automaten.

Er entwickelte eine «Difference-Engine» (Differenzmaschine), welche bestehende mathematische Tafeln kontrollieren und neu entwickeln sollte. Er plante 1833 auch eine «Analytical Engine». Obwohl die Maschinen in der Praxis nie richtig funktionierten wurden seine Ideen in modernen Computern Wirklichkeit.

Ein weiterer Schritt zur maschinellen Datenverarbeitung war die Verbesserung und grossflächige Anwendung der Loch-Kartentechnik durch den Amerikaner Hermann Hollerith um 1890.

Konrad Zuse

1936 baute Konrad Zuse den ersten funktionierenden programmgesteuerten Rechner, den Z1. Er arbeitet nicht mit Dezimalstellen, sondern mit dem Dualsystem, wie heutige Computer. Der Z1 bestand nicht aus Relais, sondern aus dünnen, bistabilen Metallflächen.
Zuse entwickelte über den zweiten Weltkrieg hinweg weitere Rechenautomaten, welche sogar mit einfachen Programmen gesteuert werden konnten. Seine Maschinen schafften 15 bis 20 Additionen in einer Sekunde und eine Multiplikation in 4 bis 5 Sekunden.

Während des zweiten Weltkriegs, 1944, wurde der Mark I nach über sechsjähriger Bau- und Entwicklungszeit von dem amerikanischen Mathematiker und Physiker Howard H. Aiken fertiggestellt. Er war 15 m lang und 2 m hoch, hatte keine Programmsteuerung und arbeitete langsamer als der Z3. Eigentlich ein Rückschritt, dennoch ist auch der Mark I eine für die weitere Entwicklung der Computertechnik wichtige Maschine.


Röhren, Röhren und Röhren: Bauteile von Rechnern der ersten Generation
1945 bis 1955
Diese Rechner verfügen über kein Betriebssystem nach heutigem Verständnis, sie sind für einen bestimmten Zweck gebaut. Für neue Einsätze müssen mechanische Änderungen an der Konstruktion des Rechners durchgeführt werden. Für den Bau, den Betrieb, die Programmierung und das Operating war immer die gleiche Gruppe von Peronen zuständig, eine Programmierung war nur in Maschinensprache möglich.

Routinearbeiten lassen sich bereits auf Lochkarten speichern, zu einem späteren Zeitpunkt kann ein archivierter Vorgang wieder eingelesen und ausgeführt werden.

Der berühmteste Vertreter der Computer der ersten Generation: ENIAC

Der erste elektronische Rechenautomat, der ENIAC entstand von 1943 bis 1946. Er wurde von den Amerikanern Jon P. Eckert, John Mauchley und Hermann H. Goldstine gebaut. Betrieben wurde er von der Universität von Pennsylvania.

Da er mit 18'000 Elektronenröhren ausgestattet war, glich er an Grösse dem Mark I, hatte aber eine viel höhere Rechengeschwindigkeit.

Als Geburtsstunde des Informationszeitalters wurde der ENIAC an seiner Jubiläumsfeier 1996 geehrt. Al Gore der damalige Vize-Präsident der Vereinigten Staaten hielt eine Rede über die Entwicklung der Informations-Technologie (IT). Der Beginn der Rede wurde exakt auf den Start des ENIAC vor damals 50 Jahren angesetzt.


Erste Transistoren: Die zweite Generation beherrscht Stapelverarbeitung
1955 bis 1965
Der nächste Schritt zur Computerentwicklung wurde 1948 von William Shockley und seinen Mitarbeitern getan. Sie entwickelten den Transistor. Dieses neue Bauelement ersetzte die Röhren, denn er war viel kleiner, weniger störanfällig und gab schneller Schaltzeichen.

Mit der Entwicklung der Transistoren wurde es Computer-Firmen möglich, Rechner zu bauen und an Kunden zu verkaufen. Denn im Gegensatz zu den Röhrenrechnern konnten die programmierbaren Transistor-Computer sehr viel zuverlässiger betrieben werden.

Es entstehen die ersten Jobprofile von Informatikern: Hersteller / Entwickler, Operator, Programmierer usw. Die Entwicklung von Programmen erfolgte zunächst auf Papier, anschliessend wurden diese in Lochkarten gestanzt. Da die Maschinen sowohl in der Anschaffung wie auch im Betrieb sehr teuer waren, begannen die stolzen Besitzer, Rechenleistung nach Zeiteinheiten zu verkaufen.


Der DEC-PDP-1, ein Computer mit Bildschirm, Drucker und Speichermedien

Die DEC PDP-1 wurde 1960 für USD 120'000 verkauft. Sie war einer der ersten Rechner mit einem Bildschirm als Ausgabegerät - was heute für den Computer üblich ist, das Ausgabegerät wurde damals noch CRT, Cathode Ray Tube, Kathodenstrahlröhre genannt.

Der anschliessenden Entwicklung von magnetischen Speicherverfahren, wie der Magnettrommel, dem Magnetband und der Magnetplatte, folgte ab 1957 die Fertigung von Rechenautomaten im grossen Stil.

Entwicklung der Integrierten Schaltung (IC): Die dritte Generation
1965 bis 1980
Der nächste, sehr wichtige Entwicklungsschritt war der IC, die integrierte Schaltung (Integrated Circuit). Er ermöglichte die starke Verkleinerung der «Rechenmonster» und bewirkte auch eine starke Preissenkung.

ibm 360

Das legendäre IBM System/360 war der erste Computer mit integrierten Schaltungen, dies ermöglichte dem Hersteller, den Preis stark zu senken. Der Rechner eignete sich gut für kommerzielle wie auch die technischen Bedürfnisse einsetzen liess. Das Betriebssystem OS/360 war das erste System, das Jobs von Lochkarten einlesen konnte und diese auf Magnetplatten speichern konnte. Diese Technik wird als «Spooling» oder Stapelverarbeitung bezeichnet, das Betriebssystem (BS, OS) ist in der Lage gleichzeitig einen Job auszuführen, einen anderen von der Lochkarte zu lesen und anschliessend - nach Abschluss der vorherigen Aufgabe - den Job von der Platte zu lesen und sofort auszuführen.

Eine weitere Entwicklung dieser Generation ist das Timesharing-Verfahren: Mehrere Benutzer sind an Terminals angeschlossen, da nicht alle gleichzeitig unmittelbar mit dem Computer arbeiten, wird die tatsächlich verfügbare Rechenzeit unter allen Terminals aufgeteilt. So entsteht dennoch bei jedem Benutzer der Eindruck über einen «eigenen Computer» zu verfügen.

palo alto xerox

Bereits 1974 stellt die Firma Rank Xerox eine Neuheit («Xerox Alto») vor, die über eine grafische Oberfläche und eine Maus verfügte. Selbst der Bildschirm war bereits auf «Hochformat» ausgerichtet, das Gerät war mit einem lokalen Netzwerk verbunden und konnte Daten zentral auf einem Rechner ablegen.

Dies sind alles Technologien und Produkte die nach der Einführung des Personal Computer zu begehrten Artikeln gehörten. Offensichtlich wurde von Xerox damals der Markt aber nicht als reif genug oder genügend gross für diese Art des Computings beurteilt. Xerox verkaufte das Produkt - aus welchen Gründen auch immer - nie kommerziell,verschiedene Einzelstücke wurden an Universitäten verschenkt.

Vierte Generation: Die PCs beginnen ihren Siegeszug
1980 bis 1990
Mit der Entwicklung des PC gelingt den Ingenieuren von IBM der ganz grosse Wurf. Ein Personal Computer (PC) steht bald auf jedem Tisch, bietet die Leistung eines «richtigen, grossen» Computers, kostet aber nur einen Bruchteil davon. Die Evolution vom PC über den XT und AT bis zum vernetzten Desktop-PC wurde in nur 10 Jahren realisiert, die Produktionskosten dabei enorm gesenkt - der PC wird zum Alltags-Werkzeug in den Büros.


ibm pc

Die PCs von damals (vierte Generation) haben mit den heutigen Geräten nicht mehr viel gemein, rein äusserlich hat sich nicht viel verändert. Die Kisten sind meistens noch viereckig in hoher (Tower) oder breiter (Desktop) Bauform, das Innenleben ist aber enorm leistungsfähig und ein eigentliches Wunderwerk der Miniaturisierungs-Technik.

Die fünfte Generation: Computer als smarter Begleiter
1990 bis ?
Auch im privaten Markt sind die PCs der 90er Jahre nicht mehr wegzudenken. Mit der Markteinführung von Windows 3.x und später Windows 9x, Windows NT/2000 bzw. Windows XP/Vista schafft Microsoft den Einzug in unzählige Büros, Werkstätten, Wohnungen usw. Dies vor allem dank einem genialen Marketing-Konzept, welches die grafische Benutzeroberlfäche zum unverzichtbaren Element in der komfortablen PC-Benutzung deklarierte.

Die PCs selbst verhalten sich heute mit Windows XP, Windows Vista oder LINUX wesentlich intelligenter als noch in den 1980er Jahren, bei einem Telefonanruf via Modem oder einem Signal über das lokale Netzwerk schalten sie sich automatisch ein, installieren Software vollautomatisch über Nacht oder im Hintergrund - am nächsten Morgen stehen sie den Benutzern, ausgerüstet mit den aktuellen Software, wieder zur Verfügung.

samsung notebook

In der Arbeitspause sparen die Geräte Strom durch den Standby-Modus, stehen aber bei Rückkehr des Benutzers sofort wieder zur Verfügung. Geht der Benutzer auf Reisen begleiten sie ihn auf Schritt und Tritt. Ergänzt werden PCs heute häufig durch sogenannte Personal Digital Assistant's (PDA), welche primär eine digitale Agenda, eine elektronische Aufgabenliste, ein Adressbuch und häufig auch Zugriff auf eine private oder geschäftliche E-Mailbox beinhalten.

hp ipaq

Je nach vorhandener Hardware, Betriebssystem und Zusatzprogrammen können die aktuellen PDA-Geräte jedoch wesentlich mehr, sie sind wahre Kommunikationstalente und können sich über Infrarot und Bluetooth drahtlos mit dem PC verbinden oder über ein Wireless LAN in das Internet einklinken.

Auch die Kombination von PDA und Mobiltelefon ist heute bereits eine Selbstverständlichkeit. Mit zunehmender Verfügbarkeit von mobilen Internet-Zugangspunkten wird das Mobiltelefon in absehbarer Zeit durch Internet-Telefonie ersetzt werden können.

Als weitere nützliche Funktionalität ist bei den Universalgeräten (sogenannte «eierlegende Wollmichsauen») auch die Nutzung des Global Positioning System (GPS) auf einem PDA möglich. So kann dann direkt aus einem Kontakteintrag im Adressbuch die Routenführung im GPS aktiviert werden.

Eine Herausforderung bei all dem mobilem Komfort stellen zur Zeit nur noch die teilweise kurzen Akkulaufzeit und die Abmessungen des Gerätes dar.