1.3.1. Geschichte der Computer

Ausgewählte Personen

1936 – Alan Turing

Fig. 1.28 Alan Turing (~1930)

Fig. 1.29 Turingmaschine

• Lebenszeit: 1912 – 1954

• Mathematik, Kryptographie, Computerwissenschaften und Biologie

• Begründer der theoretischen Informatik

• erfand das Konzept für einen universalen Computer: die Turingmaschine

1938 – Konrath Zuse

Fig. 1.30 Konrath Zuse (1992)

Fig. 1.31 Zuse Z3

• Lebenszeit: 1910 – 1995

• Bauingenieur, Erfinder und Unternehmer

• baute den ersten funktionstüchtigen, vollautomatischen, programmgesteuerten und frei programmierbaren Rechner

• Z1: 1938, Z3: 1941

1945 – John von Neumann

Fig. 1.32 John von Neumann

Fig. 1.33 Von-Neumann-Architektur

• Lebenszeit: 1903 – 1957

• Mathematiker und Physiker

• erforschte die Grundstruktur für heutzutage verwendete Computer

1958 – Jack Kilby

Fig. 1.34 Jack Kilby

Fig. 1.35 Integrierter Schaltkreis

• Lebenszeit: 1923 – 2005

• Physik und Elektrotechnik

• baute (zusammen mit Robert Noyce) den ersten integrierten Schaltkreis

• bekam 2000 den Physik-Nobelpreis

Ausgewählte Maschinen

Übersicht der ersten Rechner

Computer	Land	Jahr	GA	Programmierbar	TM
Zuse Z3	DE	1941	Ja	Lochstreifen	Ja
ABC	USA	1941	Nein	Nein	Nein
Colossus	UK	1943	Nein	Teilweise, Neuverkabelung	Nein
Mark I	USA	1944	Nein	Lochstreifen	Ja
Zuse Z4	DE	1945	Ja	Lochstreifen	Ja
ENIAC	USA	1946	Nein	Teilweise, Neuverkabelung	Ja

• ABC: Atanasoff-Berry-Computer

• Jahr: Inbetriebnahme

• GA: Gleitkommaarithmetik

• TM: Turingmächtig

1837 – Analytical Engine

Fig. 1.36 Analytical Engine

• erste Rechenmaschine mit allgemeiner Anwendung

• angetrieben durch eine Dampfmaschine, 30 m lang und 10 m breit

• Programme auf Lochkarten

• Ausgabe auf Plotter, Drucker und Glocke

• Speicher: 20 KB

1941 – Zuse Z3

Fig. 1.37 Zuse Z3

• Operationen mit 22 Bit Fließkommazahlen

• Hauptspeicher von 200 Byte

• Rechentakt: 5.3 Hz

• Programme auf Lochkarten und über Tastatureingabe

1976 - Cray 1

Fig. 1.38 Cray 1

• 8 MB Hauptspeicher

• 80 MF/S

1977 - Apple II

Fig. 1.39 Apple II

Fig. 1.40 Apple II Farbpalette

• Bildschirm mit 40x48 Pixeln in 15 Farben

• ’high-res’-Modus: 280x192 Pixel mit 2 Farben

• 64 KB Speicher

• Taktfrequenz: 1 MHz

2020 - Apple MacBook Pro

Fig. 1.41 Apple MacBook Pro, Quelle: Sonicdrewdriver, Late 2016 MacBook Pro, CC BY-SA 4.0

• 64 GB Hauptspeicher

• Rechenleistung: ~150 GF/s

• Bildschirm: 3072 x 1920 Pixel

• mobil

Entwicklung der Rechenleistung von Hochleistungsrechnern

Für technische und wissenschaftliche Anwendungen, welche einen sehr großen Rechenbedarf haben, werden Hochleistungsrechner (Supercomputer, High Performance Computing (HPC)) gebaut. Diese existieren in vielen Varianten und werden kontinuierlich weiterentwickelt. Eine Übersicht der öffentlich bekannten bzw. im zivilen Bereich eingesetzten HPC-Systeme bietet die Top 500-Liste. Diese vergleicht die theoretische Rechenleistung der Computer und dokumentiert seit einigen Jahrzehneten die Entwicklung dieser Rechner.

Fig. 1.42 Entwicklung der Rechenperformande, der in der Top500-Liste aufgeführten Systeme, Quelle: AI.Graphic, Supercomputers-history, CC BY-SA 3.0