Informatik Jahrgang 11 Grundlagen / Historische Entwicklung Das Grundprinzip der Informatik Aufbau des Computers

Historische Entwicklung Erste mechanische Rechenmaschinen ca. 2600 v.Chr. in China  es entstand das Rechenbrett „Suan Pan“. Römischer Abakus entstand ca. 50 v. Chr.

Historische Entwicklung Wilhelm Schickard (1592-1635): baute die erste zahnradgetriebene Rechenmaschine. Die Maschine konnte die vier Grundrechenoperationen, wobei die Ausgangszahl bzw. das Ergebnis max. 6-stellig sein durfte

Historische Entwicklung Blaise Pascal (1623 - 1662): Baute 1653 seine berühmte Rechenmaschine, die bis 100.000 rechnen konnte und bis heute erhalten blieb.

Historische Entwicklung Gottfried Leibnitz (1646 - 1716): Demonstrierte in London 1672 seine Rechenmaschine. Begründete die Differential- und Integralrechnung Befasste sich mit Ziffernsystemen, insbesondere das Binärsystem. Dies war ideal für das elektrische Rechnen (Strom / kein Strom)

Historische Entwicklung Charles Babbage (1791 - 1871): erdachte 1833 eine „Analtytical Engine“, die aus Geräten zum Rechnen (mill), zum Speichern (store), sowie aus Datenein- und Ausgabegeräten bestand Griff auf die lochkartengesteuerten Webstühle von Jacquard zurück

Historische Entwicklung George Boole (1815 – 1864): Schrieb „Die Gesetze des Denkens“, worin er die „Boolsche Algebra“ begründete Die Boolsche Algebra rechnet nur mit Wahrheitswerten (True / False) Diese Erkenntnisse wurden 100 Jahre später für die Konstruktion von Computern benötigt

Historische Entwicklung Herman Hollerith (1860 – 1992): Konstruierte 1890 – anlässlich der amerikanischen Volkszählung eine Zählmaschine mit elektromagnetischen Relais und Lochkarten (Hollerithkarten) Seine Firma wurde später zur „International Busniess Machine Company“ (IBM)

Historische Entwicklung Alan Turing (1912 – 1954): Beschäftigte sich mit der Frage „Können Maschinen denken?“ Erdachte eine universelle Maschine, die – mit einfachen Programmen – alle berechenbaren Problem lösen konnte

Historische Entwicklung Howard Aiken (1900 – 1973): Konstruierte 1944 in Harvard den Rechner Mark I (19430 Relais; 15 m lang und 2,5 m hoch; 80 km Leitungsdraht) Daten und Programme wurden getrennt gespeichert – „Harvard-Architektur“

Historische Entwicklung - Enigma Enigma (griechisch: „Rätzel“): Vom Niederländer Koch entwickelte „Geheimschreibmaschine“ Eine Nachricht wurde mittels mehrer Walzen verschlüsselt Die Enigma wurde zweiten Weltkrieg zum Verschlüsseln von Nachrichten für die deutsche U-Boot-Flotte eingesetzt.

Historische Entwicklung - Enigma Der Code wurde täglich verändert In Bletchley Parc (bei London) arbeiteten bis zu 10.000 Menschen am Entschlüsseln der Nachrichten Es wurde eine Entschlüsslungsmaschine „Bomba“ entwickelt und später zur „Bombas“ von Turing und Welchmann weiterentwickelt

Historische Entwicklung - Enigma Später wurde mit den Amerikanern die Maschine „Colossus“ entwickelt. Sie war sehr anfällig und teuer. Schaltete durch die verwendeten 1500 Röhren sehr schnell – das Entschlüsseln dauerte nur noch etwa 2 Stunden. Wird manchmal als erster Computer bezeichnet – arbeitet aber nicht nach dem Turing-Prinzip universell

Historische Entwicklung - Zuse Konrad Zuse entwickelte den ersten Computer Z1 noch mit mechanischem Rechenwerk Z2 – wurde nie vollendet – auf Relaistechnik Z3 wurde 1941 fertig (Rechenwerk: 600 Relais; Speicherwerk 2000 Relais) Er konnte 64 Zahlen mit 22 Bit darstellen

Historische Entwicklung - Zuse Der Z3 wurde zerstört und später nachgebaut (heute im Deutschen Museum München) Z4 überlebte den Krieg durch den Einsatz von Konrad Zuse, der ihn im Allgäu versteckte Es gibt Spekulationen, wonach es den Deutschen mit dem Z4 möglich gewesen wäre die Leistung von „Enigma“ zu vergrößern, was evt. den Krieg verlängert hätte.

Historische Entwicklung 1948 – Erfindung des Transitors Studenten der Stanford-Universität (Hewlett und Packard) experimentieren mit Elektronikschaltungen – ließen sich als eine der Ersten im Santa Clara County (von Mountain View bis San Jose) nieder – später als Silicon Valley wegen des Rohstoffes für Transistoren und Halbleiterchips bezeichnet.

Grundlagen Aufbau des Computers Eingabegeräte Verarbeitungsgeräte (Prozessoren) Ausgabegeräte Speichergeräte

Das E-V-A-S-Prinzip

Geräte zur Dateneingabe Tastatur Maus Scanner Modem Joystick Weitere Geräte: Sensoren, Touchscreen, Touch pad, Mikrophon, Grafiktableau, Kamera

Geräte zur Datenverarbeitung Mikroprozessor Mathematischer Coprozessor Grafikprozessor Soundprozessor

Geräte zur Datenausgabe Monitor Drucker Soundkarte/Lautsprecher Modem Weitere Geräte: Plotter, Force-Feedback-Geräte

Geräte zur Datenspeicherung Diskette (Floppy Disc) Festplatte (Hard Disc) CD, CD-ROM CD-R, CD-RW DVD Weitere Geräte: Wechselplatten, Streamer, Lochstreifen, Lochkarte, RAM, ROM

Schnittstellen Eine Schnittstelle (Interface) ist eine Verbindungsstelle zwischen Computern oder zwischen einzelnen Geräten des Computers zum Zweck des Informationsaustauschs.