Visionäre – Online-Lernmaterial

Eine ca. 200-jährige Entwicklung

Geschichte Computer

ERSTER Teil: Visionäre – entwickeln Ideen und Prototypen

In vier einzelnen Abschnitten ist die Entwicklungsgeschichte der Computer gegliedert. Sie orientieren sich an einer Dokumentationsreihe des ZDF „Geheimnisse der digitalen Revolution“. Die ersten drei Episoden vermitteln einen guten Eindruck, welche Meilensteine von den ersten Ideen bis zum heute (selbstverständlichen) Smartphone und das Internet geführt haben.

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Quelle: Doku | ZDF-Info (Zeit: 44 min.)

1. Der Traum von klugen Maschinen

Bereits im 19. Jahrhundert legten u.a. Charles Babbage und Ada Lovelace die visionären Grundlagen für den Computer. 80 Jahre später baut Konrad Zuse 1941 den ersten funktionsfähigen Computer der Welt „Z3“. Fast gleichzeitig entwickelt Alan Touring in England seine Dechiffriermachine „Colossus“. Die US-Armee gibt den ENIAC in Auftrag.

Fast zeitgleich wird um die 1930er Jahre an drei unterschiedlichen Orten an „denkende Maschinen“ getüftelt. Technische Berechnunen wurden aufgrund des industriellen Fortschitts immer komplexer. Logarithmen und trigonomentrische Werte (sin/cos) mussten umständlich in Tabellen nachgeschaut werden. Dieses sollten Maschinen schneller – vor allem fehlerfrei – erledigen.

Visionäre

Deutschland

Großbritannien

in den USA

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Vergleich der Top 6 Computer 1946

Quelle: Zeitschrift C’t: „Zum hundertsten Geburtstag von Konrad Zuse“

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10 Wiederholungsfragen

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10)

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	Charles Babbage		Ada Lovelace
(1791 – 1871) Politischer Ökonom, Erfinder, Philosoph und Mathematiker, studierte am Trinity College Cambridge. Erfand u.a. „Black-Box“ für Lokomtiven, nationale Briefversendung für 1 Penny, u.v.m.		(1815 – 1852) Mathematikerin, Ausbildung durch Hauslehrer. Erkannte die Möglichkeiten der Babbage-Maschinen und gilt als erste Programmiererin der Welt. Ihre Schriften inspirieren später Howard Aiken zum Bau des US-Computers MARK I.
	Difference Engine		Analytical Engine
Rein mechanisches Rechenwerk zur Erstellung von Zahlentabellen und Berechnung von Funktionswerten. Mit Dampfkraft angetrieben. Nie fertig gestellt – aber mittlerweile nachgebaut. Video: Nachbau Difference Engine [YouTube]		Durch Lochkarten programmierbare Rechenmaschine für allgemeine Anwendungen. Besaß bereits eine „ALU“ und Steuerwerk, welche es erlaubt Schleifen und Variabeln in Speichern zu hinterlegen. Aus Ausgabe auf Drucker und Plotter sind bereits vorhanden. Nie fertig gestellt. Video: Analytical Engine [YouTube] (mit schreckl. Englisch)

	Konrad Zuse (1910 – 1995) Erfinder des weltweit ersten (Turing-Mächtingen) Computer (Z3). Studierte Architektur, Maschinenbau und Bauingenieurwesen in Berlin – aber auch Kunst & Malerei. Arbeitete kurz bei den Henschel Flugzeugwerken. Macht sich einige Monate später selbstständig und baut daheim die ersten Computer. Mehr Infos: Prof. Horst Zuse
Zuse Computertypen beginnen alle mit dem ‚Z‘ . Entwickelte verschiedene Typen von Z1 bis Z64.	1949 Zuse KG gegründet, baut 251 weitere (Groß-)Rechner, 1969 von Siemens übernommen
Z1	Z3
1938 gebauter mechanischer Rechner. Aus ca. 30.000 Weißblechen hergestellt. Arbeitete nicht zuverlässig, da sich die Bleche immer wieder verkeilten.	1941 fertig gestellter Rechner aus 2200 Relais (Rechenwerk & Speicher) Arbeitet im Binärsystem. Programme werden über gelochte Filmstreifen eingelesen. Bei Bombenangriff zerstört.

	Alan Turing		Turing-Mächtig
(1912 – 1954) Der britische Mathematiker (Logik, Informatik & Kryptoanlytik) entwickelte ein Berechenbarkeitsmodell, welches später im Bletchley-Park unter seiner Leitung die Anwendung von Code-Knacker Maschinen fand. Beschäftigte sich auch mit künstlicher Intelligenz, woraus der Turing-Test entstand.		Darunter versteht man (vereinfacht), dass es grundsätzlich möglich ist Maschinen zu bauen, die mit den korrekten Anweisungen alles ausführen können, was andere Maschine auch können – sofern es sich nur um logische Problemstellungen handelt.
	Turing Bomb		Colossus
Elektromechanische Maschine zur Entschlüsselung von Enigma Nachrichten. Nutzt Schwächen und Versäumnisse der Verlüsselung aus, um den (verbleibenden) Wahrscheinlichkeitsraum mit Schlüsselkombinationen durch zu spielen.		Einer der ersten aus 1500/2500 Röhren besteh. Maschinen, die zum Knacken von verschlüsselten Nachrichten gebaut wurde. Verarbeitungsgeschwindigkeit: 5000 (à 5 Bit) / sec. Verwendung: Enschlüsselung der Funknachrichten des 3. Reichs Deutschland. .

Die Enigma
	Chiffriermaschine zu Verschlüsseln von Textnachrichten. Gebaut für geheimen Austausch von Aktienkursen, später militärischen Nachrichten. Über Tastatur wird Text eingegeben, dessen Leitungskontakt über sich drehende Rollen dann ein Lämpchen für einen anderen Buchstaben aufleuchten lassen. Die Rolle bewegt sich nach jeder Betätigung einer Taste jeweils eine Stellung weiter (=Verschlüsselung). weiter zum: Funktionsprinzip
Tipps aus dem Kino
-1. Film: „Enigma – Das Geheimnis„	[GB 2001] Der Code-Spezialist Tom Jericho verlässt nach einem Nervenzusammenbruch die Reha-Klinik und kehrt im Frühjahr 1943 zur britischen Abwehr zurück. Dort soll er schnellstmöglich den neuen Code der deutschen U-Boote knacken und muss außerdem den Verdacht ausräumen, seine Geliebte Claire sei eine deutsche Agentin. Auch Claires Freundin Hester will helfend eingreifen, allerdings nicht ohne Grund: Sie ist in Tom verliebt…
-2. Film: „The Imitation Game„	[USA 2014] Der brillante Mathematikprofessor Alan Turing sucht im Zweiten Weltkrieg eine besondere Herausforderung: Er möchte die deutsche Chiffriermaschine Enigma knacken. Im Gegensatz zu den anderen Spezialisten, die das britische Militär in der Spionagezentrale Bletchley Park dafür zusammenbringt, will es Turing ganz alleine schaffen.

	Herman Hollerith		Tabelliermaschine
(1860-1929) Erfinder des Lochkartenverfahrens als erste Speicherart für Datenverarbeitung. Erfinder und Ingenieur, der für die Volkszählung 1887 in den USA eine Tabelliermaschine baute, die aus Sortier-, Locher- und Kartenlese-Einheiten bestand. Mitgründer IBM.		Maschine zur Auswertung und Sortierung unsortierter Lochkarten. Dabei liest ein Lesegerät (Stifte) Karten mit vordefinierten Feldern aus, auf den sich kodierte Informationen in Form von gestanzten Löchern befanden. Z.B. Löcher für Alter, Geschlecht, Beruf, Familienstand, etc.
	Howard H. Aiken		Havard Mark I
(1900-1973) Mathematiker und Computer Entwickler. Entdeckte unfertigen Prototyp der Differnezmaschine. Maßgeblich an der Entwicklung des Mark I beteiligt. Nach im ist auch der „Aiken-Code“ benannt.		Der lochstreifengesteuerte Relaisrechner, ab 1939 bei IBM entwickelt. Harvard Architektur: Programme & Daten in getrennte Speicher. Musste für jede Berechnung neu verkabelt werden. 1944 fertig, weltweit zweiter Turing-mächtiger Rechner.

Eine ca. 200-jährige Entwicklung

Geschichte Computer

1. Der Traum von klugen Maschinen

Ihrer Zeit voraus

Charles Babbage

Ada Lovelace

Difference Engine

Analytical Engine

Unentdeckt – im Krieg zerstört

Konrad Zuse

Z1

Z3

Verboten – Geheimsache!

Alan Turing

Turing-Mächtig

Turing Bomb

Colossus

Die Enigma

Tipps aus dem Kino

Volkszählung in den USA

Herman Hollerith

Tabelliermaschine

Howard H. Aiken

Havard Mark I

John v. Neumann

ENIAC

Vergleich der Top 6 Computer 1946

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10 Wiederholungsfragen

	John v. Neumann		ENIAC
(1903-1957) Mathematiker für Logik, Funktionsanalysis, Quantenmechanik und Spieltheorie. Gut vernetzt, weil Regierungsmitarbeiter i.d. USA. Arbeitete leitend im Manhatten-Project (Atombombe) mit. Setzte den ENIAC für diese Zwecke mit ein. Formuliert anschließend den grundsätlichen Aufbau eines Computers. Bis heute gültig.		Erster von Eckert und Mauchly entwickelte Elektroröhrenrechner (18.000). Etwa 1000x schneller als Mark I, aber leider oft defekt (Röhren brannten oft durch). Diente der US-Armee zur Berechnung ballistischer Tabellen und Entwicklung der Atombombe.