Die ersten Computer und ihre Entwicklung

Vor der Neuzeit, vor dem Informationszeitalter, sogar vor dem Industriezeitalter, nutzte die menschliche Zivilisation Computer. Aber diese frühen Computer hatten nichts mit den Computern von heute zu tun. Tatsächlich waren diese frühen Computer ziemlich nutzlos. Aber das heißt nicht, dass sie nicht für etwas nützlich waren. Sie sind. Sie waren nützlich, weil sie die ersten Computer waren.

Aber was genau ist ein Computer? Ein Computer ist ein Werkzeug, das uns hilft, Informationen zu verstehen. Und um Informationen zu verstehen, müssen wir sie organisieren können. Die ersten Computer orientierten sich an der Organisation des menschlichen Gehirns. Sie wurden „digitale“ Computer genannt, weil sie mit binären Ziffern oder „Bits“ arbeiteten.

Diese frühen Computer hatten die Form von improvisierten Rechengeräten, die normalerweise in einen Tisch oder Schrank eingebaut wurden. Sie bestanden aus einer Reihe von Hebeln und Knöpfen mit einer Reihe von Schiebeplatten oder Schubladen. Die frühesten Computer hatten sehr wenig Speicher und wurden verwendet, um eine Reihe mathematischer Berechnungen durchzuführen. Obwohl diese frühen Computer allein nutzlos waren, legten sie den Grundstein für das, was wir heute bei Computern für selbstverständlich halten.

Hier ist ein Blick auf die frühe Entwicklung von Computern und wie wir dahin gekommen sind, wo wir heute sind.

Die ersten Rechenautomaten

Automaten sind ein Zweig der Mathematik, der Geräte untersucht, die symbolischen Regeln folgen können. Das Wort kommt vom griechischen Wort für „Maschine“. Kurz gesagt, Automaten sind Maschinen, die symbolische Operationen ausführen können.

Wenn Sie einen Automaten nehmen und ihm eine Regel geben, kann er dieser Regel folgen, um bestimmte Aktionen auszuführen. Beispielsweise könnten sich die Automaten Schritt für Schritt von links nach rechts über ein Schachbrett bewegen, als Reaktion auf eine Reihe von Knöpfen oder Wählscheiben, die ihre Position steuern.

Die ersten Automaten waren einfache mechanische Geräte, die aus Zahnrädern und Hebeln bestanden. Diese ersten Rechenautomaten wurden in der islamischen Welt und später im Italien der Renaissance erfunden.

Der erste elektronische Digitalcomputer

Die ersten elektronischen Digitalcomputer wurden in den 1930er Jahren von Konrad Zuse, einem in Deutschland tätigen Ingenieur, erfunden.

Diese Computer verwendeten Relais und Vakuumröhren, um elektronische Signale zu erzeugen, die Zahlen darstellten, Logikgatter, um Berechnungen durchzuführen, und Speicher, um Daten zu speichern. Das erste voll funktionsfähige Exemplar einer Zuse-Maschine war die 1944 gebaute Z3.

Der erste programmierbare Computer

In den 1940er und 1950er Jahren begannen Wissenschaftler und Ingenieure in den Vereinigten Staaten, Großbritannien und Deutschland, Computer für bestimmte Aufgaben zu programmieren.

Diese Computer wurden für jede Anwendung kundenspezifisch gebaut, wobei standardisierte Komponenten verwendet wurden, die einfacher zu beschaffen waren als die von Zuse verwendeten. Der erste programmierbare Computer war der Ferranti Mark 1, der von 1952 bis 1955 in Großbritannien gebaut wurde.

Der erste programmierbare Computer, der in Massenproduktion hergestellt wurde, war der IBM 650, der 1956 gebaut wurde. Der erste kommerziell erhältliche programmierbare Computer war der Ferranti Mark 1, der von 1952 bis 1955 in Großbritannien gebaut wurde.

Die zweite Generation von Computern

Die zweite Generation von Computern war durch die Verwendung von Vakuumröhren gekennzeichnet, um vollständige Computerplatinen mit Dutzenden oder Hunderten von Komponenten zu konstruieren. Die Platinen wurden in Schränke oder Wandpaneele eingebaut.

Die Größe der Computer der zweiten Generation war nur durch den Platz begrenzt, der für die Schränke oder Panels verfügbar war. Der größte produzierte Computer der zweiten Generation in dieser Zeit war der IBM 1609, der 1952 gebaut wurde. Er hatte mehr als 1.500 Komponenten und nahm mehr als 6.000 Quadratfuß Platz ein.

Dritte Generation von Computern

Die dritte Generation von Computern begann mit dem Aufkommen von Transistoren Mitte der 1950er Jahre. Transistoren wurden erfunden, um Vakuumröhren zu ersetzen, die in der zweiten Generation von Computern in allen möglichen Rollen versagt hatten: als Verstärker, als Schalter und als Oszillatoren.

Der erste Computer auf Transistorbasis war der IBM 7090, der 1957 eingeführt wurde. Die Computer auf Transistorbasis dieser Zeit waren groß und schwer, mit bis zu 10.000 Transistoren, und sie wurden normalerweise in Wandplatten eingebaut.

Die Architektur dieser Computer ähnelte der der Zuse- und Ferranti-Maschinen der zweiten Generation, wobei Logikgatter auf zwei oder mehr Ebenen arbeiteten.

Vierte und fünfte Generation von Computern

Die vierte und fünfte Generation von Computern sah das Aufkommen integrierter Schaltkreise, elektronische Komponenten, die mehrere einzelne Transistoren auf einem einzigen Chip kombinieren. Der erste auf integrierten Schaltkreisen basierende Computer war der Fairchild F8, der 1961 eingeführt wurde.

Die Technologie integrierter Schaltkreise reduzierte die Größe, das Gewicht und die Kosten von Computern erheblich und machte es erstmals möglich, Computer in Autos und andere mobile Geräte einzubauen.

Ein typischer Computer mit integrierten Schaltkreisen aus dieser Zeit könnte aus mehr als 100 miteinander verbundenen Chips bestanden haben. mit bis zu 50.000 verschiedenen elektronischen Konfigurationen möglich.

Sechste Computergeneration

Die sechste Generation von Computern sah das Aufkommen von programmierbaren Logikbausteinen oder PLDs. PLDs sind wie integrierte Schaltkreise, aber sie wurden entwickelt, um mit Software verwendet zu werden, die in einer Hochsprache geschrieben ist.

Beispielsweise ist ein FPGA (Field Programmable Gate Array) ein Gerät, das so programmiert werden kann, dass es mithilfe von Software, die in einer Hochsprache geschrieben ist, eine Vielzahl von Funktionen ausführt.

FPGAs eignen sich hervorragend zum Erstellen benutzerdefinierter Chips, die eine Vielzahl von Funktionen ausführen können. Das erste programmierbare Logikgerät war das von Signetics in den 1970er Jahren erfundene PLM (programmierbares Logikmodul).