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Computer#

Einleitung #

Ein Computer, oft auch Rechner oder Elektronische Datenverarbeitungsanlage genannt, im Volksmund auch oft als "Blechtrottel" oder positiver als "elektronisches Gehirn" bezeichnet, ist ein Gerät, das mittels "programmierbarer Rechenvorschriften Daten" verarbeitet, alles bewusst unter Anführungszeichen gesetzt, weil es sich um Begriffe handelt, die erst allmählich (nach 1960) auftauchten.

Der Ursprung#

Abakus
Abakus
Photo Pixabay, unter PD
Computer entwickelten sich im Laufe der Zeit aus dem Bedürfnis, Rechenaufgaben durchzuführen. Man mache sich nur gegenwärtig, wie schwierig es war mit römischen Zahlen einen Vorrat von MMMDDCIX Artikel auf DXXXVII Soldaten gerecht zu verteilen!

Das früheste Gerät, das in rudimentären Ansätzen mit einem heutigen Computer vergleichbar ist, ist der Abakus, eine mechanische Rechenhilfe, die vermutlich um 1100 v. Chr. im indochinesischen Kulturraum erfunden wurde. Der Abakus wurde bis ins 17. Jahrhundert benutzt und dann von den ersten Rechenmaschinen ersetzt. In einigen Regionen der Welt wird der Abakus noch immer als Rechenhilfe verwendet. Einem ähnlichen Zweck diente auch das Rechenbrett des Pythagoras.

Die ersten mechanische Rechenmaschinen erlaubten die Grundoperationen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division großer Zahlen, oft mit einer mechanischen Vorrichtung, die man meist mit einer Kurbel in Tätigkeit setzte. Ohne solche mechanische Hilfsgeräte wären Astronomie oder die spätere Berechnung von Logarithmen (wie es 1614 John Napier zugeschrieben wird) unmöglich. Auch der bis ca. 1980 verwendete Rechenschieber bediente sich ja der Eigenschaft der Logarithmen, dass man Multiplikation durch Addition, Division durch Subtraktion, Exponatition durch Multiplikation usw. ersetzen konnte.

Der theoretische Durchbruch ist fast gleichzeitig mit verschiedenen Methoden den Wissenschaftern Post, Church und Turing gelungen: Ihnen (wir folgen hier der Nomenklatur Turings) gelang es nachzuweisen, dass man alles, was man systematisch berechnen kann, mit einem (oft sehr komplexen) "Algorithmus" festlegen kann, der Schritt für Schritt, abhängig von vorher erhaltenen Ergebnissen weitere Schritte durchführt, fast wie ein Kochrezept. Ein einfaches Modell, die Turingmaschine kann jeden solchen Algorithmus durchführen. Das erstaunliche dabei ist, dass es keine Maschine geben kann, die mehr berechnen kann als eine Turingmaschine (sie kann es nur vielleicht viel, viel schneller) und noch verblüffender: Es gibt Aufgabenbereiche, die man nie systematisch lösen wird können, auch die super intelligenten außerirdischen Lebewesen, wenn wir die je treffen. Damit wurde vor dem Bau der ersten einsetzbaren Computer auch schon gezeigt, dass sie nicht für alles einen Lösungsalgorithmus haben würden.

Frühzeit der Computer #

Nach früheren Erkenntnissen lag es auf der Hand, mit elektrischen/elektronischen Komponenten ein Gerät zu bauen, das "programmierbar war", dem man also einen Algorithmus (eine Folge von Befehlen) "eingeben" konnte, die dann vom Gerät genau befolgt werden würde und die Daten (Zahlen oder Textstücke) systematisch bearbeiten konnten. Das erste solche Gerät wird mit Zuse 3 Konrad Zuse 1941 zugeschrieben, das englische Gegenstück, die ENIAC, entstand erst 1946.

Z3
Nachbau der Zuse Z3 (1941) im Deutschen Museum in München
Foto:Venusianer aus der deutschsprachigen Wikipedia, unter CC BY-SA 3.0
ENIAc
Two women operating the ENIACs main control panel while the machine was still located at the Moore School. "U.S. Army Photo" from the archives of the ARL Technical Library. Left: Betty Jennings (Mrs. Bartik), right: Frances Bilas (Mrs. Spence).
U.S. Army Photgraph, unter PD

Mit dem Übergang von Röhren (an: Zustand 1, ab: Zustand 0), mit dem man alles als Folgen von Einsen und Nullen (Bits) kodieren konnte, zu Transistoren und immer kleineren elektronischen Bauteilen wurde die Entwicklung von modernen Computern eingeleitet.

Einen wesentlichen Entwicklung zur Computerei, wie wir sie heute kennen, lieferte John von Neumann mit seiner Idee, Daten und Befehle im selben Speicher zu halten. Ein Code wie "0011010111" kann also eine Zahl darstellen oder einen Befehl, je nachdem wie auf diese Folge von "Bits" zugegriffen wird.

Computer heute#

Die frühen Computer wurden auch (Groß-)Rechner genannt; ihre Ein- und Ausgabe der Daten war zunächst auf Zahlen beschränkt. Heute verarbeiten moderne Computer jede Art von Daten, doch alle (ob Zahlen, Texte, Bilder, Videoclips,etc.) sind als Folgen von Bits (Nullen und Einsen) kodiert, die durch das Programm (das selbst aus Bits besteht) entsprechend interpretiert werden.

Mit zunehmender Leistungsfähigkeit eröffneten sich neue Einsatzbereiche. Computer sind heute in allen Bereichen des täglichen Lebens vorzufinden, meistens in spezialisierten Varianten, die auf einen gewissen Anwendungszweck zugeschnitten sind. So dienen integrierte Kleinstcomputer (eingebettete Systeme) zur Steuerung von Alltagsgeräten wie Waschmaschinen und Videorekordern oder zur Münzprüfung in Warenautomaten; in modernen Automobilen dienen sie beispielsweise zur Anzeige von Fahrdaten, helfen mit Navigationsdaten oder übernehmen in „Fahrassistenten“ diverse Manöver selbst, die schließlich zu autonomen (selbstfahrenden) Fahrzeugen werden könnten, usw.

Universelle Computer finden sich heute in mächtigen PCs, in Tablets, in Smartphones und Spielkonsolen. Personal Computer dienen der Informationsverarbeitung in Wirtschaft und Behörden sowie bei Privatpersonen, wo sie zunehmend die Unterhaltung dominieren. Supercomputer werden eingesetzt, um besonders komplexe Vorgänge zu simulieren, z.B. in der Klimaforschung, für medizinische oder astronomische Berechnungen, für die Steuerung von Fahrzeugen bis hin zu Raumsonden, usw.

Eine besondere Bedeutung haben Computer durch ihre Vernetzung gefunden: sie können nicht nur miteinander kommunizieren, sondern Menschen - wie etwa im WWW - riesige Informationsmengen anbieten, die in Wahrheit aus verschiedensten Computern in der Welt geholt werden.

Computer folgen strikt ihren Programmen. Das hat anfangs dazu geführt, dass man sie zu eigenständigen Handlungen für unfähig hielt. Durch sogenannte Lernkomponenten können aber Computer, mehr und mehr unterstützt durch diverse Sensoren und Aktoren (also z.B. Greifwerkzeuge), eigene Erfahrungen sammeln und auf diesen aufbauen. Ob mit der so enstehenden Fähigkeit, die Möglichkeit besteht, dass Computer eines Tages die Menschen an Intelligenz übertreffen, ist eine offene Frage. Sicher ist zurzeit, dass Computer vieles sehr viel besser können als Menschen (vom Schachspiel, zur Steuerung einer Drohne oder eines Raumschiffes oder zur Durchführung einer heiklen Operation, die weder das geringste Zittern noch die geringste lokale Abweichung zulässt). Sicher ist, dass Computer heute einigermaßen sprechen und Sprache und Bilder in gewissem Ausmaß verstehen können. Ein wirkliches vollständiges Verstehen einer Sprache oder der Zusammenhänge der Welt liegt aber, wenn überhaupt erreichbar, noch immer in weiterer Zukunft.

Ausblick#

Ob es je Computer geben wird, die intelligenter als Menschen sind, ja diese sogar Menschen "unterwerfen" oder als "unnütz" vernichten könnten, ist ein Gelehrtenstreit und Stoff für viele Zukunftsromane. Es gibt gute Argumente, dass es dazu nicht kommen wird. Sehr viel realistischer und gefährlicher ist es aber, dass große Unternehmen und politische Organisationen Computer und Computernetze immer mehr dazu zu einsetzen, uns zu beeinflussen und zu steuern. Damit ist nicht nur die mächtige Werbung gemeint, sondern ein Meinungsmonopol, das uns aufgezwungen wird, das mit modernen Methoden leichter durchsetzbar ist als es je war. Kann es sein, das eine Suchmaschine oder eine lexikalische Sammlung wie Wikipedia in manchen Fällen bewusst nicht richtig informiert oder auf Grund unseres Profils uns nur gewisse Nachrichten zuspielt???

Weiterführendes (im Austria-Forum nachzulesen)#

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