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Referat "Rechenmaschinen"

Rechenmaschinen

Arithmometer

Ein Arithmometer ist eine mechanische Rechenmaschine , auf die der Franzose Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870) im Jahre 1820 ein Patent erhielt. Der Arithmometer basiert auf dem Prinzip der Leibniz-Maschine. Mechanische Rechenmaschinen waren bis Ende der 1970er Jahre im Gebrauch. Mit der Entdeckung der Elektrizität wurden mechanische durch elektromechanische Rechenmaschinen ergänzt und abgelöst. Das Ersetzen von Handkurbeln und -hebeln durch einen Elektromotor bedeutete besonders bei Drei- und Vierspeziesmaschinen eine erhebliche Zeitersparnis. Mit der Entdeckung der Elektrizität wurden mechanische durch elektromechanische Rechenmaschinen ergänzt und abgelöst. Das Ersetzen von Handkurbeln un d -hebeln durch einen Elektromotor bedeutete besonders bei Drei- und Vierspeziesmaschinen eine erhebliche Zeitersparnis.

Lochkarte

DEC PDP-7
1965 Die frühen Computer wurden auch (Groß-) Rechner genannt; deren Ein- und Ausgabe war zunächst auf die Verarbeitung von Zahlen beschränkt. Zwar verstehen sich moderne Computer auf den Umgang mit weiteren Daten, wie beispielsweise Buchstaben und Töne.
Diese Daten werden jedoch innerhalb des Computers ebenfalls in Zahlen umgewandelt und als Zahlen verarbeitet, weshalb ein Computer auch heute noch eine Rechenmaschine ist.

Handaddiermaschine

1673 stellte Gottfried Wilhelm Leibniz eine von ihm entwickelte Staffelwalzen-Maschine der Royal Society in London vor. Zitat von Leibniz: "Es ist unwürdig, die Zeit von hervorragenden Leuten mit knechtischen Rechenarbeiten zu verschwenden, weil bei Einsatz einer Maschine auch der Einfältigste die Ergebnisse sicher hinschreiben kann."
Gottfried Wilhelm Leibniz

Addiermaschinen

Rechenschieber

Ein Rechenschieber oder Rechenstab ist ein analoges Rechenhilfsmittel zur mechanisch-optischen Durchführung von Grundrechenarten, vorzugsweise der Multiplikation und Division. Je nach Ausführung können auch komplexere Rechenoperationen (unter anderem Wurzel , Quadrat, Logarithmus und trigonometrische Funktionen oder parametrisierte Umrechnungen) ausgeführt werden. Das Prinzip eines Rechenschiebers besteht in der Addition oder Subtraktion von Strecken, die sich als logarithmische Skalen auf dem festen und dem beweglichen Teil des Rechenschiebers befinden. Bis zur weiten Verbreitung des Taschenrechners waren Rechenschieber für viele Berechnungen in Schule, Wissenschaft und Technik unentbehrlich.

Abakus

Ein Abakus (Der Abakus ist eines der ältesten bekannten Rechenhilfsmittel und wurde vermutlich um 1100 v. Chr. im indo-chinesischen Kulturraum erfunden.
Rekonstruktion eines römischen Abakus
Japanischer Soroban

Personal Computers

Aufgrund der Größe und Kosten der Computer der 1950er und 1960er Jahre, die meist ganze Räume füllten oder als Minicomputer etwa schrankgroß waren, konnten diese kaum Mitarbeitern "persönlich" zugewiesen werden. Das änderte sich erst, als in den 1970er-Jahren die Mikroprozessoren auf den Markt kamen und die bis dahin vorherrschenden Kernspeicher allmählich durch Halbleiterspeicher verdrängt wurden. Erst dadurch wurde die Entwicklung von wirklichen Personal Computern möglich, die ohne weiteres am oder in der Nähe eines Büro-Arbeitsplatzes aufgestellt werden konnten.

Die Vorläufer des modernen Personal Computers

1949 stellte Edmund C. Berkeley mit Simon den ersten digitalen programmierbaren Computer für den Heimgebrauch vor. Er bestand aus 50 Relais und wurde in Gestalt von Bauplänen vertrieben, von denen in den ersten zehn Jahren über 400 Exemplare verkauft wurden. 1968 ein programmierbares Rechengerät
Die Hewlett-Packard Company brachte mit dem HP-9100A 1968 ein programmierbares Rechengerät auf den Markt, das rund das Doppelte eines durchschnittlichen Bruttojahresgehaltes kostete. Bemerkenswert ist, dass diese Leistung ohne die Verwendung von integrierten Schaltkreisen erbracht wurde. Der Rechner wurde in einer Werbeanzeige erstmals in der Literatur als Personal Computer bezeichnet, obgleich er weder preislich noch technisch dem heutigen Verständnis eines PCs entspricht.

Xerox Alto

Die Firma Xerox PARC stellte 1973 ihren Xerox Alto der Weltöffentlichkeit vor, ein etwa kühlschrankgroßes Gerät. Mit einer Tastatur, einer 3-Tasten-Maus, einer zusätzlichen kleinen 5-Tasten- Akkordtastatur für besondere Befehle, einem Bildschirm mit grafischer Benutzeroberfläche (engl. graphical user interface, kurzGUI) und einer Ethernet-Schnittstelle war er wegweisend für den künftigen Personal Computer. Diese Workstation war jedoch als wissenschaftliches Gerät gedacht; sie war weder für den privaten Gebrauch erschwinglich, noch ein in Massen produziertes Gerät und für den Handel nicht verfügbar.

Erste Personal Computer mit schreibmaschinenähnlicher Tastatur und Bildschirm Apple I und II Apple I Gehäuse und Systemplatine

Ein prominentes Mitglied des Homebrew Computer Clubs, Steve Wozniak (in der Szene bekannt als The Woz), entwickelte 1976 einen vollkommen eigenen Computer, der dem Altair 8800 technisch weit überlegen war und der als erstes Gerät der Welt mit 666 US-Dollar nicht nur preislich den modernen Vorstellungen eines persönlichen Computers entsprach: Sein Computer hatte eine schreibmaschinenähnliche Tastatur als Eingabeeinheit und einen Bildschirm (zunächst in Form eines umfunktionierten Fernsehgerätes) als Ausgabeeinheit. [6] Apple war eine der Firmen, die aus dem Homebrew Computer Club hervorgingen, wobei Steve Wozniak neben Steve Jobs und Ronald Wayne einer der Firmengründer ist. Sein Computer wurde zwar vor der Firmengründung entwickelt, [6] aber dann dort in Serie produziert [6] und unter dem Namen Apple I verkauft. Als Einplatinencomputer wurde er in Form einer komplett bestückten Platine ausgeliefert und vom Händler oder Endbenutzer um ein Netzteil, Gehäuse und eine Tastatur ergänzt, ehe er am heimischen Fernseher betrieben werden konnte.

Apple II; oben rechts Apple II mit Diskettenlaufwerken

Das Nachfolgemodell, der Apple II , wurde nun auch in kompletter Ausführung ausgeliefert mit einem Gehäuse, Netzteil, Tastatur und Monitor, später sogar mit einer Maus. Gleichzeitig war er der letzte industriell hergestellte PC, der vollständig von einer einzelnen Person, Steve Wozniak, entworfen wurde. Er wurde im April 1977 in den USA vorgestellt und für einen Preis von 1298 US-Dollar angeboten. Bei seiner Markteinführung hatte er acht freie Steckplätze des 8-Bit-Apple- Bus-Systems , mit denen er durch Einsetzen der entsprechenden Erweiterungskarte für unterschiedliche Anwendungen (z. B. Textverarbeitung, Spiele, Steuerungstechnik) genutzt werden konnte. Diese Eigenschaft eines Computers, der also durch Steckplätze individuell an die Wünsche des Konsumenten angepasst werden kann, gilt heute als Grundeigenschaft eines PCs; es ist ein offenes System. Außerdem konnten mit diesem Computer bereits Farben dargestellt und Töne wiedergegeben werden.

Commodore PET und Tandy TRS

Der weltweit erste industriell hergestellte PC in kompletter Ausführung (inklusive Gehäuse, Netzteil, Tastatur, Monitor und Massenspeicher in Form einer Datasette) wurde im Januar 1977 vorgestellt: der Commodore PET 2001 , der für 795 US-Dollar über den Ladentisch ging. [7] Im August desselben Jahres folgte der Tandy TRS 80 Model 1 für 599 US-Dollar.
[8] Von den Leistungsdaten her waren beide Geräte dem Apple II ähnlich, hatten aber keine Steckplätze für Erweiterungskarten, keine Farbdarstellung und keine Tonausgabe. Der PET verfügte über den in der professionellen Messtechnik verbreiteten (parallelen) IEC-Bus , was zur Folge hatte, dass er in Forschung und Industrie Verbreitung fand.

IBM-PC

Nach dem Verkaufserfolg des Apple II und des Commodore PET in den späten 1970er-Jahren begann auch IBM mit der Entwicklung eigener Produkte. Dabei hat ihre Werbeabteilung den Begriff "Personal Computer" derart erfolgreich eingesetzt, dass er bis in die heutige Zeit mit der Marke IBM in Verbindung gebracht wird. Am 12. August 1981 wurde der erste IBM-PC vorgestellt. Er bewegte sich preislich an der Obergrenze der handelsüblichen PCs. In der Grundausstattung konnte er für 3.005 US-Dollar oder 1.565 US-Dollar (ohne Laufwerke und Monitor, dafür mit TV-Anschluss) erworben werden. [9] In der maximalen Ausbaustufe mit mehr Speicher und Farbgrafik wurde er für 6.000 US-Dollar angeboten. [10] IBM nutzte ihre damalige Marktführung für (Großrechner-) Datenverarbeitungsanlagen und schaffte es, dass ihr IBM-PC als Arbeitsplatzcomputer in zahlreichen Unternehmen eingesetzt wurde.

Das Gerät war mit dem Intel-8088-Prozessor ausgestattet und verfügte über ein 8-Bit-ISA-Bussystem. Auch die folgenden Modelle wurden mit Prozessoren der Firma Intel ausgerüstet. Der bereits ein Jahr vor dem 8088-Prozessor (4,77-9,5 MHz Takt; interne CPU- Wortbreite 16 Bit; System-Datenbus 8 Bit) von Intel vorgestellte 8086-Prozessor (6-12 MHz Takt; CPU-Wortbreite 16 Bit; System-Bus 16 Bit) sorgte dafür, dass sich für die Serie die Abkürzung "x86-Architektur" etablierte.

Der IBM-PC wurde von 1981 bis 1995 ausschließlich mit dem Betriebssystem von IBM, PC-DOS , vertrieben, das von Microsoft an IBM lizenziert worden war. Die 1981 begonnene Zusammenarbeit der Firmen endete 1985. Beide Unternehmen entwickelten danach das Betriebssystem getrennt weiter, achteten jedoch auf gegenseitige Kompatibilität . Das Betriebssystem MS-DOS von Microsoft gibt es seitdem nur auf Computern, die in der Bauweise jenen von IBM entsprechen, den "IBM-PC-kompatiblen Computern

Heimcomputer, Apple- und IBM-kompatible PCs C64 mit "Personal Computer"-Beschriftung

Mit TV-Ausgang und Tonausgabe kamen ab den 1980er-Jahren weitere Geräte als Heimcomputer auf den Markt. Die meistverkauften Modelle waren der Commodore C64 und die Geräte der Amiga -Reihe, wie auch verschiedene Ausführungen des Atari ST.

Im deutschen Sprachraum wurde in den 1980er Jahren das englische Wort personal (persönlich) mitunter inkorrekt mit dem deutschen Personal (Arbeiter, Angestellte) assoziiert. Eine Ableitung von Personal Computer hin zu einer professionellen Firmenbenutzung entsprechender Geräte wurde hierzulande daher gebräuchlich. So wurden in den Medien Geräte mittlerer Leistung manchmal als " reicht an die Leistung eines Personal Computers [nicht] heran" klassifiziert, obgleich es sich bei solchen Geräten tatsächlich auch um Personal Computer handelte. Da die Amiga-Reihe und der Atari ST zu Heimcomputerpreisen die Leistung der IBM PC XT und AT übertrafen und teilweise die Gehäuseform der professionellen Geräte verwendeten, verschwand die irrtümliche Unterscheidung zum Ende der 1980er Jahre.

Tabletcomputer

Ein Tablet (englisch tablet 'Schreibtafel', US-engl. tablet 'Notizblock') oder Tabletcomputer, selten auch Flachrechner ist ein tragbarer, flacher Computer in besonders leichter Ausführung mit einem Touchscreen , aber, anders als bei Notebooks, ohne ausklappbare Tastatur. Aufgrund der leichten Bauart und des berührungsempfindlichen Bildschirms zeichnen sich Tablets durch eine einfache Handhabung aus. Die Geräte ähneln in Leistungsumfang, Bedienung und Form modernen Smartphones und verwenden meist ursprünglich für Smartphones entwickelte Betriebssysteme wie Android oder Apple iOS.