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Informatik Geschichte

Leistungsziel 1.2.1 des Bildungsplanes für PrintmedienverarbeiterInnen:

Sie können die Elemente und Funktionsweisen 
eines Computers in der Fachsprache erklären.

alte Rechenmaschinen I
alte Rechenmaschinen II
Speicher - Lochkarten
Speicher - Lochkarten
Relais - Begriff
Elektronenröhre - Transistor
Transistor - Halbleiter
Prozessor
CPU als Stellwerk
CPU als Rechenmaschine
Arbeitsspeicher
Gefahren

Wie funktioniert ein Computer?

  • Erfindungen, welche zur Konstruktion des PC führten
  • Was ist ein Prozessor
  • Was ist der Arbeitsspeicher
  • Welche Gefahren bringt die Vernetzung der Welt?

Folgende Begriffe werden genannt

  1. Welche von Louis Jaqcuard weiterentwickelte Erfindung führte zum Arbeitsspeicher?1)
  2. Welches Computerbestandteil übernimmt heute die Funktion des Lochstreifens?2)
  3. Welche Erfindung verhalf der Telegraphie zum Durchbruch und führte zum Halbleiterchip im Prozessor?3)
  4. Überbegriff für elektronische Bauelemente, die ohne mechanische Bewegungen elektrische Signale schalten und verstärken.4)
  5. Maschine oder Elektronische Schaltung, welche gemäß übergebener Befehle andere Maschinen oder elektrische Schaltungen steuert?5)
  6. Dient seit über 4'000 Jahren zum speichern von Zahlen (Zwischenresultaten).6)
  7. Überbegriff für Festkörper, die nur unter gewissen Umständen elektrisch leitfähig sind.7)

alte Rechenmaschinen I

|Rechenmaschine von Schickard
Abacus (lateinisch abacus „Tischplatte“) um 1623:
Rechenmaschine von Schickard
Prinzip der
Staffelwalze

Beispiel einer einfachen mechanischen Rechenmaschine: gebildeter Affe

alte Rechenmaschinen II

Speicher - Lochkarten

um 1804 entwikelte Joseph-Marie Jacquard den Webstuhl weiter. →Jacquardweben
Er verwendete anstelle von hölzernen Lochstreifen solche aus Karton…

Hr. Jacquard war gelernter Buchbinder ;-)

Speicher - Lochkarten


Die Lochkartensteuerung der Jacquard-Maschine

Relais - Begriff


Das elektromagnetische Relais (EMR) wurde im Jahr 1835 von Joseph Henry erfunden und durch Samuel Morse für die Telegraphie weiter entwickelt.
wiki→Relais

Die Idee eines Telegraphen existierte zwar schon seit Mitte des 18. Jahrhunderts, aber das Relais war letztendlich der Schlüssel zum Erfolg. Es musste alle 30 km in den Signalweg der Telegraphenleitungen eingefügt werden, um die ankommenden schwachen Signale wieder zu regenerieren. Damit war die Grundlage geschaffen, Impulse über weite Strecken zu übertragen. Die erste Demonstration des Telegraphen fand 1844 zwischen Washington, D.C. und Baltimore statt. In Anlehnung an die Relaisstationen der Post, wo die Postreiter ihre Pferde gegen frische tauschen konnten, taufte man das neue Gerät Relais.

Relais - Funktion


Elektronenröhre - erster Transistor

Elekronenröhren Bipolartransistor
Ein Transistor ist ein elektronisches Bauelement zum Schalten und Verstärken von elektrischen Signalen ohne dabei mechanische Bewegungen auszuführen… (ab ca. 1934, Bild gross: nach 1960)

Halbleiter - moderne Transistoren

Halbleiter ist ein Überbegriff für Festkörper, die nur unter gewissen Umständen elektrisch leitfähig sind. Mitte der 1950er Jahre konnte erstmals reines Silizium hergestellt werden, seit den 80ern wird diese Eigenschaft in elektronischen Schaltern genutzt.

Mehrere Schalter können zu Gruppen zusammengefasst (8 Bit = 1 Byte) werden. Sie können als Speicher für Zwischenresultate dienen, oder anderen Schaltern Anweisungen weiterleiten.

Prozessor

Wikipedia: Prozessor Ein Prozessor ist eine Maschine oder eine elektronische Schaltung, welche gemäß übergebener Befehle andere Maschinen oder elektrische Schaltungen steuert.
Ein Prozessor ist also eine art Kiste voll Schalter. Es gibt Schalter die schalten, solche die geschaltet werden und weiterschalten, und andere, welche Zwischenresultate speichern.

CPU als Stellwerk

Die CPU (engl. Central Processor Unit, Zentrale Recheneinheit) regelt wie ein Stellwerk im Hauptbahnhof einer grossen Ortschaft die Datenströme (mit mehrgeleisigen Trasses) zu den Controlern (den Vorortbahnhöfen) welche ihrerseits die Daten für ihre entsprechnede Reise vorbereiten und weitersenden (weitere Reisestrecke auf 2-4 spuriger Geleiseführung).

CPU als Rechenmaschine

So ein Stellwerk, oder ein Prozessor, kann man sich auch wie eine alte Rechenmaschine vorstellen, in welchem gewisse Regeln gelten.
Wenn die Einerstelle gefüllt ist, wird die Zehnerstelle um eines addiert, und die Einerstelle wird wieder auf Null gesetzt:

8 + 5 = (8+2) + 3
8 + 5 = 1x10er  + 3x1er

Bild der Z4 Z4 von Konrad Zuse
Mehr über die Märklin-Eisenbahn von Zuse's Sohn zuse.de

Arbeitsspeicher

Wenn sich die Maschine vorherige Schalterstellungen merken soll, zum Beispiel um sich Zwischenresultate zu merken, so müssen weitere Schalterreihen zur Verfügung gestellt werden, welche beschrieben und bei Bedarf wieder eingelesen werden können.

Bei der Rechenmaschine Brunsviga wurde dieses Problem mit einer weiteren Zahlenwalze gelöst.

Komplexe 'Schalterstellungen' wie zB. Programmfolgen wurden auf Lochstreifen dauerhaft gespeichert. Das beschreiben solcher Datenträger ist allerdings Zeitaufwendiger. Deswegen verwendet man heute Harddisks als Langzeitspeicher. Die Zahlenwalzen sind träge und platzraubende Arbeitsspeicher, ihre Arbeit wird von RAM-Modulen übernommen.

Gefahren

Dow-Jones Crash 7.5.2010 Tagesschau 8.5 (interessant 2:00-4:00 Min.) | Hintergrund-Info

Überwachungsgesellschaft: Überwachung am Beispiel von Paul

Ende


fragen_history.pdf

1) Lochstreifen
2) Langzeitspeicher wie Festplatte, CD etc
3) Relais
4) Transistoren
5) Prozessor
6) Abakus
7) Halbleiter
8) Charles Xavier Thomas de Colmar
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blogs/lehrer/b9/history.txt · Zuletzt geändert: 12.06.2017 23:10 von daru
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