Geschichte der Informatik

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1 Entwicklung von Informationstechnik und Durchdringung des Alltags seit der 2. Hälfte des 20 Jahrhunderts explosionsartig Informationsgesellschaft Zunehmende Bedeutung und Wert von Informationen Schnelle Entwicklung von Technologien zur Verarbeitung und Kommunikation Historische Wurzeln der Informatik reichen zum Teil erheblich weiter Zurück Rechenautomaten programmierbare Maschinen Grundlagen aus Mathematik, Elektrotechnik, Linguistik, Kodierungs- und Informationstheorie Seit 50er Jahren: Relativ schnelle Folge von Rechnergenerationen Immer mehr Anwendungen der Informationstechnik in Wirtschaft und Privatbereich Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

2 Warum...? Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft, denn in ihr gedenke ich zu leben. Albert Einstein Die Vergangenheit ist ein Prolog Unbekannt

3 bis 1950 vor 17. Jh v. Chr.: erste mechanische Rechenhilfen in Indien/China, z.b. bis heute benutzter Abakus auf Basis des Dezimalsystems Beschreibung von reproduzierbaren Rechenverfahren, z.b. größter gemeinsamer Teiler durch Euklid (300 v. Chr). Al-Chwarizmi (820) beschreibt Grundlagen von Rechenvorschriften, die nach ihm als Algorithmen bezeichnet werden (aus lateinischer Übersetzung Dixit Algorismi... - Al-Chwarizmi hat gesagt... ) Boethius (um 1500) und Adam Riese (ab 1518) veröffentlichen Vorschriften für das schriftliche Rechnen im Dezimalsystem Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

4 bis Jh. Erste mechanische Rechenmaschinen zur Erleichterung der durch technischen Fortschritt und zunehmende Industrialisierung häufigeren Rechenaufgaben Wilhelm Schickard (1623): Addition und Subtraktion für astronomische Berechnungen Pascal (1641): patentiert Pascaline als Rechenmaschine für Steuerwesen und Händler, welche ebenfalls Addieren und Subtrahieren kann Gottfried Wilhelm Leibniz (1673): Rechenmaschine für 4 Grundrechenarten Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

5 bis 1950 Abbildung: Blaise Pascals Pascaline Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

6 bis Gottfried Wilhelm Leibniz beschreibt erstmals Dualsystem (Binärsystem), welches im Gegensatz zum heute und damals gebräuchlichen Dezimalsystem (Ziffern 0 bis 9) als Ziffern nur 0 und 1 verwendet Ist heute Grundlage für elektronische Rechner (Speicher, Prozessoren), welche auf unterster Ebene nur die Schaltzustände an (1, SPannung liegt an) oder aus (0, Spannung liegt nicht an) kennen 1110 = x x x x x x Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

7 bis Jh. Entwicklung mechanischer, programmgesteuerte Maschinen Programmsteuerung erlaubt durch Folge von Befehlen Durchführung komplexerer Berechnungen Joseph-Marie Jacquard (1805): Entwicklung eines lochkartengesteuerten Webstuhl Charles Babbage (1822): entwickelt Konzept für programmgesteuerte Analytical Engine mit Speicher, Steuereinheit und Verarbeitungseinheit, deren Konstruktion wegen hohem Aufwand jedoch nie vollendet wird Hollerith (1886): System zur Erfassung von Daten auf Lochkarten Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

8 bis 1950 Abbildung: Analytical Engine von Charles Babbage Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

9 bis George Boole entwickelt Boolsche Logik und Algebra, welche grundlegende logische Operatoren UND,ODER undnicht umfasst Angewandt auf binäre Zustände (1=wahr, 0=falsch) bilden diese die Grundlage für Funktionsweise von heutigen Prozessoren Operationen wie Rechenoperationen im Binärsystem werden auf diese logischen Grundbausteine zurückgeführt Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

10 bis Jh. Entwicklung erster elektronischer Rechenmaschinen Konrad Zuse (1941): mechanisch-elektronische, programmgesteuerte Rechenmaschine Z3 auf Basis des Dualsystems und erste High-Level-Programmiersprache Plankalkül ( ) Howard Hathaway Aiken (1944): erster ebenfalls relais-basierter Großrechner Mark I J. Presper Eckert und John W. Mauchly (1946): ENIAC erster voll elektronischer Rechner auf Basis von Röhrentechnologie Ab 1949: industrielle Produktion von elektronischen Rechnern Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

11 bis 1950 Abbildung: ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

12 bis Alan Turing entwickelt basierend auf mathematischer Logik Automatenmodell (theoretische Turingmaschine) und schafft theoretische Grundlagen für Algorithmen Konzepte der Entscheidbarkeit, Komplexität und Berechenbarkeit von Problemen Begründet damit Theoretische Informatik und zeigt Grenzen der Informatik auf Unendliches, beschriebenes Band Schreib-/ Lese Kopf Programm- Tafel (Regeln) Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

13 bis John von Neumann entwirft grundlegende Von-Neumann-Architektur als bis heute aktuelle Referenz für Aufbau von speicherprogrammierbaren Rechnersystemen Prinzip des Stored Program, d.h. Programm ist mit Daten zusammen im Speicher des Rechners, erlaubt flexible Programmierung für verschiedene Anwendungen Zentrale Vearbeitungseinheit Rechenwerk Steuerwerk Bus Ein-/Ausgabe Speicherwerk Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

14 Entwicklung von Hardware seit 1950 Erste Rechnergeneration: Technologie auf Röhrenbasis Stapelverarbeitung Zweite Rechnergeneration: Transistoren Entwicklung erster Betriebssysteme und Compiler für Programmiersprachen Interaktivität durch Bildschirm-Terminals für Mainframes Dritte Rechnergeneration: Integrierte Schaltungen: Mikrochips Erste Kleinrechner und Netwzerke Vierte Rechnergeneration: Hochintegrierte Schaltungen: Mikroprozessoren Halbleiterspeicher Erste Super-Computer und Parallelverarbeitung Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

15 Entwicklung von Hardware seit 1950 Entwicklungen heute Zunehmender Integrationsgrad von Schaltungen Stetig wachsende Geschwindigkeit und Speicherkapazitäten Verbreitung von Multiprozessorsystemen Zunehmede Vernetzung Computer durchdringen alle Lebensbereiche Home Computer, PCs, Laptops, Handhelds Genutz für Anwendungsprogramme, Internet, Spiele, Unterhaltungsmedien Eingebettete Systeme Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

16 Entwicklung wichtiger Software/Technologien 1961 erstes Betriebssystem CTSS 1962 Erstes Computerspiel: Spacewar! 1968 Erste Grafische Benutzeroberfläche: NLS (on-line System) 1969 Unix als Mehrbenutzer-/Multitasking-Betriebssystem (freie Variante Linux 1991) 1969 Arpanet mit TCP/IP Grundlage für heutiges Internet 1970 Relationales Datenmodell bis heute Standard für Datenbanken 1985 Microsoft Windows 1.0 als grafische Oberfläche für MS/DOS wird schrittweise zum eigenständigen Betriebssystem ausgebaut (ca. ab Windows 95/Windows NT) 1990 Grundlagen des World Wide Web: HTML und erster Web Browser Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

17 Zusammenfassung: Wurzeln der Informatik Algorithmen Rechentechnik Mathematische Grundlagen reichen weit zurück Seit 1950 sprunghafte Entwicklung Aber: trotz stetiger Neuerungen Grundlagen heutiger Technik seit Jahrzehnten relativ stabil Informatik ist nicht so schnelllebig, wie man vielleicht denkt Eike Schallehn Grundlagen der Informatik für Ingenieure Wintersemester 08/

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