Die Geschichte des Computers

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1 Die Geschichte des Computers

2 Überblick Über Geschichte und Prognosen Evolution der Rechnerarchitektur Technology Roadmaps Prognose für die nächsten zehn Jahre

3 I think there is a world market for maybe five computers Thomas Watson Senior, Chairman of IBM, 1943

4 Bis spätestens 1978 wird es eine Form der Sprachkommunikation mit dem Computer geben! wird ein Computer gesprochene Sätze verstehen. Navy Delphi Panel Bernstein, 1969 In der Zukunft werden Computer nicht mehr 1,5 Tonnen wiegen. Popular Mechanics

5 Vorhersagen Nichts ist schwieriger vorherzusagen als die Zukunft! Jedoch kann die Geschichte Anhaltspunkte für eine Analyse bieten Technology push versus demand pull Netzwerkökonomien Die Zukunft erfinden!

6 Wie alles anfing... Deutschland Konrad Zuses Z1 erster programmierbarer Rechner der Welt ca Relais

7 Wie alles anfing... USA ENIAC University of Pennsylvania 18,000 Vakuumröhren 1945

8 Perioden und Basistechnologie 60er Jahre: 70er: Ära der Mainframes Transistor Timesharing und Minicomputer Integrierte Schaltungen 80er: Personal Computer Mikroprozessor 90er: Vernetzte Systeme Telekom + Switching

9 60er: Die Ära der Mainframes 1964: System : PDP-1

10 Mainframes: System 360 Aufhebung der Trennung zwischen wissenschaftlichen und kommerziellen Rechnern - Kompatibilität Familie von Rechnern mit Leistungsspektrum 1:100! (360, 370, 3090, usw.) Emulation der vorherigen Rechnerfamilien Killer application (tool): FORTRAN, COBOL

11 Elektronikmarkt (USA)

12 Komponenten pro Chip Gigabit-Chip Moore Gesetz: Verdopplung alle 18 Monate

13 70er: Timesharing und der Minicomputer 1971: Die PDP : Die PDP-11

14 Technology Push Es gibt keinen Grund, wieso irgendjemand zuhause einen Computer haben sollte Ken Olsen President, Chairman and founder of Digital, 1977

15 Linienbreite bei Speicherchips 1M 4M 16M 64 M Submikron-Bereich

16 80er: Personal-Computer technology push demand pull Apple I: 1976 IBM PC: 1981

17 Transistoren pro Mikroprozessor Mio Mio R10000 Pentium R Mio i80486 Transistors ,1 Mio i80286 i80386 R3010 i8086 SU MIPS i80x M68K MIPS Alpha i

18 Die Logik des Marktes technology push IBM Apple PCII killer application Lotus VisiCalc demand pull demand pull

19 Technology push + Demand Pull Internet World Wide Web 100 Millionen Benutzer

20 Performanz - Verdopplung alle 18 Monate RISC RISC introduction Intel x86 Performance 50 35%/yr /23/99 UCB Fall 1999 Year CS152 / Lec1. 15

21 Die Intel-Familie Ein neuer Prozessor alle 2-3 Jahre! Pentium III 10 M 1M 100K 10K Pentium Pentium II

22 Der Aufwand wächst exponentiell 1974 erster Mikroprozessor: 0.75 Personen/Jahr 1994: Pentium Personen/Jahr und 5 Mrd. Dollar Investition Intel zahlt die großen Investitionen aus dem Massenverkauf Der Massenmarkt festigt die Technologie und fördert die Monopolbildung

23 Konvergenz der Technologie Performance Trends Log of Performance Supercomputers Microprocessors Mainframes Minicomputers Year 8/23/99 UCB Fall 1999 CS152 / K ubiatowicz Lec1.14

24 90er-heute: Globale Vernetzung Viele inkrementelle Verbesserungen Paket-Vermittlung Local Area Networks TCP/IP Protokoll Konvergenz von Telekommunikation und Computertechnologie

25 Netzwerkökonomien (externalities) Der Gebrauchswert von Computern steigt von alleine! Ein Toaster

26 Das schnelle Wachstum des Internet Mill. 100 Weltbevölkerung lkerung TVs & Telephone PCs 1 Gp in 2000 Negroponte Internetters

27 Das Modell Technology push - Ein Jahrzehnt zuvor Killer application bewirkt Massenmarkt (demand pull) Schnelle Entscheidung über Standards - Netzwerkökonomien fördern Monopolbildung Paradigmenwechsel

28 Die nächsten zehn Jahre

29 Es ist eine revolutionäre Zeit... Prozessoren: 30% mehr Komponenten pro Jahr, Verdopplung der Geschwindigkeit alle 1,5 Jahre Speicher: 60% mehr Kapazität pro Jahr Kosten: 25% niedriger pro Jahr Festplatten: 60% mehr Kapazität pro Jahr K

30 Technology Roadmap Die Halbleiterproduzenten synchronisieren ihre Produktzyklen! Linienbreite (nm) M 256M 1G 4G 16G 64G 256G Speicherchips Mikroprozessoren (high volume, Mill. Transistoren) I

31 Wafer-Durchmesser (cm) M

32 Die Kosten der Chip-Fabriken Die Kosten einer Chipfabrik verdoppeln sich alle 4 Jahre. Chipfabrik in Albuquerque: 2,7 Mrd. Dls. Chipfabrik in Phoenix: 2,5 Mrd. Dls. 10 Mrd Dls. in 2008?

33 Der Mikroprozessor der Zukunft High-end Bereich %Intel Prozessoren IA-32 IA

34 Die IA-64-Architektur 128 rotating integer Register 128 floating-point Register 8 branch Register 64 predicate Register Mit einem Pentium dazu Superscalar - MMX - SIMD extensions Pipeline: 10 Stufen Cache Level L1, L2, L3

35 Festplatten 400 GB in 2005 (73 GB in 2000!) 1 Terabyte in GB, Einstiegsmodell in 2001 Ein begnadeter Schriftsteller 3,5 GB in 70 Jahren (a 100 Byte/Zeichen) CDs Stunden Video

36 Die Zukunft erfinden Geräte und Anwendungen der Zukunft

37 Information appliances - Die Post-PC Ära Einfach zu bedienen Modular aufgebaut und geschlossen Killer application: Fotografie Video und TV

38 Web Tablet

39 Alles wird in Cyberspace sein Kontinent Welt Region/ Intranet Campus Körper Heim

40 Das Teledesic Netz Satelliten in 12 Ebenen

41 Smart Cars - 53 Millionen jährlich GPS Stadt-Informationssysteme Sonar cruise control High end: Spracherkennung automatische Überwachung des Fahrers Nacht-Sehsysteme

42 Smart homes Mehrere vernetzte Flachbildschirme 24-Stunden Verbindung Webcam für Sicherheit Alle Dateien zugriffsbereit: Bilder, Dokumente, Videos, Briefe

43 wireless Kopf-Display 24h Web-Zugriff Student der Zukunft Intelligente Schuhe

44 Fazit 60er: Mainframes 10-jährige Paradigmenwechsel 3-jährige Zyklen der Basistechnologie 70er: Timesharing - Minicomputer 80er: der isolierte PC Die physikalische Grenzen werden bis 2010 noch nicht erreicht 90er: Globale Netz 2000er: Wireless Computing

45

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