Wie funktioniert ein Computer?

Transkript

1 Im 19. Jh. wurde schnelles Rechnen immer wichtiger. Die Regierungen hatten größere Bevölkerungen denn je zu erfassen, zu besteuern und zu verwalten. Handel und Industrie wuchsen sprunghaft und damit auch die Geldgeschäfte. Heerscharen von Bürokräften waren nötig, um die zahllosen Transaktionen von Geschäftshäusern, Banken und Versicherungen zu bearbeiten. Wissenschaftler und Techniker verlangten immer ausführlichere Zahlentabellen. Um diesen Anforderungen zu entsprechen, wurden neue Rechenmaschinen erfunden. Zunächst ging die Entwicklung nur langsam voran, doch als zu Beginn des 20. Jh. die erste vollelektronische digitale Rechenanlage der Welt war ENIAC das heißt ausgeschrieben (Electronic Numerical Integrator and Calculator)erfunden wurde änderte sich alles. Das metallene Monstrum wurde 1945 an der Universität von Pennsylvania fertiggestellt; es arbeitete mit über Radioröhren, wog 30 t und benötigte eine Stellfläche von 140 m2. Von da an war die Entwicklung des Computers nicht mehr zu bremsen. Das binäre Zahlensystem und die Informationsspeicher machten die neuen Rechenmaschinen immer leistungsfähiger; für die ganz Großen wurden die Begriffe,Elektrogehirn" und,datenbank" geprägt. Daß man mit Computern Geld verdienen kann, merkten zuerst die Banken, Aber bald ließen auch große Wirtschaftsunternehmen zum Beispiel ihre Lohnabrechnungen von Computern durchführen. Computer schreiben heute Rechnungen, kontrollieren Lagerbestände, werten Verkaufsstatistiken aus, buchen Plätze in Zügen und Flugzeugen, überwachen Experimente und lenken den Verkehr in Großstädten. Die ersten serienmäßigen Elektronenrechner stellte der amerikanische Konzern International Business Machines Corporation kurz IBM in den 50er Jahren her. Um 1960 erschien bereits die zweite Computergeneration. Diese neuen Rechner arbeiteten mit Transistoren statt mit Röhren Sie waren leistungsfähiger als ihre Vorgänger, dabei kleiner und zuverlässiger. Sie brauchten weniger Strom und kamen ohne Klimaanlage aus. Die Computer der dritten Generation wurden rasend schnell kleiner und billiger. Dieses technische Wunder vollbrachten von 1965 an die sogenannten -Siliziumchips. Einen Vollständigen Computerprozessor auf einem einzigen Siliziumchip hatte sich 1971 die American Intel Corporation patentieren lassen; sie nannte ihn Mikroprozessor. Ein-Chip und Multi-Chip-Mikroprozessoren werden sehr vielseitig verwendet: in wissenschaftlichen Messinstrumenten, in Waagen und Kassen con Supermärkten, HiFi-Ausrüstungen und in der Flugelektronik. Wie funktioniert ein Computer? Der Computer besteht aus Hardware, Hardware nennt man die Geräte eines Computers. Den Hauptteil einer Computeranlage bildet der Rechner, die wichtigsten Bestandteile dieses Geräts sind: Der Computer speichert alle Daten und Programme durch das Binärsystem. Dieses speichert Daten in Form elektrischer Signale. Dabei steht eine Eins für an (Signal da) und eine Null für aus (Signal nicht da). So können alle Zahlen, Buchstaben und Bilder als Zahlenreihe, die aus Einsen und Nullen besteht, dargestellt werden.

2 Der für die Berechnung und für den Programmablauf verantwortliche Mikrochip wird Central Processing Unit abgekürzt CPU oder Mikroprozessor bezeichnet, hierbei gibt es verschieden schnelle Arten von CPUs, die Schnelligkeit der CPU ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal eine guten Computers sie wird in Megahertz bzw. Gigahertz gemessen. Wer meint seine CPU sei die beste nur weil sie die meisten Megaherz hat liegt jedoch falsch, so ist zum Beispiel der Pentium3 mit 600 Mhz wesentlich langsamer als z.b der mit 500Mhz. getaktete G4. Von dem im Speicher befindlichen Programmen werden Daten und Befehle an die CPU übermittelt, diese verarbeitet die Daten entsprechen den Programmbefehlen. Jetzt noch einige Neuigkeiten aus der Mikroprozessorwelt IBM baut schnellsten Supercomputer Investiert 100 Millionen Dollar Eine Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde Mal schneller als Deep Blue Erhält Namen "Blue Gene" Der Computerriese IBM hat den Startschuss zum Entwurf und Bau des weltweit schnellsten Supercomputers gegeben. 500 Mal schneller als die schnellsten Computer heute soll der neue Supercomputer werden, dem IBM-Wissenschaftler den Namen "Blue Gene" verliehen haben. 100 Millionen Dollar investiert IBM in den Bau des Forschungsrechners, der in fünf Jahren betriebsbereit sein soll. Ein Petaflop Die Zahlen sind beeindruckend: Eine Billiarde Rechenoperationen pro Sekunde, also ein Petaflop, wird "Blue Gene" ausführen können. Damit wird er Mal schneller sein als Deep Blue, der Supercomputer, der 1997 den Schachweltmeister Gary Kasparov geschlagen hat. Außerdem ist er rund zwei Millionen Mal schneller als ein durchschnittlicher Desktop-PC. "Blue Gene" soll Proteinfaltung analysieren Vorerst soll "Blue Gene" die komplexe dreidimensionale Struktur menschlicher Proteine analysieren, um deren Einfluss auf das Entstehen von Krankheiten zu erforschen und die Entwicklung neuer, maßgeschneiderter Medikamente zu ermöglichen. Um "Blue Gene" zu realisieren, wenden die IBM-Leute eine Reihe von neuartigen und bewährten Konzepten an, die unter dem Codewort "SMASH" zusammengefasst sind. Zuallererst wird der Satz an Instruktionen, die der jeweilige Prozessor abarbeiten muss, massiv vereinfacht. Somit wird es einfacher, schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu erzielen. "Blue Gene" arbeitet hoch parallel - mit mehr als acht Millionen Folgen von Verarbeitungsschritten [Threads]. Außerdem verfügt der Supercomputer über eine Art Eigenstabilisierungs- und Selbstheilungsmechanismen und kann damit die Auswirkungen von fehlerhaften Prozessoren eliminieren.

3 Baukastensystem "Blue Gene" wird aus mehr als einer Million Prozessoren bestehen, von denen jeder ein Gigaflop leistet. 32 dieser Chips sind in einem einzigen Modul vereint; 64 dieser Module kommen auf eine 60 mal 60 Zentimeter große Einschubkarte. Der Rechner wird insgesamt eine Fläche von rund 200 Quadratmetern beanspruchen Schnellster Computer Europas in Amsterdam Milliarden MTOPs für die Forschung Der schnellste Computer Europas mit einer Kapazität von rund Milliarden theoretischen Rechenschritten in der Sekunde [MTOPs] soll im November in Amsterdam in Betrieb genommen werden. Der Rechner von SGI [Silicon Graphics] vom Typ Scalable Node-1 [SN-1] wird in den kommenden Jahren das Zentrum der angewandten Forschung in den Niederlanden bilden, teilte die Vereinigung für wissenschaftliche Forschung [NWO] mit. Der rund 13 Millionen Euro teure Computer ersetzt eine Anlage, die lediglich 12 Milliarden Berechnungen in einer Sekunde ausführen kann. Der mit angeblich mehr als 1000 Prozessoren bestückte SN-1 soll über einen Hauptspeicher von einer Million MB verfügen. Er soll bei der Simulierung von biologischen, chemischen, meteorologischen, medizinischen und anderen Systemen eingesetzt werden. Dabei gehe es etwa um das Verhalten von Eiweißen, um die katalytischen Reaktionen von Flüssigstoffen, um Verbrennungsprozesse sowie die Ausbreitung von Luft- und Wasserverschmutzung. Auch das voraussichtliche Knochenwachstum bei Implantaten hofft man vorausberechnen und Kernfusionsreaktionen nachvollziehen zu können. Daneben soll der Computer auch eingesetzt werden, um das Entstehen von Sternsystemen zu berechnen Ich danke für eure Aufmerksamkeit und hoffe daß ich allen neues zum Thema C. berichten konnte Intel bringt neue Pentium-III-Chips Laufen mit 850 und 866 MHz Sind angeblich sogar verfügbar Zweifel an der Existenz von Intels Gigahertz-Chip Mit Dumpingpreisen gegen den Athlon Intel hat gestern die Einführung von zwei neuen Pentium-III-Modellen angekündigt. Die Chips laufen mit Taktfrequenzen von 850 und 866 MHz und sollen ab sofort lieferbar sein.

4 Glanzpunkt der beiden Neuen ist die Integration des Level-2-Cache, der nun mit der vollen Taktrate des Prozessors betrieben werden kann. Die Chips werden im Tausenderpack 765 und 776 Dollar pro Stück kosten. Preissenkungen für die langsameren Intel-Chips sind nicht zu erwarten. Intel Die Einführung der neuen CPUs erfolgt unter leicht merkwürdigen Umständen. Einerseits hat Intel mit dem Gigahertz-Pentium III bereits einen wesentlich höher getakteten Chip im Programm, andererseits ist selbst der bereits im Dezember eingeführte Pentium III mit 800 MHz kaum verfügbar. Die Computer-Zeitschrift "PC-Welt" zweifelt sogar an der Existenz eines richtigen Gigahertz-Chips von Intel. Nach Angaben des Magazins handelt es sich beim schnellsten Chip des Herstellers nur um einen speziell gekühlten, übertakteten 866- MHz-Pentium. Kampf um die X-Box Wie tief die Krise bei Intel ist, zeigt auch der letzte "Coup" des Marktführers. Nur durch massive Preiskürzungen ist es in letzter Minute doch noch gelungen, Microsoft davon zu überzeugen, nicht wie geplant AMDs Athlon in der X-Box - der Spielkonsole des Softwaregiganten - einzusetzen, sondern die eigenen Pentium-Chips. Während Intel sich mehr und mehr der aggressiven Preispolitik von AMD annähert, reagierte der Erzrivale gelassen auf die Wende. Man wolle die X-Box zwar voll und ganz unterstützen, allerdings nicht auf Kosten des Profits, hieß es von Seiten des UnternehmensIntel bringt neue Pentium-III-Chips Laufen mit 850 und 866 MHz Sind angeblich sogar verfügbar Zweifel an der Existenz von Intels Gigahertz-Chip Mit Dumpingpreisen gegen den Athlon vor Intel hat gestern die Einführung von zwei neuen Pentium-III-Modellen angekündigt. Die Chips laufen mit Taktfrequenzen von 850 und 866 MHz und sollen ab sofort lieferbar sein. Glanzpunkt der beiden Neuen ist die Integration des Level-2-Cache, der nun mit der vollen Taktrate des Prozessors betrieben werden kann. Die Chips werden im Tausenderpack 765 und 776 Dollar pro Stück kosten. Preissenkungen für die langsameren Intel-Chips sind nicht zu erwarten. Intel Die Einführung der neuen CPUs erfolgt unter leicht merkwürdigen Umständen. Einerseits hat Intel mit dem Gigahertz-Pentium III bereits einen wesentlich höher getakteten Chip im Programm, andererseits ist selbst der bereits im Dezember eingeführte Pentium III mit 800 MHz kaum verfügbar.

5 Die Computer-Zeitschrift "PC-Welt" zweifelt sogar an der Existenz eines richtigen Gigahertz-Chips von Intel. Nach Angaben des Magazins handelt es sich beim schnellsten Chip des Herstellers nur um einen speziell gekühlten, übertakteten 866- MHz-Pentium. Kampf um die X-Box Wie tief die Krise bei Intel ist, zeigt auch der letzte "Coup" des Marktführers. Nur durch massive Preiskürzungen ist es in letzter Minute doch noch gelungen, Microsoft davon zu überzeugen, nicht wie geplant AMDs Athlon in der X-Box - der Spielkonsole des Softwaregiganten - einzusetzen, sondern die eigenen Pentium-Chips. Während Intel sich mehr und mehr der aggressiven Preispolitik von AMD annähert, reagierte der Erzrivale gelassen auf die Wende. Man wolle die X-Box zwar voll und ganz unterstützen, allerdings nicht auf Kosten des Profits, hieß es von Seiten des Unternehmensv