Weltumspannende Vernetzung der Computer: die größte Maschine aller Zeiten

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1 Weltumspannende Vernetzung der Computer: die größte Maschine aller Zeiten (Henner Schneider, Fb Informatik, FH Darmstadt) Die Übermittlung von Daten über größere Entfernungen hat die Menschen schon lange vor unserer Zeit beschäftigt. Die Überbringung von Nachrichten in mündlicher und schriftlicher Form durch Boten mag die früheste Form der "Datenfernübertragung" sein. Daher steckt bis heute der Begriff des "Tragens" in diesem Wort. Die Botenläufer bewältigten z.b. in den alten Kulturen der Maya weite Strecken. Reiter und später Postkutschen machten das Botensystem leistungsfähiger. Doch auch die Verwendung von Schall und Licht als Nachrichtenträger sind schon vor langer Zeit entdeckt und eingesetzt worden. Die Buschtrommel kennen wir aus Afrika und anderen Regionen. Die Rauchzeichen der Indianer stellen einen Vorläufer der Morse-Codes dar. Diese Verfahren wurden immer weiter verbessert. Die optische Telegraphie erreichte zur Zeit Napoleons I. ( ) einen Höhepunkt ihrer Entwicklung. Doch erst die Entdeckung der Elektrizität im 17. und 18. Jahrhundert führte im 19. Jahrhundert zur Entwicklung der elektrischen Telegraphie und des Telefons, welche die Grundlage unserer heutigen Datenfernübertragung bilden. a) Nachrichtenübertragung Telegraphie: Ein erster Vorschlag zur Verwendung von "Elektrizität zur Übermittlung von Nachrichten" findet sich in einem mit C. M. unterzeichneten Brief vom , der in Scots Magazine, Vol. 15, p.88, im Jahr 1753 publiziert wurde. Allerdings wurden darin noch keine geeigneten Geräte zum Senden und Empfangen der Nachrichten beschrieben. Die ersten Versuche zur elektrischen Nachrichtenübertragung mit codierten Signalen zur Telegraphie mit elektrochemischen Methoden machte 1809 Samuel Thomas Soemmerring ( ) in München. Es gelang ihm, Zeichen über mehrere hundert Meter zu übertragen. Er wurde für diese Leistung vom bayerischen König geadelt.

2 Im Jahr 1820 legte André Marie Ampère ( ) der Académie in Paris Pläne für die elektrische Telegraphie vor. In Göttingen baute 1833 der Mathematiker und Physiker Carl Friedrich Gauß ( ) zusammen mit seinem Kollegen Wilhelm Eduard Weber ( ) den ersten elektromagnetischen Telegraphen, der über längere Zeit funktionsfähig war. Am Ostertag, dem nahmen sie den Telegraphen zwischen der von Weber betriebenen Sternwarte und dem physikalischen Institut von Gauß in Betrieb. Die Übertragungsstrecke wurde bis 1838 benutzt. Der Amerikaner Samuel Finley Breese Morse ( ) entwickelte als Bastler 1836 bis 1837 einen Schreibtelegraphen, den er am mit der Übertragung der Worte "successful experiment with telegraph, september 4 th 1837" vorführte. Am reichte er das Patent für die nach ihm benannte "Morse-Taste" ein. Am hielt er die Idee fest, Telegraphie durch den atlantischen Ozean zu betreiben. Im Jahr 1844 wurde ein nach seinem Prinzip weiterentwikkelter Telegraph zwischen Washington und Baltimore in Betrieb genommen. Das System verbreitete sich bald weltweit. Die Morse-Codes wurden entweder akustisch von den Telegraphenbeamten aufgenommen bzw. auf Papierstreifen aufgezeichnet. Im Jahr 1846 verwendete Alexander Bain ( ) erstmals einen Lochstreifen aus Papier für einen elektrischen Telegraphen. Zur industriellen Herstellung von Telegraphengeräten gründeten Werner Siemens ( ) und Johann Georg Halske ( ) im Jahr 1847 die "Telegraphen- Bauanstalt Siemens & Halske", aus der die heutige Siemens AG entstand. Für seine Leistungen erhielt Werner von Siemens 1888 von Kaiser Friedrich III. den Adelstitel. Der kommerzielle Wert der Nachrichtenübertragung mittels Telegraphen wird auch bald erkannt. Auf Anraten von Werner Siemens gründete Paul Julius Reuter ( ) in London ein telegraphisches Depeschenbüro, das 1851 als Aktiengesellschaft zu der international bekannten Nachrichten-Agentur Reuter wurde. Er erhielt für seine Leistungen 1871 den Titel Freiherr von Reuter. Am wird von der französischen Staatstelegraphen-Verwaltung der von Jean Maurice Emile Baudot ( ) entwickelte fünfstellige Binärcode eingeführt. Dieser Code wurde später international übernommen. Ihm zu Ehren wurde die Einheit für die Übertragungsgeschwindigkeit von einem Zeichen pro Sekunde als ein Baud festgelegt. Fernschreibtechnik: Am begann die Deutsche Reichspost mit Geräten von Siemens den Fernschreibdienst, der als Telex bezeichnet wurde. Am wurde der Teilnehmer- Fernschreibdienst eingeführt. Telefonie: Elisha Gray ( ) erfand 1876 das Telefon und meldet am sein Patent "für die telegraphische Übertragung von Sprechlauten" an. Unabhängig entwickelt Alexander Graham Bell ( ) im Jahr 1876 einen Fernsprecher, den er ebenfalls

3 zum Patent anmeldete. Seine Konstruktion erwies sich in der Folge als erfolgreicher. Am führte Johann Philpp Reis ( ) vor dem Physikalischen Verein in Frankfurt a. M. sein elektrisches Telefon erstmals vor. Bildübertragung: Am erhielt Giovanni Caselli ein Patent für einen Bild-Telgraphen (Pan-Telegraph). Das System konnte 1861 erstmals technisch eingesetzt werden. Nach vielen Verbesserungen durch zahlreiche Erfinder und Ingenieure gelang etwa ab 1924 die Übertragung bewegter Bilder. Max Dieckmann erhielt für ein "Verfahren zur elektrischen Fernsichtbarmachung bewegter Bilder" am ein Patent in Deutschland. Die Reichspost testete ab dem in Berlin drahtlose Fernsehbildsendungen (noch ohne Tonübertragung). Am wurde in Berlin von mehreren Firmen die Fernseh Aktiengesellschaft Berlin gegründet, aus der später die Bosch Fernseh GmbH wird. Von den Bell Telephon Laboratories in New York wurde am erstmals ein Farbfernsehsystem mit drei Farben vorgestellt. Am wurde in Berlin-Charlottenburg der weltweit erste öffentliche Fernsehsender mit regelmäßigem Programm in Betrieb genommen. Am wurde Adolf Hitler ( ) Reichskanzler und die Nationalsozialisten kamen an die Macht. Sie mißbrauchten unter der Leitung von Joseph Goebbels ( ) den Rundfunk für ihre Propagandazwecke. Bei der Olympiade vom 1. bis wurden regelmäßige Fernsehübertragungen durchgeführt. Am wurde anläßlich der Leipziger Messe ein erstes Bildtelefon für den öffentlichen Betrieb zwischen Leipzig und Berlin eingerichtet. Es folgten weitere Strecken. Die Deutsche Bundespost führte am den Telefon-Fernkopierdienst ein. Interkontinentale Kabel: Um 1850 begann die systematische Erschließung der Kontinente mit Telegraphenstrecken. Am wurde in Dresden der Deutsch-Österreichische Telegraphen- Verein (DÖTV) gegründet, dem sich später weitere Staaten anschlossen. Am wurde in Genf der "Westeuorpäische Telgraphenverein" gegründet. Am wurde in Paris die "Internationale Telegraphen-Union (ITU)" gegründet, die ihren Sitz in Bern erhielt. Im Jahr 1874 wurde der Weltpostverein gegründet. Am wurde von den Gebrüdern Brett ein Kabel von Dover nach Cap Gris Nez durch den Ärmelkanal verlegt. Nach ersten Fehlschlägen gelang es ihnen, am ein funktionstüchtiges Kabel zu verlegen, das am offiziell in Betrieb genommen wird. Am

4 wurde unter Einfluß von Cyrus West Field ( ) die "Atlantic Telegraph Co. of New York, New Foundland and London" gegründet. Nachdem erste durch den Atlantik verlegte Kabel nicht zufriedenstellend arbeiteten, wurde 1865 bis 1866 ein brauchbares Kabel verlegt. Damit waren die Kontinente durch Telegraphenleitungen verbunden. Am wurde die Verlegung des ersten Transatlantik-Kabels für den Fernsprechverkehr begonnen. In dem Kabel waren im Abstand von 65 km Verstärker in Röhrentechnik integriert, um die Signale zu regenerieren. Das Kabel wurde am in Betrieb genommen. Funkübertragung: James Clerk Maxwell ( ) formulierte 1873 in Cambridge in seinem grundlegenden Werk "A treatise on electricity and magnetisme" die von Faraday ( ) gefundenen physikalischen Zusammenhänge und gab die grundlegenden Gleichungen zur Elektrodynamik an. Ferner beschrieb er die nach ihm benannte elektromagneteische Lichttheorie. Darauf basierte die Entdeckung der elektromagnetischen Wellen im Jahr 1887 durch Heinrich Rudolph Hertz ( ), der zwischen 1885 und 1888 an der ersten Technischen Hochschule, ursprünglich Polytechnischen Schule (gegründet ) in Karlsruhe lehrte und forschte. Guglielmo Marconi ( ) begann schon 1895 mit ersten Experimenten zur Verwendung der elektromagnetischen Wellen für die Funkübertragung (so bezeichnet, da die elektromagnetischen Wellen anfangs durch elektrische Funken erzeugt wurden). Als Physiker setzte er seine Experimente systematisch fort und führte am am Bristol-Kanal zwischen Lavernock Point und der Insel Flatholm (5 km Entfernung) erste erfolgreiche Funkversuche vor. Am gelang ihm die erste Funkübertragung über den Atlantik. Er übertrug drei kurze Signale für den Buchstaben "S" des Morsealphabets von Poldhu in Cornwall über ca km nach Glace Bay in Neuschottland, USA. Am gelang dann die Übermittlung eines größeren Textes über diese Strecke. Für die Leistungen zur Entwicklung der drahtlosen Telegraphie wurde er 1909 zusammen mit Karl Ferdinand Braun ( ), dem Erfinder des Halbleiterdetektors und der nach ihm benannten Kathodenstrahlröhre (Bildröhre), der am ein Patent für drahtlose Telegraphie erhielt, durch den Nobelpreis für Physik geehrt. Schon kurz nach der erfolgreichen Erprobung des Funktelegraphie wurden Firmen zu deren industrieller Entwicklung und Auswertung gegründet. In England entstand die Marconi.Gesellschaft. In Deutschland wurde am in Berlin aus Arbeitsgruppen von Siemens & Halske sowie AEG die Gesellschaft für drahtlose Telegraphie mbh. gegründet, die sich später Telefunken nannte, und ab dem im Alleinbesitz von AEG war. Am fand in Berlin die erste Konferenz mit dem Ziel einer weltweiten Regelung und Normung des Funkverkehrs statt. Ihr folgt am die erste Welt-Funkkonferenz in Berlin, bei der 27 Länder ein Abkommen über die Regelung des Funkverkehrs schlossen.

5 Die Funktechnik wurde durch die Erfindung der Verstärkerröhre wesentlich verbessert, für die Robert von Lieben ( ) am ein Reichspatent anmeldete. Sie wurde durch weitere Erfindungen, z. B. von Lee de Forest ( ) in USA, von Manfred von Ardenne (* ) und von Walter Schottky ( ) in Deutschland sowie einer Reihe weiterer Erfinder verbessert und technisch einsatzfähig gemacht. Zusammen mit dem von Alexander Meißner ( ) am patentierten Rückkopplungsverfahren konnten damit Röhrensender großer Leistung entwickelt werden. Am sendete der Funker der Titanic vor ihrem Untergang das weltweit vereinbarte Notsignal SOS. Es gelang der daraufhin zu Hilfe gekommenen Carpatia 711 Schiffbrüchige zu retten. Leider kam für 1490 Passagiere die Rettung zu spät. Dieses Unglück war Anlaß zu der dritten internationale Funk-Konferenz in London (Titanic-Konferenz). Am wurde auf einer Konferenz in Washington, USA eine Neufassung des Weltfunkvertrages zwischen 76 Staaten abgeschlossen, der am in Kraft trat. Am wurde das Comité Consultatif International Technique des Communications Radioélectriques (CCIR) gegründet. Es nahm seine Arbeit am in Den Haag auf. Von der Funkstation der Reichspost in Königswusterhausen bei Berlin wurden ab dem regelmäßige Rundfunksendungen (drahtlose Telefonieprogramme) ausgestrahlt. Es folgte am der Wirtschafts-Rundfunk in Berlin, ein erster kommerzieller Rundfunksender, dessen Empfänger gegen Gebühr vermietet wurden. Ab dem wurde aus dem Vox-Haus in Berlin ein Rundfunk-Programm zur Unterhaltung ausgestrahlt. Damit war der öffentliche Rundfunk entstanden, der später auch aktuelle Nachrichten und viele andere Informationen übertrug. Die Erfindung des Transistors durch John Bardeen ( ), Walter Houser Brattain ( ) und William Bradford Shockley ( ), die am publiziert wurde, brachte für die Funk- und Fernmelde-Technik gravierende Verbesserungen mit sich. Die Erfinder wurden am für ihre Arbeit mit dem Nobelpreis für Physik geehrt. Am begann in Genf die "Funkverwaltungs_Konferenz (WARC)", die eine Neuordnung der weltweiten Verteilung der Funkfrequenzen beschloß. Satellitenübertragung: Am wurde der erste künstliche Erdsatellit Sputnik I von der Sowjetunion in eine Umlaufbahn geschossen. Der Satellit sendete Funksignale zur Erde. Der erste Nachrichtensatellit Telstar wurde von den USA am erfolgreich gestartet. Am wurde über eine experimentelle Sendeanlage das erste Ferngespräch von Deutschland nach USA über Satellit geführt. Im Jahr 1964 wurde die Erdefunkstelle der Deutsche Bundepost in Raisting in Oberbayern in Betrieb genommen. Am wurde die "Communication Satellite Corporation (Comsat)" als Gesellschaft zum kommerziellen Betrieb von Nachrichtensatelliten gegründet. Die Gesellschaft startete am ihren ersten Kommerziellen Nachrichtensatelliten Early Bird.

6 Lichtwellenleiter: Am erhielt Alexander G. Bell in USA ein Patent für den von ihm erfundenen Photophonic Receiver, ein Gerät zur lichttechnischen Übertragung von Telefonsignalen. In Deutschland wurde in Berlin-Wilmersdorf erstmals am ein Lichtwellenkabel in Betrieb genommen. Das erste Lichtwellenkabel für den normalen Betrieb wurde am in Frankfurt eingeschaltet. b) Nachrichtenverarbeitung Codierung: Der deutsche Telegraphen-Beamte Friedrich Clemens Gerke ( ) entwickelte im Jahr 1851 den Code für das bis heute verwendete "Morse-Alphabet". Es wurde am vom Deutsch-Österreichischen Telegraphenverein allgemein eingeführt. Es besteht aus zwei Signalen (lang und kurz) und zwei Pausen (kurz zwischen den Signalen und lang zwischen Zeichen).

7 Das Morsealphabet Buchstaben: a. - ä. - b -... c ch d -.. e. f.. -. g - -. h.... i.. j k -. - l. -.. m - - n -. o p q r. -. s... t - u.. - ü v... - w. - - x y z å é ñ

8 Ziffern: Sonderzeichen: Punkt Komma Doppelpunkt Bindestrich Apostroph Klammer Fragezeichen Anführungszeichen Eine Reihe weiterer Codes für verschiedene technische Anwendungen folgte. So verwendete Baudot 1874 den schon von Francis Bacon benutzten 5-Bit-Code für Drucktelegraphen. Daraus wurde 1887 von Carpentier der Fünf-Spur-Lochstreifen entwickelt. Der von Murray weiterentwickelte Code wurde 1932 als CCIT-2 Code genormt. Die theoretische Untersuchung der Codierung folgte erst relativ spät. Daraus entstanden systematisch entwickelte Codes für unterschiedliche technische Zwecke. Fehlererkennung: Arbeiten von Claude Elwood Shannon (* ) zur Informationstheorie lieferten Beiträge zu diesem Arbeitsgebiet. Richard Wesley Hamming (* ) beschrieb 1950 fehlererkennende und fehlerkorrigierende Codes. Datenverarbeitung: Die automatischen Vermittlungseinrichtungen für den Selbstwählbetrieb waren frühe digitale Prozeßrechner, auch wenn sie nicht als solche bezeichnet werden.

9 c) Nachrichtenvermittlung Vermittlungseinrichtungen: Am wurde in New Haven, Connecticut, USA das erste handbetriebene Fernsprech-Vermittlungsamt der Welt (Telephone branch exchange) in Betrieb genommen. In Deutschland wurde die Telefon-Vermittlungstechnik am mit der Inbetriebnahme des Fernsprechamtes an der Französischen Straße eingeführt. Es nahm seinen Betrieb mit anfangs nur acht Teilnehmern auf, jedoch wuchs die Teilnehmerzahl rasch. </P> Es entstehen Firmen, die sich mit der großindustriellen Fertigung von Nachrichtengeräten beschäftigen. In USA wurde am in Boston, Masachusetts die Bell Telephone Company gegründet. Aus einer seit etwa 1870 betriebenen Mechanikerwerkstatt gründet Carl Lorenz ( ) 1880 die Telegraphenbauanstalt, Fabrik für elektrisches Licht, elektrische Eisenbahnen, Kunst und Industrie. Die Firma wurde später mit anderen Firmen zu der C. Lorenz AG, aus der die Standard Elektrik Lorenz (SEL) entstand. Am wurde in Albany, New York die Firma American Telephone and Telegraph Co (AT & T) gegründet. Sie übernahm 1899 die Bell Telephone Co. In Berlin gründete Werner Genest ( ) mit seinem Compagnon die Firma Mix & Genest. Er erhielt im Jahr 1900 von der Reichspost die Genehmigung zum Bau privater Nebenstellenanlagen. In Frankfurt gründete Harry Fuld zusammen mit Carl Lehner im Jahr 1899 die Deutsche Privat Telephon Gesellschaft, aus der später die Firma Telefonbau und Normalzeit GmbH wird. Auch diese Firma befaßte sich ab 1900 mit der Produktion und Vermietung privater Telefonanlagen. Selbstwählbetrieb: Am wurde das erste automatische Fernsprech-Vermittlungsamt in La Porte, Indiana, USA in Betrieb genommen. Es arbeitete nach einem 1891 von Almon B. Strowger ( ) entwickelten System. Am wird in Hildesheim das erste öffentliche Fernsprechwählamt in Deutschland in Betrieb genommen. Ihm folgen bald weitere Ortsvermittlungsstellen für den Selbstwählbetrieb. Ab dem wurden von der Reichspost auch automatische Fernwahlsysteme eingesetzt. Aber erst 1952 wurde die Landesfernwahl für den Telefondienst in Deutschland flächendeckend eingeführt. Der Selbstwählverkehr nach USA wurde 1970 in Betrieb genommen. Es folgte der weltweite Selbstwählverkehr nach vielen anderen Ländern. Im Jahr 1955 stellt die Deutsche Bundespost das Telegraphennetz auf Selbstwählbetrieb um. Im Jahr 1965 wurde in USA das erste von den Bell Telephone Laboratories entwickelte elektronische Vermittlungssystem mit Computersteuerung Number 1 Electronic Switching System (No. 1 ESS) in Betrieb genommen waren in USA schon über 800 solche Systeme in Betrieb. Am wurde in München-Perlach das erste rechnergesteuerte Wählsystem (EWS) von der Deutschen Bundepost zu Versuchszwecken eingeschaltet. Die erste serienmäßig produzierte EWS-Anlage wurde am von Siemens an die Deutsche Bundespost ausgeliefert. Schaltalgebra: Frühe Versuche zur systematischen Darstellung kombinatorischer Logik stammen aus der Zeit 1275 bis 1305 von Raimundus Lullus (ca ). Dessen Ideen wurden von Giodano Bruno ( ) und später in der Zeit von 1672 bis 1676 von Gottfried Wilhelm

10 Leibniz ( ) weiter verbessert. Erste graphische Darstellungen zur Logik entwickelten Leonhard Euler ( ). George Boole ( ) gab 1847 eine Algebra zur Darstellung logischer Probleme an, die heute nach ihm als Boolsche Algebra benannt wird. Sie wurde weiterentwickelt von Sir William Hamilton ( ), Augustus de Morgan ( ) und John Venn ( ), der im Jahr 1880 graphische Darstellungen zur Logik entwickelte. Aus der Boolschen Algebra entwickelte Claude E. Shannon bei der Untersuchung von Relaisschaltungen 1938 die Schaltalgebra als Grundlage der Nachrichtenvermittlungstechnik sowie der digitalen Datenverarbeitung. Telekonferenzen: Unter Leitung von John J. Carty ( ), der Chefingenieur bei AT&T war, fand in New York am eine Ferntagung mit Telefon-Konferenzschaltung statt. Daran waren 1100 Teilnehmer in New York, 1000 Teilnehmer in Chicago, 900 Teilnehmer in Boston, 850 Teilnehmer in Philadelphia, 500 Teilnehmer in Atlanta und 750 Teilnehmer in San Francisco über Telefon beteiligt. Digitale Netze und Paketvermittlung: Ein Grundproblem der Nachrichtentechnik stellt die Vermittlung von Nachrichten zwischen bestimmten Sendern und Empfängern innerhalb einer großen Menge von Teilnehmern dar. Ursprünglich wurde die Vermittlung durch räumliches Verbinden der Leitungen von Sender und Empfänger vorgenommen. Damit konnten zeitlich parallel mehrere Teilnehmer miteinander kommunizieren. Das Verfahren wird daher als Raummultiplex-Technik bezeichnet. Aus der anfänglichen, manuellen Verbindung durch Steckschnüre wurden automatisch gesteuerte Vermittlungseinrichtungen mit Relais und später mit elektronischen Koppelfeldern weiterentwickelt Im Rahmen der Funktechnik entstand die Notwendigkeit der gleichzeitigen Übertragung vieler Informationen, die auf verschiedene Frequenzbereiche moduliert verteilt wurden. Auch über Leitungen machte man von diesen Modulationsverfahren im Rahmen der Trägerfrequenztechnik Gebrauch. Diese Art der Verteilung der Nachrichten auf verschiede Frequenzen zur zeitgleichen Übertragung nennt man Frequenzmultiplex-Technik. Ein weiteres Verfahren, über einen Kanal, z.b. eine Leitung Nachrichten von mehreren Sendern zu entsprechenden Empfängern zu verteilen, besteht in der zeitlich versetzten Übertragung der einzelnen Nachrichten. Dieses Verfahren nennt man folglich Zeitmultiplex-Verfahren. Da bei dieser Methode die Nachricht von einem Sender zu einem Empfänger in Form eines oder mehrerer zusammengehörender Datenpakete erfolgt, nennt man diese Technik auch Paketübertragung oder Paketvermittlung. Die Zuordnung der übertragenen Nachrichten kann synchron zwischen Sender und Empfänger erfolgen. Dabei müssen die Datenpakete keine besondere Information über den Empfänger enthalten. Daneben ist auch die asynchrone Zuordnung der übertragenen Datenpakete

11 an die Empfänger möglich. Dazu müssen die Datenpakete entsprechende Empfängeradressen mitbekommen. Üblicherweise werden die Datenpakete in Rahmendaten mit Prüfinformationen etc. verpackt. Verschiedene derartige Protokolle wurden genormt. Ein Problem des Zeitmultiplex-Verfahrens ergibt sich daraus, daß der Übertragungskanal den Teilnehmern nur noch zeitlich versetzt zur Verfügung steht. Daraus können sich z.b. bei realzeitabhängigen Übertragungen, wie Sprach- oder Bildübertragung Probleme ergeben. Durch die Einführung des Integrierten Sprach- und Daten-Netzes (ISDN) durch die Telekommunikationsgesellschaften, z.b. durch die Bundespost im Jahr 1988 wurde die Übertragung von Sprachdaten in digital codierter Form und von digitalen Daten über das Telefonnetz möglich. d) Computervernetzung Die ersten Computersysteme wurden direkt vom Anwender bedient, d.h. der Anwender mußte selbst an den Computer gehen und hatte auch direkten Zugriff zum Computer. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit und steigender Komplexität, wurde es notwendig, den Computer durch speziell ausgebildetes Personal, den Operator bedienen zu lassen. Damit ergab sich auch die Möglichkeit, die Anwenderaufträge, die in Form von Lochkartenstapeln zur Bearbeitung abgegeben wurden, so effizient, wie möglich in einer Art Fließbandsystem, der Stapelverarbeitung durch den Computer laufen zu lassen. Allerdings ergaben sich dadurch sehr lange Durchlaufzeiten, die für die Benutzer zu einer wenig effizienten Arbeitsweise führten. Daher wurden unter Verwendung der Nachrichtenübertragung Methoden entwickelt, die den direkten Zugriff vom Arbeitsplatz aus zum Computer ermöglichten. Es entwickelten sich weitgehend parallel zwei Methoden der Datenfernverarbeitung. Satpelfernverarbeitung: Einerseits wurden die für die Stapelverarbeitung benötigten Peripheriegeräte, d.h. Lochkartenleser und Drucker über fest verbundene Kabel vom Rechner entfernt betrieben, für die sogenannte Stapelfernverarbeitung (Remote Job Entry). Time Sharing: Andererseits wurden Fernschreibgeräte (Teletypes, TTY) als interaktive, schreibende Terminal über Leitungen an Computer angeschlossen. Mittels entsprechender Unterstützung durch zeitscheibengesteuerte Betriebssysteme (Time Sharing System) und Interpreter für Programmiersprachen (Basic) wurde damit der interaktive Betrieb für den Anwender möglich. Die schreibenden, zeilenorientierten Terminals wurden durch die seitenorientierten Bildschirme abgelöst, die anfangs noch mit einem festen Satz von Zeichen arbeiteten. Erst die Einführung von Rastergraphik-Bildschirmen machte die Verwendung von Graphik und Zeichen auf einem Bildschirm möglich, wie wir es heute kennen.

12 Über Modemstrecken wurde auch die Übertragung digitaler Daten für den Betrieb von Interaktiven Terminals über das Telefonnetz möglich. Allerdings blieben die Übertragungsgeschwindigkeiten durch die geringe Bandbreite der Telefonkanäle von ca. 3 khz sehr kleun. Andererseits waren diese exklusiv für einen Benutzer verwendeten Übertragungsstrecken von der gesamten Auslastung her betrachtet dennoch wenig effizient. Um diesen Aspekt zu verbessern wurden oft mehrere Terminals über Steuereinheiten gebündelt an eine Leitung geschaltet. Dann konnten auch teure breitbandige Standleitungen noch rentabel genutzt werden. Doch diese Technik war nur dort einsatzfähig, wo eine größere Anzahl Terminals an einem Ort (in max. 30 m Umkreis) benötigt wurde. Internet: Zur Verbesserung der Datenkommunikation und der Datenfernverarbeitung schlug im August 1964 Paul Baran, ein Mitarbeiter der Rand Corporation die Übertragung mittels Pakettechnik vor. Er hatte diese Technik im Rahmen von Arbeiten für ein Telefonsystem der US- Luftwaffe schon 1962 erarbeitet, doch waren die Unterlagen ursprünglich geheim. Bei der Paketübertragung werden die zu übertragenden Daten mit Rahmendaten versehen, die Zielinformationen, Prüfworte etc. enthalten. Die Übertragungsstrecke, an der alle Benutzer angeschlossen sind, wird immer nur so lange von einem Paket belegt, wie dieses für die Übertragung benötigt. Dann kann ein anderer Benutzer Daten übertragen. Der Empfänger erkennt seine Daten an der Zieladresse im Datenpaket. Solche Netze erlauben bei relativ geringem Netzaufwand eine sehr betriebssichere und preiswerte Übertragung. Auch können die Netze sehr flexibel genutzt werden. Allerdings wird das mit einigen neuen Problemen erkauft. Insbesondere benötigt man für den sinnvollen Betrieb solcher Netze Rechner, die den Datenverkehr kontrollieren und steuern. Auch besteht die Möglichkeit, daß fremde Daten mitgelesen werden können, was nur durch Chiffrierung verhindert werden kann. Mit der Advanced Research Projects Agency (ARPA) förderte die US Regierung ab etwa 1957 im Rahmen des technologischen Wettlauf mit dem Ostblock unter militärischen Aspekten die Forschung in den USA insbesondere auch an den Hochschulen. Dabei erwuchs sehr bald die Notwendigkeit, verstärkt Computer zu nutzen. Ab 1964 wurde in USA die Vernetzung von Computern diskutiert. Erste Testinstallationen wurden 1966 untersucht. Im Jahr 1968 wurde in Großbritannien ein erstes Paketübertragungsnetz von den National Physical Laboratories (NPL) in Betrieb genommen. Um die Datenfernverarbeitung zu verbessern und preiswerter zu machen wurde in USA im Oktober 1967 ein erster Plan für das Arpanet vorgelegt, das mit Paketübertragungstechnik arbeiteten sollte. Der erste Netzknoten wurde 1969 von Frank Heart, Robert Kahn, Severo Ornstein, William Crowther und David Walden, Mitarbeitern der BBN Inc. in Cambridge entwickelt. Im Dezember 1969 wurde der erste Netzknoten an der Universität von Californien in Los Angeles (UCLA) eingerichtet. Es wurden anfänglich die Universität von Utah, die Universität von California in Santa Barbara und das Stanford Research Institut (SRA) angeschlossen. Im Jahr 1970 schlossen sich die Harvard University und das MIT in Boston an das Netz an. Das Arpanet wurde im Oktober 1972 anläßlich der International Conference on Computer Communications (ICCC) in Washington erstmals öffentlich vorgeführt. Im Januar 1973 waren schon 35 Knoten von Hochschulen und Forschungsinstituten an das Netz angeschlossen. Dabei ergab sich das Problem, daß zumeist schon eigene interne Netzstrukturen vorhanden waren, die mit dem

13 überregionalen Netz verbunden werden mußten. Neben der Terminalkommunikation entstanden in dieser Zeit weitere Dienste auf dem Netz, insbesondere der Dateiübertragungsdienst (File Transfer Protocol, FTP) und Programme für elektronische Post ( ). Im Jahr 1973 startete DARPA (Defense Advanced Research Project Agency, die aus ARPA entstanden war) das Internet-Projekt, um die unterschiedlichen Netzstrukturen mit einem einheitlichen Protokoll zu verbinden. Dabei wurden ein paketorientiertes Satellitennetz, ein paketorientiertes Funknetz, das bisherige Arpanet und das von XEROX PARC (Palo Alto Research Center) entwickelte Ethernet (IEEE standard 802.3) für die verschiedenen Übertragungsbereiche verbunden. Im Jahr 1976 wurde die ursprünglich problematische Verbindung verschiedener Netzprotokolle durch die Entwicklung eines einheitlichen Übertragungsprotokolls verbessert, das zum Internet-Protokoll wurde (Transmission Control Protocol / Internet Protocol, TCP/IP). An dieser Entwicklung waren Bob Kahn (DARPA) und Vincent Cerf (Stanford University) führend beteiligt. Da von den Hochschulen in USA überwiegend Rechner mit dem Betriebsystem UNIX verwendet wurden, war es für die Entwicklung der Netze sehr vorteilhaft, daß die Bell Laboratories (AT&T) das von ihnen entwickelte Betriebssystem durch Werkzeuge zur Datenfernverarbeitung über das Netz erweiterten. So entstand u.a das Programm UUCP (Unix to Unix CoPy). Es wurde von 1979 von Tom Truscott und Steve Bellovin für das von ihnen entwickelte Usenet (Users Network) eingesetzt. Dieses Netz diente vorwiegend zur Verteilung von Informationen in News- Gruops, die im Internet nicht gut unterstützt wurden. Im Jahr 1981 entstand als weiteres Paketnetz das BITNET (Because It's Time Network). Es arbeitete mit relativ preiswerter 9600 bps Übertragungsrate, während das Arpa-Net zu dieser Zeit mit 56 kbps Leitungen betrieben wurde. Im BITNET wurde das Network Job Entry (NJE) Protokoll verwendet, die Ein- und Ausgabe über Lochkarten nachbildete. Im Rahmen der Tagung der EUUG (European Unix User's Group) wurde im April 1982 von Teus Hagen, Peter Collins und Keld Simonsen das European Unix Network (Eunet) ins Leben gerufen. Es diente vorwiegend zum Austausch von und für News Groups mittels UUCP. Am wurde die Verwaltung des Netzes von DARPA an die Defense Communications Agency (DCA) übergeben. Im Arpanet wurde für alle Knoten das einheitliche Protokoll TCP/IP eingeführt. Zugleich wurde der militärische Teil des Netzes als Milnet vom Arpanet getrennt weiter betrieben. In UNIX wurde TCP/IP ebenfalls integriert (BSD Version 4.2). Es gab in diesem Jahr etwa 390 Knotenrechner im Arpanet. Im Jahr 1984 entwickelte Rick Adams für den Zugang zum Netz über serielle Terminals das Serial Line IP (SLIP). Das von Paul Mockapetris entwickelte Domain Name System (DNS) wurde im Internet eingeführt.es ordnet jedem Computer im Netz eine eindeutige numerische Adresse zu und erlaubt zugleich weitgehend frei gewählte, selbsterklärende Namen für die Computer zu vergeben. In diesem Jahr wurde auch das European Academic and Research Network (EARN) und das FidoNet gegründet. Im Jahr 1984 wurde in Deutschland der Verein zur Förderung des Deutschen Froschungsnetzes (DFN) gegründet, der zusammen mit der Deutschen Bundespost, später der

14 Telekom das Wissenschaftsnetz (WIN) aufbaute. Das WIN wurde über Gateways an das Internet angeschlossen. Ab Okober 1992 wurde die Nutzung des DFN-Netzes liberalisiert und war nicht mehr an die Mitgliedschaft im DFN gekoppelt. Seither bieten auch eine Vielzahl privater Anbieter (Provider) Zugänge zum Netz für Jedermann an. Die Deutsche Telekom hat 1995 den Zugang über ihren T-Online Dienst eingerichtet. Im Jahr 1985 wurde von der National Science Foundation (NSF) ein Netz von fünf Supercomputern über das NSFNET-Backbone (backbone = Rückgrat, Sammelleitung) mit 56 kbs Leitungen eingerichtet. Im Jahr 1988 wurden im NSFNET Klasfaserkabel mit 1,54 Mbps als Backbone (T1- Backbone) eingeführt. Damit stiegen die Nutzungsmöglichkeiten sowohl von der übertragenen Datenmenge, wie auch der Nutzerzahl drastisch wurde das T3-Backbone mit 45 Mbps eingeführt. 196 entwickelten Brian Kantor und Phil Lapsley das Network News Transfer Protocol (NNTP), das für die Kommunikation der News Groups auf dem Internet eingeführt wurde entwikkelte D. Perkins das PPP (Point to Point Protocol), wodurch das zu fehleranfällige SLIP für die serielle Verbindung von Rechnern im Netz ersetzt wurde wurde in Europa die Organisation RIPE (Resaux IP Europeens) zur Koordination der IP- Netze gegründet wurde die Arpanet-Institution aufgelöst. Das Netz wurde nun weltweit zum Internet. Durch die rasch steigende Zahl von Rechnern und folglich auch Informationen im Internet wurde es sehr schwierig gezielt nach Informationen zu suchen. Daher entwickelten Alan Emtage und Peter Deutsch an der McGill Universty in Montreal das Suchsystem Archie und Brewster Kahle das System WAIS (Wide Area Information Servers) folgte das von Paul Lindner und Mark P. McCahill an der University of Minnesota entwickelte Recherche-Werkzeug Gopher. Alle diese Suchwerkzeuge wurden schließlich von dem 1992 von Tim Berners-Lee und Kollegen am CERN (Centre Europeen de Recherche Nucléaire) in Genf entwickelten WWW (World Wide Web) abgelöst, das mit Hypertext-Methoden im gesamten weltweiten Netz zu suchen erlaubt. Nicht zuletzt auf der Basis des WWW und der dafür entwickelten Browser (z.b. Mosaic, Netscape etc.) entwickelte sich das Internet in den folgenden Jahren weiter zu dem heute von jedermann benutzbaren Netz. Multimediale Kommunikation: Durch Ergänzung der WWW-Browser mit Darstellungsmöglichkeiten für Graphiken einschließlich 3D.Darstellung und bewegten Szenen sowie Tonwiedergabe wird eine multimediale Kommunikation möglich.

15 Verteilte Datenverarbeitung: Durch den Einsatz dynamisch erzeugter HTML-Seiten und die Ergänzung der Netbrowser durch plattformunabhängige Übersetzer für die C++ ähnliche Sprache JAVA wird es möglich, aktive Elemente in die Darstellung einzubeziehen. Damit eröffnen sich Möglichkeiten zur verteilten Datenverarbeitung, deren Auswirkungen bislang noch nicht endgültig abzusehen sind. Sonstige Netze: Neben dem Internet entstanden die schon erwähnten militärischen Netze. Aber auch viele Firmen, insbesondere Großfirmen installierten eigene Datennetze. Zur Zeit ihrer Gründung viel diskutiert waren die Netze der Polizei. Ab 1972 begann unter Horst Herold, der ab 1971 Leiter des BKA (Bundeskriminalamt) war, entsprechend dem am von der Bundesregierung beschlossenen Schwerpunktprogramm "Innere Sicherheit" ein beispielloser Ausbau der Poizeiorgane mit Computern, Datenbanken und dem INPOL-Netzwerk. Heute ist das Netz in das europäische Netz der Polizei mit zentralen Computern in Straßburg eingebunden. Daneben gibt es auch Netze der Geheimdienste, über die ihrer Bestimmung entsprechend wenig bekannt ist. Das Grundgesetz verlangt eine sorgsame Trennung dieser Dienste von der Polizei, die nach den aus der leidvollen Vergangenheit der Zeit des 3.Reiches gemachten Erfahrungen auch dringend geboten ist. Die Überwachung obliegt u.a. den Datenschutzbeauftragten. Heute werden diese Computernetze viel weniger kritisch diskutiert als in der Zeit ihrer Gründung, obgleich sie heute viel wirksamer eingesetzt werden können. Vielmehr erhitzen sich die Gemüter an Problemen, wie pornographischen und politischen Darstellungen im Internet. Alle möglichen Leute streben Regelungen für die Benutzung des Internet an, nicht zuletzt, um Macht darüber ausüben zu können. Nachdem das Fernmeldemonopol der Bundespost aufgehoben wurde, versuchen derzeit einige Private Firmengruppen, neben dem öffentlichen Telekommunikationsnetz kommerzielle Netze aufzubauen. Weiterführende Literatur: 1. Von Weiher, Sigfrid: Tagebuch der Nachrichtentechnik - von 1600 bis zur Gegenwart. Berlin: VDE-Verlag, ISBN Kyas, Othmar: Internet: Zugang, Utilities, Nutzung. Bergheim: DATACOM-Verlag, ISBN

16 3. Lindner, R.; Wohak, B.; Zeltwanger, H.: Planen, Entscheiden, Herrschen. Vom Rechnen zur elektronischen Datenverarbeitung. Reinbeck bei Hamburg: Rowohlt Taschenbuch Verlag, ISBN Goldberg, Adele (ed.): A History of Personal Workstations. Reading, MA.: Addison- Wesley, ISBN

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