Computer

    Aus WISSEN-digital.de

    (englisch "Rechner")

    elektronisches Gerät zur Verarbeitung großer Datenmengen und zur Steuerung von Geräten und Prozessen, Rechenanlage mit Ein- und Ausgabegerät sowie Zentraleinheit. Die Rechenvorgänge im Computer fasst man unter dem Begriff der elektronischen Datenverarbeitung (EDV) zusammen.

    Unter Computer versteht man im allgemeinen Sprachgebrauch einen Digitalrechner (im Gegensatz zum Analogrechner), der nach dem Binärsystem arbeitet.

    Dazu zählen Mikrocomputer wie der Personal Computer (PC) und fest programmierte Steuereinheiten, z.B. in Haushaltsgeräten, Minicomputer sowie industrielle Großrechner (Supercomputer).

    Abhängig von der Funktion kann man unterscheiden: Personal-Computer (PC), mobiler PC (Laptop bzw. Notebook), Workstation.

    Das Studienfach Informatik beschäftigt sich mit Programmierung, Datenübertragung sowie den technischen und mathematischen Grundlagen der Computertechnik.

    Grundlagen der Funktion

    Die sichtbaren Bestandteile eines Computers werden unter dem Begriff Hardware zusammengefasst:

    Die Zentrale Datenverarbeitungseinheit (Abk.: CPU) ist der Prozessor.

    Durch ein Eingabegerät werden dem Computer Daten, Befehle und Programme zugeführt (z.B. Tastatur, Joystick, Maus, Scanner, Spracherkennungs-Modul). Zu den Ausgabeeinheiten zählen z.B. Monitor und Drucker.

    Speicherelemente unterteilt man in interne Arbeitsspeicher (RAM) und externe Speicher (Festplatte, Magnetband, Diskette, CD-ROM). Erweiterungselemente sind z.B. Grafikkarte und Soundkarte. Ein Kommunikationsnetzwerk (Bus) verbindet alle Elemente und ermöglicht Anschlüsse zu Geräten außerhalb des Systems.

    Gesteuert werden Computer durch Programme: Die so genannte Software umfasst die Systemsoftware und Anwendersoftware. Die Systemsoftware, das Betriebssystem steuert die Grundfunktionen (Eingabe über die Tastatur, Ausgabe über den Monitor etc.). Die Anwendersoftware ist für spezielle Aufgaben, z.B. für Grafik- oder Textbearbeitung, zuständig.

    Die Aufgaben von heutigen PCs bestehen vor allem in der Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Datenbank-Verwaltung, Verarbeitung von Bild- (siehe Bildbearbeitung) und Tondaten. Seit den 80er Jahren ermöglicht eine in das System integrierte grafische Benutzeroberfläche die relativ einfache Handhabung der Anwendersoftware.

    Geschichte

    Die frühesten Anfänge sind im Prinzip bereits im 17. Jh. zu suchen, als die ersten einfachen Rechenmaschinen erfunden wurden: B. Pascal baute 1642 eine Additionsmaschine, die mit Zahnrädern funktionierte; W. Leibniz verbesserte diese Rechenmaschine, so dass auch Multiplikationen ausgeführt werden konnten.

    Den ersten mechanischen "Computer" mit Lochkartensteuerung entwarf um 1820 Ch. Babbage, er arbeitete bereits nach dem Prinzip des modernen Digitalcomputers.

    Der deutsche Ingenieur K. Zuse baute 1936 die erste noch mechanisch arbeitende Rechenanlage Z1, die auf dem binären System beruhte. Sie arbeitete mit Löchern, die in Blechplatten gestanzt waren. Das Nachfolgemodell Z3 (1941) funktionierte mit Relais als Schaltelementen.

    Zuse entwickelte auch eine der ersten Programmiersprachen ("Plankalkül").

    Als erster elektronischer Digitalcomputer gilt der 1943 in den USA entwickelte Elektronenröhrencomputer "Colossus". Sein Nachfolger ENIAC (1945) konnte bereits Hunderte von Rechenoperationen pro Minute durchführen.

    Die zweite Computergeneration folgte 1948: J. von Neumann baute einen Rechner auf der Basis von Transistoren, was die Größe erheblich verringerte. Zudem konnte dieser Computer programmiert werden, er musste also nicht mehr für jede Operation neu verschaltet werden.

    1965 entstand die dritte Generation mit der Entwicklung von integrierten Schaltkreise, die wesentlich kleiner und weniger fehleranfällig als die Transistoren waren.

    Die vierte Generation kam in den 70er Jahren mit den ersten Mikroprozessoren auf den Markt. Bei den hoch- und höchstintegrierten Schaltungen sind Millionen von Schaltelementen auf einem Silicium-Chip vereinigt. Damit war die Entwicklung leistungsfähiger und preiswerter Mikrocomputer möglich.

    Eine fünfte Generation ist seit ca. 1990 anzusetzen: Eine immer höhere Speicherkapazität erhöht die Rechengeschwindigkeit und verringert gleichzeitig den Platzbedarf.

    Das Ziel der neuen Computergeneration ist die Schaffung künstlicher Intelligenz: Computer sollen verschiedene Aufgaben selbstständig lösen können, lernfähig sein und Sprache bzw. Bildinformation noch besser erkennen.

    Durch die Integration der Telekommunikationstechnik ist eine weltweite Vernetzung von Computern über das Internet möglich geworden. Ein Zusammenwachsen der verschiedenen Technologien (Fernsehen, Telefon, Unterhaltungselektronik) ist zu erwarten.



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