Die Geschichte des Computers
Computergeneration II (1946 - 1957) | Computer mit Röhrentechnik
Mit dem Einzug der Röhren in die Computertechnik wurden höhere Rechenleistungen
der einzelnen Maschinen ermöglicht.
ENIAC: Der erste Rechner mit Röhrentechnik
So wurde 1946 der ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) von
Êckert und Mauchley entwickelt. Dieser Rechner war der Erste, der mit Röhren
gebaut wurde. Er besaß bereits 17.468 Radioröhren. Der ENIAC war mit einem
Stromverbrauch von 140KW ein wahrer Stromfresser. Auf der Grundlage des
Dualsystems und der Elektronenröhren basieren heute noch alle Computer. Ein
bekannter mitwirkender Computerpionier am ENIAC-Projekt war der Mathematiker
John von Neumann.
Von-Neumann-Architektur
Noch im gleichen Jahr entwarf John von Neumann sein Universalrechnerkonzept, das
noch bis heute seine Anwendung findet. Es besagt, dass ein Computer aus Rechen-,
Speicher-, Steuer- und Ein- und Ausgabeeinheit bestehen muss. Der Speicher ist
adressierbar und besteht aus definierten Bit- bzw. Bytefolgen. Alle diese
Komponenten sind untereinander über ein Bussystem verbunden und kommunizieren
miteinander. Der Computer soll zudem programmierbar sein, also grundlegend
arbeiten und über Befehlseingaben in den Speicher spezielle Problemlösungen
ermöglichen.
Mark I - Nachfolger
1948 wurde der Nachfolger des Mark I vorgestellt. Die Firma IBM entwickelte den
SSEC (Selective Sequence Electronic Calculator). Er enthielt eine hierarchische
Speicherarchitektur aus Röhren-, Relais- und Lochstreifenspeicher.
Z5 - Fortschritt durch Rückschritt?
Im Jahre 1952 entwickelte Konrad Zuse im Auftrag der Leitz AG in Wetzlar den Z5.
Zuse verwendete für den Bau des Rechners Relais, da die Röhrentechnik noch zu
anfällig für Fehler war. Der Rechner bestand aus ca. 1500 Relais für das
Rechenwerk, sowie mehr als 700 Relais für das Speicherwerk. Die Taktfrequenz
betrug damals ca. 50 Hz und somit war eine mittlere Rechengeschwindigkeit für
die Addition von 0,1 Sekunden, für die Multiplikation von 0,4 Sekunden und für
die Division von 0,75 Sekunden möglich. Man konnte 25 bis 50 Operationen pro
Sekunde im Gleitkommarechenwerk durchführen. Die Wortlänge betrug 36 Bit wobei
ein Bit das Vorzeichen ist, 7 Bit für den Exponent reserviert sind und 28 Bit
der Mantisse dienten. Die Eingabe erfolgte über eine Dezimaltastatur oder über
Lochstreifen, welche über fünf Unterprogrammschleifen realisiert wurde. Die
Ausgabe dagegen erfolgte über eine Schreibmaschine oder ebenfalls über
Lochstreifen. Die Leistungsaufnahme des Z5 betrug ca. 6000 Watt bei einem
Gewicht von ca. 2 Tonnen. Der Z5 war eine Einzelanfertigung und kostet
vergleichbar ca. 150000 Euro.
Erstes EDV-System von IBM
IBM 701 wurde von IBM 1953 entwickelt. Dieser Rechner ist das erste
„elektronische Datenverarbeitungssystem“ von IBM. Er enthält eine elektronische
Zentraleinheit, eine elektrostatische Speichereinheit, einen Lochkartenleser und
einen Alphabetdrucker. Außerdem wurde der IBM 701 mit einem Lochkartenstampfer,
einer Magnetbandbreite (erstmals mit Magnetbändern aus Kunststoff) sowie einer
Magnettrommeleinheit ausgerüstet.
Zuse Z11
Der Z11 von Konrad Zuse wurde 1955 das erste mal der Öffentlichkeit vorgestellt.
Dieser Rechner verschlang 1665 Relais und allein 654 kamen dem Speicher zu gute.
Die Taktfrequenz betrug beim Z11 gerade mal 10 bis 20 Hertz. Das Rechenwerk war
ein Gleitkommarechenwerk wie beim Z5, wobei die Wortlänge hier nur 27 Bit
betrug. Die Eingabe erfolgte wie schon bei seinen Vorgängern über die
Dezimaltastatur oder über Lochstreifen. Die Ausgabe dagegen erfolgte nur über
Lochstreifen. Es waren ca. 2 Multiplikationen pro Sekunde möglich. Die
Leistungsaufnahme des Z11 von K. Zuse war ca. 2000 Watt bei einem Gewicht von
„nur“ 800 Kg (ohne Pult und Stromversorgung). Der Z11 wurde 43 mal, für einen
vergleichbaren Stückpreis von ca. 50000 Euro, verkauft. Die Einsatzgebiete des
Rechners waren die Landvermessung sowie für statische und optische Berechnungen.
1957: Der Z22 von Zuse
Als der Z22 von Konrad Zuse auf den Markt kam, schreiben wir das Jahr 1957.
Konrad Zuse entwickelte einen Rechner mit der in Mode gekommenen Röhrentechnik.
Die Taktfrequenz betrug 140 kHz, welche mechanisch stabilisiert wurden. Das
Gleitkommarechenwerk konnte Wortlängen mit bis zu 36 Bit verarbeiten. Die
mittlere Rechenleistung erhöhte sich um Einiges gegenüber des Z5: bei Addition
0,6 ms, bei Multiplikation 10 ms, bei Division 60 ms und bei Wurzelberechnung
ca. 200 ms. Die Eingabe erfolgte über Lochstreifen oder über ein Streifenleser,
der bis zu 200 Zeichen pro Sekunde lesen konnte. Die Ausgabe wurde üblicherweise
durch Lochstreifen oder eine Schreibmaschine realisiert. Konrad Zuse verbaute im
Z22 500 Röhren und 2400 Dioden. Beim Z22 betrug die Leistungsaufnahme ca. 3500
Watt bei einem Gewicht von einer Tonne. Die Einsatzgebiete der 55 verkauften
Rechner (5 mal im Ausland) waren die Optische Industrie sowie zahlreiche
Universitäten. Die Besonderheit des Z22 bestand im Speicheraufbau. Er
beinhaltete 8192 Speicherplätze auf einer Magnettrommel, welche 6000 U/min
schaffte. Zusätzlich gab es noch 25 Speicherplätze auf einem Ferritkern.
IBM 704
Ebenfalls 1957 kommt das Nachfolgermodell des IBM 701 auf den Markt, der IBM
704. Dies ist der erste Rechner mit FORTRAN-Compiler.