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Die erste "Rechenmaschine" war der Abacus. Dieser Apparat, bestehend aus Perlen, die an Schnüren oder Drähten aufgereiht sind, wurde im Jahre 1100 v. Chr. entwickelt.
Am Aufbau dieses ersten "Rechners" kann man noch deutlich die Verbindung zur Finger- Zähl- Technik erkennen, er zeigt aber schon spezielle Stellen für den Übertrag.
Nach dem Abacus kam lange Zeit erst einmal nichts. Die nächsten Entwicklungen in der Computergeschichte fanden im 17. Jahrhundert statt. Es waren hauptsächlich Mathematiker, die sich um neue Entwicklungen im Rechenwesen bemühten. Von Wilhelm Schickard, Blaise Pascal und Gottfried Wilhelm Leibniz wurden die ersten mechanischen Rechenmaschinen gebaut.
Diese ersten Rechner bestanden, wie Tischrechenmaschinen und Registrierkassen, hauptsächlich aus Zählzahnrädern, die man immerhin schon für Subtraktionen und Additionen von sechsstelligen Zahlen verwenden konnte.
Im Jahre 1890 fand ein entscheidender Durchbruch statt. Bei einer US-Amerikanischen Volkszählung setzte der Deutsch- Amerikaner Hermann Hollerith erstmals die Lochkarte mit entsprechendem Lesegerät ein. Zehn Jahre zuvor hatten 500 Mitarbeiter 7 Jahre gebraucht, um die Informationen auszuwerten. Mit der Lochkartentechnik gelang dies mit 50 Helfern in 4 Wochen.
Hollerith gründete eine Firma und nach Fusion mit anderen Unternehmen entstand die International Business Machines Corporation, die heute unter der Abkürzung IBM bekannt ist.
Die ersten elektromechanischen Rechner wurden Anfang der 40er Jahre von dem Deutschen Konrad Zuse und dem Amerikaner A. Aiken entwickelt. Bei diesen Rechnern handelte es sich um sogenannte Relaisrechner mit einer Lochstreifen Ein- und Ausgabe. Diese Maschine konnte bereits 10 Operationen pro Sekunde ausführen.
Der von Aiken entwickelte MARK1 war allerdings 2.5m lang, 15m breit und daher konnte von mobilem Einsatz keine Rede sein. Die Relaisrechner sind sozusagen die 1. Generation der elektronischen Rechner.
Die Entwicklung der Datenverarbeitung schritt 1946 in der 2. Generation mit dem Bau des Computers ENIAC voran. Er war mit Elektronenröhren bestückt und da diese beheizt werden mußten, war der Stromverbrauch enorm hoch. Hinzu kam, daß Röhren oft aussetzten und deshalb mit Ausfallzeiten von bis zu 50% zu rechnen war. Immerhin war der ENIAC mehr als 100 mal schneller als der MARK1, er konnte über 1000 Rechenoperationen in der Sekunde ausführen. Er war allerdings 30 Tonnen schwer und benötigte einen Platz von 140m².
Im Jahre 1957 setzte die Entwicklung der 3. Generation mit der Erfindung des Halbleitertransistors ein. Ein Transistor ist sehr viel kleiner als eine vergleichbare Röhre und verbraucht weitaus weniger Energie. Diese Rechner konnten nun schon ca. 10.000 Operationen pro Sekunde ausführen.
Durch den Fortschritt in der Weltraumforschung konnten im Jahre 1964 eine Vielzahl von Widerständen, Dioden und Transistoren, später auch kleine Kondensatoren in einem Bauteil, dem Integrierten Schaltkreis , zusammengefaßt werden.
Die 4. Generation erreichte eine Rechengeschwindigkeit von 1 Million Operationen pro Sekunde. Bei modernen Rechnern sind 10 Millionen Operationen kein Problem mehr. Diese erstaunlichen Geschwindigkeiten werden durch die zunehmende Miniaturisierung erreicht. Zu Beginn der 60er Jahre wurden z.B. auf einer Fläche von ca. 3mm² etwa 100 Transistoren plaziert. Heute sind es in den sogenannten Mikrochips im Hochintegrierten Schaltkreis (VLSI: Very large scale integration) auf 30mm² über eine Million Transistoren.
Mit dieser 5. Generation gelang abermals eine Steigerung der Geschwindigkeit auf das 10-fache.
Zur Zeit arbeitet man eifrig an der 6. Entwicklungsstufe der Computer. Sie sollen noch kleiner und noch schneller werden. Die Wärmeentwicklung stellt hierbei das Hauptproblem dar. Normale Ventilatoren, wie sie heutzutage eingesetzt werden, reichen nicht mehr zur Kühlung aus. Zur Debatte stehen u.a. rein optische Systeme, die mit Lichtstrahlen arbeiten, und supraleitende Computer , die bei Temperaturen um -200 bis -270°C arbeiten.
Man kann sich die enorme Entwicklung der Rechengeschwindigkeit folgendermaßen vorstellen:
Ein Auto, daß zur Zeit der Relaisrechner eine Höchstgeschwindigkeit von 1 km/h hatte, besäße heute die Geschwindigkeit von 1000 km/h. Das entspräche einer Geschwindigkeitssteigerung von 1000%!
Zusammenfassung (Op.=Operationen):
- Abacus ca. 1100v. Chr.
- Mechanische Rechner 17. Jahrhundert
- Lochkartentechnik 1890 (Hollerith)
- Elektromechanische Rechner ab 1941
1. Generation, Relaisrechner
Rechengeschw. 10 Op./Sek.
- Elektronische Datenverarbeitung
2. Generation, Röhrenaufbau ab 1946
Rechengeschw. 1.000 Op./Sek.
3. Generation, Transistorenaufbau ab 1957
Rechengeschw. 10.000 Op./Sek.
4. Generation, Integrierter Schaltkreis ab 1964
Rechengeschw. 1 Mio. Op./Sek.
5. Generation, Hochintegrierter Schaltkreis ab 1975
Rechengeschw. 10 Mio. Op./Sek.
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