Zusammenfassung
Bevor wir damit beginnen, das Innenleben eines Computers auseinanderzunehmen, ist vielleicht ein Überblick über die geschichtliche Entwicklung der Informatik interessant.
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Referenzen
ateinisch codex: Buch, Verzeichnis. Ein Code ist in den Sprachwissenschaften ein “Verzeichnis“ von Zeichen sowie von Regeln zur Verknüpfung dieser Zeichen.
griechisch grâmma: Geschriebenes, Buchstabe, Schrift; sýntaxis: Zusammenstellung. Syntax bedeutet soviel wie “Lehre vom Satzbau“ ; sie umfaßt die Zusammenstellung von Wörtern zu Sätzen. Grammatik bedeutet soviel wie “Sprachlehre“; sie umfaßt außer der Syntax auch noch die Formenund Wortbildungslehre sowie die Lautlehre (Aussprache). In Bezug auf Programmiersprachen spricht man übrigens immer nur von der Syntax einer Sprache und nie von der Grammatik, denn die Aussprache ist für Programmiersprachen natürlich uninteressant, und Worte mit verschiedenen Formen kommen in diesen einfachen Sprachen nicht vor.
Beim lateinischen Alphabet tat sich etwas mehr, weil es sich durch das römische Imperium auch in Kulturen mit ganz anderen Sprachen durchsetzte und von diesen um Zeichen mit anderer Lautbedeutung erweitert werden mußte. Dies sind zunächst die Zeichen ”g”, ”j”, ”u”, ”w” und ”y”. Außerdem änderten bestehende Zeichen ihre Bedeutung (” v” wird durch ”u” ersetzt und erhält selbst einen neuen Lautwert; auch ”c”, vorher im Lautwert ein weicheres ”k”, erhält eine andere Aussprache) . Noch später entwickelten sich nationale Alphabete mit weiteren Zeichen, im Deutschen zum Beispiel ”ä”, ”Ö”, ”ü” und ”ß”.
griechisch tele: in der Ferne, graphein: schreiben
griechisch sema: Zeichen, phoreĩn: tragen
Die ersten Versuche, Informationen elektrisch zu übertragen, sind noch älter; Sömmering entwickelte bereits 1809 einen ”Telegraphen”. Dieser konnte jedoch (wie alle derartigen Mechanismen vor dem Gauß’schen Telegraphen) nur sehr kurze Distanzen überbrücken.
von lateinisch decem: Zehn
lateinisch duo: Zwei
Morse schrieb diese Zeichen freilich nicht als Null und Eins, sondern als Punkt und Strich. Beim Morsetelegraph wird nämlich an dem Pendel ein Schreibstift befestigt, und unter dem Pendel wird ein Papierstreifen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit hindurchgezogen. Das Ergebnis sind je nach kurzem und langem Pendelausschlag kurze und lange Striche auf dem Papierstreifen, die man auch als ”Punkt” und ”Strich” auffassen kann.
lateinisch binarius: Zwei enthaltend
lateinisch ternarius: Drei enthaltend
englisch digit: zum Zählen benutzter Finger
englisch to compute: berechnen
Eigentlich sollte ich hier schreiben: ”... nur schwer automatisieren lassen” . Natürlich kann man ein entsprechendes Computerprogramm schreiben bzw. eine entsprechende Rechenmaschine bauen. Damals konnte man sie aber nicht bauen.
Coron-Lexikon zum Stichwort ”Algorithmus”: ”... die um 1600 in Europa eingeführte neue Rechenart mit Dezimalzahlen ...”
Eine Taylorreihe ist eine durch die Ableitungen einer Funktion in einem einzigen Punkt bestimmte Potenzreihe, die in einem kleinen Intervall mit der Funktion selbst übereinstimmt; ein Taylorpolynom vorn Grad n besteht aus den ersten [n + 1] Gliedern dieser Reihe und ist der Funktion innerhalb des Intervalls um so ähnlicher, je größer n ist. Potenzreihen dieser Form wurden bereits um 1670 von dem schottischen Mathematiker James Gregory (1638 – 1675) entdeckt, später von dem englischen Mathematiker Brook Taylor (1685 – 1731) genauer untersucht und nach ihm benannt.
k 3 k 2 2 n n 2 n n+1 n+i n+2 an+2 n+1 n+2 n+2 xn+1 n+1 n+1 an+1 2 3 4 5 Die Verfahrensidee ist so trickreich, daß ich sie wenigstens in einer Fußnote unterbringen möchte. Man kann Potenzen der Form (n + 1)k durch die binomischen Formeln auf die früher berechneten Potenzen n2 n3, ... n k zurückführen; Beispiel: (n + 1)2 = n2 + 2n + 1. Diese Polynome enthalten immer noch sehr viele Summanden, die der Reihe nach aufaddiert werden müssen. Dies kann man jedoch ”überlappend” tun. Bezeichnen wir die Zwischenergebnisse wie folgt: xn+i = n + 1 = xn + 1, an+1 = 2n + 1 = 2xn + 1, yn+1 = n2 + 2n + 1 = yn + an+1 . In jedem Teilausdruck kommt eine Addition und höchstens eine Multiplikation vor, aber yn+1 läßt sich erst bestimmen, wenn an+i bekannt ist. Babbage berechnete nun einfach pro Rechenschritt xn+2, an+2 und yn+1 gleichzeitig! Für xn+2 und an+2 wird nur der schon im vorigen Schritt berechnete Wert xn+1 gebraucht, für yn+1 werden die im vorigen Schritt berechneten Werte xn+1 und an+1 gebraucht. Das Verfahren läßt sich auf beliebig hohe Potenzen ausdehnen. In einem Rechenschritt liefert es beispielsweise bei k = 5 die Werte (n + 4)2, (n + 3)3, (n + 2)4 und (n + 1)5.
Die Lochkarten waren nicht etwa Babbages Erfindung. Bereits 1805 hatte der französische Ingenieur J.M.Jacquard einen automatischen Webstuhl (die ”Jacquard-Maschine”) entwickelt, der komplizierte Muster (” Jacquardgewebe”) nach den Vorgaben von Lochkarten weben konnte.
griechisch programma: schriftliche Bekanntmachung, Tagesordnung; allgemeiner: (schriftlich niedergelegtes) Vorhaben, Plan.
Genaugenommen nicht das erste, aber das erste ”richtige” Programm. Babbage selbst hatte selbstverständlich schon kleinere Programme erstellt, um die grundsätzlichen Fähigkeiten seiner Maschine zu demonstrieren.
Gleitkommazahlen sind zum Beispiel Zahlen in der ”wissenschaftlichen” Notation mancher Taschenrechner, etwa 3.4567E-2, was 0.034567 entspricht. Allgemein bestehen solche Zahlen aus einer ”Mantisse” einer Dezimalzahl mit einer Vorkommastelle und einer festen Anzahl von Nachkommastellen, sowie einem ”Exponenten”, einer ganzen Zahl, die das Komma der Mantisse nachträglich um entsprechend viele Stellen nach links (negativer Exponent) oder rechts (positiver Exponent) verschiebt. Im englischen wird diese Zahldarstellung als ”floating point” (Fließpunkt, Gleitpunkt) bezeichnet; in der englischen Darstellung (die heute international verwendet wird) benutzt man einen Punkt statt eines Kommas.
Wobei man beide Schalterarten oft als ”elektromechanisch” bezeichnet, nicht als ”elektronisch” . In einem Relais wird ein mechanischer Schalter durch einen Elektromagneten bewegt, in einem Schrittschalter wird ein rotierender Schaltarm von einem Elektromotor bewegt.
ebenfalls vom griechischen arithmós (Zahl). ”Arithmetik” heißt eigentlich ”Zahlenlehre”. Eine Computer-Arithmetik ist hingegen die Gesamtheit der Operationen, die für Zahlen definiert ist, insbesondere also die vier Grundrechenarten: addieren, subtrahieren, multiplizieren und dividieren. Die BCDArithmetik besteht aus Algorithmen, die die vier Grundrechenarten (und eventuell weitere Operationen) für binär codierte Dezimalzahlen umsetzen.
”Bit” ist ein Kunstwort, ein Kürzel für ”binary digit”, also binäre Ziffer. Was ein ”Bus” ist, wird im Kapitel Computer ausführlich erklärt; bis dahin wird uns dieses Wort nur als Werbeslogan begegnen.
International Business Machine Corporation, gegründet 1911
Die meisten derartigen Zeichen ließen sich auf Fernschreibern durch ”überdrucken” (mit dem Befehl ” Backspace”) erzeugen, beispielsweise ”ñ” durch ”n” und ”, ”±” durch ”+” und ”_” . Auf Computermonitoren (genauer gesagt, ”Rasterbildschirmen”) funktionierte diese Methode jedoch nicht mehr, so daß alle diese Zeichen explizit codiert werden mußten.
Microsoft Corporation, gegründet 1975
1906 – 1978, deutscher Mathematiker; 1930 Beweis der Vollständigkeit der Quantorenlogik erster Stufe; 1931 Unvollständigkeitssatz (bekannt als ”Satz von Gödel”), nach dem es in jedem hinreichend reichhaltigen mathematischen System Aussagen geben muß, die wahr sind, aber innerhalb des Systems nicht bewiesen werden können; 1938 Verträglichkeit des Auswahlaxioms mit den anderen Zermelo-FraerikelAxiomen
geboren 1903, amerikanischer Mathematiker; Church-These: jede (nach Turing) ”berechenbare” Funktion ist ”rekursiv” (was ein besseres Verständnis der Programmierbarkeit ermöglicht)
Das gilt nicht für die geringen Übertragungsraten der von Hand bedienten Morsetelegraphen, wohl aber für die vielleicht hundertmal schnelleren automatischen Fernschreiber.
Integrated Services Digital Network. Irn Grunde ein digitales Netzwerk für Fernschreiber und Computer; allerdings sehr langsam (64 Kilobit pro Sekunde) im Vergleich zu Computerleitungen, die bereits seit den achtziger Jahren für das Internet verwendet werden. Der Vorteil von ISDN: Es gibt speziell entwickelte, relativ billige Zusatzhardware, die analoge Sprachsignale digitalisiert und soweit komprimiert, daß sie trotz der geringen Übertragungsrate in Echtzeit übertragen werden können; das bedeutet, man kann über diese Leitungen telefonieren, wobei die Qualität der Übertragung im Vergleich zu den alten Analogleitungen recht hoch ist. Obwohl dies nur eine von vielen Nutzungsmöglichkeiten von ISDN ist, ist sie praktisch die einzige, für die ISDN bekannt geworden ist.
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Oberg, M. (2000). Historisches. In: Computer und Sprache. Deutscher Universitätsverlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-322-95345-2_1
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