7. Der digitale Computer

Schon immer haben wir Menschen Werkzeuge gebaut um uns selbst zu helfen. Das Rad, Hammer und Nagel, die Druckerpresse, Bagger und Lastwagen bis hin zum Automobil, den Zügen, Flugzeugen und Raumschiffen. Diese technischen Erfindungen unterstützen uns bei händischen bzw. handwerklichen Tätigkeiten.

Computer fallen jedoch in eine andere Kategorie der Hilfsmittel. Sie unterstützen uns mental! Sie schöpfen keine Kohle, formen kein Metall und transportieren keine physischen Güter. Stattdessen bewegen, speichern und manipulieren sie Information. Sie lösen mathematische Gleichungen, berechnen Planetenpositionen, simulieren ganze Galaxien, analysieren menschliches Verhalten oder dienen der Unterhaltung und Kommunikation. Jede Berechnung lässt sich dabei auf die Informationsverarbeitung im informatischen Sinne und damit auf die primitive Manipulation von Symbolen zurückführen.

Lernziel

Wecken eines fundamentalen Verständnisses der Funktionsweisen eines digitalen Computers und des allgemeinen Informationsverarbeitungsprozesses den dieser realisiert.

Der Begriff Computer hatte ursprünglich eine andere Bedeutung. Anstatt digitaler Maschinen waren es menschliche Computer die unentwegt Berechnungen durchführten. Die ersten maschinellen Computer bestanden noch aus Holz, Metall, mechanischen Hebeln und Getrieben. Im 20. Jahrhundert wurden schließlich die mechanischen Komponenten durch elektrische Bauteile abgelöst. Die daraus resultierenden Computer waren dennoch riesig und, im Vergleich zu heute, enorm langsam. Um eine einfache Gleichung zu lösen brauchten diese Rechner, die einen ganzen Raum füllten, mehrere Stunden.

Computer wurden zunächst als reine Rechenmaschine, ähnlich wie die heutigen Taschenrechner verwendet. Sie manipulierten Zahlen um Gleichungen zu lösen, d.h., es gab noch wenig bis gar keine Abstraktion um mit Zahlen alle möglichen anderen Dinge zu repräsentieren. Die Form und vor allem Größe der Computer veränderte sich fortwährend.

Heute sind Computer überall, ob an unseren Arbeitsplätzen, an unseren Handgelenken, in unseren Taschen oder im Weltall. Daraus lässt sich unweigerlich ableiten, dass Informationen überall verarbeitet werden. Die wesentlichen Prinzipien eines Computers haben sich allerdings kaum verändert. Im Grunde erfüllen Computer noch heute die gleiche Funktionalität wie die Turingmaschine von 1936. Sie basieren noch immer auf den gleichen äußerst primitiven boolschen Operationen. Doch anstatt einfache Gleichungen zu lösen, kontrollieren Computer Roboter, selbstfahrende Autos und ermöglichen den modernen Finanzhandel. Wir verwenden sie um in virtuelle Welten abzutauchen, Photos und Videos anzusehen und mit unseren Freuden zu kommunizieren.