Abb. 3.6a: Zeitstrahl der Informatikgeschichte. Von mechanischen Rechenmaschinen des 17. Jahrhunderts bis zum modernen Internet und KI. Die Computergenerationen am unteren Rand zeigen die technologische Entwicklung der Hardware.
2. Bedeutende Persönlichkeiten der Informatik
Wilhelm Schickard
(1592–1635)
Tübinger Mathematiker und Theologe. Baute 1623 die erste mechanische Rechenmaschine die addieren, subtrahieren und (eingeschränkt) multiplizieren konnte. Nannte sie "Rechenuhr". Briefe an Kepler belegen die Erfindung.
Blaise Pascal
(1623–1662)
Französischer Mathematiker und Philosoph. Entwickelte 1642 die "Pascaline" um seinem Vater (Steuereintreiber) das Zählen zu erleichtern. Konnte nur addieren, aber zuverlässig. Die Programmiersprache Pascal wurde nach ihm benannt.
Gottfried Wilhelm Leibniz
(1646–1716)
Beschrieb 1679 das Binärsystem (Dual-System). Baute die "Staffelwalzen-Rechenmaschine" die alle vier Grundrechenarten beherrschte. Seine Ideen zur Binärlogik sind Grundlage aller modernen Computer.
Charles Babbage
(1791–1871)
Britischer Mathematiker. Entwarf 1837 die "Analytical Engine" – einen mechanisch programmierbaren Rechner mit Speicher, Rechenwerk und Ein-/Ausgabe. Konnte nie vollständig gebaut werden, war aber konzeptionell ein Computer!
Ada Lovelace
(1815–1852)
Arbeitete mit Babbage zusammen. Übersetzte einen Artikel über die Analytical Engine und fügte eigene Notizen hinzu – darunter den ersten Algorithmus der jemals für eine Maschine geschrieben wurde. Gilt als erste Programmiererin.
Konrad Zuse
(1910–1995)
Deutscher Ingenieur. Baute 1941 den Z3 – den weltweit ersten funktionsfähigen programmierbaren Rechner (elektromechanisch). Entwickelte 1945 die erste höhere Programmiersprache (Plankalkül). Beantragte Patente auf seine Erfindungen.
Alan Turing
(1912–1954)
Britischer Mathematiker. Entwickelte das theoretische Modell der "Turing-Maschine" (Grundlage der Informatik-Theorie). Knackte im 2. Weltkrieg den Enigma-Code. Schlug 1950 den Turing-Test vor um Maschinenintellligenz zu messen. Gilt als Vater der KI.
John von Neumann
(1903–1957)
Ungarisch-amerikanischer Mathematiker. Beschrieb 1945 die "von-Neumann-Architektur" – den Aufbau moderner Computer mit CPU, Speicher, Steuerwerk und Ein-/Ausgabe. Fast alle heutigen Computer basieren auf diesem Prinzip.
Tim Berners-Lee
(1955–)
Britischer Informatiker am CERN. Erfand 1989 das World Wide Web (HTML, HTTP, URL). Veröffentlichte es 1991 kostenlos für alle. Gründete das W3C (World Wide Web Consortium) um Web-Standards zu entwickeln. Gilt als Vater des WWW.
Mooresches Gesetz (Gordon Moore, 1965): Die Anzahl der Transistoren auf einem Chip verdoppelt sich etwa alle 18–24 Monate bei gleichbleibendem Preis. Folge: Computer werden regelmäßig etwa doppelt so leistungsfähig. Gilt seit 60 Jahren erstaunlich genau, stößt aber an physikalische Grenzen (Transistoren sind schon wenige Atome groß).
4. Vom ARPANET zum Internet
1969: ARPANET – Netzwerk des US-Verteidigungsministeriums verbindet 4 Universitäten. Erster Nachrichtenversuch: "LO" (Lo-gin brach ab!)
1971: Erste E-Mail gesendet (Ray Tomlinson, @-Zeichen erfunden)
1983: TCP/IP als Standard – Grundlage des modernen Internets
1989: Tim Berners-Lee schlägt das WWW vor
1991: WWW öffentlich zugänglich, erster Webbrowser
1993: Mosaic – erster grafischer Browser, macht WWW massentauglich
1623 – Schickard baut erste mechanische Rechenmaschine
1941 – Konrad Zuses Z3: erster programmierbarer Rechner
1971 – Erste E-Mail gesendet (Ray Tomlinson)
1843 – Ada Lovelace schreibt den ersten Algorithmus
2007 – Apple iPhone: Beginn des Smartphone-Zeitalters
1950 – Alan Turing schlägt den Turing-Test vor
1989 – Tim Berners-Lee erfindet das World Wide Web
1969 – ARPANET gegründet (Vorläufer des Internets)
1837 – Babbage entwirft die Analytical Engine
1679 – Leibniz beschreibt das binäre Zahlensystem
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🤔 Denksportaufgaben
Ada Lovelace lebte im 19. Jahrhundert ohne Elektrizität und moderne Technologie. Trotzdem gilt sie als erste Programmiererin. Wie ist das möglich und was genau hat sie programmiert?
Kontext: Babbage entwarf die Analytical Engine – eine mechanische Rechenmaschine die durch Lochkarten programmiert werden sollte. Nie vollständig gebaut, aber konzeptionell komplett beschrieben.
Lovelaces Beitrag: Luigi Menabrea schrieb 1842 einen Artikel über die Analytical Engine (auf Französisch). Lovelace übersetzte ihn ins Englische und fügte eigene Notizen hinzu – die 3× länger waren als der Originalartikel!
In Notiz G beschrieb sie einen Algorithmus zur Berechnung der Bernoulli-Zahlen – komplex, rekursiv, vollständig ausgearbeitet. Das ist der erste bekannte Algorithmus der für eine Maschine entworfen wurde.
Warum revolutionär: Sie erkannte als erste, dass die Analytical Engine nicht nur Zahlen sondern beliebige Symbole verarbeiten könnte – Musik, Sprache, Grafiken. Damit antizipierte sie den Universal-Computer 100 Jahre vor seiner Realisierung.
Vergleiche Computer der 1. Generation (Elektronenröhren, 1945-1955) mit einem modernen Smartphone. Was hat sich verändert und wie erklärt das Mooresche Gesetz diese Entwicklung?
Modernes Smartphone (2024): - A17 Pro (iPhone 15): 19 Milliarden Transistoren auf kleiner als Fingernagel - ~3 Watt Stromverbrauch - Billionen Operationen pro Sekunde - ~1000 Euro
Mooresches Gesetz: Verdopplung alle 18-24 Monate. In 60 Jahren: ~40 Verdopplungen. 2^40 = ~1 Billion. Das erklärt die unvorstellbare Steigerung! Gleicher Preis → milliardenfach mehr Leistung.
Grenzen heute: Transistoren sind 3nm klein – wenige Atome. Quanteneffekte stören. Wärmeprobleme. Neue Wege: 3D-Chips, Quantencomputer, neue Materialien (Graphen).
Mini-Klausur: Geschichte der Informatik 12 Punkte gesamt
Aufgabe 1 /8 P
Nenne 4 bedeutende Persönlichkeiten der Informatikgeschichte und beschreibe je ihren wichtigsten Beitrag. (8 Punkte)
Aufgabe 2 /4 P
Was ist das Mooresche Gesetz und welche Auswirkungen hatte es auf die Entwicklung der Computertechnik? (4 Punkte)
Musterlösungen:
Aufgabe 1 (8 Punkte):
(je 2P) 1. Schickard: erste mechanische Rechenmaschine (1623). 2. Babbage: Entwurf der Analytical Engine (erster programmierbarer Rechner-Entwurf). 3. Lovelace: erster Algorithmus, erste Programmiererin. 4. Zuse: Z3 (1941, erster funktionsfähiger programmierbarer Rechner). 5. Turing: Turing-Maschine, Turing-Test, Grundlagen der KI. 6. von Neumann: Von-Neumann-Architektur (Grundlage moderner Computer). 7. Berners-Lee: Erfindung des WWW (1989).
Aufgabe 2 (4 Punkte):
Mooresches Gesetz: Gordon Moore (Intel, 1965) beobachtete dass sich Transistorzahl auf Chips etwa alle 18-24 Monate verdoppelt. Auswirkungen: Computer werden regelmäßig doppelt so leistungsfähig bei ähnlichem Preis. In 60 Jahren: von tausenden zu Milliarden Transistoren. Erklärt Smartphone-Leistung vs. raumgroße Computer 1950er. Heute an Grenzen: Transistoren sind Nanometer groß, Quanteneffekte stören.