Computer
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Ein Computer (englisch compute, latein computare, deutsch (zusammen-)rechnen) oder Rechner ist ein Apparat, der Informationen mit Hilfe einer programmierbaren Rechenvorschrift verarbeiten kann (Datenverarbeitungsanlage). Der englische Begriff computer, abgeleitet vom Verb to compute (zählen), entstand im 19. Jahrhundert als Bezeichnung für Volkszähler. Computer sind frei programmierbare Rechenmaschinen - d.h. die Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe von Daten ist frei programmierbar. |
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Bei der heute weiten Verbreitung von PCs (englisch personal computer, deutsch persönlicher Computer) wird der PC häufig auch kurz als Computer bezeichnet. Ein Computer ist ein Digitalcomputer wenn er mit digitalen Geräteeinheiten digitale Daten und er ist ein Analogcomputer, wenn er mit analogen Geräteeinheiten analoge Daten verarbeitet.
Computer werden heute in allen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt. Sie dienen der Speicherung, Verarbeitung und Ausgabe von Informationen in Wirtschaft und Behörden, der Berechnung der Statik von Bauwerken bis hin zur Steuerung von Waschmaschinen und Automobilen. Die leistungsfähigsten Computer werden eingesetzt, um komplexe Vorgänge zu simulieren: beispielsweise in der Klimaforschung, bei thermodynamischen Fragen bis hin zu militärischen Aufgaben, z.B. die Simulation des Einsatzes von nuklearen Waffen.
Viele Geräte des Alltags, vom Telefon über den Videorecorder bis hin zur Münzprüfung im Warenautomaten, werden heute von integrierten Kleinstcomputern gesteuert (Embedded System).
Ursprünglich war die Informationsverarbeitung mit Computern auf die Verarbeitung von Zahlen beschränkt. Durch die zunehmende Leistungsfähigkeit eröffneten sich neue Einsatzbereiche.
Digitalcomputer folgen gemeinsamen Grundprinzipien, die ihre freie Programmierung erst ermöglichen:
- ein Speicher, in dem Datenbestände (Datenstrukturen) wie in Schubladen gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können.
- grundlegende Bausteine für eine freie Programmierung, mit denen eine jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Die Berechnung, der Vergleich, und der bedingte Sprung. Ein Computer kann beispielsweise zwei Zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. Ein Computerprogramm verwendet die Sprachelemente gemäß der Syntax einer Programmiersprache; diese Programmiersprache stellt dem Programmierer alle erforderlichen Anweisungen und Operatoren für die Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe von Daten zur Verfügung.
In der Informatik wird dieses Modell theoretisch durch die Turing-Maschine abgebildet; die Turing-Maschine erlaubt viele grundsätzliche Überlegungen zur Berechenbarkeit.
Analogrechner funktionieren jedoch nach einem anderen Prinzip: Bei ihnen ersetzen analoge Bauelemente (Verstärker, Kondensatoren) die Logikprogrammierung. Analogrechner wurden früher häufiger zur Simulation von Regelvorgängen eingesetzt (siehe: Regelungstechnik), sind heute aber fast vollständig von Digitalcomputern (die alle nach dem erstgenannten Prinzip arbeiten) verdrängt worden.
Das Funktionsprinzip der Digitalcomputer hat sich seit seinen Ursprüngen in der Mitte des letzten Jahrhunderts nicht wesentlich verändert, wenngleich die Details der Technologie erheblich verbessert wurden.
Bei einem Computer werden dabei zwei grundsätzliche Bausteine unterschieden:
- die Hardware ('Anfassbare Sachen'), die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird,
- die Software ('Weichzeugs'), nämlich die Programmierung(Programme z.B. Betriebssystem) des Computers.
Ein Computer besteht zunächst nur aus Hardware - erst durch seine Software wird er tatsächlich nützlich.
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