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Ein Computer ist eine Maschine, die so programmiert werden kann, dass sie Abfolgen arithmetischer oder logischer Operationen (Berechnungen) automatisch ausführt. Moderne digitale elektronische Computer können generische Operationssätze, sogenannte Programme, ausführen. Mit diesen Programmen können Computer eine Vielzahl von Aufgaben ausführen. Ein Computersystem ist ein nominell vollständiger Computer, der die Hardware, das Betriebssystem (Hauptsoftware) und die Peripheriegeräte umfasst, die für den vollständigen Betrieb erforderlich und verwendet werden. Dieser Begriff kann sich auch auf eine Gruppe von Computern beziehen, die miteinander verbunden sind und zusammenarbeiten, beispielsweise ein Computernetzwerk oder ein Computercluster. Obwohl es wesentlich einfacher ist als in Maschinensprache, ist das Schreiben langer Programme in Assembler oft schwierig und auch fehleranfällig.
Programmiersprachen bieten verschiedene Möglichkeiten, Programme anzugeben, die von Computern ausgeführt werden sollen. Im Gegensatz zu natürlichen Sprachen sind Programmiersprachen so konzipiert, dass sie keine Mehrdeutigkeit zulassen und prägnant sind. Es handelt sich um reine Schriftsprachen, die oft schwer vorzulesen sind.
Der Rechenschieber wurde um 1620–1630 vom englischen Geistlichen William Oughtred erfunden, kurz nach der Veröffentlichung des Konzepts des Logarithmus. Es handelt sich um einen handbetriebenen Analogcomputer zur Durchführung von Multiplikationen und Divisionen. Mit fortschreitender Rechenschieberentwicklung lieferten zusätzliche Skalen Kehrwerte, Quadrate und Quadratwurzeln, Kubik und Kubikwurzeln sowie transzendente Funktionen wie Logarithmen und Exponentialfunktionen, kreisförmige und hyperbolische Trigonometrie und andere Funktionen. Für die schnelle Durchführung von Routineberechnungen werden heute noch Rechenschieber mit Sonderskalen verwendet, wie zum Beispiel der Rundrechenschieber E6B für Zeit- und Distanzberechnungen in Kleinflugzeugen. Das Bild oben zeigt verschiedene Arten von Computern und Computergeräten und ist ein Beispiel für ihre Unterschiede.
- Und arbeiten Sie mühelos mit Leuten zusammen, die Microsoft Word verwenden.
- Mit diesen Programmen können Computer eine Vielzahl von Aufgaben ausführen.
- Da es sich um komplexe Systeme handelte, wurden sie von einer Gruppe von Systemprogrammierern bedient, die allein Zugriff auf den Computer hatten.
- [Zitat erforderlich] Moderne Desktop-Computer enthalten viele kleinere Computer, die die Haupt-CPU bei der Durchführung von E/A unterstützen.
Der zweite Computertyp, den Sie vielleicht kennen, ist ein Laptop-Computer, der allgemein als Laptop bezeichnet wird. Laptops sind batteriebetriebene Computer, die tragbarer als Desktop-Computer sind, sodass Sie sie fast überall verwenden können. Alles, was Sie auf Ihrem Computer tun, hängt sowohl von Hardware als auch von Software ab. Beispielsweise sehen Sie sich https://robustbook.com/ diese Lektion gerade in einem Webbrowser (Software) an und klicken mit der Maus (Hardware) von Seite zu Seite. Wenn Sie mehr über verschiedene Computertypen erfahren, fragen Sie sich nach den Unterschieden in deren Hardware.
Mobile Computer
Das grundlegende Konzept von Turings Design ist das gespeicherte Programm, in dem alle Anweisungen für die Berechnung im Speicher gespeichert sind. Von Neumann räumte ein, dass das zentrale Konzept des modernen Computers auf diese Arbeit zurückzuführen sei.[51] Turingmaschinen sind bis heute ein zentrales Forschungsobjekt der Computertheorie. Abgesehen von den Einschränkungen, die sich aus ihrem begrenzten Speicher ergeben, gelten moderne Computer als Turing-vollständig, das heißt, sie verfügen über die Fähigkeit zur Ausführung von Algorithmen, die einer universellen Turing-Maschine entspricht.
Anweisungen, die den Programmzähler ändern, werden oft als „Sprünge“ bezeichnet und ermöglichen Schleifen (Anweisungen, die vom Computer wiederholt werden) und häufig die bedingte Befehlsausführung (beides Beispiele für Kontrollfluss). Der Begriff Hardware umfasst alle Teile eines Computers, die greifbare physische Objekte sind. Schaltkreise, Computerchips, Grafikkarten, Soundkarten, Speicher (RAM), Motherboard, Displays, Netzteile, Kabel, Tastaturen, Drucker und „Mäuse“-Eingabegeräte sind alles Hardware.
Computer haben es uns ermöglicht, Fragen zu stellen und zu beantworten, die vorher nicht verfolgt werden konnten. Bei diesen Fragen kann es sich um DNA-Sequenzen in Genen, Aktivitätsmuster auf einem Verbrauchermarkt oder alle Verwendungen eines Wortes in Texten handeln, die in einer Datenbank gespeichert wurden. Computer können zunehmend auch lernen und sich anpassen, während sie arbeiten. Mit der Zeit verbreitete sich das Netzwerk über akademische und militärische Einrichtungen hinaus und wurde als Internet bekannt. Das Aufkommen der Vernetzung brachte eine Neudefinition der Natur und Grenzen des Computers mit sich.
Analoge Computer
Einfache Handinstrumente wie der Abakus haben den Menschen seit der Antike beim Rechnen geholfen. Zu Beginn der industriellen Revolution wurden einige mechanische Geräte gebaut, um langwierige, mühsame Aufgaben zu automatisieren, beispielsweise das Führen von Mustern für Webstühle. Die ersten digitalen elektronischen Rechenmaschinen wurden im Zweiten Weltkrieg entwickelt.
Früher bedeutete „Computer“ eine Person, die Berechnungen durchführte, doch heute bezieht sich der Begriff fast überall auf automatisierte elektronische Maschinen. Der erste Abschnitt dieses Artikels konzentriert sich auf moderne digitale elektronische Computer und deren Design, Bestandteile und Anwendungen. Einzelheiten zu Computerarchitektur, Software und Theorie finden Sie unter Informatik. Die leistungsstärksten Computer können äußerst komplexe Aufgaben erfüllen, beispielsweise die Simulation von Atomwaffenexperimenten und die Vorhersage der Entwicklung des Klimawandels. Die Entwicklung von Quantencomputern, Maschinen, die eine große Anzahl von Berechnungen durch Quantenparallelität (abgeleitet von der Superposition) durchführen können, wäre in der Lage, noch komplexere Aufgaben zu erledigen. Die Steuereinheit, ALU und Register werden zusammen als Zentraleinheit (CPU) bezeichnet.
Seit den 1970er Jahren werden CPUs typischerweise auf einem einzigen integrierten MOS-Schaltkreischip, einem sogenannten Mikroprozessor, aufgebaut. Die Steuereinheit (oft auch als Steuersystem oder zentraler Controller bezeichnet) verwaltet die verschiedenen Komponenten des Computers. Der Manchester Baby war der weltweit erste Computer mit gespeicherten Programmen.
Sie wurden von großen Unternehmen und staatlichen Forschungslabors verwendet, typischerweise als einziger Computer in der Organisation. Im Jahr 1959 wurde der IBM 1401-Computer für 8.000 US-Dollar pro Monat gemietet (frühe IBM-Maschinen wurden fast immer geleast und nicht verkauft), und 1964 kostete der größte IBM S/360-Computer mehrere Millionen Dollar. Ein Computer ist eine Maschine, die Informationen speichern und verarbeiten kann. Die meisten Computer basieren auf einem Binärsystem, das zwei Variablen, 0 und 1, verwendet, um Aufgaben wie das Speichern von Daten, das Berechnen von Algorithmen und das Anzeigen von Informationen auszuführen. Computer gibt es in vielen verschiedenen Formen und Größen, vom Handheld-Smartphone bis zum Supercomputer mit einem Gewicht von mehr als 300 Tonnen.
Software bezieht sich auf Teile des Computers, die keine materielle Form haben, wie etwa Programme, Daten, Protokolle usw. Software ist der Teil eines Computersystems, der aus codierten Informationen oder Computeranweisungen besteht, im Gegensatz zur physischen Hardware, aus der das System besteht. Zur Computersoftware gehören Computerprogramme, Bibliotheken und zugehörige nicht ausführbare Daten, beispielsweise Online-Dokumentationen oder digitale Medien. Computerhardware und -software erfordern einander und können nicht für sich allein realistisch genutzt werden.