the computers

Die universelle Geschichte der mächtigsten Maschine
v14
Patrik Keller
20sek.ch
Vorwort
Wieso dieses Dokument?
Wir alle leben in einer Welt, in welcher Computer seit
Jahrzehnten alltäglich sind. Jeder kennt sie und braucht sie
fortlaufend.
Viele Mitmenschen sind heute perfekte Programmierer oder
Nutzer solcher Geräte. Aber nur wenige können erklären, wie
ein Prozessor eigentlich funktioniert. Um dies zu verstehen, ist
es wichtig, die Geschichte des Computers hier vom Anfang bis
zum Ende allgemeinverständlich in Bildern zu erzählen.
Mit einem digitalen Dokument, welches einfach kopiert und
geteilt werden kann, erklärt man die Geschichte des Computers
wohl genau so, wie es sich Vanevar Bush erhofft hatte.
OZSQHJCNSJDKKDQZSFLZHKCNSBNL
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Theorie
Was sind Computer?
•
•
•
•
Computer sind Rechner
Rechnen ist die Kunst mit Mengen umzugehen
Mengen beschreibt man mit Zahlen
Wer schnell und richtig mit Mengen und Zahlen
umgehen kann, ist ein schneller Rechner
• Früher waren Computer Menschen, die rechneten
• Heute sind es Maschinen, die schnell rechnen
• Die Evolution von der Zahl zum Maschinen-Rechner
findest Du auf den nächsten Seiten
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Theorie
Rechnen
Alles ist Addition!
- Addition
2+1=3
- Subtraktion durch Addition des 9er-Komplements
2 – 1 = 2 + 8 == 10 + 1 (Korrekturschritt) = 11
- Multiplikation ist wiederholte Addition, oder
Multiplikation durch Addition von Logarithmen
22 * 150 => 1.342 + 2.176 = 3.518 => 103.518 = 3300
- Divison ist wiederholte Subtraktion, oder
Multiplikation des Kehrwertes
4273 : 7 = 4273 * 1/7 = 4273 * 0.1428 = 610.4
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Theorie
Vergleichen, Gruppieren
Neben dem Rechnen ist das Vergleichen können eine wichtige
Fähigkeit.
• Beispiel: kleiner, grösser, gleich
Anhand dieser Eigenschaften kann man Gruppen bilden:
• Gehört dazu oder nicht, Schnittmenge
≤ 1m
≥ 1m
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Theorie
Sortieren und Suchen
USA ca. 1938
Rechnen und vergleichen sind einfache Grundfähigkeiten. Aber hast
Du schon einmal alle Einträge eines Telefonbuchs sortiert? Oder alle
Adressen von Sozialhilfebezügern nach Alter oder Wohnort verwaltet?
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Handel führt zu Mathematik, 4000 v.Chr.
Seit der Jungsteinzeit (4000 v. Chr.) wurden auch Menschen in der
Schweiz sesshaft und nutzten unter anderem den Feuerstein (Silex). Aus
dem harten Silexstein wurden Arbeitsgeräte wie Speerspitzen, Messer
und Äxte hergestellt. Da Silex nicht überall vorkommt, war er begehrt.
Silex von der Lägern wurde bald gehandelt. Wer beim Handeln nicht über
den Tisch gezogen werden will, muss
zählen und rechnen können.
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Die Ägypter
• hatten Mengensymbole
• rechneten Dezimal
(die Babylonier Sexagesimal (Basis 60)!)
• kannten die Grundrechenarten
• hatten eine Näherung für Pi:
(16/9)2 = 3.16049
• konnten das Volumen von Pyramiden berechnen:
V = (a2+ ab + b2)(h/3)
• Pyramidenbau ist ohne Mathematik kaum vorstellbar
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Papyrus Moskau
Pyramidenbau, -2650 v.Chr.
Geheime Botschaften
Skytale
Cäsar Chiffre
• veränderte Zeichenreihenfolge | monoalphabetische Substitution
• beide schon damals für Eingeweihte einfach zu knacken
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Abakus, 1100 v. Chr.
Römischer Abakus, ca. 300 v. Chr.
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Der Abakus ist eines der
ältesten bekannten Rechenhilfsmittel
und
wurde
vermutlich um 1100 v. Chr.
im
indo-chinesischen
Kulturraum erfunden. Die
Römer
gestalteten
das
Rechenbrett zum handlichen
Abakus um.
In Europa wurden diese
Rechenhilfen
bis
ins
Mittelalter verwendet, in
Ostasien, Russland und
Indien sind sie heute noch
gebräuchlich.
Mechanismus von Antikythera,
~150 v. Chr.
• ~150 vor Christus
• mit Zahnrädern kann man
Berechungen wiederholt
und genau ausführen
• erste Anwendungen:
genaue Kalender für
Mond-/Sonnenfinsternis,
Olympiaden berechnen
Kryptoanalyse, 800
Gelehrte haben neben mathematischen,
logischen Problemen auch schon früher
darüber nachgedacht, wie man geheime
Botschaften sicher austauschen kann. Der
arabische
Philosoph,
Wissenschaftler,
Mathematiker, Arzt und Musiker al-Kindi aus
Bagdad gilt als einer der Pioniere auf dem
Gebiet der Entschlüsselung (Kryptoanalyse).
Er war der Autor der ersten Abhandlung über
Kryptoanalyse mit dem Namen "Abhandlung
über die Entzifferung kryptographischer
Botschaften". Darin zeigte er, wie die
monoalphabetische Substitution durch die
Methode der Häufigkeitsanalyse gebrochen
werden konnte.
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Rechnen mit indischen Zahlen, 825
• Muhammad Al-Chwarizmi, lebte in
Bagdad und beschäftigte sich mit
Algebra
• erklärte das Rechnen mit
Dezimalzahlen und der indischen
Zahl Null
• schrieb das Buch über die
Rechenverfahren durch Ergänzen
und Ausgleichen
• Lateinische Übersetzung
«Algoritmi di numero indorum»
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Buch «Kitāb al-ğabr wa-ʾl-muqābala»
Zahlensysteme
• Zahlzeichen symbolisierten zunächst gewisse Mengen
• das römische Zeichen M steht für 1000; schreibe 24’013:
MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMXIII !!!
• erst das Dezimalsystem mit der Null erlaubte den effizienten
Umgang mit grossen Zahlen
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Arabische Zahlen, 1202
• In Indien kennt man seit 300 v. Chr. Die Brahmi
Zahlschrift mit den Ziffern 1-9, ohne Null
• Leonardo von Pisa, genannt Fibonacci, schreibt
1202 nach orientalischen Geschäftsreisen das
Buch «Liber Abaci», in dem er das Rechnen mit
indisch-arabischen Zahlen erklärt.
• «Es gibt neun hinduistische Zeichen, das sind die
9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1. Mit Hilfe dieser Zeichen
und des Zeichens 0, das auf arabisch sifr
bedeutet, kann man jede beliebige Zahl
aufschreiben «
• Noch über 300 Jahre streitet man sich darüber,
ob die Null vom Teufel stammt und welches die
beste Rechenart ist
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Automaten in Arabien, 1206
Al-Jazari bringt verschiedene damalige Ideen für
Automaten
zu Papier.
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Räderuhren, ab 1300
• für öffentliche Uhren und
• astronomische Beobachtungen
Das Astrarium von Giovanni de
Dondi war bahnbrechend:
- 1m hoch
- 107 Zahnräder
- Lauf der Sonne
und bekannter Planeten
- Tag in Stunden, Minuten
- Datum, Tagesheiliger
- Kopien in Lausanne und Zürich
Astrarium (1364)
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Komplexe Verschlüsselung, 1466
Leon Battista Alberti, italienischer Humanist,
Schriftsteller, Mathematiker, Kunst- und
Architekturtheoretiker sowie Architekt, gilt
als der erste bedeutende Kryptologe
Europas. Zusammen mit seinen Nachfolgern
entwickelte er die polyalphabetische
Verschlüsselung die lange Zeit als
unknackbar
galt.
Er
veröffentlichte
1466/1467 unter dem Namen "De
Componendis Cifris" eine Anleitung zum
Verschlüsseln von Texten.
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Adam Riese
Rechenbuch, 1528
• Adam Riese schrieb im 16 Jh.
das Werk «Rechnung auff der
Linihen und Federn». Nicht in
lateinischer sondern in
deutscher Sprache,
allgemeinverständlich.
• Beschreibt das Rechnen auf
Linien und das Rechnen mit
arabisch/indischen Zahlen
• Verbreitetes Lehrbuch bis ins
17 Jh.
• Riese trug entscheidend dazu
bei, dass die Zahl 0 nicht
mehr verteufelt wurde!
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Rechnen auf den Linien
Resultat:
M
(5er)
D
(2er)
C
(5er)
L
(2er)
X
(5er)
V
I
x2
x5
5 Einer = 1 5er
200
10
(2er)
4
(5er)
= 214
Prinzip: Hinlegen der Steine; dann zusammenschieben. Wenn 5 Steine auf
einer 5er-Linie liegen, diese durch einen Stein auf einer 2er-Linie ersetzten.
Das Selbe für Steine in 2-er-Bereichen (aus 2 Steinen einen 5-er-Stein
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machen). Am Schluss kann man das Resultat
einfach ablesen.
Automaten
Beispiel predigender Mönch, 1560
Automaten sind Vorrichtungen, die eine gestellte Aufgabe auf einen Befehl hin
selbsttätig ausführen. (Erste reale Vorläufer waren im 3. – 6. Jahrhundert die
Wasseruhren von Ktesibios, Boethius und Cassiodorus.)
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Rechenstäbchen, 1590
John Napier
6 * 423 =
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Leupold Calculating drum
Optimierungen der Rechenstäbchen
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Logarithmen
1620
Gegen Ende des 16. Jahrhunderts
beschäftigten sich der Schweizer
Uhrmacher und Astronom Jost
Bürgi und John Napier unabhängig
voneinander mit Logarithmen.
Napier
veröffentlichte
seine
Erkenntnisse etwas früher, doch
Bürgi war der erste, der eine
Logarithmentafel
zur
Umrechnunge von Zahlen in
Logarithmen
veröffentlichte.
Bürgi gilt auch als Erfinder der
Sekunde.
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Beispiele
für
Logarithmen:
Log10 4’325 = 3.655
Log10 100 = 2.000
102.000 = 100
Rechenstab, ab 1620
Edmund Gunter
Logartithmenlineal
2*3=
log(2) + log(3) = log(2*3)
0.30 + 0.48 = 0.78
100.78 = 6
• Prinzip: Rechnen durch Längenaddition
• Multiplikation durch Addition von Logarithmen
• Rechenstab ist weit verbreitet bis in die 1970er Jahre
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Wilhelm «Rechenuhr»
Schickard, 1623
A
B
C
C
A Startwert; B Operand; C Resultat20sek.ch
B
A
Napiersche Rechenstäbe
für Multiplikation
2435 x 27
17045
+
4870. (unten!)
65745
Separate 6-stellige
Addition der Zwischenresultate, bei Überlauf
erklingt eine Glocke.
Oder einzelne Addition,
Subtraktion.
Der englische Physiker Robert Fludd
stellt die Behauptung auf, dass alle
sensorischen Wahrnehmungen im
Hirn zu einem inneren Bild der uns
umgebenden äusseren Welt
zusammen gefügt werden.
Nur im passenden Zusammenspiel
ergeben die sensorischen Eindrücke
Sinn und erlauben uns darauf zu
reagieren (handeln).
Eingabe => Verarbeitung => Ausgabe
Das innere Bild
der äusseren
Welt, 1629
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Pascaline, 1641
automatischer 10er-Übertrag, Blaise Pascal
Eingabe von Zahlen wie auf
einer Telefonwählscheibe (Q)
a) Einerrad
b) Zehnerrad
c) Mechanismus für Übertrag
d) Rückwärtssperre
f) obere Skala Addition
untere Skala Subtraktion
e) Anzeige
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Taschenrechner, 1666
Samuel Morlands
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Staffelwalze, 1673
Gottfried Willhelm Leibniz
Staffelwalze:
Eingabe
Resultat
eine ganze Umdrehunng
Vereinfachte mechanische Multiplikation:
Durch vertikale Verschiebung des Schlittens
kann um 10er Faktoren multipliziert werden.
20sek.ch
Briefgeheimnis, 1690
Ab 1690 trat das Briefgeheimnis aus Deutschland seinen Siegeszug um die
Welt an. Briefboten droht seither die Entlassung, wenn sie zu
transportierende Briefe öffnen. Es gehört noch heute, trotz E-Mail und NSA,
zum Verfassungsstandard aller demokratischen
Länder.
20sek.ch
Binärsystem, 1697
Das binäre Zahlensystem in einem ersten Entwurf
von Gottfried20sek.ch
Wilhelm Leibniz.
Rechenmühlen, 1773
•
•
•
•
•
•
Optimierung der Rechenmaschine von Leibniz
zuerst durch Matthäus Hahn, nach ihm von Vielen weiteren, verbessert und kopiert
seitliche Einstellung des Operanden
eine zentrale Umdrehung führt die Addtion mittels Staffelwalzen aus
im Hauptzählwerk oben wird Resultat angezeigt
Vier-Speziesmaschine: Addition, Subtraktion,
Multiplikation, Divison
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Astronomie und Kalender
Astronomische Erkenntnise basieren auf Beobachtungen, welche durch
mathematische Zusammenhänge beschrieben werden. Dabei spielt der Zeitpunkt
einer Beobachtung eine wesentliche Rolle. Beobachtungen wurden vielfach mittels
kirchlichen Kalendern (Feiertage) datiert, dies war nicht immer praktisch.
Julianischer Kalender
Gregorianischer Kalender
•
•
•
•
•
•
•
•
Von Julius Cäsar
ab 45 v. Chr
365,25 Tage pro Jahr
12 Monate mit unterschiedlichen Längen
• alle 4 Jahre ein Schaltjahr (+1d)
• 100 Jahre immer gleich viele Tage
• 11 min 14 sek länger als Sonnenjahr
päpstlich verordnet
ab 1582
365,242375 Tage pro Jahr
12 Monate mit unterschiedlichen Längen
• alle 4 Jahre ein Schaltjahr (+1d)
• durch 100 teilbare
Jahre sind kein Schaltjahr
• durch 400 teilbare
Jahre sind Schaltjahr
• 11 sek länger als Sonnenjahr
Julianisches Datum = Tage seit 1. Januar −4712 (4713 v. Chr.) 12:00 UT
2’457’025.5 = 01.01.2015 24:00
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3-Körper-Problem
=
Das 3-Körper-Problem der Himmelsmechanik besteht darin, den Bahnverlauf
von 3 Objekten vorherzusagen. Will man die Bahnverläufe analysieren, muss
man die drei Gleichungen fortlaufend lösen und die gerade berechneten
Vektoren als neue Startwerte einsetzen. In den meisten Fällen verlaufen die
Bahnen chaotisch. Nur wenige Spezialfälle lassen sich als periodische
Bewegungen ohne aufwändige Rechnerei darstellen.
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Manuelle parallele Berechnung
Halley Komet, 1759
• Edmund Halley (1656–1742) bemerkte, dass die Bahn des Kommeten Halley stark durch Saturn und Jupiter
beeinflusst wird. Er konnte sie mit seinen Mitteln jedoch nicht exakt nachvollziehen (3 Körper Problem). Halley
sagte für die Wiederkehr des Kometen das Jahr 1758 voraus.
• Alexis Clairaut bat 1757 Joseph Lalande und Nicole-Reine Lepaute ihn bei der Berechnungen des genauen
Rückkehrdatums von Halley zu unterstützen.
• 1758 rechneten (numerische Integration) sie 5 Monate lang von Hand an einer Tabelle der genauen Flugbahn.
• Lalande und Lepaute behandelten das Dreikörperproblem als Iterationsverfahren, das Saturn und Jupiter
jeweils 1-2 Grad um die Sonne herum bewegt. Lalande und Lepaute reichten ihre Ergebnisse an Clairaut. Dieser
prüfte die Ergebnisse und errechnete schrittweise die Flugbahn von Halley.
• Clairaut berechnete die Wiederkehr des Kometen Halley für den April 1759. Aus der schliesslichen Differenz von
einem Monat zwischen der Beobachtung und seinen Berechnungen schloss Clairaut auf eine Störung durch
einen unbekannten grossen Körper jenseits des Saturn, den damals noch unbekannten Uranus.
[«Clairut's Calculation of the Eighteenth-century Return
of Halley's Comet»]
20sek.ch
Explizites Euler Verfahren, 1768
Leonhard Euler, Basel
•
•
•
•
Schrittweise Lösung von Differentialgleichungen
Numerische Lösung von Anfangswertproblemen (t0, y0 bekannt)
Euler wollte berechnen können, wie der Mond um die Erde kreist, welche um die Sonne kreist
Je kleiner die Schrittweite h, desto aufwändiger wird die Berechnung. Dafür wird die berechnete Kurve
immer genauer. Man begreift das Wort Rechenleistung!
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Schachtürke, 1769
Der Schachtürke war ein vorgeblicher Schachroboter, der 1769 vom
österreichisch-ungarischen Hofbeamten und Mechaniker Wolfgang von
Kempelen konstruiert und gebaut wurde. Er liess so bei den Zuschauern
den Eindruck entstehen, das Gerät spiele selbstständig. Tatsächlich sass
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aber ein kleiner Spieler in der Kiste.
Transzendentalphilosophie, 1781
Immanuel Kant (1724-1804)
«Abstraktionsleistung und Denken in Kategorien ist eine
typisch menschliche Eigenschaft.»
Siehe auch: Erkenntnistheorie
20sek.ch
Jaqcuard Webstuhl, 1805
Der pfiffige Seidenweber
aus Lyon konstruierte
1805 einen Webstuhl, mit
dem
man
die
kompliziertesten Muster
automatisch
weben
konnte. Seine Erfindung:
die
Steuerung
per
Lochkartensystem.
Sie
reduzierte die Produktionszeiten massiv.
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BigData, 1814
«Essai philosophique sur des Probabilités»
Pierre-Simon Laplace, der französische Mathematiker, formulierte den Traum
der vorausschauenden Computer schon Anfang des 19. Jahrhunderts: „Eine
Intelligenz, die in einem gegebenen Augenblick alle Kräfte kennt, mit denen die
Welt begabt ist, und die gegenwärtige Lage der Gebilde, die sie
zusammensetzen, und die überdies umfassend genug wäre, diese Kenntnisse
der Analyse zu unterwerfen, würde in der gleichen Formel die Bewegungen der
grössten Himmelskörper und die des leichtesten Atoms einbegreifen. Nichts
wäre für sie ungewiss, Zukunft und Vergangenheit lägen klar vor ihren Augen.“
[1]
Dieser „Weltgeist“ wurde später als Laplacescher Dämon bekannt und sorgte
für erbitterten Widerspruch unter den Philosophen, da er einen
vollkommenen Determinismus verkörpert, der jeden freien Willen ausschliesst.
[2]
20sek.ch
Erste Relais
• 1820 André-Marie Ampère
• 1835 Joseph Henry
• beide entwickelten
unabhängig die ersten
Relais
• Relais wurden zuerst
primär in der Telegraphie
verwendet 1
a
1
2
a
b
Relais = einen Stromschalter mit einem Elektromagneten betätigen
20sek.ch
2
b
Analytical Engine, 1833
Charles Babbage
•
Rein mechanische
Rechenmaschine für
allgemeine
Anwendungen.
 - Rechenwerk
- Speicher
- Lochkarten
• Theoretisch korrekt,
praktisch nie fertig
gebaut.
• Lochkartengesteuerte
Webmaschinen erzeugen
schöne Muster, Babbage
wollte sinngemäss
mathematische Muster
weben können.
20sek.ch
Ada Lovelace
Ada Lovelace übersetzte die durch den
italienischen
Mathematiker
Luigi
Menabrea auf Französisch angefertigte
Beschreibung von Babbages Analytical
Engine ins Englische und fügte eigene
Notizen und Überlegungen zum Bau
dieser
geplanten
mechanischen
Rechenmaschine hinzu.
Dessen
ungeachtet legte Ada Lovelace einen
schriftlichen Plan vor, wie man
Bernoulli-Zahlen mit der Maschine
berechnen könnte. Dieser Algorithmus brachte ihr den Ruhm ein, das
erste Computerprogramm geschrieben
zu haben. Die Programmiersprache
Ada wurde später ihr zu Ehren so
benannt.
20sek.ch
American Almanac, 1836
Beispiel für von Hand gerechnete kalendarische und astronomische Tabellen.
20sek.ch
Morse Code, 1848
• 1833 erste Fernschreiber
(Stromsignale über lange
Stromleitungen),
manuelle Telepgraphie
• 1848 wurden bestehende Codes
zum bekannten Morse Code
optimiert:
kurzes Signal / langes Signal / Pausen
• förderte die Verbreitung der
elektromagnetischen und der
drahtlosen Telegraphie, sowie
der Fernschreiber
20sek.ch
Arithometer, 1851
Total (12 Stellen)
10er Faktoren
Anzahl
Verarbeitungen
Verarbeitung
Invertierung
Operand
Die erste alltagstaugliche Rechenmaschine von Thomas de Colmar:
Addition, Subtraktion, Multiplikation,
Division.
20sek.ch
Kryptoanalyse der VigenèreVerschlüssung, 1854
Charles Babbage, englischer Mathematiker, Philosoph,
Erfinder und Politischer Ökonom, entwarf mit der
mechanischen Rechenmaschine Analytical Engine nicht
nur einen Vorläufer des modernen Computers, er war
auch im Gebiet der Kryptologie eine Koryphäe. Ihm
gelang die Kryptoanalyse der Vigenère-Verschlüsselung
(vermutlich im Jahr 1854). Er veröffentlichte seine
Erkentnisse aber nicht. Erst im 20. Jahrhundert entdeckte man Babbages Meisterleistung beim Sichten
seines umfangreichen Nachlasses.
Beispiel Vigenère Code:
Text:
Schlüssel:
Code:
20sek.ch
DAS HAUS
CBA CBAC
FBSIBUU
Erstes Transatlantikkabel, 1858
Das erste Patent für die Telegraphie stammt aus dem Jahr 1840. In den folgenden Jahren wurden
weltweit Telegraphenkabel verlegt. So gab es 1851 in der Schweiz ca. 1’600 km davon. Cyrus Field wollte
seit 1855 mit Hilfe von Samuel Morse ein Telegraphiekabel durch den Atlantik verlegen. Im vierten
Versuch gelang es, per Schiff ein Transatlantikkabel von Neufundland nach Irland zu verlegen. Endlich
konnte man nun auch direkt mit dem amerikanischen Kontinenten telegraphieren. 4’000 Kilometer
Kupferkabel, Datenrate: ~10 Wörter/Stunde (0.1 bit/s), Kosten: 350’000 Pfund Sterling und
Betriebsspannung 2’000 Volt. Nach 4 Wochen und insgesamt 271 Telegrammen, blieb die Leitung wegen
20sek.ch
eines Kurzschlusses tot.
Phelps Fernschreiber
1856
Phelps Combination Printer
1875
Papierstreifen
Eingabe
Phelps Electro Motor Telegraph
20sek.ch
Horloge
de
Bescançon
1860
Tonnen und wurde in rund zehn
Jahren gebaut. Sie besteht aus
30’000
Einzelteilen,
zeigt
insgesamt 122 verschiedene
Werte an und verfügt über ein
Figurenspiel.
Beispielhaft für die mathematischen und mechanischen
Fähigkeiten im 19. Jahrhundert
steht die Horloge de Bescançon.
Sie steht im Turm der Kathedrale
Saint Jean. Die Uhr wiegt 6
20sek.ch
«La Cryptographie Militaire»,
Kerckhoffs, 1883
Auguste Kerckhoffs von Nieuwenhof war ein
niederländischer Kryptologe, der von 1835 bis
ins Jahr 1903 lebte. Er ist der Autor der Schrift
"La Cryptographie militaire" aus dem Jahr
1883, die als Meilenstein der Kryptographie
des 19. Jahrhunderts gilt. Dieses beinhaltet
unter anderem das Kerckhoffsche Prinzip, das
bis heute nichts an seiner Gültigkeit verloren
hat.
Kerckhoffs’ Prinzip:
Die Sicherheit eines Verschlüsselungsverfahrens beruht auf der Geheimhaltung
des Schlüssels und nicht auf der
Geheimhaltung des
Verschlüsselungsalgorithmus.
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Lochkartenpatent, 1884
Herrmann Hollerith
20sek.ch
Die Hollerithmaschine wurde zur
Auswertung der Volkszählung
1890 in den USA verwendet.
Damals mussten Daten von 60
Mio.
Personen
ausgezählt
werden. Die von Hermann
Hollerit
gebaute
Maschine
wertete Daten auf Lochkarten
aus, für welche er ein Patent
angemeldet hatte. 1896 gründete
er die Tabulating Machine
Company (CTR), welche 1924 in
IBM umbenannt wurde.
(George) Boolsche Logik
«The Mathematical Analysis of Logic von 1847”
V
UND
NICHT ¬
ODER V
Ernst Schröder
1877 das erste vollständige Axiomensystem
John Venn
1881 Venn (Mengen-) Diagramme
20sek.ch
Fuller Sprial, 1890
• noch längerer
Rechenstab!
• Ermöglicht genaueres
Rechnen
• «aufgewickelter
Rechenstab»
• 12m lange Skala
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Loga Rechenwalze, 1910
• Loga, Gossau
• Benutzt von
ETH, UBS
• 24m Skala
• Genauigkeit:
6 Stellen
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Telefon, Sternverkabelung, 1890
Telefonsammelmast
mitten in Stockholm
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Quartiermast
Leitungsvermittlung
Netzrobustheit
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Age of Speed, 1897
• Pneumatic Tube Mail , New York, 1897-1951
• System zum schnellen Posttransport (Briefpakete) innerhalb der Stadt, 27 Stationen
• 20 Minuten von der Hauptpost (Penn Station)
nach Harlem, 7km
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Millionaire, 1893
Der Multiplikationskörper
ermöglichte die Multiplikation in einem Schritt
• 33 kg; Digits: 8 setting, 8 counter, 16 accumulator
• Hans W. Egli, Zürich, stellte die erste kommerziell erfolgreiche
Rechenmaschine her, welche die Multiplikation direkt, anstelle von
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wiederholter Addition durchführen
konnte.
Wireless, 1895
An diesem Ort in Salvan (CH)
hat, mit der Hilfe eines 10jährigen einheimischen Jungen,
Guglielmo Marconi (IT) die
ersten
Experimente
mit
drahtloser (wireless) Datenübertragung
durchgeführt.
Zuerst übermittelte er vom
Hirtenstein ein Morsesignal
über wenige Meter. Während
der folgenden Monate erhöhte
er mit seinem Assistenten die
Entfernung auf 1.5 Kilometer.
Dies war der richtungsweisende
Beitrag von Marconi zur
drahtlosen Datenübertragung.
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Sender mit Morsetaster
Äther (Ether), 1898
Äther ist das Medium
zur Übertragung
elektromagnetischer
Wellen, von Radiowellen
bis Gammastrahlen.
Wardenclyffe
Europa
Nikola Tesla (Serbien) beginnt mit dem Bau seiner Funktürme, mit welchen er vorgeblich ohne Kabel über
den Atlantik telegraphieren wollte. Teslas Bemühungen blieben wegen den imensen Kosten jedoch
unvollendet. Zudem kam ihm Guglielmo Marconi am 12. Dezember 1901 mit dem ersten transatlatischen
Funkempfang eines Signals zuvor. Marconis verhältnismässig kleiner 18 kW Knallfunkensender war den
Ungetümen von Tesla überlegen. Nikola Tesla war eine aussergewöhnliche Person und wurde damals halb
als Wissenschaftler und halb als Magier wahrgenommen.
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Post sortieren, 1913
New York
20sek.ch
Elektronenröhre, 1906
Heizung sorgt für freie Elektronen, unterschiedliche
Gitter unter Spannung können Ladungsfluss regeln.
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• Erfinder:
Robert von Lieben
• Dank ihnen konnte man
nun die Signale der
Telegraphenleitungen
unterwegs verstärken
und so grössere
Distanzen überwinden
• Schaltzeiten in
Mikrosekunden
• hoher Stromverbrauch,
empfindlich
Flip Flop mit Röhren, 1918
• Patent William Henry Eccles
und F.W. Jordan
• bistabile Kippschaltung
• elektrische Speicherung von
Information
• Röhre: mit einer Spannung
einen Strom steuern
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Tabulating
Machine
1917
Volkszählungsbüro,
im US Handelsministerium. Ein früher
Lochkartentabulator für
Massenberechnungen.
Google nach: "Census
Bureau, punch-card
tabulator”
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One time pad, 1917
G. Vernam und Major J. Mauborgne
S = WZSLXWMFQUDMPJLYQOXXB
K = ANGRIFFIMMORGENGRAUEN
G = XNZDGCSODHSEWOZFIPSCP
…. erst den Schlüssel, dann die Nachricht tauschen …..?
Das One-Time-Pad (OTP, Einmalschlüssel-Verfahren) ist ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren
zur geheimen Nachrichtenübermittlung. Es verwendet einen Schlüssel, der (mindestens) so lang wie die
Nachricht selber ist. Das OTP ist informationstheoretisch sicher und kann nachweislich nicht gebrochen
werden, sofern es bestimmungsgemäss verwendet wird. Für jede Nachricht muss aber ein neuer
Schlüssel verwendet und (sicher) getauscht werden. Selbst wenn nur 10 Personen sich alle einmal eine
Nachricht zukommen lassen wollen, braucht man n * (n-1) /2 Schlüssel auszutauschen, also 45.
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Enigma A, 1918
• Entwickler: Arthur Scherbius, arbeitete
zunächst für Brown Boveri
• erhält 1918 das Patent für die erste Enigma
Verschlüsselungsmaschine
• jeder Buchstabe wird anders verschlüsselt
• Verschlüsselung mit Code + 3 (später 5)
unterschiedlich codierten Rotorwalzen
• Kombinationen: mechanisch 1 Mio. + elektr.
Steckbrett = 150*1012
• 1000 Operateure würden 24h x 900 Mio
Jahre Codes durchprobieren um eine
Nachricht zu entschlüssen
• Deutsche Chiffriermaschine im 2. Weltkrieg
20sek.ch
Friedman Test und Koinzidenzindex,
um 1920
Die Karriere William Friedmans als Codeknacker begann in
den Riverbank Laboratories bei Chicago. Als Kryptologe
arbeitete er im ersten Weltkrieg im Dienst der US-Regierung.
Während seines Lebens prägte er den Begriff der
Kryptographie massgeblich. Er entwickelte die statistische
Methode Friedman-Test, sowie den Koinzidenzindex. Er löste
in seinem Leben an die 1000 Verschlüsselungen und war der
Gründer der Signals Intelligence Service (SIS). Sie ist eine
Geheimabteilung des US-Militärs, welche sich der
Entzifferung feindlicher Nachrichten widmet.
In der Kryptologie ist der Friedman-Test ein Verfahren zur
Analyse eines Textes, der durch Polyalphabetische
Substitution (z. B. Algorithmus von Vigenère) verschlüsselt
wurde. Mit ihm kann die Länge des verwendeten Schlüssels
bestimmt werden.
(Der Koinzindenzindex gibt einen Hinweis auf die
Verschlüsselungsart
und die Schlüssellänge.)
20sek.ch
paralell rechnen, 1920
Komplexe Formeln wurden in
Grundoperationen aufgeteilt
und
schrittweise
mit
Arithometern
berechnet.
Sprich stapelweise Kärtchen
mit Werten berechnen und für
den
nächsten
Schritt
weitergeben.
Mechanische Rechenmaschine
20sek.ch
IBM 73 Lochkartensortierer
sortieren Karten in 13 Fächer, «Stapelverarbeitung»,
20sek.ch
«first in, first out»,
Washington, 1920
Ford Target Computer, 1922
«Neue
elektrische
Zielrechner wurden vom
Kriegsdepartement
getestet, welche von Hannibal
C. Ford aus New York
entwickelt wurden. Das
Gerät
kontrolliert
die
Auslösung grosser Kanonen
und umfasst ein System zur
Entfernungsmessung und
Verfolgung
von
sich
bewegenden
feindlichen
Zielen. Kapitän H.B. Ely der
Frankford
Waffenfabrik
bedient das neue Gerät und
wird dabei von Herrn Ford
beobachtet.»
20sek.ch
Menschen nannte man Computer
Man sieht, wie Buchhaltungsangestellte in der Computerabteilung des Bonus Büros
die Entschädigungen für Kriegsveteranen berechnen (Washington, D.C., 1924). Diese
Berechner nannte
man Computer.
20sek.ch
Wettervorhersagen, 1922
- Gebiet in Quadrate aufteilen
- Für jedes Quadrat Temperatur, Wind
und Druck berechnen
- Für verschiedene Höhen berechnen
- Erst wenn Berechnung schnell genug
und treffsicher, wird Vorhersage brauchbar
Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts war die Wettervorhersage eine eigentliche
Kunst, bei welcher die Meteorologen stark auf ihre Erfahrung und Intuition
setzten. Lewis Fry Richardson veröffentlichte 1922 seinen Versuch der ersten
numerischen Wettervorhersage "Weather Prediction by numerical process".
Richardson berechnete eine 6-Stunden-Vorhersage der Atmosphäre für zwei
Orte in Europa. Dafür rechnete er sechs Wochen. Das Vorgehen war korrekt, das
Resultat jedoch falsch. Seine Ansätze werden erst in den 1950ern wieder
aufgenommen, um mit dem ENIAC Computer detailliertere Modelle zu rechnen.
20sek.ch
Metropolis, 1927
Fritz Lang zeigt in seinem Film die futuristische Stadt Metropolis mit
einer Zweiklassengesellschaft. Die untere Klasse ist nicht priviligiert
und muss als niedere Handlanger die Maschinen bedienen. Die
obere Klasse regiert und geniesst den Wohlstand. Sie ist dabei stets
bedacht, niemanden von unten aufsteigen zu lassen.
20sek.ch
Product Integraph, 1927
•
•
20sek.ch
mechanischerAnalogrechner
zum Lösen von
Integralrechnungen
(=Fläche unter Kurve)
Vannevar Bush
Spieltheorie, 1928
John von Neumann erklärt quasi
einhändig, wie man als bisher
hochkomplex geltende Spiele wie
Schach oder Poker, mathematisch
beschreiben kann. Er beschreibt
dazu ein grundlegendes Lösungskonzept für 2-Personen-Nullsummenspiele, die «Spieltheorie».
Und erklärt wie man die
Minimierung des gegnerischen
Maximalgewinns («Min-MaxTheorem») erreichen kann.
20sek.ch
Mechanical Principles (1930)
Mechanik
Die Mathematik gilt als Königsdisziplin unter den Wissenschaften, weil sie
übergeordnete Probleme beschreiben und lösen kann. Ebenso ist man in den
1930er Jahren überzeugt, dass sich (nur) mit Mechanik alle mathematischen
Formeln in Form von Maschinen nachbauen
lassen.
20sek.ch
Differential Analyzer, 1930
• mechanische
Lösung von
Differentialgleichungen
• Resultat wird als Kurve
gezeichnet
• Vannevar Bush
20sek.ch
Anwendung Differential Analyzer
Zur Berechnung von Artillerie-Tabellen. Nachschlagen war noch schneller als Berechnen.
20sek.ch
IBM 601, 1931
Lochkarten mit
je zwei Zahlen
Verarbeitungs
-strecke
Resultatstapel
mit eingestanztem
Resultat der
Multiplikation
20sek.ch
Transorama, 1930
•
•
•
Maschine zur schnellen manuellen Codierung der Postleitzahl
Ein Mann konnte so 3000 Briefe pro Stunde codieren
Dank Code konnten sie maschinell
20sek.ch weitergeleitet werden
ITER Avto, 1932
Auto Navigations Hilfssystem
20sek.ch
Lambda-Kalkül, 1930er
Der Lambda-Kalkül ist eine formale Sprache, welche Funktionen und
gebundene Parametern beschreiben kann. Sie wurde von Alonzo Church und
Stephen Cole Kleene eingeführt und wird noch heute in der theoretischen
Informatik verwendet.
20sek.ch
Modell K Addierer, 1936
• Georg Stibitz
• 2 Bit
• relaisbasiert
20sek.ch
Turing Machine, 1936
Papierstreifen mit Zellen [Z1 - Z….]
Steuerwerk
mit Registern A,B
•
•
Logical Computing
Machine, LCM
Beispiel:
Z1 lese Zelle 6 ins Register A
Z2 lese Zelle 7 ins Register B
Z3 addiere Register A, B
Z4 schreibe Resultat in Zelle 6
Z5 springe nach Zelle 1
20sek.ch
Alan Turing erklärt ein
hypotetisches Gerät, das
jedes denkbare logische
Problem lösen kann
Komplexes Verhalten setzt
keineswegs die Fähigkeit
voraus, komplexe innere
Zustände anzunehmen T.K. S.361
Halte Problem, 1936
• Kann man bestimmen, ob ein Algorithmus, den eine
Turing Maschine abarbeitet ein Ende findet oder
unendlich weiterläuft?
while (true) continue
print «hello world!»
• Allan Turing bewies, dass es keinen Weg gibt, dies
eindeutig zu bestimmen. Erreichen formale Systeme
einen bestimmten Grad an Komplexität, so lassen sich
Aussagen angeben, die man weder beweisen noch
wiederlegen kann.
20sek.ch
Automatische Datenverarbeitung,
1937
• Die amerikanische
Sozialversicherung erfasste
Mitglieder auf Lochkarten.
• Manuell gelochte «Master
Cards» enthielten deren
Merkmale.
• Anhand der Löcher konnten
die Karten später maschinell
sortiert werden (z.B.
Jahrgang).
20sek.ch
Punch hole cards
Mit der Nadel kann man ein Kriterium aussortieren.
20sek.ch
Zuse Z1 1937
• Konrad Zuse erkannte, dass
man mit Dualzahlen (0,1) und
den binären Operationen UND,
ODER, NICHT alle Grundrechenarten ausführen kann
• mechanischer Digitalrechner
• frei programmierbares
Rechenwerk mit binären
Zahlen
• Halblogarithmische
Zahlendarstellung (binär):
e1…e5e6 | m1m2….m13m14
NICHT:
ODER:
101,10101101 = 10101,101
= 25+23+20 + (1/2 + 1/8) = 21,625
20sek.ch
A Symbolic Analysis of Relay and
Switching Circuits, 1938
Claude Elwood Shannon
Mittels Boolscher Algebra kann man die Komplexität von Relaischaltungen
reduzieren und so Bauelemente einsparen.
20sek.ch
BTL Modell-1, 1939
(Bell Telephone Lab)
• 450 Relais
• 20’000 $
• Addition zweier 8stelliger Zahlen in 1/10
Sek
• Multiplikation zweier
Zahlen in 1 Minute
Bedienterminal
Recheneinheit
Basierend auf dem Modell-K Addierer baute Georg Stibitz für die Bell Labs
einen binär arbeitenden Fliesspunktaddierer, welcher über ein Terminal am
anderen Ende einer Telefonleitung bedient werden konnte. Die binäre Logik galt
damals im Vergleich zur höheren Mathematik noch als wenig leistungsfähig und
20sek.ch
primitiv.
Zelluläre Automaten, 1940
Stanislav Ulam stellt 1940 die Idee des
zellulären Automaten vor. Mehrere
räumlich diskrete Zellen, stehen in einem
nachbarschaftlichen
Verhältnis
und
beeinflussen sich gegenseitig. Mit dem
mathematischen Modell der zellulären
Automaten lassen sich räumlich diskrete
dynamische Modelle simulieren. 1969
wird Konrad Zuse die Vermutung
aufstellen,
dass
die
Naturgesetze
diskreten Regeln folgen und so das
gesamte Universum das Resultat der
Arbeit eines gigantischen zellulären
Automaten ist. (Womit das gesamte
Universum
deterministisch
vorausberechenbar wäre!)
1970 entwickelt John Conway das
"Game of Life". Lebewesen verteilen
sich auf einem Rasterförmigen Feld
(Welt). Je nach Nachbarschaft
überleben sie, vermehren sich oder
sterben. Das ganze kann auch als
zellulärer Automat angesehen werden.
Mit Conways Spiel konnte man die
Frage klären, ob unbegrenztes
Wachstum möglich ist, oder alles
einmal zu Ende ist. Letzteres wurde
bald bewiesen.
try it:
Mathematical Tables Project, USA
Von 1938-1948 rechneten 450
Personen an noch präziseren
mathematischen
Tabellenbüchern. Sie erstellten 28 Bücher
mit mathematischen Tabellen für
Sinus, Tangens, Logarithmus und
vielen mehr. Bisherige Tabellenbücher hatten weniger Stellen
Genauigkeit und enthielten immer
wieder kleine Fehler. Dies konnte
zu Problemen bei technischen
Entwicklungen führen.
Die
Mitarbeiter wurden auch für
aufwändige,
kriegswichtige
Berechnungen eingesetzt (Bombardierungspläne,
Radarwellenberechnungen,
Schockwellenvorhersagen).
20sek.ch
Theodore von Kármán, John von Neumann, Leo Szilard, Edward Teller und Eugene Wigner
Die fünf Wissenschaftler waren massgeblich an der Entwicklung der Raumfahrt, der
Strömungsmechanik, der Atombombe und des modernen Computers beteiligt. Nicht nur
ihre geistige Überlegenheit, ihre ungarische Sprache und ihre Geselligkeit machten sie zu
speziellen Persönlichkeiten. So soll ihr Wissenschaftkollege Enrico Fermi, auf die Frage ob
es Marsmenschen gebe, geantwortet haben: «Ja, klar gibt es sie und sie leben sogar unter
uns!» Womit er diese fünf gemeint hatte. 20sek.ch
Turing Bombe, ab 1940
• Code Breaking Machine
• Maschine zur Entschlüsselung der mit
Enigma-Maschine erzeugten
Geheimnachrichten der Nazis
• gebaut ca. 200 Stk.
• durchsuchten eingeschränkten
Schlüsselbereich und konnten
erfolgreich entschlüsseln
• «Computer» mit fixer Aufgabe
• Erfinder: Alan Turing
• Basierte auf «Bomba kryptologiczna»
• In 10 Min. konnte man mit 60
Bomben eine Nachricht entschlüsseln
• Breaking Enigma
Antriebsmotor
20sek.ch
Zuse Z3, 1941
•
•
•
•
Erster Digitalrechner
2200 Relais
200 Byte
elektrisch angetriebene
Taktwalze
• Lochstreifen
programmierbar
• turingmächtig
20sek.ch
Erster?
Computer sollen universell verwendbar, also speicherprogrammierbar, sprich
turingmächtig sein. Ob der Rechner dabei mechanisch, relaisbasiert (elektrisch)
oder röhrenbasiert (elektronisch) funktioniert, ist sicher zweitrangig. Wichtiger
sind Eigenschaften wie Programmierbarkeit, Gleitkommaarithmetik und binäre
Logik, welche heute noch allen Computern eigen sind.
20sek.ch
Relais Logik
Relais
• Beispiel Flip-Flop
• mit Flip-Flops lassen sich Zähler
und Addierer realisieren
• durch wiederholtes Drücken der
[ta]ste kann man den Schalter [a]
öffnen und schliessen
• Schaltzeit Millisekunden
elektrische Darstellung
symbolische Darstellung
20sek.ch
Marchant D8, 1942
• Auch verwendet für
Simulationsberechnungen im
Manhattan Project
• Durchrechnen von
Differentialgleichungen
• Erster direkter Kampf Mensch
gegen Computer
• Welches Team war schneller,
das manuelle Marchant oder
das IBM Tabulatoren Team?
20sek.ch
Atanasoft Berry Computer (ABC)
1941
Lochkarteneinheit
3000 Bit Trommelspeicher
Taktmotor
•
•
•
•
•
•
eine Addier-/Subtrahiereinheit
20sek.ch
elektronischer Rechner
(Röhren)
löst lineare
Gleichungssysteme
binär
nicht programmierbar
nicht turingmächtig
Links 1 2
Asimov Robotergesetze, 1942
• Ein Roboter darf kein menschliches
Wesen (wissentlich) verletzen oder
durch Untätigkeit gestatten, dass
einem menschlichen Wesen
(wissentlich) Schaden zugefügt wird.
• Ein Roboter muss den ihm von einem
Menschen gegebenen Befehlen
gehorchen – es sei denn, ein solcher
Befehl würde mit Regel eins
kollidieren.
• Ein Roboter muss seine Existenz
beschützen, solange dieser Schutz
nicht mit Regel eins oder zwei
kollidiert.
20sek.ch
Colossus, 1943, GB
• Erster voll funktionsfähiger elektronischer
Digitalrechner
• Standort Bletchly Park nordöstlich von
London
• Las auf einem Lochstreifen 5’000 Zeichen
pro Sekunde und konnte pro Takt 100
boolsche Operationen durchführen
• Ausgabe wiederum auf Lochstreifen
• Colossus basiert auf dem Konzept der
Turing Maschine von Adam Turing
• programmierbar durch Neuverkabelung
• nicht turingmächtig
• Kryptoanalyse, durch schnelles
durchprobieren von Verschlüsselungscodes,
welche die Maschine auf einem
Papierstreifen durchliefen
• Links 1, 2, 3
20sek.ch
Codeknacker, 194x
Damit die Funksprüche der Deutschen mit der Enigma sicher
verschlüsselt wurden, musste der Funker nach einer
geheimen Vorgabe den Tagesschlüssel neu eingeben und für
jede Nachricht einen Spruchschlüssel definieren. Beide
wurden am Anfang der Nachricht doppelt übertragen.
Verschiedene Nachlässigkeiten gaben nun den Alliierten
Hinweise, damit sie die geheimen Botschaften entschlüsseln
konnten.
Beispielsweise gab es immer wieder Funksprüche, bei denen
ein Buchstabe nie vorkam. Dies war nur möglich, wenn der
Funker gelangweilt war und immer nur denselben Buchstaben
in die Enigma eintippte. Andere verwendeten an mehreren
Tagen die gleichen Grundeinstellungen. Wettervorhersagen
wurden immer nach dem selben Schema gefunkt. Ebenso
halfen stereotype Anreden wie KOMMANDEUR oder
OBERKOMMANDO. Somit war für den Entschlüssler viel vom
Inahlt bereits bekannt und Rückschlüsse auf die
Verschlüsselung wurden vereinfacht. Sobald klar war, dass die
Schlüssel immer doppelt vorkamen, war es möglich die
aktuelle Walzenlage abzuleiten. Danach gab es nur noch
einen Bruchteil möglicher Verschlüsselungskombinationen.
20sek.ch
Erste Programmiererin, 1943
Leutnant Grace Murray Hopper, Doktortitel in
Mathematik und Professor am Vassar College, trat
1943 in die US Navy ein. Dort wurde sie an hoher
Stelle in das Mark I Computerprojekt eingebracht ,
als eine der vier ersten "Coder", Programmierer.
Nach dem Krieg spielte sie eine zentrale Rolle in
der Entwicklung des UNIVAC Computers, dem
ersten kommerziellen Computer. Ihre Idee
vorprogrammierte Unterroutinen bei Bedarf über
Nummern aufzurufen hatte zunächst noch einen
schweren Stand. In den 50er Jahren entwickelte
sie den ersten Compiler, welcher es erlaubte in
englischen Worten anstelle von Zahlencodes zu
programmieren. Weiter war sie Mitentwicklerin
der Programmiersprache Cobol. Grace Hopper
wurde nach einer langen Karriere im Jahr 1986 mit
einem Ehrengrad in die Pension entlassen.
20sek.ch
IBM Mark I, 1944, USA
«elektromechanische Turingmaschine»
Antriebswelle
Betrieben 1944-1959, 17m breit, nicht binär, programmierbar ohne Umbau, keine Röhren, turingmächtig,
zur Berechung mathematischer und ballistischer Tabellen (Link, Video). Reduzierte manuelle ballistische
20sek.ch
Berechnungen von 6 Monaten auf einen Tag.
Definition «BIT»
• Binary digIT
• Sitzung in Princeton, Winter 1943/44
• Norbert Wiener, John von Neumann,
Vannevar Bush, John Wilder
• «Information ist nach der Zahl Ja’s und Nein’s zu messen»
• 1948 benutzt Claude Elwood Shannon den Begriff Bit erstmals in
einer Publikation
• ein Bit ist die kleinste digitale Informationseinheit
• Ein Bit entspricht dem Informationsgehalt bei einer Auswahl aus
zwei gleich wahrscheinlichen Möglichkeiten (0 oder 1)
• 8 Bit in einer Gruppe entsprechen einem Byte: 01011000
• Ein Byte hat 28 = 256 verschiedene Zustandsmöglichkeiten
20sek.ch
Fingerabdruck-Archiv, 1944
FBI Überlaufarchiv, das Gesamtarchiv
enthielt ca. 10 Mio Fingerabdrücke!
20sek.ch
KL7, 1945
Die ersten Rotor-Verschlüsselungsmaschinen dieses Typs wurden ab 1945
in den USA entwickelt. Sie wurden nach 1952 von der NSA (National
Security Agency) benutzt. Von einigen NATO Staaten wurde sie noch bis
1983 verwendet.
20sek.ch
Von Neumann Architektur
1945
- Daten und
Programm liegen
binär codiert im
selben Speicher
- Universalmaschine:
- Eingabe
- Rechenwerk,
Steuerwerk,
Speicher
- Ausgabe
20sek.ch
Zuse Z4, 1945
•
•
•
•
•
ETH Zürich
•
•
•
•
20sek.ch
programmierbar
turingmächtig
40 Hz
2200 Relais
Gleitkommarechenwerk,
binär, 4 Grundrechenarten,
Quadratwurzel und viele
Sonderoperationen
Speicher: 64 Worte zu je
32 Bit, mechanischer
Speicher wie bei der Z1
war ab 1950 der einzig funktionierende Computer in Europa
1950-55 Zentralrechner
an der ETH Zürich
4000 Watt
“I am thinking about something
much more important than bombs,
I am thinking about computers.”
John von Neumann, Mitarbeiter im
Manhattanprojekt und Computerpionier, 1946.
20sek.ch
Memex (Idee), 1945
Nach dem Krieg sollte die Menschheit nun endlich ihre Energie in sinnvolle
Produkte stecken, Vannevar Bush beschreibt im Artikel «As we may think» ein
Konzept der universalen Wissensmaschine, Memex. Zwei «Bildschirme» für
Dokumentanzeige, verlinken von Informationen und Dokumentsuche sollen
wissenschaftliches Arbeiten erleichtern.
20sek.ch
Plankalkül, 1946
P1 max3 (V0[:8.0],V1[:8.0],V2[:8.0]) → R0[:8.0]
max(V0[:8.0],V1[:8.0]) → Z1[:8.0]
max(Z1[:8.0],V2[:8.0]) → R0[:8.0]
END
P2 max (V0[:8.0],V1[:8.0]) → R0[:8.0]
V0[:8.0] → Z1[:8.0]
(Z1[:8.0] < V1[:8.0]) → V1[:8.0] → Z1[:8.0]
Z1[:8.0] → R0[:8.0]
END
Die Funktion max3 berechnet das Maximum von drei Zahlen
Konrad Zuse arbeitete von 1942-1946 an Plankalkül. In den Nachkriegsjahren 1945/46 verboten
ihm die alliierten zudem praktische Arbeiten, auch durfte er voerst nichts veröffentlichen.
Plankalkül war eine der ersten höheren Programmiersprachen. Plankalkül wäre universeller als
die in den 50er Jahren entwickelten ersten Programmiersprachen gewesen. Es wurde schliesslich
1975 erstmals auf einem Computer implementiert.
20sek.ch
ENIAC, 1946/48
• Erster Röhrenrechner
= elektronisch
• 18’000 Röhren
• Speed = ~5 Hz
• 30 Tonnen
• 1000x schneller als
Mark I
• Programmierung
durch Wiederstandsmatrix und
Umstecken der Kabel
• US Army, Berechnung
ballistischer Tabellen
• J. Presper Eckert
20sek.ch
Williams-Kilburn tube, 1946
Freddie Williams und Tom Kilburn
entwickelten den ersten digitalen
Direktzugriffspeicher aus
Kathodenstrahlröhren, welchen sie
schlauerweise auch «WilliamsKilburn tube» nannten. Die
Williams-Kilburn-Röhre war der
erste gute Computerspeicher. Sie
führte erfolgreich ein 17 Zeilen
langes mathematisches Programm
von Kilburn aus. Dieser
revolutionäre elektronische Speicher
konnte 2048 Bit speichern. Ebenso
kurzlebig wie seine Technologie war
seine Speicherresistenz von nur 15
Minuten.
20sek.ch
Selectron, 1946
•
•
•
•
•
•
•
256 Bit (4096 Bit)
Daten als Leuchtpunkte
Auslesen = Elektronen-Emission messen
ständiger Refresh notwendig
Spannungen kleiner 1000V
im Auftrag von John von Neumann entwickelt
teuer und fehleranfällig
20sek.ch
Gefangenendilemma, 1946
Möglichkeiten:
- Beide schweigen: je 2 Jahre
- Der eine sagt aus, der andere schweigt:
1 Jahr, 6 Jahre
- Beide sagen aus: je 4 Jahre
Stanislav Ulam
John von Neumann
Ausgangslage:
Zwei Gefangene
Gemeinsame Straftat
Getrenntes Verhör
Keine Möglichkeit, sich abzusprechen
Was passiert, wenn man das Spiel fortlaufend wiederholt? Nur wer von Anfang an
kooperiert, kann dauerhaft gewinnen. Nicht kooperieren wird aber kurzfristig
belohnt. Basiert auf der Spieletheorie von von Neumann und diente als Basis zur
20sek.ch
Berechnung von Strategie-Simulationen
im Kalten Krieg.
Curta mech. Rechenmaschine
1947 – 1971
Einer der letzten mechanischen Rechner
- seitlich den Wert einstellen
- eine Drehung
- Resultat wird zu Anzeige oben auf Trommel
addiert
- Multiplikation = mehrfache Drehung
- x10, x100, … Übersetzungsänderung durch
schrittweise Verdrehung des geriffelten
Oberteils
Die Curta wurde in Lichtenstein produziert.
Bug, 1947
Das Knistern und Rauschen bei Telefongesprächen wurde schon seit dem 19. Jahrhundert den kleinen
Wanzen zugeschrieben, welche über die Kabel kriechen! Es war jedoch Grace Hopper, welche im
September 1947 einen Rechenfehler auf eine tote Motte in einem der Relais des verwendeten Mark II
Aiken Relais Computers zurückführte. Die Motte wurde entfernt und zur Dokumentation ins
Computerlogbuch eingeklebt. Seither werden Fehler in Computerprogrammen Bug (Wanze) genannt.
20sek.ch
IBM SSEC, 1947
Selective Sequence Electronic Calculator
Aus 22’500 Röhren und 21’400 Relais gebauter Hybridcomputer, welcher einen 18*19 Meter grossen
Raum füllte. Wurde unter anderem zur Berechung von Tabellen der Mondlaufbahn verwendet. Die dazu
notwendigen 22’000 Operationen erledigte er in nur sieben Minuten. Im Hintergrund sieht man drei
Einheiten mit Punch Tapes (Lochstreifen-Bänder).20sek.ch
Transistor, 1947
• Ein kleiner Strom (B) kann in
einem Transistor einen
grossen Strom (C->E) steuern
• 1933 erster
Feldeffekttransistor
• 1947 Bell Labs,
Demonstration eines
Bipolartransistor (npn)
• 1948 Begriff «Transistor»
• Ab 1955 breitere Verwendung
• Schaltzeiten <= Mikrosek.
20sek.ch
Kybernetik – Norbert Wiener
• "Cybernetics or Control and
Communication in the Animal
and the Machine“, 1948
• Steuerung und Regelung von
Maschinen, lebenden
Organismen und sozialen
Organisationen
• "die Kunst des Steuerns“
20sek.ch
Mathematical Theory of
Communication, 1949
Warren Weaver
Claude Shannon
• Das Prinzip der Informationsübermittlung beinhaltet immer einen
verrauschten Übertragungskanal.
• Das Mass der Information bezieht sich auf die Wahrscheinlichkeit des
Auftretens bestimmter Zeichen.
• Der Sender codiert Information, der Empfänger decodiert.
• Bei zwei Zuständen kommt einer mit 50% Wahrscheinlichkeit vor.
20sek.ch
George Orwell’s «1984», 1949
• Kritischer Roman über einen totalitären Präventions- und Überwachungsstaat
im Jahre 1984
• Vom Big Brother geführte Parteielite unterdrückt die breite Masse des Volkes
von ‘Ozeanien’, welches im Krieg steht
• Die Gedankenpolizei überwacht die gesamte Bevölkerung allüberall, ‘Big Brother
is watching you’ (Videoüberwachung, Polizeistreifen, Nachbarn, Kollegen) –
Niemand weiss genau, wann und wo er überwacht wird
• Schon der Wunsch zum Widerstand gegen den Staat ist ein Gedankenverbrechen
• Im Ministerium für Wahrheit werden Zeitungsberichte und Dokumente
fortlaufend der aktuellen Parteilinie angepasst
(Geschichtsfälschung)
20sek.ch
Pilot ACE, 1950
Automatic Computing Engine
Alan Turings Implementation seiner Turing Maschine. 1450 Röhren, die
Möglichkeit 12’288 Bit in Quecksilberverzögerungsspeichern mit 1 MHz zu
verarbeiten und Fliesspunktarithmetik machten ihn zum damals schnellsten
Computer. Die Colossus und viele Bereiche der Zusammen-arbeit von Alan
Turing und John von Neumann im zweiten Weltkrieg waren bis in die
Siebziger Jahre geheim oder sind bis heute nur grob bekannt. Der Pilot Ace
war somit offiziell lange der erste Computer von Alan Turing.
20sek.ch
ENIAC Wettervorhersage, 1950
Flussdiagramm der Berechnung
Jules Charney, Ragnar Fjortoft und John von Neumann verwenden den ENIAC
um erstmals mit einem Computer eine Wettervorhersage zu berechnen. Sie
teilten dazu Nordamerika in 19 x 16 (=304) 750 km grosse Quadrate ein und
berechneten innerhalb eines Tages eine 24h Vorhersage. Für die Berechnung
wurden 25’000 Lochkarten benötigt. Das Handling der Karten benötigte die
meiste Zeit. John von Neumann (sinngemäss): «Die Fähigkeit das Klima zu
beeinflussen wird einem Staat mehr Macht geben als jede nukleare Waffe»1!
20sek.ch
Turing Test, 1950
Wenn ein Mensch durch Fragestellen anhand der Antworten nicht festellen
kann, ob er sich mit einer Maschine unterhält, hat er es mit künstlicher
Intelligenz zu tun! – Adam Turing
20sek.ch
1024 Bit
Ferritkernspeicher, 1950
«magnetisch»
50 kHz bis 3 MHz; genügend starker Strom erzeugt Magnetfeld und speichert
Zustand im Kern; Matrixanordnung – 2 Drähte mit halbem Strom ermöglichen
direkte Adressierung (X,Y). Auslesen mit Leseleitung, welche Signalauschlag
zeigt, wenn das Magnetfeld ändert. Zum Auslesen muss man schreiben! Bis
Ende 1970er Jahre aktuell.
20sek.ch
Zufallszahlen, 1951
Quadrat
Zyklus
seed
seed
Von Neumanns Quadratmittengenerator erzeugt, ausgehend von einer Seed
Zahl, zwar auf den ersten Blick schöne Quadratzahlen, allerdings wiederholt
sich deren Reihenfolge spätestens ab der hundertsten Zahl. Periodische
Zufallszahlen sind nicht brauchbar! Dies bewog John von Neumann zu
folgendem Zitat: "Jedermann, der Zufallszahlen mit einer arithmetischen
Methode erzeugen will, ist nicht ganz bei Trost."
20sek.ch
Postsortierung, 1951
• Auch noch 1951 wird Post von Hand sortiert, Los Angeles
• vorne Grobsortierung, hinten Feinsortierung
20sek.ch
Whirlwind Computer, 1945-52
Computer, der die US-Navy für einen Flugsimulator bauen liess.
Erstmals lauffähig 1951. Bahnbrechend waren sein Röhrenbildschirm, Lichtgriffel und der Magnetkernspeicher. Er bestand aus
5’000 Röhren und 11’000 Halbleiterdioden. Entwickelt am MIT, war
er der erste Rechner, welcher kontinuierlich parallele Eingaben
verarbeiten sollte.
20sek.ch
UNIVAC, 1951
Der UNIVAC war nach Zuses Z4 der zweite kommerzielle Computer der Welt. Er
wurde von John Presper Eckert und John W. Mauchly entwickelt und war der Erste,
welcher Magnetbänder zur Massenspeicherung verwendete. 1952 berechnete er
aus 7% der abgegebenen Stimmen erstmals eine Wahlhochrechnung und Dwight D.
Eisenhower wurde tatsächlich US Präsident.
20sek.ch
MANIAC, 1952
• John von Neumann und sein «high-speed» Computer
• Zum ersten Mal wurden Daten und Befehle im selben Speicher verarbeitet
• Von Neumann erkannte wie man Speicher konstruieren muss, damit man
effizient rechnen kann
• In den schräg angeordneten Zylindern stecken Williams Killburn Röhren (Speicher)
20sek.ch
• 35 kW, 2400 Röhren, Addition in 80 Millisekunden
6x6 = Los Alamos Chess
MANIAC Verwendung
Berechnungen für die
Wasserstoffbombe.
Erster Computer der ein
Schachspiel gegen einen
Menschen gewann.
Barricellis Simulation
eines 5 kB grossen
Universums.
Strömungs- und Schockwellenberechnungen.
20sek.ch
Wettervorhersagen und
erste Klimamodelle.
Assembler, 1952
Gemäss dem Konzept der Turing Machine arbeitet ein Computer fortlaufend Daten aus
seinem Speicher ab. Diese Daten haben die Form binärer Zahlen (Gruppen von 0,1), welche
direkt den Schaltbefehlen der Hardware entsprechen. Mit der Zeit verwendete man
Hexadezimale Zahlen (Ziffern 0-9, A-F; Werte 0-216 =0-255) zur Darstellung des
Programmcodes. Das war immer noch sehr unübersichtlich:
21 00 10 11 00 20 19 22 00 30 25
Mit Assembler gab man nun jeder Befehlszahl ein Codewort, damit Programme lesbarer
wurden. Die Befehle entsprachen den Funktionen des jeweiligen Rechenwerks:
Code
21 00 10
11 00 20
19
22 00 30
25 END
Assembler Befehle, Werte
LD HL,1000H
LD DE,2000H
ADD HL,DE
LD (3000H),HL
# lade 1000 ins HL Register
# lade 2000 ins DE Register
# addiere HL,DE
# lade HL Register in Speicheradresse 3000
# ENDE
Zunächst mussten Assembler Programm noch von Hand in Maschinencode übersetzt und
dann auf Lochkarten gestanzt werden.
Link 1
20sek.ch
A-0 Compiler, 1952
Grace Hopper entwickelte ein
Programm,
das
symbolischen
mathematischen
Code
in
ausführbaren
Maschinencode
übersetzte. Die Grundidee war,
vorhandene Rechencodeblöcke im
Speicher zu ordnen und nach Bedarf
über ihre Adresse aufzurufen. Die
Neuerung wurde mit Skepsis
aufgenommen, da man sich
gewohnt war, Einzelrechnungen
auszuführen.
IBM 701 mit Stappelverarbeitung, kein Betriebssystem
20sek.ch
Lochkartenleser verabeitet
Karten mit Rechenschritten.
Während der zugewiesenen
Rechenzeit konnte man
seinen Lochkartenstappel
durchrechnen lassen
Theseus, 1952
Claude Elwood Shannon bringt der künstlichen Maus Theseus bei, einen Weg
durch ein Labyrinth zu suchen. Anschliessend findet Theseus selbständig und
direkt den Weg. Die relaisbasierte Logik speicherte sich die erfolgreichen
Abzweigungen und konnte sie danach20sek.ch
wiedergeben.
TRADIC, 1954
TRAnsistor DIgital Computer, US Air Force
• Ziel: leichtere Computer bauen, welche in ein Flugzeug passen
• 700 Transistoren, 10’000 Dioden, 1 MHz, 100 Watt
• ähnliche Prototypen ab 1953
auch in Grossbritannien
20sek.ch
Allan Turing nimmt sich das Leben, 1954
Die britischen Behörden verhafteten Turing im
Jahr 1952. Homosexuelle Handlungen waren in
Grossbritannien bis 1967 strafbar. Er wurde vor
die Wahl gestellt: Entweder Gefängnis oder
Umerziehung. Notgedrungen entschied er sich
für letzteres. Er musste sich einer
Hormontherapie unterziehen und wurde
chemisch kastriert. Sein Leben wurde zur Hölle
gemacht, und am 7. Juni 1954 beging er,
psychisch gebrochen, mit 42 Jahren
Selbstmord. Ein vergifteter Apfel lag neben
seinem Leichnam.
20sek.ch
Hmmm…?
Monte Carlo Simulation
DARTS=1000000
hits = 0
throws = 0
for i in range (1, DARTS):
throws += 1
x = random()
y = random()
dist = sqrt(pow(x, 2) + pow(y,2))
if dist <= 1.0:
hits = hits + 1.0
# hits / throws = 1/4 Pi
pi = 4 * (hits / throws)
print "pi = %s" %(pi)
---$ monte-carlo-pi.pseudo
pi = 3.1422991423
Mit häufig durchgeführten Zufallsexperimenten kann man die Wahrscheinlichkeit eines
Zusammenhangs feststellen. So zum Beispiel stehen die roten und schwarzen Punkte im selben
Zusammenhang wie die durch das Kreissegment geteilten Flächen, woraus man 𝜋 (𝑝𝑖)
berechnen kann. Zu den Pionieren der Monte-Carlo-Methode in den 1940er Jahren
gehören Stanislaw Ulam, Nicholas Metropolis und John von Neumann. 1945 wurde in Santa
Monica die RAND Corporation gegründet, welche schon bald zum Spezialisten für die Erzeugung
von künstlichen, wirklich zufälligen Zufallszahlen
wurde.
20sek.ch
RAND Corporation
“A Million Random Digits
with 100,000 Normal
Deviates”
Die RAND Coorporation, ein technisch-militärischer US Thinktank, benötigte unter
anderem für seine Kriegssimulationen möglichst zufällige Zufallszahlen. So
verwendeten sie ein elektronisches Rouletterad, um effizient viele Zufallszahlen
erzeugen zu können. Die 1’000’000 Zufallszahlen
wurden als Buch veröffentlicht.
20sek.ch
Oprema, 1955
Optiken Rechen Maschine in Jena (DDR)
•
•
•
240 Quadratmeter, 17’000 Relais, 500 km Kabel
Reduzierte Berechnung von 1 Stunde auf Sekunden
Relais aus der Nachrichtentechnik (Telefonzentralen)
20sek.ch
Ermeth, 1956
• 1948 bis 1957 an
der ETH Zürich
entwickelt
• 1’500 Röhren
• 10’000 Wort
Magnettrommelspeicher
• Lochkarten
• 30 kW
• Von Neumann
Architektur
20sek.ch
IBM 305 RAMAC, 1956
erster Computer mit Festplatte
•
•
•
•
•
20sek.ch
4 MB Diskspeicher
1200 RPM
50 Platten
1 Arm
Random Access
Method of
Accounting and
Control
Royal Mc Bee LGP-30, 1956
erster Desktop Computer
Loc.
0000
0001
0002
0003
0004
0005
0006
0007
0008
0009
0010
0011
0012
Instr.
B 0010
A 0011
C 0012
B 0010
S 0011
M 0012
M 0009
C 0012
Z 0000
Pi
R
r
Comments
R to Acc
Add r to Acc
Store R+r and clear Acc
R to Acc
Subtract r from Acc to give R-r
Multiply R-r by R+r
Multiply by Pi to give Area
Store Area
Halt
{ Storage of
}
{ data as
}
{ binary numbers }
{ Working storage }
{Source}
• $ 40’000
• 31 Bit Words; 4096 word drum memory;
113 Röhren; 1450 Dioden; 16 Befehlswörter;
• preiswerter technisch-wissenschaftlicher Rechner
20sek.ch
Sensorama, 1956
Morton Hellig arbeitet an einem
Gerät für multisensorische,
künstliche Erlebnisse. Für einen
viertel Dollar konnte man
verschiedene zweiminütige
3D Filme erleben. Zur Auswahl
standen ein Motorradrennen,
eine Buggyfahrt durch
Sanddünen, ein Helikopterflug
und eine Bauchtanzvorführung.
Die Technik basierte zwar noch
auf Filmaufnahmen, zeigte aber
sehr schön, die Grundidee der
virtuellen Welten.
Das Sensorama bildet die Basis
für Computergraphik, Animation
und virtuelle Welten.
20sek.ch
Transatlatisches Telefonkabel, 1956
Das erste
Transatlantikkabel, über
welches Sprache übermittelt wurde, verlegte man
1956. Es verband New York
mit Schottland. Das
Verlegen von Unterwasserkabeln war
gegenüber dem neu
erfundenen Funk sehr
kostspielig.
• Kabel gehörte AT&T
• 100 Verbindungen
gleichzeitig
• Datenrate: 500 kbit/s
20sek.ch
Singularität, ~1956
Neuman zu Ulam: «Die Interessen der Menscheit
werden sich verändern. Die wissenschaftliche
Neugier wird enden und komplett neue Dinge
werden nach Erreichung der Singularität die
Menschen in Zukunft beschäftigen.»
(Tribute to JvN; Teil2, Seite 5)
Stanislav Ulam
John von Neumann
„Eine ultraintelligente Maschine sei definiert als eine Maschine, die die
intellektuellen Fähigkeiten jedes Menschen, und sei er noch so intelligent,
bei weitem übertreffen kann. Da der Bau eben solcher Maschinen eine
dieser intellektuellen Fähigkeiten ist, kann eine ultraintelligente Maschine
noch bessere Maschinen bauen; zweifellos würde es dann zu einer
explosionsartigen Entwicklung der Intelligenz kommen, und die menschliche
Intelligenz würde weit dahinter zurückbleiben. Die erste ultraintelligente
Maschine ist also die letzte Erfindung, die der Mensch zu machen hat.“
Irving J. Good
20sek.ch
John McCarthy prägt an der Dartmouth Conference den Begriff Artificial Intelligence (AI). Er geht davon
aus, dass die Aspekte des Lernens und die Eigenschaften des Erkennens/Intelligenz so beschrieben
werden können, dass man Maschinen beibringen kann, selbstständig mit Sprache umzugehen. Die
Wissenschaftler um McCarthy versuchten in den 2 Monaten der Konferenz die Frage zu klären, ob es
möglich ist, eine wirklich universale Turingmaschine zu bauen, welche nicht nur rechnen kann, sondern
den Fähigkeiten des menschlichen Hirns wirklich nahe kommt. Viel erreicht hat man bei der Konferenz
nicht. Hauptsächlich blieb die Erkenntnis, dass AI komplizierter ist als erwartet.
20sek.ch
Chomsky Hierarchie, 1956
Reguläre Sprachen können von endlichen Automaten,
kontextfreie Sprachen von (nichtdeterministischen) Kellerautomaten,
kontextsensitive Sprachen von linear beschränkten Turingmaschinen
und
rekursiv aufzählbare Sprachen von allgemeinen Turingmaschinen
erkannt werden.
Avram Noam Chomsky (MIT) erklärt die Unterschiede
zwischen «natürlichen (menschlichen) und regulären
(Programmiersprachen)» Sprachen.
20sek.ch
Casio 14-A, 1957
• Erster vollelektrischer
Relais Rechner
• Erstes Produkt der Firma
Casio
• 342 Relais
• 14 Stellen
• «kaufmännischer
Taschenrechner»
20sek.ch
Odhner Arithmometer
5321
5
3
2
1
Obwohl es nun erste elektronische Rechner gibt, sind sie noch lange kaum
verbreitet. An den meisten Orten (Ingenieurbüros, Buchhaltung, Banken, etc.)
wird primär noch bis mitte 1970er Jahre im Kopf und mit mechanischen
Rechnern (wie diesem 1950 gebauten) oder Rechenschiebern gearbeitet.
20sek.ch
Fortran, 1957
erste höhere Programmiersprache
Handbuch
Neuerung: lesbarer Code
Nachteil: braucht viel Speicher
andere frühe Sprachen: LISP, COBOL, ALGO
20sek.ch
Erste planare Integrierte Schaltung
2N1613 Planar Transistor
1957
1959
1960
In diesem Jahr gründen «die verräterischen Acht» in Kalifornien die Firma
Fairchild, welche sodann die Methoden zur industriellen Halbleiterproduktion
entwickeln und optimieren wird. Fairchild ist die Mutter der Halbleiterindustrie, aus ihr entstanden mehr als 90 andere Halbleiterfirmen.
20sek.ch
, 1957
Ken Olson gründet die Firma Digital Equipment Computer, welche zunächst einfache
Elektronikmodule wie Inverter oder Addierer baut. Aus diesen Modulen bauen sie bald
immer komplexere Computer wie die spätere PDP-11 (>600’000 Stk.) und entwickeln die
dazu notwendigen Betriebssysteme wie RSX-11A oder VMS. Digital wird immer wieder
neue Technologien zur Marktreife bringen und wird so 1987 zur weltweiten Nummer
zwei im Computermarkt hinter IBM. 1998 wird Digital von Compaq aufgekauft, welche
ihrerseits 2002 von Hewlett-Packard geschluckt
20sek.ch wird.
Transistor Logik
• Beispiel Flip-Flop
• E Eingang
• A Ausgang
Anstelle von Relais kann man für ein Flip-Flop auch kleine stromsparende
Transistoren verwenden. Das Flip-Flop ist eine bistabile Kippstufe, welche ein
Eingangssignal (bei E1) solange speichert, bis es durch ein erneutes Signal (bei E1)
wieder gelöscht wird. Das Flip-Flop ist ein Ein-Bit-Speicher.
20sek.ch
Integrierte Schaltungen, 1958
(IC = Integrated Circuit = Chip)
• Jack Kilby sieht Halbleiter als
Lösung den Verdrahtungsaufwand von Computern zu
reduzieren («Tyranny of
numbers»)
• 1958 zeigt er eine integrierte
Flip-Flop Schaltung als
Labormodell
• breitere industrielle
Anwendung von Chips ab 1965
=
=
als CHIP
Bauteil
20sek.ch
Cora 1, 1957
Contraves Rechenanlage
• Entwicklung ab 1957
• Verkauft ca. 60 Stk.
ab 1960
• Transistorschaltungen,
Kernspeicher
• Lochkarten
• Peter Tóth
Bewies, dass Echtzeitsteuerung eines Feuerleitsystems
mit Hilfe eines Digitalrechners möglich ist.
20sek.ch
IBM AN/FSQ-7, 1958
Sage [Semi-Automatic Ground Environment]
• grösster
Computer
• je 55’000
Röhren
• 75’000
Befehle/Sek.
• 2 CPU
• 275 Tonnen
• je 3 MW
Amerikanisches Luftabwehrsystem
22x
20sek.ch
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Kelvin-Hughes Projector
Main-Frames
Maintenance and Programming
Computer-Ebene mit Rinkernspeicher (rechts)
20sek.ch
Tennis for two, 1958
Analogrechner? Digitale Logik ist gut, aber Analoge ist (noch) schneller!
20sek.ch
Hagelin CD-57, 1959
• letztes rein mechanisches Chiffriergerät der CH-Firma Hagelin,
heute cryptoag.ch
• polyalphabetische Substitution
20sek.ch
PDP-1 von DEC, 1959
Programmed Data Processor 1
• Transistoren, 18 Bit
• Tastatur, Lochstreifen,
Lichtgriffel
• Bildschirm
• Assembler
• Ein-Mann Bedienung,
interaktiv
• 250’000 $
• Space Wars
(graphisches Spiel)
20sek.ch
Simulation, 1959
Raumkapsel
Simulator in
Analogrechnertechnik zur
Simulation der
Kapselsteuerung
während ersten
bemannten
Parabelflügen.
Mathematische
Berechnungen
(Addition,
Integration,
Differenzierung)
mittels fest
verdrahteter
Transistorelektronik.
20sek.ch
Bell EAI 231R Analog Computer
Lochkarten, 1959
Lochkarten waren dazumals das am stärksten verbreitete Speichermedium
für Computer. In diesem Raum des amerikanischen Staatsarchivs lagern pro
Karton 2000 Lochkarten.
20sek.ch
Nikita Chruschtschow @ IBM, 1959
Nikita Chruschtschow besuchte 1959 zur
Entspannung der politischen Beziehungen
die Vereinigten Staaten. Unter anderem
durfte er auch die IBM Firmenzentrale in
San Jose besichtigen. Nach einer Führung
durch die Produktionshallen für Computer,
wurde das Mittagessen im firmeneigenen
Selbstbedienungsrestaurant eingenommen.
Chruschtschow war davon mehr beeindruckt als von den Computern und ordnete
an, dass solche Restaurants auch in den
russischen Produktionsstätten eingeführt
werden sollen! Stark entäuscht war er
anschliessend, weil ihm der Besuch des
Disneylands aus Sicherheitsgründen
verwehrt wurde. Diese Enttäuschung hatte
vielleicht sogar Einfluss auf den weiteren
Verlauf des Kalten Krieges.
use US Proxy
20sek.ch
Wiki:
CORDIC, 1959
Der CORDIC-Algorithmus wurde 1959 von Jack E.
Volder präsentiert. In der ursprünglichen Version
war es damit möglich, trigonometrische Funktionen
wie Sinus, Cosinus und Tangens sowie die
Multiplikation und Division von Zahlen allein durch
die in digitalen Schaltungen einfach realisierbaren
Additionen und Schiebeoperationen (engl. shift-andadd operations) zu bilden. Schiebeoperationen zur
Zahlenbasis 2 sind in digitalen Schaltungen sehr
leicht
durch
entsprechende
Verschaltung
realisierbar.
Volders Motivation war der Ersatz der üblichen und
fehleranfälligen analogen Navigationsrechner in
Convair-B-58-Bombern durch digitale Rechner zur
genauen Positionsbestimmung. Die Anforderung
war die Positionsberechnung der mit Überschallgeschwindigkeit fliegenden Bomber in Echtzeit über
einer vereinfacht als kugelförmig angenommenen
Erdoberfläche.
20sek.ch
Quicksort, 1960
• nach dem Prinzip teile und herrsche, Antony Hoare
20sek.ch
• avg.: O(n log n)
max: O(n2)
IBM Sabre, 1960
Die technischen Entwicklungen des SAGE Systems führten zum Einsatz der ersten
Computer in der kommerziellen Luftfahrt. Sabre war ein computerbasiertes
Flugbuchungssystem, entwickelt für American Airlines. Eingeführt im Jahr 1960
sind seine Grundkonzepte immer noch20sek.ch
in heutigen Systemen zu finden.
20sek.ch
Information, 1961
Grundelemente des Universums:
Information
Energie
Materie
Norbert Wiener:
"Information ist Information, weder Materie noch Energie. Kein
Materialismus, der dies nicht berücksichtigt, kann heute überleben.«
Cybernetics, Second Edition 1961, Seite 162, (first edition 1948).
20sek.ch
Erste Betriebssysteme
20sek.ch
CTSS
1961
Compatible Time-Sharing System (CTSS) = Computer + Betriebssystem
Entwickelt am Massachusetts Institut für Technologie
Erlaubte mehreren Benutzern, gleichzeitig Programme auszuführen, die
teure Rechenzeit konnte so besser genutzt werden.
Lief auf einem IBM 7094 Mainframe20sek.ch
mit 32’786 36 Bit Worten (~13 kB).
DECUS User Gruppe, 1961
• freier Softwaretausch
• Quelltext mitveröffentlichen
• Jeder soll Teil haben und Verbesserungen
einbringen können.
• https://en.wikipedia.org/wiki/DECUS
• http://www.decuslib.com/ download
• PDP11 Software: http://pdp-10.trailing-edge.com/
Unimate, 1961
Einer der ersten Industrieroboter wurde
von General Motors zur Autoproduktion verwendet.
20sek.ch
Telefunken TR4, 1962
• 5 Mio D-Mark, bis 1967 23 Stück gebaut
• Halbleiter Digitalrechner
• 28’762 Worte Ferritkernspeicher, 4096 Worte
Festwertspeicher
• 7 Bandlaufwerke
• 48+2 Bit Architektur, 2 MHz, 2000 Watt
20sek.ch
Microcomputer, 1962
Die maximal 800 in Bereitschaft gestandenen Minuteman I Interkontinentalraketen mit
Atomsprengköpfen der USA, waren mit den ersten Boardcomputern bestückt, welche eine
Rakete autark (ohne korrigierende Steuerbefehle vom Boden) steuern konnten. Dies waren
damals die kompaktesten Rechner, sie förderten stark die Technologie der Microelektronik,
aus welcher später die ersten Microcomputer entstanden.
20sek.ch
Intergalactic Network, 1962
J.C.R. Licklider
• Licklider erkannte dank Erfahrungen mit dem PDP-1 Computer die Kraft
der Minicomputer.
• Er veröffentlichte 1962 verschiedene Memos unter dem Titel «Members and
Affiliates of the Intergalactic Computer Network», in welchen er die Vision von
global vernetzten Computern, mit welchen jedermann kommunizieren oder auf
Daten zugreifen kann, beschrieb.
• Licklider war der erste Leiter des DARPA Forschungsprogramms, das später die
notwendigen Technologien entwickelte.
• Licklider und Robert Taylor publizieren 1968 den Artikel «The Computer as a
Communication Device», in welchem sie die Vorzüge eines universellen Netzwerks,
über welches man schliesslich nicht nur Daten übertragen werde, sondern dank
Interaktion in der virtuellen Community mehr erreichen kann als als einzelnes
Individuum, erklärten. Weiter spekulierten sie über die zukünftige Arbeitsteilung
zwischen Mensch und Maschine. «Men will set the goals and supply the
motivations, of course, at least in the early years. They (the computers) will
formulate hypotheses and serve as evaluators.”
20sek.ch
РУССКИЙ To English, ~1962
ALPAC Report:
3:44
Der britische Wissenschafter McDaniel schätzt, dass seine Computer innerhalb von 5 Jahren
in der Lage sein werden, bis zu 2 Millionen Wörter pro Stunde von Russisch auf Englisch zu
übersetzen. Das wäre genug, um im laufenden Kalten Krieg die Übersetzer der Geheimdienste
durch Maschinen zu ersetzen und alle verfügbaren russische Quellen zeitnah zu übersetzen.
1966 wird der ALPAC Report die grossen Hoffnungen im Bereich der künstlichen Intelligenz
für lange Zeit einfrieren (AI Winter).
20sek.ch
Anita C/VIII, 1963
erster kommerzieller elektronischer Rechner
• Massenproduktion
• 2’700 $
• 177 Thyratron Röhren
20sek.ch
Sketchpad, 1963
Ivan Sutherland entwickelt das erste Freihand-Eingabegerät für Computer
an einer TX-2 Console des MIT in Massachusetts. Es stellt eines der
20sek.ch
Elemente von Memex dar, der Arbeitsplatzvision
von Vanevar Bush.
RAND Tablet, 1964
Die RAND Coorporation entwickelt das erste Tablet mit
Stifteingabe. Darauf beginnen viele Projekte, sich mit
der Erkennung von Zeichen, welche von Hand
eingegeben werden, zu beschäftigen.
20sek.ch
Friden C-130, 1964
•
•
•
•
•
20sek.ch
erster Transistor-Tischrechner
2’100 $
Dioden-Transistorlogik
Nickel-Draht-Speicher
666 kHz Clock
IBM 360, 1964
«Mainframe»
Lochkartenleser mit
Programmcode.
Während der
zugewiesenen
Rechenzeit konnte
man seinen
Lochkartenstappel
durchrechnen lassen
Magnetbänder
für Massendaten
Kommerzieller Rechner für kaufmännische und naturwissenschaftliche Zwecke, gebaut
in Transistorlogik zunächst mit 4 kB später 6 MB Speicher. Das OS/360 Betriebssystem
diente zum Lesen und Starten von Code ab
Lochkarten.
20sek.ch
ESER, (1969)
Einheitliches System Elektronischer Rechentechnik
• Der EC 1035 war Nachbau des IBM 360
• Standort DDR
20sek.ch
Rechenmaschinen ersetzen Menschen
ab 1960er verstärkt
• Bisher wurden Computer primär zu
militärischen oder wissenschaftlichen
Zwecken eingesetzt.
• Nun verstärkt für einfache mathematische
Aufgaben in der Wirtschaft:
– Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division
– Verwaltungsaufgaben
– Buchhaltungsaufgaben
– Flugbuchungssysteme
20sek.ch
Baltimore Social Security Office
1965
20sek.ch
Quick Count, 1965
Mit Quick Count konnten die amerikanischen Militärs schnell berechnen, wie
viele zivile Opfer ein Nuklearschlag in Europa fordern würde. Nach der
Eingabe des Waffentyps, Zielen, Windverhältnissen und Bevölkerungsdichten
in den IBM 7090 Computer, spuckte die von der RAND Coorporation
entwickelte Software Graphen und Tabellen mit Zahlenmaterial zu den zu
erwartenden Opfern aus (Command & Control, p352).
20sek.ch
Early Bird, 1965
Der Intelsat F-1 oder Early Bird wie er von der Presse genannt wurde,
war der erste kommerzielle geostationäre Fernsehsatellit. Er wog 35 kg
und konnte mit seinen 6 Watt Sendeleistung im 50 MHz Bereich entweder
eine Fernsehsendung oder 240 Telefongespräche
übertragen.
20sek.ch
Sword of Damocles, 1965
• Ivan Sutherland,
Doug Sproull
• Darstellung von
3D Gittergrafiken
• Kopfbewegungen
verändern das
Bild
20sek.ch
MULTICS
1965
• Vorgänger der UNIX Betriebssysteme
• IBM Mainframe waren Batchverarbeiter (Stappel von Lochkarten durchrechnen,
kein Betriebssystem)
• Time Sharing Systeme erlaubten mehreren Benutzern auf einer CPU gleichzeitig
Eingaben zu tätigen und Programme laufen zu lassen
• Wurde auf einem GE-645 Mainframe entwickelt
• Es gab weltweit 80 Installationen, die letzte noch im Jahr 2000
20sek.ch
for MULTICS
20sek.ch
MULTICS - the first seven years
===============================
Why are we reading this paper?
MULTICS is the origin of many of the ideas in today's OSes
UNIX was in many ways a reaction *against* MULTICS. Should ask:
- What did UNIX appropriate from MULTICS and why?
- What did UNIX reject from MULTICS and why?
The plan for next two lectures:
- Today, talk about MULTICS and how it led to UNIX
- Wednesday: Original UNIX developers reaction to what UNIX became
In the early days, computers ran in batch mode
One job at a time; job had complete control over computer
MIT had an IBM 7090, but had to share with other universities & IBM
- President of IBM allegedly liked yacht racing
- a Special deck probably computed yacht handicaps
- Operators had to run it immediately upon request
Around 1959, McCarthy/Teager started experimenting with "time stealing"
Some job is running on computer
Important professor submits quick job
Write current job's state out to tape
Run important job
Restore state of interrupted computation
Note this used interrupts!
Collected typed characters while executing a batch job
Teager convinced IBM to make hardware modifications like memory protection
Continue at: http://www.scs.stanford.edu/nyu/04fa/notes/l4d.txt
20sek.ch
Erster programmierbarer
16 Bit Rechner, 1966
Der HP 2116A verarbeitete 4096
16 Bit Worte in 2 µs. Das
Basismodell kostete 9’950 $.
20sek.ch
ASR-33 Teletype
• User Interface - ‘Terminal’
• Ausgabe fortlaufend auf Papier
• Vorläufer von
Bildschirm & Tastatur
• z.B. für HP 2116A
• Lochstreifenschreiber, links
• Um damit Dateien editieren zu
können, wurde von Ken Thompson
der zeilenorientierte Texteditor ed
entwickelt.
• Ed wurde später durch den
komfortableren seitenorientierten
Texteditor vi verdrängt.
20sek.ch
Tridac, 1965
Three Dimensional Analogue Computer
Solving problems of fligth (England)
20sek.ch
20sek.ch
Verdrahtung der Bauteile = Programmieren => Patchpanel
Analog/Hybrid Computer 1965
Beispiel Federdämpfung
Elektronische Bauelemente setzen mathematische Formeln in Echtzeit um.
20sek.ch
benötigte Bauteile
20sek.ch
PDP-8, 1965
«bezahlbar, klein, sexy»
• Der erste bezahlbare Minirechner
• 1970: 6’500 $
• 12 bit, 660 kHz, 4096 Worte im
Speicher
• Magnetkernspeicher
• 8 Befehle, 2 Register
• Omnibus Erweiterungsslots
• Verkauft: 18’000 Stück
• DEC Digital Equipment
Corporation wurde zweitgrösste
Computerfirma
20sek.ch
CTRL-C und Cluster
DEC TOPS-10
TOPS-10 (Timesharing Operating System 10) war ein interaktives Multiuser-Betriebssystem der
Firma Digital Equipment Corporation (DEC) für die ebenfalls von DEC hergestellten PDP-6 und PDP-10Rechner. Die erste Version von TOPS-10 war Version 1.4, die 1964 vorgestellt wurde. Seit der ab 1967
verfügbaren Version 2.18 unterstützte TOPS-10 auch die PDP-10. Mit der 1972 vorgestellten TOPS-10
Version
7.0
und
höher
konnten
mehrere
PDP-10-Rechner
zu
Symmetrischen
Multiprozessorsystemen von bis zu 8 Rechnern (Cluster) zusammengeschlossen werden, die
ununterbrochenen Betrieb trotz eventueller Hard- oder Softwareausfälle garantierten (Features).
20sek.ch
Raytheon RC1033, 1966
VCC
D
3
1
2
GND
ca. 3 mm
Beispiel einer der ersten integrierten Schaltungen.
20sek.ch
Fairchild µA709, 1965
Operationsverstärker
aus 15 bipolaren Transistoren
und 15 Widerständen,
15 µm Strukturbreite, Verstärkungsfaktor 70V/mV,
designed von Robert Midlar.
Der Vorgänger µa702 bestand noch aus 9 Transistoren
und 11 Widerständen.
20sek.ch
Anwendungsbeispiel:
Signalverstärkung
Cogito 240SR, 1966
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20sek.ch
elektronischer Tischrechner
Transistor Logik
Fliesspunktzahlen
$ 2000
480 Bit Delay Line Speicher
Designt von Stanley P. Frankel
Frankel kam bereits im
Manhattanprojekt (1942) mit IBM
Tabulatorrechnern in Kontakt und
vernächlässigte für eigene
Spielereien gerne die Arbeit an
den Bombenberechnungen.
Cora 2, 1966
Erkennung von Flugobjekten auf Radarbildern
und automatische Ausrichtung der Flak.
• Entwicklung ab 1966
• DTL-Schaltkreise (DiodenTransistor-Logik)
• Kernspeicher
• Ada Programmiersprache
• Ab 1970 bis heute für
Skyguard Feuerleitsystem
eingesetzt
20sek.ch
Moore’sches Gesetz 1965
Dr. Gordon Moore, der Chef von Robert Widlar bei Fairchild postuliert im Electronics
Magazine: «Die Komplexität für Chips mit minimalen Herstellungskosten wächst grob
mit dem Faktor zwei in jedem Jahr.» Das war zwar nicht das erste Mal, dass diese Idee
formuliert wurde, jedoch war Moore der Erste, der in die Zukunft schaute und
voraussagte, dass dieses Wachstum zehn Jahre so bleiben werde und so 1975 Chips
mit 60’000 Komponenten existieren würden. Moore gründet später mit Robert Noyce
die Firma Intel und korrigiert 1975 seine Aussage auf: «Verdoppelung der Komplexität
alle zwei Jahre». Diese zweite Aussage wird später von Intel als Moore’sches Gesetz
vermarktet! [c’t 2015,10,S.72]
20sek.ch
Moore’sches Gesetz, 1965
20sek.ch
Eine der vielen Auslegungen
des Gesetzes.
1940/1966
veröffentlicht
Die Einzelteile einer komplizierten Machine müssen selber nicht kompliziert sein.
Wenn eine Maschine selber einfache Teile reproduzieren kann, kann sie auch noch
kompliziertere und somit bessere Maschinen durch Evolution entwickeln. So wie sich
biologische Zellen reproduzieren, können sich auch Maschinen reproduzieren.
20sek.ch
ELIZA, 1966
ELIZA, eine künstliche Gesprächspartnerin, wurde von Joseph Weizenbaum
auf einem IBM 7094 programmiert. Eingegebene Sätze werden mit einem
strukturierten Wörterbuch analysiert. Auf passende Oberbegriffe werden
vorgefertigte Antworten gegeben. Weizenbaum war erschüttert, wie stark die
Menschen von der Intelligenz des Programms überzeugt waren, obwohl es nicht
sonderlich komplex aufgebaut war. Filmtip: «Plug & Pray».
20sek.ch
Joseph Weizenbaum
Joseph Weizenbaum wird sich später zu einem der grössten Computerkritiker und
folgerichtig zum Kritiker einer Gesellschaft, die Computer produziert und die
Berechnungen der Maschinen kritiklos akzeptiert entwickeln.
„Die Frage der künstlichen Intelligenz ist nach
meiner Überzeugung die Kernfrage der
gesamten Computerentwicklung, über die viel
Unsinniges geschrieben wird: Menschliche
Erfahrung ist nicht übertragbar. Menschen
können lernen. Das heisst: Neues schöpfen.
Nicht aber Computer. Die können lediglich
Strukturen und Daten nach vorgegebenen
Mustern erweitern oder verdichten.“
„Die Computerisierung des Alltags bringt
am Ende nicht Kreativität, sondern die
grosse Gleichförmigkeit.“
20sek.ch
„Es gibt menschliche Funktionen,
die nicht durch Computer ersetzt
werden sollten.“
„ Wir sollten gelernt haben, dass die
Nebenwirkungen von Dingen, die wir
in die Welt stellen, viel umfassender
sind als die Erfindungen selbst. “
Apollo Guidance Computer
1966
• aus 4100 IC
mit je einem
NOR Gatter
aufgebaut
• 1024 Bit
Ringkernspeicher
(RAM)
• 12 kBit
(ROM)
Einziger Bordcomputer Mondflug
- Navigationsberechnungen
- Autopilot
20sek.ch
NOR Logik
Flip-Flop aus NOR Gattern:
NOR Gatter
Schaltzustände
NOR = OR + NOT
S
R
Q1
Q2
NOT =
OR =
AND =
Mit NOR Bausteinen kann man alle
logischen Operationen bauen.
20sek.ch
• speichert 1 Bit
• vom Flip-Flop zum Computer
Flynn Taxonomy, 1966
Single Instruction Single Data:
Multiple Instruction Single Data:
Single Instruction Multiple Data:
Multiple Instruction Multiple Data:
20sek.ch
Ahmdals Law, 1967
Gene Amdahl
Abhängig von der Parallelisierbarkeit einer Aufgabe gibt es
eine Optimierungsgrenze bei der Verteilung auf mehrere CPUs.
20sek.ch
ILLIAC IV, 1967
SIMD Architektur, Vektorrechner
20sek.ch
Der ILLIAC IV war einer der ersten
Computer, der die Befehle nicht mehr
einzeln nacheinander, sondern parallel
mit seinen 64 CPUs (13 MHz) ausführen
konnte (siehe auch Westinghouse
Solomon Projekt). Aus Zeit- und
Kostengründen (31 Mio. $) wurde das
angestrebte Ziel von 1 GFLOPS
Rechenleistung nicht erreicht. Nur ein
Viertel der Recheneinheiten wurden
deshalb realisiert. Die Rechenboards
wurden nicht mit diskreten Bauteilen,
sondern mit Chips von Texas Instruments
gebaut. Neben 80 MB Harddisks war auch
ein laseroptisches 1 Tbit write-only-once
Speichersystem verfügbar. 1972
übernahm die NASA den Rechner und
verwendete ihn für aufwändige
Strömungsberechnungen. Die schnelle
Bearbeitung von Vektoren erleichterte
zudem die Berechnung von MonteCarloSimulationen (Link).
CH Bankomat, 1967
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1. Lochstreifenkarte einlegen (enthält radioaktiv imprägnierte (C14) Identifikationsnummer)
2. zu Karte passende 4-stellige Geheimzahl eingeben
maximal 10x SFr. 200.– abheben
entwickelt wurde Barclaycash von John Shepherd-Barron für De La Rue Instruments in London
engl. Bezeichnung ATM (Automatic Teller Machine)
ein erster experimenteller Bankograph, von Luther George Simjian (Patent US3079603) wurde
20sek.ch
bereits 1961 in New York aufgestellt
Visionen, 1966-1968
Odyssey 2001 im Weltraum
Der Regisseur
Stanley Cubrick
versucht bei
seiner Darstellung
der Zukunft
möglichst
realistische
Annahmen zu
treffen.
Mobiler Computer und Funktelefon
20sek.ch
Vision HAL9000, 1968
Odyssey 2001 im Weltraum
«Hallo, ich bin der HAL9000, Computer können keine Fehler machen»
Szene = Astronaut der versucht den sprechenden Computer ausser Betrieb zu nehmen,
damit HAL9000 ihn nicht mehr umbringen20sek.ch
kann, weil Menschen Fehler machen können!
Träumen Androiden von Schafen? 1968
Thema des Romans ist die
verschwimmende Grenze
zwischen Menschen und
(in diesem Werk biologischen) Androiden und
somit die Frage, was den
Menschen zum Menschen
macht. Nach Philip K. Dick
ist nicht die Intelligenz das
Unter-scheidungsmerkmal
zwischen Androiden und
Menschen,
sondern
die Empathie, also die
Fähigkeit, sich in andere
Menschen einzufühlen.
(Wiki)
Blade Runner
20sek.ch
HP 9100A, 1968
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20sek.ch
«Personal Computer»
3 Register
1.21 Mhz
32 kBit Kernspeicher
Fliesspunktzahlen
diskrete Bauteile, da ICs
noch zu teuer waren
Militärische Anwendungen, 1968
Mündungsgeschwindigkeitsmesser FMV312, für Flugabwehrpanzer
Gepard mit 35 mm Kanonen
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Elektronik als Technologietreiber
wer treffen will, muss dorthin schiessen, wo das Flugzeug noch hinfliegt!
dazu ist es wichtig, die genaue Geschwindigkeit zu kennen
Militär als Technologietreiber für Elektronik und Computertechnik
US Patent US3659201 (1969-1972) von Remo Vogelsand (CH)
basiert auf digitalem Highspeed 15 Schrittzähler/Akkumulator
20sek.ch
Maus Prototyp, 1968
Doug Engelbart
20sek.ch
The Mother of all Demos, 1968
• Doug Engelbart zeigt NLS an der Fall
Joint Computer Conference (FJCC)
• unterstützt von u.a. von William K.
English und Stewart Brand
20sek.ch
oN Line System
- graphische Oberfläche mit Fenstern
- Maus
- gleichzeitiges Bearbeiten eines
Dokuments durch zwei Benutzer
an zwei Terminals gleichzeitig
- Video Konferenz
- Hypertext
- Remote Terminals (30 km)
Copy/Paste, 1968
Doug Engelbart zeigte die Umsetzung vieler Computervisionen. Unter anderem die
Computermaus und Copy/Paste, welches den Umgang mit Daten radikal verändern
wird. Ab 1984 verbreitet sich dank Apple die Tastenkombination (⌘-C / (⌘-V).
Liste aller demonstrierter Visionen:
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The personal computer for dedicated individual use all day long.
The mouse.
Internetworks.
Network service discovery.
Live collaboration and desktop/app sharing.
Hierarchical structure within a file system and within a document.
Cut/copy/paste, with drag-and-drop.
Paper metaphor for word processing.
Advanced pattern search and macro search.
Keyword search and multiple weighted keyword search.
Catalog-based information retrieval.
Flexible interactive formatting and line drawing.
Hyperlinks within a document and across documents.
Tagging graphics, and parts of graphics, as hyperlinks.
Shared workgroup document collaboration with annotations etc.
Live shared workgroup collaboration with live audio/video teleconference in a window
20sek.ch
Dynabook, 1968
Alan Kay präsentiert das
Kartonmodell des Dynabooks. Die
Idee war einen tragbaren,
immer verfügbaren Computer zu
entwickeln, welcher intuitiv zu
bedienen ist, programmiert
werden kann, einen Texteditor
hat, grafische Bildschirmausgabe
beherrscht und preiswert ist. Aus
dem Konzept enstanden zunächst
der Xerox Alto Computer, der
erste Computer mit GUI, und die
Programmiersprache Smalltalk.
Erst in den 1980er Jahren
erlangten Computernotebooks
die Marktreife.
20sek.ch
Whole earth catalog, 1968
«das gedruckte Internet»
«Die Erde aus einer
anderen Sicht
betrachten.»
20sek.ch
• enthielt alle Waren und
deren Bezugsadressen,
welche damals für ein
nachhaltiges oder
zukunftsträchtiges Leben
von Bedeutung waren
• Motto: «stay hungry –
stay foolish»
• Herausgeber:
Steward Brand
• Die Bibel der 68er
Generation (u.a. auch
von Steve Jobs)
Focal, 1969
• Formula
Calcuator
• Programmieren
ohne
Betriebssystem!
• für PDP-8
20sek.ch
Unix was born in 1969
• Betriebssystem
• AT&T Bell Labs
• portable, multi-tasking und
multi-user in a time-sharing
config
• zunächst programmiert in
Assembler von Ken Thompson
und Dennis Ritchie
• dann gratis an Universitäten
zur Weiterentwicklung verteilt
20sek.ch
Chipbasierte ADC, 1969
Analog Digital Converter
Das Minidac Modul konnte ein analoges Signal in 10 µs Schritten mit 12 Bit
digitalisieren. Sprich, noch ein Sinussignal von 50 kHz in 2 Schritten messen. Bei
einem +/- 5 Volt Signal bedeuten 12 Bit eine kleinste Messstufe von 2.4 Millivolt.
20sek.ch
Flugsimulator, Analog, 1970
Helikoptercockpit
Hybridrechner:
Digitalrechner
liefern Input für
die schnellen
analogen
Recheneinheiten
Firma EAI: The Tactical Avionics20sek.ch
System Simulator, TASS
Analog zu Digital Wandler (ADC)
Prinzip
4 Bit mit fester Frequenz
kontinuierlich auslesen
8 Bit mit fester Frequenz
(= Clock Pin 4) kontinuierlich auslesen
20sek.ch
1940er, 1970er
• «Ich denke, dass es weltweit
einen Markt für vielleicht fünf
Computer gibt»
T. Watson, IBM 1943
• «Es gibt keinen Grund, warum
jeder einen Computer zu Hause
haben sollte»
Ken Olson, DEC , 1977
20sek.ch
1970 Quo Vadis
Hewlett-Packard, DEC
IBM, CDC, Honeywell,..
Mit immer kleineren Bauteilen
immer kleinere, für Firmen
bezahlbare Minicompter
bauen und viele verkaufen.
Mit immer kleineren Bauteilen
immer leistungsfähigere
Grossrechner bauen und teuer
verkaufen.
Chilton Computing
20sek.ch
Big Brother, 1970
Telefunken Datenverarbeitung,, S. 144 (48)
• Der Staat oder ein
Unternehmen, welches
dank Maschinendienstleistungen eine
starke Stellung hat, kann
sich ein umfassendes Bild
über jede Person erstellen.
• Diese Erkenntnis führte
1970 in den USA zur
Ablehnung der «National
Database».
20sek.ch
Silizium als Halbleiter
1 Chip
Halbleitermaterialien haben eine beinflussbare elektrische Leitfähigkeit. Durch
Belichten, Ätzen, Dotieren können «N» und «P» Bereiche definiert werden.
Dotieren ist das gezielte Verunreinigen des Kristal mit negativem oder postivem
Elektronenüberschuss. Chips enthalten viele Dioden und Transistoren.
Diode:
Transistor:
n
P
n
Siliziumkristall, reines Kristallgitter
20sek.ch
1969
1971
RAM und ROM
RAM – Intel 1101, 256 Bit
EPROM – Electronic Programmable Read
Only Memory, löschbar mit UV-Lampe,
Intel 1702, 256 Byte.
• RAM – Random Access Memory, jede Speichereinheit kann direkt gelesen oder
überschrieben werden (Arbeitsspeicher). Ohne Spannung gehen Daten verloren.
• ROM – Read Only Memory, Speicher den man nur lesen kann. Daten bleiben auch
ohne Spannung erhalten.
20sek.ch
Sanyo ICC-82D
1970
• erster kompakter
Tischrechner
• 4 Grundrechenarten
• 70 kHz
• ca. 2000 DM
• Chips LM8001-8004
20sek.ch
Chips des ICC-82D
• LM8001D =
Synchronous 4-Bit
Up/Down Binary
Counters
• LM8002, LM8003 =
Rechenwerk/
Speicher
• LM8004 =
Anzeigetreiber
20sek.ch
M8300 CPU Registers
Remo J. Vogelsang
M8310 CPU Control
Projektleiter
PDP 8E, OmniBus, 1970
• 8E = Redesign der PDP 8
• neu mit Omnibus, ein einfach
nutzbarer Erweiterungsbus,
für eigene Karten.
Dies öffnete die Türen zu
neuen Anwendungsmöglichkeiten
• offene Architektur
• bis 72 Karten
M8330 M837
Clock Ext. Memory
& Timeshare
M7104
Disk Ctrl.
eigene Karten
«The OMNIBUS Vehicle»
20sek.ch
16 Bit, PDP-11, 1970
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Tapedrive mit MUBASIC Band
7
3
0
1
•
0
Bedienpanel des Computers
Boot =
- load cartridge
- set address 730108 in binary switches
- put ENABLE/HALT switch key to ENABLE
- depress and release START
20sek.ch
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Nachfolger der PDP-8
Produktion 1970-1990
über 600’000 mal verkauft
Timesharing, mehrere
Programme und Benutzer
gleichzeitig
massiv günstiger als
Mainframe und flexibler
wurde eingesetzt für:
Forschung
Buchhaltung
Flugbuchungssysteme
Ampelsteuerung
Luftüberwachung
Lagersteuerung
Simulatoren 1
Linearbeschleuniger
Kernkraftwerke (2013!) 2
ALOHAnet, 1970
Ethernet Vorläufer
Übertragungsprinzip:
1. sende das Datenpaket
2. wenn Du darauf eine
Bestätigung erhälst
ist alles ok
3. ansonsten, warte eine
zufällige Zeitspanne ab
und beginne nochmals
bei 1
Damit die Hawaiianischen Inseln auch Zugriff auf die Rechner der Universität
Honolulu bekamen, entwickelte man dort das erste Mehrbenutzer-FunkRechnernetz (shared media). Auf einem Funkkanal sendete man die Datenpakete
(Random-Access-Kanal 407.350 MHz), bei erfolgreicher Übermittlung wurde auf
einem anderen Kanal (Broadcast-Kanal 413.475 MHz) eine Bestätigung gesendet.
Die sieben Standorte konnten mit 960020sek.ch
bit/s kommunizieren.
SHRDLU, 1970
SHRDLU ist ein Computerprogramm (zunächst auf PDP6), welches einen Mensch-Computer-Dialog in
natürlicher Sprache ermöglichen soll. Terry Winograd schrieb das Programm (in LISP) anlässlich seiner
Dissertation. Winograd zeigte die Schwierigkeiten auf, welche zu meistern sind, wenn ein Computer
natürliche Sprache verstehen soll. SHRDLU funktioniert grundsätzlich wie ein Parser für semantische
Informationen, der aber auch den Kontext berücksichtigt, um zu verstehen, wie er die geometrischen
Objekte umordnen soll. Die Arbeit von Winograd gilt als wichtiger Schritt in der AI-Forschung (Artificial
Intelligence = KI, Künstliche Erkentnis/Intelligenz). Den grossen Erwartungen in die Spracherkennung
werden in den nächsten zwei Jahrzehnten aber nur noch kleine Fortschritte gegenüber stehen, Stichwort
"AI Winter".
20sek.ch
NP-vollständig, 1971
Als NP-vollständig bezeichnet man in der Informatik Probleme, welche sich nicht
in absehbarer, sprich nicht-polynominaler Zeit (mind. quadratisches Verhältnis
zur Problemgrösse), lösen lassen. Diese Erkenntnis wurde durch Stephen A. Cook
erstmals formuliert.
Beispiel: Rucksackproblem
Beispiel: Problem des Handlungsreisenden
Welche der Gewichte können in den Rucksack
mit Maximallast von 15 kg gepackt werden, so
dass der Geldwert maximal wird.
Der Handlungsreisende soll seine Route so planen,
dass er alle Orte auf möglichst kurzem Weg
erreicht. Es ergeben sich grundsätzlich (n-1)!
mögliche Touren. Bei 4 Orten sind das 6, bei 5 sind
es 24 und bei 6 Orten bereits 120 mögliche Touren.
20sek.ch
Ray@host1, 1971
Ray Tomlinson hat zwar nicht das erste Email gesendet, er gilt aber als Erfinder des
@-Symbols zur Auftrennung von Mailboxname und Computer um Mailnachrichten
zwischen verschiedenen Computern versenden zu können. Bereits 1965 konnten
mehrere hundert CTSS Benutzer elektronische Post austauschen. 1978 entwickelt
V.A. Shiva Ayyadurai das erste Büro-Email-System. 1982 wird das noch heute
20sek.ch
gebräuchliche SMTP Mailprotokoll
in RFC821 veröffentlicht.
FTP, 1971
FTP ist ein Netzwerkprotokoll, welches der zuverlässigen und effizienten
Übertragung von Dateien zwischen entfernten Computern mit unterschiedlichen Betriebssystemen dient. Die erste Version von FTP wurde 1971 von
Abhay Bhushan als RFC114 – A File Transfer Protocol (Request for Comments)
veröffentlicht.
20sek.ch
Pascal, 1971
program HalloWelt;
procedure foo;
procedure bar;
begin
s : string;
s := 'Hallo Welt'
writeln(s);
end;
begin
bar();
end;
begin
foo(); //kein Compilerfehler
bar(); //Compilerfehler, da bar nicht sichtbar
end.
Niklaus Wirth führt an der ETH Zürich seine Programmiersprache als
Lehrsprache ein. Pascal erlaubt die Aufteilung des Programms in
einzelne Prozeduren (Teilprogramme). Weiter ist sie stark typisiert,
weshalb für jede Variable vorgängig ein Typ (integer, real, char,
boolean, …) fix definiert werden 20sek.ch
muss.
Bit Slice Design
1-Bit Halbaddierer
CPU aus einzelnen Logik Chips; Teilelement Addierer
1-Bit Volladdierer
(berücksichtigt Übertrag)
4-Bit Volladdierer
Link
20sek.ch
Ein-Chip-Prozessor, 1971
Intel 4004
740 kHz, 10 𝜇m,
16 4 Bit Register
20sek.ch
4 Bit ALU
Arithmetisch Logische Einheit
Befehle
Clock
Die ALU ist die eigentliche
Recheneinheit einer CPU.
20sek.ch
NE555 Timer Chip, 1972
Hans Camenzind entwickelt mit Schweizer Präzision den universell
einsetzbaren Chip, der auch noch im Jahr 2003 mit über 1 Milliarde
Exemplaren als meist hergestellte integrierte Schaltung gilt.
Fly by wire, 1972
Die NASA baut das erste
Flugzeug, bei welchem die
Steuerung nicht mehr direkt
mechanisch an den Steuerknüppel angeschlossen ist.
Der benötigte Computer
basierte auf dem Appollo
Guidance Computer der
Mondlandefähren.
Dazu wurde ein Vought
F-8 „Crusader“ KampfFlugzeug umgebaut. Der
Airbus A320 wird 1987
das erste Verkehrsflugzeug mit fly-by-wire
Technologie sein.
20sek.ch
1972
Fünf IBM-Mitarbeiter gründen in Walldorf (De) die Firma Systemanalyse und
Programmentwicklung. 1973 wird die Finanzbuchhaltung RF veröffentlicht. Schon bald
folgen Module für Einkauf, Bestandsführung und Rechnungsprüfung, welche als SAP R1
vermarktet werden. SAP wird zum Anbieter eines der mächtigsten ERP
(Unternehmensplanung) Softwaresysteme werden. Nicht gerade wegen der intuitiven
Bedienung, aber wegen der funktionalen Mächtigkeit. SAP R1 und R2 wurden noch in
Assembler programmiert, ab SAP R2 v4 ist20sek.ch
es die eigene Programmiersprache ABAP.
LED Uhr Pulsar P2, 1972
• Berühmt durch James Bond «Live and let die»
• 1972 kosteten LED Uhren 4000 $, 1975 kriegte man sie schon ab 50 $
20sek.ch
Smalltalk, 1972
• Alan Kay, Dan Ingalls, Adele Goldberg
• untypisierte objektorientierte Programmiersprache mit Entwicklungsumgebung
• Vererbung, dynamische Bindung, Garbage Collection, compilierter Bytecode
wird in virtuellen Maschinen ausgeführt
20sek.ch
1972
The first "Intergalactic spacewar olympics" will be held
here, Wednesday 19 October, 20:00 hours.
Ready or not, computers are coming to the people.
That's good news, maybe the best since psychedelics.
It's way off the track of the "Computers - Threat or
menace? school of liberal criticism but surprisingly in
line with the romantic fantasies of the forefathers of the
science such as Norbert Wiener, Warren McCulloch,
J.C.R. Licklider, John von Neumann and Vannevar Bush.
The trend owes its health to an odd array of influences:
The youthful fervor and firm dis-Establishmentarianism
of the freaks who design computer science; an
astonishingly enlightened research program from the
very top of the Defense Department; an unexpected
market-Banking movement by the manufacturers of
small calculating machines, and an irrepressible
midnight phenomenon known as Spacewar.
…. continue reading here …..
by Stewart Brand
20sek.ch
Xerox Park und Bell Labs
New Jersey
Kalifornien
Xerox Park (ab 1970) war eine nicht gewinnorientiert betriebene Forschungsabteilung von Xerox, welche bahnbrechende Technologien entwickelt hat. Ausser
der Technologie für die Laserdrucker konnte Xerox jedoch keine andere
Entwicklung selber zum Erfolg führen. In den Bell Labs entwickelte man bereits
1920 die Faxtechnologie. Unter verschiedenen Eigentümern liefert das Labor
immer wieder neue Technologien und20sek.ch
Nobelpreisträger.
Xerox Alto, 1973
• 40’000 $
• 64-256 kB Memory
• B. Lampson, D. Fairbairn
von den Xerox PARK Labs
• CPU: TI74181 basierend,
Bit-Slice, 0.3 MIPS
• Graphischer Desktop
• später netzwerkfähig
(Ethernet)
• BRAVO Textverarbeitung
mit WYSIWYG Technik
• Mouse, Touchpad,
Wechseldisk (2.5 MB)
• Steve Jobs besichtigte
1979 die Xerox Parc
Entwicklungslabors und
benutzte die Idee des
graphischen Desktops für
seine Computer LISA und
Macintosh
• Link 1, 2, 3, 4, 5
20sek.ch
Redundante Boardcomputer 1972
Voters
Logics
Die Raumstation Skylab wurde erstmals mit einem redundanten Boardcomputer ausgestattet.
Dieses von IBM gebaute Rechnersystem (ATMDC) konnte die Raumstation nun auch autark
steuern. In den 16 kB Speicher der ATMDC lief ein eigens entwickeltes Realtime Betriebsystem für
20sek.ch
Steuerung, Telemetrie und Ein/Ausgabe.
Telnet, 1968/73
• Bildschirmterminal Protokoll
• Entwickelt um Rechenzeit auch von entfernten
Standorten nutzen zu können
• Beschrieben in RFC 15 und RFC 854
20sek.ch
Bubble Memory, 1974
Intel 7110
persistenter Magnetblasenspeicher
Halbleitermaterial, dessen magnetische Polarisation punktuell durch Strom (mit Chevron
Porpagation Elements) beinflusst werden kann. So können Daten nichtflüchtig gespeichert
werden. Andrew Bobeck (Bell Labs) konnte nach Jahren der Entwicklung 1974 bereits 4096
Bit auf 1 cm2 speichern. Danach fingen viele Firmen an, Bubble Memories zu entwickeln. Intel
brachte seine 1 Megabit Version, den 7110, anfangs der 80er Jahre auf den Markt. Schnell
waren jedoch die Festplatten leistungsfähiger.20sek.ch
NVP-II, 1974
Mittels dem Network Voice
Protokoll (NVP-II) wird erstmals
eine Konversation über ein
digitales Netz gehalten. Und
dies noch bevor das IP Protokoll
existiert hat. Wenn es nicht
sogar zur Entwicklung von IP
geführt hat. Digitalisiert man
Sprache mit 8 Bit und 8’000
Samples pro Sekunde, benötigt
man eine Netzwerkbandbreite
von 64 kBit/s, was
damals noch recht
viel war.
20sek.ch
Schach-Computer, 1974
Nicht der Erste!
20sek.ch
20sek.ch
Aargauer Volksblatt
IBM System /3 in Baden, 1974
Smaky 1, 1974
Smaky 1, 1974
Smaky 4, 1976
Smaky 6, 1978
Smaky ist eine an der ETH Lausanne von Prof. Jean-Daniel Nicoud entwickelte
Computerserie. Ziel war es, einen Computer zu bauen, der in der Tastatur Platz
hat (Smart-Keyboard). Die ersten dieser Computer wurden von der Firma
Digital Equipment aufgekauft. Eine ETH-Spinofffirma produzierte sie ab 1978
auch für den Markt. Bis 1999 wurden 5’000 Smakys verkauft. [Loading history, p36]
20sek.ch
CP/M, 1974
Control Program for Microcomputers
Aufbauebenen:
- Anwendungsprogramme
- CCP – Console Command
Prozessor
- BDOS – Basic Disk
Operating System
- BIOS – Hardware
abstraktionsebene
- Hardware
CP/M war das erste (diskettenbasierte) Betriebsystem für 8-Bit Computer mit
Intel 8080 oder Zilog Z80 Prozessoren. Es wurde von der Firma Digital Research
Corporation (DRI) unter Gerry Kildall entwickelt. Der Legende nach war der
Firmenchef gerade mit seinem Flugzeug unterwegs, als IBM Vertreter das
Betriebssystem für ihre PC Platform von ihm einkaufen wollten. Das erste IBM PC
OS, MS-DOS, basierte schlussendlich auf CP/M 2.2, kam dann aber als Kopie der
Kopie von Microsoft. DRI wurde später
von Novell aufgekauft.
20sek.ch
HP 35, 1972-75
• erster wissenschaftlicher
Taschenrechner, der auch in
eine Jackentasche passte
• 35 Tasten
• 350 $
• leitete das Ende von Rechenschieber
und mechanischen Rechnern am
Arbeitsplatz ein
20sek.ch
Digitalkamera, 1975
In den Kodak Laboratorien
baut Steve Sasson die erste
Digitalkamera. Dazu
verwendete er den 1969 von
Willard Boyle und George E.
Smith erfundenen CCD
Sensor, welcher zunächts für
analoge TV Kameras
verwendet wurde. Am
8.12.1975 wurde das erste
Bild mit 100x100 Pixeln auf
Bandkassette gespeichert.
Steve Sasson
20sek.ch
Jobs, Wozniak, Gates
Steve Jobs der Visionär
der weiss, wie Technik
für die Massen sein
muss.
Steven Wozniak der
Techniker, der Job’s
Visionen umsetzen
kann.
197x-201x
Bill Gates der
Organisator, er wird
Software für die Massen
entwickeln lassen.
Diese drei werden ihr eigenes «Ding» drehen und die Computerwelt revolutionieren.
Nicht mit grossen teuren Computern, sondern
mit der Masse der kleinen Microcomputer!
20sek.ch
Bluebox
2600 Hz
Mit einem 2600 Hz Ton konnte man bis in die 1980er Jahre Telefonzentralen austricksen und so gratis
telefonieren. Sogenannte Blueboxes erzeugten diesen und weitere Töne elektronisch und verfein-erten
so die Methode. Jobs und Wozniak verdienten mit selbst gebauten Blueboxes ihr erstes Geld einmal rief
Wozniak damit im Vatikan an, gab sich als Henry Kissenger aus und wollte den Papst sprechen. Cap’n
Crunch Cereals enthielten damals eine Pfeife, welche auch diesen Ton erzeugen konnte.
20sek.ch
1975
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Intel 8080 CPU
erster kommerzieller Microcomputer
erschwinglich für die Massen, da es ein Bausatz für $500 war
ab jetzt konnte sich jeder seinen eigenen Computer leisten
Bill Gates und Paul Allen entwickeln 1975 den Altair BASIC Interpreter
Altair BASIC wurde die erste (schwarz) weiter verbreitete Software
10 PRINT «Hello World»
20 GOTO 10
20sek.ch
1975
Die Karriere von Bill Gates mit seiner Firma Microsoft begann 1975 zwar
damit, dass er selber Software schrieb (Altair-BASIC), so richtig
erfolgreich wurde er aber durch den Deal mit IBM. Gates, der die
Harvard Unversität ohne Abschluss verliess veröffentlichte zusammen
mit Paul Allen 1980 Xenix, ein UNIX-basierendes Betriebssystem. 1981
wurde Gates von IBM gefragt, ob er ihnen auch ein Betriebssystem
anbieten könne. Da er selbst über nichts passendes verfügte, kaufte er
von der Firma Seatle Computer 86-DOS1) und den Programmierer Tim
Patterson gleich mit. Dieser schrieb das CP/M basierende Betriebssystem
so um2), dass es weiterhin CP/M kompatibel war, jedoch MS-DOSProgramme nicht auf CP/M liefen. MS-DOS lizensierte er schliesslich an
IBM. Fortan verdiente Microsoft an jedem PC der verkauft wurde und
konnte MS-DOS auch noch an andere Computerhersteller verkaufen.
Offizielle Geschichte von Microsoft
1)
86-DOS wurde auch QDOS "Quick and Dirty DOS" genannt
20sek.ch
2)
wohl ohne es zu kopieren
günstige CPU ermöglicht Homecomputer
25 $
175 $
1975, West Coast Computer Messe (WSCOM): Um einen Stand der kleinen
Firma "MOS Industries" herrscht Andrang. Die Firma bietet in einem
durchsichtigen Gefäss ihren neuen Mikroprozessor 6502 an. Nichts neues so
scheint es, es gibt bereits den 8080 von Intel, den 6800 von Motorola und den
RCA 1802. Doch eines war neu: der Preis! Der neue Prozessor wurde für 25 $
angeboten, während der 8080 noch 175 $ kostete. Jeder kaufte einen
Prozessor, am Ende des ersten Tages20sek.ch
war das Gefäss leer.
Software Change
Control, 1975
Die Softwareentwickler des amerikanischen ABM Raketenabwehrsystems
mussten feststellen, dass es nicht einfach ist, Programme zu schreiben,
welche man später noch versteht und anpassen kann. Ein Problem, welches
noch bis heute nicht überall gelöst ist.
20sek.ch
DES, 1975
Data Encryption Standard
Codeknacker gegen Codemacher, S.273
Die US Normierungsbehörde veröffentlicht den auf Ideen von IBM basierenden
DES Verschlüsselungsstandard. 8 Byte lange Textblöcke werden in 16 Runden
mit einem 56 Bit Schlüssel bearbeitet (56 Bit + 8 Bit Prüfsumme). In den Runden
werden die Blöcke mit dem Schlüssel XOR verknüpft und die Bitfolgen
vermischt. Damit die Verschlüsselungsmethode nicht zu sicher war, limitierte
die NSA die erlaubte Schlüssellänge von 128 auf 56 Bit.
20sek.ch
Cray I Computer, 1976
SIMD Architektur
Vektorrechner =
Optimierte parallelle
Berechnung mit Daten
in Vektoren
[1, 3, 5,55,23]
+[3, 8, 2, 1,22]
=[4,11,7,56,45]
- 8.8 Mio $
- 5 Tonnen
- Freonkühlung
- 80 Mhz
- 115 kW
- 1’048’676 72bit
Wörter = 9.4
Megabyte!
- nur 4 IC Typen
Handbuch
20sek.ch
Ethernet, 1976
Robert Metcalfe entwickelt seit 1973 im XEROX PARK ein kabelgebundenes
Netzwerk auf Basis des ALOHAnets. Mit dieser Skizze präsentierte er sein
Konzept eines geteilten Mediums (dem Ether = Äther) zum Versenden von
Datenpaketen zwischen mehreren Computern 1976 an der "National
Computer Conference".
20sek.ch
Internet, 1977
Los Angeles
Das Internet (Netz dazwischen) basiert auf Technologien des DARPA Netzwerks.
1977 wurden erstmals Netzwerke mit unterschiedlichen Funktionsweisen zu
einem Netz (Internet) zusammengeschlossen. Dabei wurden Daten vom Bus in
San Francisco mittels TCP Protokoll (RFC 793) über drei verschiedene
Netzwerktypen (Funk, Satellit, Kabel) bis
nach Los Angeles übertragen.
20sek.ch
Asymmetrische Verschlüsselung
symmetrisch
Wie stellt man
sicher, dass
niemand falsches
den geheimen
Schlüssel erfährt?
Je mehr Personen,
desto mehr
Schlüssel !
(n*(n-1)/2)
asymmetrisch
Man «halbiert»
den Schlüssel in
einen öffentlichen
und einen privaten
Teil. Der
öffentliche
Schlüssel kann
problemlos geteilt
werden.
20sek.ch
Diffie Hellmann, 1976
Tauschen symmetrischer Schlüssel
eine primitive Wurzel modulo p
grosse Primzahl
• Wie schickt man den geheimen Schlüssel K über eine unsichere Leitung zum Kommunikationspartner?
• Angreifer müssten aus den öffentlichen Teilen g,p,A die Exponenten a,b berechnen können um an den
Schlüssel K zu kommen. Aus AB = gab a und b zu berechnen, ist aber sehr sehr aufwändig!
• Ohne Authentifizierung kann ein Man-in-the-middle Angriff Meldungen abfangen, verändern,
weitersenden und sich so in die Kommunikation einschleichen.
20sek.ch
Apple 1, 1976
Entwickler: Steven Wozniak; Verkäufer Steve Jobs
20sek.ch
Apple1
Computer aus funktionalen Chips
Breadboard Area
Systemclock, Quartz basiert
Video
Output
Spannungsversorgung
Audio in
Audio out
Diverse
Logikchips
74S257
Flip Flops
Firmware in PROMs
6820 PIA Peripherie
Interface adapter
CPU, 6502, 8 Bit,
1 MHz,
3500 Transistoren
Mos Technology Inc.
74154
4 Bit : 16 Linen
Decoder
20sek.ch
Kassetten
Interface
8 kB Memory (Total)
In 16 Chips
Block Schema
20sek.ch
Apple II, 1977
Little Brick Out
- 6502 Prozessor, 1MHz
- 4-48 kB RAM (16kB = 500$!)
- Farbgraphik
- BASIC im ROM
- 8 Erweiterungsslots
- Minifloppy Diskdrive
- 1’300 $
- Apples erster grosser
Verkaufserfolg, > 5 Mio. Stk.
Steven Wozniak als Hauptentwickler des Apple
II war davon getrieben, das Spiel Breakout,
welches er bereits für Atari programmiert
hatte, auch auf seinem Computer Spielen zu
können.
20sek.ch
VMS Betriebssystem, 1977
(Virtual Memory System)
•
•
•
•
•
Betriebssystem für VAX Computer
clusterfähig (mehrere Rechner parallel)
hoher Sicherheitsstandard, Memory Management
Dateisystem mit automatischer Versionierung
David M. Cutlar, welcher schon am Betriebsystem RSX-11M mitgearbeitet
hatte, war einer der Systemarchitekten von VMS. Später wechseln Cutlar und
viele seiner Kollegen zu Microsoft und entwickeln dort Windows NT.
20sek.ch
VAX, 1978
Virtual Address eXtension
Die VAX 11/780 von
Digital Equipment
Corporation konnte
dank dem VMS
Betriebssystem
gigantische
4.3 Gigabyte virtuellen
Speicher verwalten.
Das war damals
hunderttausendmal
mehr als die Kapazität
gewöhnlicher
Minicomputer.
32 Bit, 5 MHz CPU, ab 120’000 $
20sek.ch
VT100, 1978
• erfolgreichstes VDT
(Video Display Terminal)
• Digital Equipment
Corporation
• RS232 Interface zum
Anschluss an
«Zentralrechner»
20sek.ch
RSA, 1977
Public-Key Kryptosystem
20sek.ch
C, 1978
• Brian Kernighan und
Dennis Ritchie
• systemnahe
Programmiersprache
zunächst für UNIX
• Wird kompiliert und erzeugt
schnellen Maschinencode
/**
* Der C Klassiker
*/
#include <stdio.h> /* Standard I/O Bibliothek einbinden */
/* main-Funktion ist der C Einstiegspunkt */
int main() {
/* Hello World per Funktion printf ausgeben */
printf("Hello, World");
/* Das Programm mit return Wert 0 beenden */
return 0; }
20sek.ch
«Chess for Microcomputer», 1978
Seit den 40er Jahren versuchte man, dem Computer das Schachspiel beizubringen. Die Anzahl möglicher
Züge in einer Situation ist zwar beschränkt, will man aber die beste Strategie wählen, muss man alle
möglichen Kombinationen von Spielentwicklungen über mehrere Runden vorausberechnen und analysieren,
das braucht sehr schnell viel Rechenzeit und Speicher. Was einem wiederum dazu zwingt, die Algorithmen
zu optimieren. Mit der Verbreitung der Microcomputer können nun immer mehr Personen an immer
besseren Schachalgorithmen tüfteln.[Byte-Magazine, 1978-10]
20sek.ch
LCD Uhren, 1978
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•
Feld Effekt LCD, grobe Strukturen
sehr stromsparende Anzeige
Zeit, Datum, korrekte Monate, inkl. Schaltjahrkorrektur
Produktion vor allem in20sek.ch
Asien
Elektronischer Bankraub, 1978
Stanley Rifkin - erster elektronischer Bankräuber:
 arbeitete als Informatiker auf einer US Bank
 beobachtete wie Bankangestellte der Handelsetage mit einem geheimen Tagescode grosse Geldbeträge
telefonisch zwischen Banken überwiesen
 mittels Social Engineering Techniken spähte er diesen Code, welcher in einem abgesicherten Raum an
der Wand hing, aus
 danach überwies er 10 Mio. Dollar an die Wozchod Handels Bank in Zürich
 mit dem Geld kaufte er sich 8.64 kg Diamanten und setzte sich ab
 beim Wiederverkauf der Diamanten verplapperte20sek.ch
er sich und flog schon wenige Tage später auf
BBS, 1978
Akkustik-Koppler
Ein BBS (Bulletin Board System) ist ein Computer, welcher über ans Telefonnetz
angeschlossene Akkustikkoppler/Modems erreicht werden kann. Wer eingewählt ist, kann
elektronische Post versenden und lesen, in Foren diskutieren und Dateien tauschen. In
den 1980ern gab es bis zu 150’000 BBS in Nordamerika. Pro aktivem Benutzer der
20sek.ch
eingewählt war, benötigte der Betreiber ebenfalls
ein Modem.
Datasette
«poor mens» Datenspeicher, langsam und klein!
20sek.ch
SPAM, 1978
Mit SPAM bezeichnet man Werbeemails die man unerwünscht erhält. Am 3. Mai 1978
bekamen 400 am Arpanet angeschlossene Benutzer an der US-Westküste die ersten als Spam – dieser
Name wurde allerdings erst 1993 vergeben – eingestuften Werbemails in ihre Postfächer. Damals waren
die Absender noch leicht zu identifizieren und so bekam der DEC-Mitarbeiter Gary Thuerk, der auf diese
Art Zubehör für DECs System-20-Minicomputer anbot, Ärger mit dem Verteidigungsministerium, das
den Internet-Vorläufer Arpanet betrieb. Wahrscheinlich war die Namensvergebung durch den Spam
Sketch von Monthy Phyton inspiriert. Im Jahr 2008 geht man von etwa 120 Milliarden versendeten
Emails pro Jahr aus. 85 Prozent davon gelten als verspamt.
20sek.ch
«Laserprinter», 1978
• 60’000 $
• 2 Floppy Disk für
Zeichensätze
• laserprinterähnliches
Drucksystem
• «Naked Mini»
Computerboard
• einfache Graphikfähigkeit
Linotron 202
20sek.ch
Reverse Engineering, 1979
Brian Kernighan and Ken Thompson
sahen 1979 die Möglichkeit mit dem
Linotron 202 Printer einen eigenen
Zeichensatz zu kreieren und so ein
Schachbuch selbst zu drucken. Gegen
den Willen des englischen Herstellers,
der ihnen keine Unterlagen geben wollte,
tüftelten sie 6 Wochen lang an dem
Gerät herum, bis sie ihm eigene
Zeichensätze
einprogrammieren
konnten.
20sek.ch
Visicalc, 1979
Der Excel Vorgänger, die erste sogenannte «Killer Applikation». Der Harvard Student
Dan Bricklin hatte die Idee für ein Programm, dass es ihm erlaubt, eine Serie von
Berechnungen mit einer Reihe von Zahlen in einem Schritt auszuführen. Seine Idee
setzte er schliesslich mit Bob Frankston um. Sie schufen das erste Tabellenkalkulationsprogramm, Visicalc. Es wurde bald mit dem Apple II Computer mitgeliefert und steigerte
dessen Attraktivität massiv.
20sek.ch
CISC, 1979
Complex instruction set
• Idee: die CPU soll
möglichst viel können
• wenige Register, dafür
komplexe Befehle
• mathematische
Funktionen wie z.B.
sin(x) sind direkt in die
CPU implementiert
• dies sollte schnell und
speicherschonend sein
• Intel x86 CPUs
Motorola 680x0 CPUs
Zilog Z80
IBM System/360
Motorola 68000 (1979) mit 68’000 Transistoren
20sek.ch
Zilog Z80, lowcost Prozessor
Der Z80 ist eine Intel 8080 kompatible CPU, zunächst in NMOS dann CMOS
Bauweise, welche seit 1976 bis heute gebaut wird. Die CPU wird mit 2.5 MHz
und mehr getaktet. Durch ihre optimierte Bauweise, (z.B. nur eine
Versorgungsspannung von 5V), wurde
sie zur meist verkauften 8-Bit CPU.
20sek.ch
Gödel,Escher,Bach, 1979
Douglas R. Hofstadter
ä
Jedes hinreichend
mächtige, rekursiv
aufzählbare formale
System ist entwder
widersprüchlich oder
unvollständig.
Ausgehend von Epidemes dem Kreter, der behauptete: Alle Kreter Lügen, geht
Hofstadter der Frage nach, was man davon halten soll, wenn er recht hat oder
nicht. Lügt er oder nicht und wieso bleiben wir so in einer seltsam endlosen
Schleife gefangen? Grundsätzliche Fragen der Logik bilden den Boden seiner
Entdeckungsreise. Er findet sie in der Musik von Johann Sebastian Bach, in den
Zeichnungen von M. C. Escher und in den mathematischen Überlegungen von
Kurt Gödel. Sind diese Paradoxien nur Zufälle, oder bilden sie den Schlüssel zum
Verständnis des Universums, unserer Intelligenz und des Geistes. Dieses Buch
müsste eigentlich Pflichtlektüre für jeden Informatiker sein, der behauptet, schon
alles Verstanden zu haben. Hofstadter wuchs auch in Genf auf.
Raytracing, 1979
Erstmalige
Darstellung von
spiegelnder
Reflexion und
Transparenz mit
Hilfe des Raytracing.
20sek.ch
Arpanet – erstes globales Netzwerk
Das robuste militärische Netzwerk, funktioniert auch beschädigt weiter
20sek.ch
Produktives Schulungssystem, 1979
Am 9. November 1979 sah man im NORAD (Nordamerikanisches Luft- und WeltraumVerteidigungs-kommando) einen Grossangriff atomarer, russischer Interkontinentalraketen.
Während sechs Minuten glaubten die Amerikaner angegriffen zu werden und bereiteten den
unverzüglichen Gegenschlag vor. Bis sich herausstellte, dass jemand versehentlich das
Magnetband eingelegt hatte, welches normalerweise für Ausbildungszwecke auf dem selben
System verwendet wurde.
20sek.ch
Toplevel-Themen
Usenet, 1979
• Das Usenet, textbasiertes Diskussionsforum, wurde von Tom
Truscott, Steve Bellovin und Jim Ellis 1979 in den Vereinigten Staaten
als Verbindung zweier Unix-Rechner an der University of North
Carolina und der Duke University aus der Taufe gehoben.
• Die Idee dahinter war, eine freie Alternative zum Arpanet, dem
Vorläufer des heutigen Internets, zu schaffen. Der Datenaustausch
erfolgte über herkömmliche Telefonleitungen mit dem UnixProtokoll UUCP (Unix to Unix Copy).
20sek.ch
Siemens S5, 1979-2020
- 16 Ein-/ 16 Ausgänge Digital
- 8 Ein-/ 1 Ausgänge Analog
- 24 V
- 4 Alarmeingänge
- 2 Zählereingänge
- 2 µs Bearbeitungszeit
- 16 kB RAM
Die S5 ist eine speicherprogrammierbare Steuerung für Industriezwecke. Deren
Vorgänger kamen bereits 1958 auf den Markt. Die S5 Modellreihe wird aber
während fast 40 Jahren aktiv von Siemens unterstützt. Der einfache, robuste
Aufbau erlaubt die deterministische 20sek.ch
Steuerung technischer Systeme.
heutige Codierung
Linearecodierte Post, 1979
20sek.ch
Negative Rasterfahndung 1979
"Überwachungsstaat oder Informationsgesellschaft"
18’000 Verdächtige
- echte Rentner
- KFZ Halter
- gemeldete Einwohner
- brandversicherte
- krankenkassenversicherte
-------------------------------------2 Verdächtige
=======================
davon:
1 Rauschgifthändler
1 gesuchter Terrorist
Bei der Rasterfahndung sucht man in
verschiedenen Datenbanken nach Personen
mit gewissen Einträgen. 1979 wurde der
Terrorist Horst Herold in Köln gesucht. Man
wusste, dass er seine Miete nicht per
Banküberweisung begleichen konnte, da er so
zu einfach zu finden wäre. Also suchte man
seinen Falschnamen unter Wohnungsmietern
die bar bezahlten und keinen Strom- oder
Wasseranschluss hatten. Aus zunächst 18’000
potentiellen Falschnamen wurden nach und
nach bestätigte echte Einträge entfernt, bis
nur noch wenige Verdächtige übrig blieben.
Herold war schliesslich unter den letzten zwei
Verdächtigen und konnte gefasst werden.
20sek.ch
Beyond Programming Languages
Terry Winograd
Die Fortschritte in der Computerwelt und die Möglichkeit immer komplexere
Systeme zu bauen zwingen uns, über die Limitierungen herkömmlicher
Programmiersprachen nachzudenken.
20sek.ch
Oracle 2, 1979
Larry Ellinson veröffentlicht zwei Jahre nach der Firmengründung die erste RDBMS-basierende
Datenbanksoftware. Die erste Version wurde noch in Assembler auf einer PDP-11 mit RSX Betriebssystem
und 128 kB Memory geschrieben, jedoch nie veröffentlicht. Der Name Oracle stammt von einem Projekt
der Firma Ampex, welche die CIA finanziert hatte. Larry war dort Mitarbeiter und kam so in Kontakt mit
den Ideen von Edgar F. Codd, welcher für IBM das RDBMS-Konzept entwickelte. Damit er seine
Datenbank besser verkaufen konnte, veröffentlicht er sie als Version 2, das tönt besser. Larry war jedoch
geschäftstüchtiger als IBM und kam mit seinem Oracle-Way den angestrebten 100% Marktanteil sind
nicht genug sehr nahe.
20sek.ch
CD-ROM, 1979
Shannon Theorem:
• 44.1 kHz Sampling Rate
• fmax > 2 * fsampling
• f = 5 Hz – 20 kHz
CD Player 1981
• 650 Megabyte Daten
• 74 Minuten Musik, damit die (längste)
Symphonie Nr. 9 in D-Moll Op. 125
von Johann Sebastian Bach darauf Platz hatte
20sek.ch
Compuserve
CompuServe war ein 1969 gegründeter US-amerikanischer Online-Dienst, der in den
1980er Jahren zum weltweit grössten Online-Portal wuchs und in den 1990er Jahren ein
wichtiger Wegbereiter für die Nutzung des Internets in Privathaushalten war. Ab 1979
konnte man sich via Tandy Modell 100 Computer und einem 300 Baud Modem bei
Compuserve
anmelden.
CompuServe
war
Pionier
für
zahlreiche
neue
Kommunikationstechniken, etwa den Online-Chat (ab 1980), die E-Mail, die Special Interest
Groups (SIG) und das Speichern von Daten in der Cloud. Von CompuServe stammt das
heute noch gebräuchliche digitale Bildformat GIF. 1980 konnte man sich eine Zeitung in 2
20sek.ch
Stunden für 5$/h downloaden.
Lilith, 1980
Niklaus Wirth entwickelte ab 1980 das Computersystem Lilith an der ETH Zürich. Es war eines
der ersten Systeme mit Maus und graphischer Benutzeroberfläche. 1982 scheiterte der
Versuch, es kommerziell zu vermarkten. Professor Wirth entwickelte mit seinem Team dabei
auch das Betriebssystem Medos und die Programmiersprache Modula-2.
20sek.ch
Ethernet by DIX + 3com, 1980
Format der Datenpakete:
DIX v2 oder auch
ETHERNET II:
IEEE 802.3:
1979 gründete Robert Metcalfe die Firma 3com und überzeugt die Firmen Digital, Intel und Xerox
mit ihm zusammenzuarbeiten und Ethernet zu standardisieren. Zu der Zeit gab es bereits viele
konkurrierende Vernetzungstechniken (Decnet, X.25, SNA, ARCNET, …). DIX Version 1 wurde 1980
veröffentlicht, definiert das Format der Datenpakete und wird als Version 2 bis heute verwendet.
Ebenfalls im Februar 1980 begann der Berufsverband IEEE Ethernet zu standardisieren, weshalb
sie ihre Ethernetversion 802 nannten. Bis heute können Netzwerkgeräte mit beiden
Paketformaten DIX v2 und IEEE 802.3 umgehen.
20sek.ch
OSI-Modell, 1980
Zusammenspiel der Netzwerkprotokolle
Datenpaket:
Paketnetzwerk, Datenpakete werden über ein
geteiltes Medium versendet.
20sek.ch
Netzwerke der 1980er
Token Ring IEEE 802.5 (IBM), ca 1980
DEC NET, ab 1974, für 2 PDP
später Ethernet Kompatibel
E-Net, Koax
RS232
Novell Netware, ca. 1980,
Betriebssystem mit
IPX/SPX Protokoll
(Layer 4 Ethernet),
War zunächst einzige
Möglichkeit um x86 PC’s
zu vernetzen
20sek.ch
ASIC, 1980
Application Specific Integrated Circuit
Für einen speziellen Zweck optimierte Chips. ASICs können
eine komplette CPU inklusive RAM und ROM enthalten
oder einfache Funktionen mit nur wenigen Transistoren
ausführen. Die ersten ASIC Chips wurden um 1980 von der
Firma Ferranti in ULA (uncommited logic array) Bauweise
auf den Markt gebracht.
Beispielsweise wurde der multifunktionale Steuerchip im
ZX81 Homecomputer als ASIC in ULA Bauweise ausgeführt
und integrierte so die wesentlichsten Logikchips des
Computers. Dies erlaubte im Vergleich zu einem Apple I
eine massiv kleinere Bauweise. ASIC findet man heute nicht
nur in Radioweckern und Automobilen, auch Graphikkarten, Netzwerkkarten und Computermotherboards
enthalten eine Reihe unterschiedlicher ASICs.
20sek.ch
Boardcomputer, 1981
Ab 1981 flogen die amerikanischen Space Shuttle mit IBM AP-101 Boardcomputern ins Weltall.
Deren Vorgänger, der AP1 wurde bereits in den 1960er entwickelt und bewährte sich in Flugzeugen
wie B-52, B-1B und F8. Jeder AP-101 konnte 480’000 Befehle pro Sekunde ausführen und
verwendete Ringkernspeicher, seine Architektur basierte auf dem IBM/360 Mainframe System. Da
ohne Boardcomputer das Shuttle nicht steuerbar war (all-digital Fly-by-wire) mussten brauchbare
Redundanzkonzepte erst entwickelt werden. Nur wenn man immer mindestens drei unabhängige
Berechnungen zur Verfügung hat, kann man sich auf eine Mehrheit verlassen.
20sek.ch
Format eines Datenpacketes
TCP, 1981
Nach 8 Jahren Entwicklung veröffentlichen Vinton Cerf und Robert E. Kahn ihr
Transmission Control Protocol (TCP) unter der RFC 793. TCP erlaubt die
packetweise Datenübertragung zwischen zwei Sockets und wird später zum
Basisprotokoll des Internets. Kontrollierter Verbindungsaufbau, Flussteuerung
und Fehlerkorrektur (Retransmission, Checksum) machen das Protokoll sehr
zuverlässig.
20sek.ch
PAC MAN, 1981
Computer werden farbig
und massentauglich
20sek.ch
IBM 5150 PC, 1981
Der IBM PC hat eine 4.77-MHz
Intel 8088 CPU, 64KB RAM,
40KB ROM, ein 5.25-ZollDiskettenlaufwerk (160 kB
Kapazität) und PC-DOS 1.0
(Microsoft's MS-DOS). Preis
etwa 3’000 Dollar. IBM kündigt
die CGA-Graphik-Karte für den
PC an (Auflösung 640x200
Punkte mit 16 Farben).
20sek.ch
Xerox Star, 1981
Xerox veröfentlicht das erste Betriebsystem mit
graphischer Benutzeroberfläche.
20sek.ch
MS-DOS, 1981
Microsoft - Disc Operating System
• Betriebssystem für 8086 kompatible Rechner von Microsoft
• wurde den Firmen teuer verkauft, konnte aber schwarz von jedermann ganz einfach
kopiert werden
• bis zum Erscheinen von Windows 3.11 «das» Betriebsystem
• Quellcode auf ist http://www.computerhistory.org/ abrufbar
20sek.ch
Sony Mavica 1981
Magnetic Video Camera
Erste Consumer Digitalkamera von Sony, für 650 $. Analoge Bildinformationen
eines Videochips (570 x 490), werden digital auf 2" Floppydisks gespeichert. Die
mässige Bildqualität und der verhältnismässig grosse Speicherbedarf bremsten
zunächst noch die grosse Verbreitung 20sek.ch
der digital speichernden Kameras.
Processing of visual Information
Wie bringt man einem Computer das Sehen bei? Dieser Frage ging David
Courtnay Marr nach und entwickelte dafür ein Modell des Sehens. Objekte
werden dabei anhand ihrer Kanten identifiziert. Dazu kann man mathematische
Filterfunktionen verwenden. Diese waren damals schon für die Analyse von
Bildern aufwändig. Bewegte Bilder (Videodaten) analysieren zu können, war
technisch noch unmöglich. Davids Filter «mexican hat wavelet» wird noch
heute verwendet.
20sek.ch
Introduction to Wavelets
Berzerk soll das erste Videospiel sein, welches in den Tod eines Spielers involviert war. Der 19-Jährige
Jeff Dailey starb im Januar 1981 an einem schweren Herzinfarkt, kurz nachdem er einen Score von
16660 erreicht hatte. Später, im Oktober 1982 starb der 18-Jährige Peter Burkowski ebenfalls an
einem Herzinfarkt, nachdem er innerhalb von 15 Minuten zweimal seine Initialen in die HighscoreListe eines Berzerk-Automaten eintragen konnte.
20sek.ch
RISC, Reduced instruction set, 1981
• einfachere, dafür schnellere CPU,
weniger Befehle, weniger Transistoren, weniger Strom
• weil bei normaler CPU während 80% der Zeit nur 20% der
möglichen Befehle genutzt werden
• Idee: ein Befehl pro Takt und keine komplexen Befehle
wie zum Beispiel sin(x) oder cos(x)
• die Prozessoren wurden immer grösser, aber der grösste
Teil (der Fläche) wurde kaum genutzt
• das RISC Konzept stammt vom IBM Mitarbeiter John
Cocke aus den 70ern
• beeinflusst vom IBM 801 Experimentalsystem wurde
1980 an der Universität Berkley das RISC-I Projekt
gestartet, welches 1981 zu ersten RISC CPUs und später
zu den SUN SPARC Prozessoren führte
• die IBM PowerPC und Sun Sparc waren RISC
20sek.ch
7 mm
Universität Berkeley
RISC Prototyp
44’420 Transistoren in 5 𝜇m NMOS Fertigung, 77mm2, 1 MHz
20sek.ch
Pipeline
1 Befehl
Teilschritte:
A Befehl laden
B Daten laden
C Befehl auführen
D Daten zurückladen
Statt eines gesamten Befehls wird während eines Taktzyklus des Prozessors nur jeweils eine Teilaufgabe abgearbeitet, allerdings werden die verschiedenen Teilaufgaben mehrerer Befehle dabei
gleichzeitig bearbeitet. Da diese Teilaufgaben einfacher (und somit schneller) sind als die sequentielle
Abarbeitung der Befehle am Stück, kann durch Pipelining die Effizienz der Taktfrequenz des Mikroprozessors gesteigert werden. Insgesamt benötigt ein einzelner Befehl nun mehrere Takte zur
Ausführung, da aber durch die quasi parallele Bearbeitung mehrerer Befehle in jedem Zyklus ein
Befehl „fertiggestellt“ wird, wird der Gesamtdurchsatz durch dieses Verfahren erhöht. Gerade die
RISC Architektur mit ihrer kleinen Anzahl Befehle erlaubt effizientes Pipelineing. Kombiniert mit einem
grösseren Cach, kann die CPU Performance dramatisch erhöht werden.
20sek.ch
Logitech P4 Maus, 1982
1982
Gründer: Daniel Borel
1983
1984
• 1982: die Schweizer Firma verkauft ihre erste
Maus, die P4 für 300 $
• 1983: der Apple Lisa Computer wird mit einer
Logitech Mouse verkauft
• Ab 1984 verkauft Compaq seine Computer
zusammen mit Logitech Mäusen, Durchbruch
• Später werden Firmen wie AT&T, Olivetti, Apple
und DEC beliefert
• Logitech verkauft bis 2014 eine Milliarde Mäuse
20sek.ch
GRiD Compass, 1982
portabler Computer
Mit dem GRiD Compass kommt man dem heutigen Laptop schon einen gewaltigen
Schritt näher. Der Rechner wog nur noch 5 Kilo, war ziemlich widerstandsfähig – daher
auch der Einsatz bei der Nasa im Space Shuttle. Er verwendete ein proprietäres
Betriebssystem, verfügte über einen eher langsamen Magnetblasenspeicher und war
mit seinen 8150 Dollar damals kein Schnäppchen.
20sek.ch
BTX, Bildschirmtext, 1982
• von den CH, De, ÖFernmeldebehörden
betriebene textbasierte
Kommunikationssysteme
• Telefonbuchersatz
• Bankdienstleistungen
• stark staatlich kontrolliert
• zum Teil kostenpflichtiger
Inhalt
• (Minitel in Frankreich)
20sek.ch
Commodore C64, 1982
• 6502 CPU, 1 MHz
• 64 kB RAM
• 320x200 Bildpunkte
mit 16 Farben
• Soundchip
• Anschluss für zwei
Joysticks
• ca. 600 $
• populärster
Homecomputer,
über 15 Mio. mal
verkauft
20sek.ch
C64 Assembler Kurs
Den C64 konnte man nicht nur in BASIC programmieren. Wer wirklich coole,
schnelle Effekte und Spiele erzeugen wollte, musste dies in Assembler tun.
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Freie Software
1969 führte IBM Nutzungsregeln für ihre bisher frei zur Verfügung gestellte
Softwarprodukte ein. Software wurde nicht mehr mit dem Quelltext geliefert. Ohne
Software sind Computer jedoch nutzlose Geräte. Immer mehr versuchten die
grossen Hersteller den Benutzern die Möglichkeit zu nehmen die Software selber an ihre
Bedürfnisse anzupassen und so endgültig besitzen zu können.
Mit der wachsenden Verbreitung von günstigen Microcomputern, den Erfahrungen der jungen
Amerikanern mit dem mächtigen alten Establishment (1969er, Studentenproteste, Vietnam), enstand das
Bedürfnis, Software in ihrer flexibelsten Form als Quelltext teilen und verändern zu können, ohne durch
hohe Kosten und Benutzerrechte eingeschränkt zu werden. Dies entspricht auch viel stärker dem
wissenschaftlichen Ansatz vom freien Teilen des Wissens um daraus neu Erkenntnisse und Ideen
entwickeln zu können. Richard Stallman entschied sich deshalb 1983 ein freies, auf UNIX basierendes
Betriebsystem, zu entwickeln (GNU’s not Unix) damit
er fortan unfreie Betriebssysteme meiden konnte.
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1983
Compaq stellte den ersten
PC Clone eines IBM PCs her,
der auch die selbe Software
ausführen konnte. Der Clone
PC war so erfolgreich, dass
Compaq in ihrem ersten
Businessjahr 111 Millionen
Dollar umsetzte
(amerikanischer Rekord).
Jim Harris, Bill Murto und Rod Canion
Mit dem PC-Clone, der dank Reverse-engineering 100% IBM kompatibel war,
schuf Compaq den Markt für IBM-kompatible Computer. Diese machten 1996
83% des Personalcomputermarktes aus.
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LCD Anzeige, 1983
grosse Fläche, feine Auflösung, stromsparend
• 1904 veröffentlichte Otto Lehmann sein Hauptwerk Flüssige Kristalle
• 1970 meldeten Martin Schadt und Wolfgang Helfrich, damals im Central Research Laboratory
der Firma Hoffmann-LaRoche tätig, das erste Patent über die „nematische Drehzelle“ an
• 1983 reichten H. Amstutz und seine Miterfinder des Forschungszentrums der Firma Brown,
Boveri & Cie, Baden, Schweiz, eine Patentanmeldung ein, welche die Basis für Super-Twisted
Nematic STN-LCD bildete, das stromsparende
Display, welches Mobile Geräte ermöglichte.
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War Games, 1983
David will via Modemverbindungen eigentlich die Computer von Spieleherstellern
hacken, landet dann aber ungewollt im WOPR System des US Militärs, welches das
Atomwaffenarsenal steuert. Nicht wissend, wo er wirklich ist, startet er das «Spiel»
‘weltweiter thermonuklearer Krieg’. Doch der einzige Weg zu gewinnen, ist nicht zu
spielen.
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Apple Macintosh, 1984
«why 1984 won’t be like 1984»
Der Macintosh wird in Anlehnung an George Orwells ‘1984’ als
Befreier des Volks dargestellt, da er jedermann erlaubt, einen
Computer zu besitzen und so «mächtig» zu sein.
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Graphischer Desktop
Der Apple Macintosh war als Heimcomputer konzipiert und verfügte als einer
der ersten über einen, dem Xerox Alto und Smalltalk nachempfundenen,
graphischen Desktop. Steve Jobs hatte diesen bei einem kurzen Besuch im
Xerox Park Labor kurz gesehen. Die graphische Oberfläche benötigte für
damalige Systeme und deren Graphikfähigkeiten sehr viele Systemressourcen.
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Die meisten Konkurrenten verzichteten
deshalb noch darauf.
Sargon – Chess, 1984
Schachcomputerprogramme für Microcomputer sind mittlerweile so
gut, dass sie ernsthafte Gegner schlagen können und an Turnieren
gegen Grosscomputer antreten. Bild: Sargon III Chess für Apple II.
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Stiftung Warentest
1984
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Teletext, 1984
• Die wichtigsten News am Fernseher lesen, einfach, übersichtlich, auf einen Knopfdruck.
• Teletext wird in der analogen Bildinformation
des Fernsehsignals übertragen (Austastlücke).
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eBanking ist sicher, 1984
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IBM AT PC, 1984
• Intel 80286 CPU 6 MHz
• 4x schneller als 8086
• endlich genug Speicher
und Speed, damit man
nicht mehr nur in
Assembler
programmieren muss
• 4000 $
• 1.2 MB 5 ¼" Floppy
• 512 KB Memory
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Kassette und Floppy
Medien der 80er
Kapazität < 1.44 MB
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Cyberspace, 1984
William Gibson prägt 1984 mit dem
Roman Neuromancer den Begriff des
Cyberpunks und des Cyberspace.
Cyberpunk: ein opportunistischer
Computerhacker oder eine Richtung von
Science Fiction Geschichten über durch
Computer und Technik beeinflusste
Zukunftsgesellschaften
Cyberspace: virtuelle Welt in Computern
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Digitale Netzwerke in den 80ern
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CH-Datenschutz 1984
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Yello – elektronische Musik, 198x
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Zu den Pionieren der elektronischen
Musik gehören auch die Schweizer Boris
Blank, und Carlos Perón, sowie später
auch Dieter Meier, der Band Yello*.
Dank genügend finanzieller Mittel
konnten sie sich, damals sehr teure
elektronische Musikinstrumente, wie
den 1985 erschienen Fairlight CMI III*
leisten. Urspünglich wollten die Erfinder
des Instruments Töne komplett digital
berechnen und in Echtzeit erzeugen.
Leider war die verfügbare Rechenleistung
noch nicht dazu ausreichend und die
Resultate frustrierend. Die Fairlight
Erfinder versuchten deshalb wenige
Sekunden kurze digitalisierte
Musikfragmente wiederzugeben und
digital zu verändern. Dies klappte
erstaunlich gut. Seither gibt es den
digitalen Sound Sampler.
MIPS, 1985
Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages
Die MIPS Architektur wurde anfangs der 1980er Jahre an der Stanford Unversität entwickelt. Sie stellte
den Versuch dar, die häufig verwendeten Compilerfunktionen direkt in der CPU abzubilden, um die
Performance zu erhöhen. Ein CPU Befehl wird dazu ‘in einem Takt’ abgearbeitet und muss deshalb alle
Parameter in dem zur Verfügung stehenden 32-Bit Befehlswort enthalten. MIPS CPUs wurden Ende der
1980er in Silicon Graphics und DecStation Unix Workstations
verwendet.
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Autocad für IBM PC, 1985
Computer Aided Design erobert die Konstruktionsbüros. Es ist auch 3D-fähig,
dennoch dauert der Bildaufbau eines Gittermodels auf damaliger Hardware
noch gähnend lange.
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Windows 1.0, 1985
Windows 1.0 wurde von 24 Microsoft-Entwicklern während 3 Jahren
programmiert und am 20. November 1985 in New York präsentiert.
Weil Maus und Graphikkarte damals kaum verbreitet waren, fand es
praktisch keinen Anklang bei den Computerusern.
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GEOS, 1985
Graphische Bedienungsoberfläche für den C64. Bedienung mittels Maus oder
Joystick. Dazu gehörten Geopaint, Geowrite, Geopublish und einige Spiele.
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Atari 1040 stf, 1985
• 8 Mhz
• Motorola
68000 CPU
• 512 kB RAM
• 320×200
Bildpunkte bei
16 Farben
• Internes 3.5"
Floppy
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RDBMS, 1985
relationales Datenbankmodell
E.F. Codd
Eine relationale Datenbank ist eine Sammlung von
Tabellen, welche in ihren Spalten Informationen
enthalten. In jeder Zeile steht ein Datensatz (Tupel).
Verknüpfungen beschreiben die Beziehungen zwischen
den Tabellen.
E.F. Codd entwickelte 1970 das relationale Modell
(Gegenstand-Beziehung-Modell). Er war auch an der
Entwicklung des Systems R Prototyps einer relationalen
Datenbank mit der Abfragesprache SEQUEL beteiligt.
Daraus entstanden später DB2, SQL/DS und Oracle.
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Seine 12 Regeln für relationale
Datenbanken (1985 veröffentlicht,
bis Mitte 80er Jahre kaum bekannt):
0: Foundation
1: Information Rule (Werte in Tabellen)
2: Guaranteed Access
3: systematic null value support
4: active, online relational catalog
5: defined linear syntax
6: updatable Views
7: support insert, update and delete
8: physical data independence
9: logical data independence
10: integrity independence
11: distribution independence
12: integrity not bypassable
GPS, 1985
Global Positioning System
Ab 1985 schickten die USA GPS Satelliten ins All. Seit ca. 1990 war das System für
das amerikanische Militär voll einsatzbereit, schliesslich wurde ab 2000 die zivile
Nutzung geduldet. 24 oder mehr Satelliten umkreisen die Erde und senden ihre
Position und ein synchronisiertes Zeitsignal aus. Wenn ein Empfänger von
mindestens 4 Satelliten Signale erhält, kann er dadurch seine Position auf ca. 8
Meter genau bestimmen. Die Satelliten senden nur und können nicht wissen, wo
sich die Empfänger befinden.
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ASCII, 1986
American Standard Code for Information Exchange
64
32
16
a = 97
•
•
•
•
definiert 128 Zeichen, mit 7 Bit
weitere 128 Codes frei verfügbar, 8 Bit
erste Version im Jahr 1963 veröffentlicht
war bis 2007 die am häufigsten verwendete
Codetabelle im Internet
• Problem: keine nationalen Zeichen wie ä,ö,ü definiert
• Der erste IBM PC (1981)
verwendete eine eigene
ASCII basierte Codetabelle,
die Codepage 437
• In diesem Kasten abgebildet
ist die Deutsche Variante,
Codepage 850, welche 1987
mit MS-DOS eingeführt
wurde
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posX1 := initialPOs + rate * 60;
Lexical Analyzer
id1 := id2 + id3 * 60;
Syntax Analyzer
Compiler
+
id2
Abstract Syntax
Tree
*
id3
60
:=
id1
+
id2
Intermediate
Code Generater
Code Optimizer
Tokens
:=
id1
Semantic
Analyzer
Annotaded AST
*
id3
tmp1 := i2r(60);
tmp2 := id3 * tmp1;
tmp3 := id2 + tmp2;
Id1 := tmp3;
i2r
60
Intermediate
Code
tmp1 := id3 * 60.0;
id1 := id2 + tmp1;
Lexical Analyzer
Characters
MOVF
MULF
MOVF
ADDF
MOVF
id2, R2
#60.0, R2
id2, R1
R2, R1
R1, id1
Symbolic
Instructions
Bit Patterns
(Maschinencode)
Einfach gesagt ist ein Compiler ein Programm,
welches ein Programm (kontextfreie Sprache),
welches in einer Sprache geschrieben ist, einliest und
seine Entsprechung in eine andere Sprache übersetzt.
1986, 2006
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Compaq Deskpro 386, 1986
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SCSI-Bus
Adr. Strom
SCSI-II Disk, mittels Jumper
musste man jedem Gerät
am Bus eine Adresse zuweisen
SCSI, 1986
Alan Shugart entwickelt 1979 mit seiner Firma den SASI (Shugart Associates
System Interface) Bus. 1981 in SCSI (Small Computer System Interface)
umbenannt und 1986 als X3.131-1986 von ANSI standardisiert, startete der
zunächst 8 Bit breite Bus zur Anbindung von Peripheriegeräten seinen Siegeszug.
Erst mit 3 MB/s Durchsatz. Später in der Version Ultra320 wurde die letzte SCSI
Variante standartisiert, welche einen Durchsatz von 320 MB/s schaffte.
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Sun Sparc, 1987
"scalable processor architecture"
Sparc 1
Sun = Standford University Network
Sun baut auf RISC CPUs (wenige
Prozessor-Befehle, welche in
möglichst einem Taktzyklus
ausgeführt werden). Ab 1982
verkaufte Sun den ersten
eigenen Computer, welcher mit
einem Motorola 68000 Prozessor
gebaut war. Schon 1986 wurden
Pläne veröffentlicht, jedoch erst
1989 konnte man die Sparc 1
Workstation mit selbst designtem RISC-Prozessor kaufen. 1991
bringt Sun mit Solaris 1 ein
eigenes Unix Betriebssystem auf
den Markt. Die performanten
Rechner sind beliebt bei Banken
und in der Forschung.
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1987
• 7 Mhz
• 512 kB RAM
• Motorola 68000
CPU
• 640×512 Bildpunkte
mit 16 aus
4096 Farben
• keine Festplatte
• Internes 3.5" Floppy
Der Amiga konnte als erster Homecomputer mit Sound und
Videodigitalisierungskarten
erweitert
werden.
So
ermöglichte er auch dem kleinen Mann zu Hause erstmals
die digitale Multimediaproduktion.
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Amiga Virus, 1987
• Verbreitung via
Floppy Bootsektor
• Software wurde frei
kopiert und Kollegen
weitergegeben
• kein Netzwerk, keine
Festplatten!
• Swiss Cracking Assoziation
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Kopierschuz
Zum Schuzt vor Raubkopien wurden erste einfache Kopierschutzverfahren entwickelt
http://8bit-museum.de/retro-die-ersten-kopierschutzverfahren/
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IBM PS/2 mit Intel x86
IBM stellt ihre PS/2 Modellreihe vor,
welche 3.5" Floppy und Video
Graphikkarten zum Standard machte.
Innerhalb eines Jahres verkaufte IBM
mehr als eine Million dieser PC’s mit
80386 CPU. Dazu veröffentlichten sie
auch das Betriebssystem IBM OS/2,
mit welchem man auch DOS
Programme ausführen konnte. OS/2
war modern und konnte bereits mit
Maus bedient werden, kam aber nie
aus dem Nischenbereich heraus.
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Human Image understanding, 1987
Basierend auf der Erkennung von Kanten (Edge
extraction, mexican hat), entwickelt der
Psychologe Irving Biedermann 1987 eine
Methode wie man dreidimensionale Körper
anhand ihrer zweidimensionalen Bilder und
den darauf entdeckten Kanten erkennen kann.
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ISA Bus
Der Industry Standard ArchitectureBus (ISA-Bus) war ein Computerbusstandard für IBM-kompatible
PCs, der den XT-Bus von 8 Bit auf
16 Bit erweiterte. Er arbeitete mit
8.3 Mhz Taktfrequenz.
1980 entwickelt, war er bis Mitte der
1990er der am weitesten verbreitete
Bus in Personal Computern, welcher
Drittherstellern die funktionale
Erweiterung der Computer erlaubte.
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IRC – Chatsystem, 1988
Der Finne Jarkko Oikarinen stellt im August 1988 den ersten Internet Relay Chat Server mit der
Adresse tolsun.oulu.fi online. Das TCP basierte Chatsystem verbreitete sich dank des frei
verfügbaren Quellcodes bald auf sehr vielen Universitätsservern weltweit. 1993 wurde die RFC
1459 für das IRC Protokoll veröffentlicht. Seit 2005 sind die Nutzerzahlen stark rückläufig.
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Morris Wurm, 1988
Am 2. November 1988, wird von Robert Morris der erste Computerwurm
für das Internet programmiert und freigesetzt. Der sogenannte MorrisWurm verbreitet sich unter Ausnutzung von einigen Unix-Diensten, wie
z. B. sendmail, finger oder rexec sowie der r-Protokolle. Zwar hat der Wurm
keine direkte Schadensroutine, trotzdem legt er wegen seiner aggressiven
Weiterverbreitung ca. 6’000 Rechner lahm – das entspricht zu dieser Zeit
ungefähr 10 % des weltweiten Netzes.
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PC mit Harddisks
• Ende der 1980er Jahre sind Personal Computer mit Harddisk noch selten.
• Die Seagate ST213 mit 10 MB Kapazität ist eine der ersten PC Festplatten, 5 ¼".
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RAID, 1988
“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”
RAID 5
Im Unterschied zum Arbeitsspeicher vermag der Diskspeicher in Punkto Geschwindigkeit und
Grösse nicht mit der Geschwindigkeitszunahme bei den Prozessoren mithalten. Zudem haben
Disks eine hohe Ausfallrate. Eine Lösung ist die logische Zusammenfassung der Kapazität und
das Hinzufügen von Paritätsdaten (Checks) für mehr Ausfallsicherheit. Durch das verteilte
Lesen der Daten steigt auch die Leseperformance.
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Sh-Boom, 1988
Je schneller ein Siliziumchip getaktet
wird, desto schneller rechnet er. Er
benötigt aber auch immer mehr
Strom
und
überhitzt
dabei.
Idealerweise sollte nur die CPU
wirklich schnell rechnen, die
restlichen Chips auf den Computerboards können auch langsamer sein.
Russell H. Fish III and Chuck H.
Moore entwickeln deshalb in einer
Bar ihr Konzept einer effizienten
CPU, die intern schneller läuft, als
der externe Takt ihr vorgibt. Die
Rechte am Sh-Boom Prozessor
verkauft Fish später an Patriot
Scientific, welche damit den Ignite 1
Prozessor bauen.
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Intel 80486 CPU, 1989
16-100 MHz, L1 Cache (8-16 kB), 600-1000 nm, 32Bit Integer
RISC Core, 1.1 Mio Transistoren. SX Varianten hatten keine, DX hatten eine
Gleitkommarecheneinheit (FPU). Mit 32 Adressleitungen konnte man max.
4 GB Speicher adressieren.
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INTEL 860 RISC CPU, 1989
Intel bringt neben seinen CISCbasierten x86-Prozessoren nun auch
eine RISC CPU auf den Markt. Die
neue Architektur verspricht höhere
Rechenleistung dank einfacherer
innerer Architektur ohne Balast. Doch
den Kunden interessiert, was hinten
heraus kommt! Die x86-Prozessoren
müssen zwar aufwändig gekühlt
werden und mit einer viel höheren
Taktfrequenz rechnen als die
kokurrierenden RISC Prozessoren
(IBM PowerPC, SUN Sparc), doch die
Intel CPUs sind dank höheren
Stückzahlen günstiger.
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40 MHz, 5W, 80 MFLOP, 64 Bit,
2.5 Mio. Transistoren, 6x4 cm
pkzip / pkunzip, 1989
"ask not what your country can do for you -ask what you can do for your country."
• Dateikomprimierung von Phil Katz, welche den Deflate
Algorithmus benutzt
• Zeichenfolgen die mehrmals vorkommen, werden ersetzt
• danach erfolgt eine Entropiekodierung, welche jedem Zeichen eines
Textes eine unterschiedlich lange Folge von Bits zuordnet
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[Schrumpf, Bläh und Würfel, ca. 1985]
Tetris war um 1990 in der Schweiz so beliebt, dass man regelmässig auf das Spiel verzichten
musste, weil die Münzkasse des Automaten randvoll war und keine weiteren Spiele ermöglichte.
Das Spiel wurde vom russischen Programmierer Alexei Paschitnow entwickelt.
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Fichenaffäre, 1989
1989 wurden im parlamentarischen Untersuchungsbericht zum Rücktritt der Bundespräsidentin
Elisabeth Kopp Kontrollkarten erwähnt. Nach und nach kam so ans Licht, dass die Schweizer
Bundesbehörden und kantonale Polizeibehörden seit 1900 sogenannte Fichen (geheime Akten) über
700’000 Personen und Organisationen angelegt hatten. Darunter fanden sich nicht nur Anarchisten und
Nationalsozialisten sondern auch viele damals aktuelle Politiker. Das Schweizer Fichenarchiv ähnelte
den Stasiakten der damaligen DDR. Das Fichenarchiv war nicht computerisiert. Seither haben es die
Schweizer Behörden schwer, präventiv Informationen über noch/nicht straffällige Personen zu sammeln.
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23 «nichts ist so wie es scheint»
Film über den Deutschen
Hacker Karl Koch "Hagbart
Celine". Karl wählte sich
bis 1986 in Computer der
US Armee ein und
verkaufte das Zusammenkopierte Material and den
KGB. Seine verkohlte
Leiche wurde 1989 in
einem Waldstück bei
Gifhorn (Niedersachsen)
gefunden.
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The KGB, the Computer, and Me
Clifford Stoll erzählt die wahre Geschichte, wie er 1986 einen Computerhacker
ausfindig gemacht hat, welcher sich von Berlin aus in Computer der US Armee
eingewählt hatte.
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IDEA, 1990
international data encryption algorithm
?
Xuejia Lai und James Massey entwickeln an der ETH Zürich eine verbesserte
Blockverschlüsselungsmethode. Die Methode wurde ausserhalb des Einflussbereichs der NSA entwickelt und war bis 2011 für die Firma Ascom-Tech
patentiert. 64 Bit Textblöcke werden aufgeteilt und mit einem 128 Bit
Schlüssel ähnlich dem DES Standard verschlüsselt (XOR, Addition modulo,
Multiplikation Modulo, keine Vertauschung).
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Kryptos Skulptur, 1990
Seit dem 3. November 1990 steht am Hauptsitz der CIA in Langley Virginia eine
Skulptur mit einem kryptographischen Rätsel. Sie zeigt vier verschieden
verschlüsselte Botschaften. Die ersten drei wurden mittlerweile entziffert. Am
letzten beissen sich nicht nur die CIA und
die NSA bis heute (2015) die Zähne aus!
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CH Volkszählung 1990
"Die Volkszählung (VZ) wird von einer Minderheit aus grundsätzlichem
Misstrauen gegenüber jedem staatlichen Eingriff in die Privatsphäre
abgelehnt. Dank ihrer Universalität ist die VZ ein ideales Gefäss zum
Ausdruck undifferenzierter Staatsverdrossenheit. Diese Haltung ist sowohl
in linken und alternativen, wie auch in kleinbürgerlichen Kreisen verbreitet.
Ein Teil der Kritiker sieht in der VZ ein Instrument der staatlichen Kontrolle.
Es wird befürchtet, dass die VZ mit Verwaltungsregistern verknüpft
werden. Eine differenziertere Kritik weist darauf hin, dass dank des
Datenschutzes die VZ eine der wenigen der Öffentlichkeit offengelegte
Statistik ist und sie wegen der Abkoppelung von Verwaltungsregistern
«ungefährlicher» ist. Dank ihrer «demokratischen» Struktur, erlaubt sie
allen Bevölkerungsschichten den Zugang zu gesellschaftlich wichtigen
Informationen. Eine weitere Gruppe nimmt die Volkszählung an sich hin,
doch entzündet sich die Kritik an einzelnen Fragen, die die Intimsphäre
verletzen können. Relativ heikel war seit jeher die Konfessionsfrage; 1980
waren die Fragen nach der Anzahl geborener Kinder und der
Zivilstandsbiographie beanstandet worden. Die Schweizer Volkszählung
enthält jedoch keine der im Ausland stark unter Beschuss stehenden
Fragen, wie etwa das Einkommen oder die ethnische Herkunft. Die
Volkszählung kann eine reelle Gefahr zur Entdeckung illegaler Situationen
darstellen. Dies kann einzelne Fragen betreffen (etwa eine dem Steueramt
verheimlichte Erwerbstätigkeit) oder die Tatsache des Aufenthaltes
schlechthin (v.a. Ausländer ohne Aufenthaltsbewilligung). In diesem
Bereich ist der Datenschutz besonders gefordert. Es ist allerdings
anzunehmen, dass illegale Situationen in vielen Fällen wegen passiver oder
aktiver Dissimulation keinen Eingang in die Statistik finden." [VZ90, S. 22]
20sek.ch
Computer in der Wirtschaft
Geschäftsführung
Mittleres
Management
Abteilungsleiter
Teamleiter
Mitarbeiter
20sek.ch
3.8 GB Harddisk, 1990
• IBM 3390, 38.5kg, 28cm Platten, 3000 RPM, 4.2 MB/sec
• 50’000 $ / Megabyte [L1]
20sek.ch
Notebook, 1990
Compaq SLT 286, VGA, 80286 CPU, 20 MB HD, 6 kg
20sek.ch
CNC-Boom, ab 1991
Seit den 1950er Jahren optmiert
man mechanische Fertigungsmaschinen wie Drehbänke und
Fräsmaschinen. Dank preiswerteren Computersteuerungen Fräskopf
und der DIN Norm zur
Programmierung boomen in
Werkstück
den 1990er Jahren CNC
(Computerized
Numerical
Control) Maschinen. Nicht mehr
der Mensch führt das Werkzeug
(Bspl. Fräskopf) auf den 3
Achsen um das Werkstück,
sondern die Compterteuerung
kontrolliert alles wiederholbar,
auf 1/1000 mm genau. Fritz
Langs Vision manifestiert sich.
Handkurbel
DIN 66025/ISO 6983
20sek.ch
Unicode, 1991
• Kodierung internationaler Zeichensätze
• Ziel, alle Zeichen in einem Zeichensatz abbilden
• mit Unicode 2.0 wurden 1996 die mögliche
Anzahl Zeichen auf 1’114’112 Zeichen erweitert
• 17 Ebenen mit je 216 Zeichen
• ein Zeichen wird mit 1,2 oder 4 Byte codiert
• Ohne Unicode wären François, А́лекс, アリス,
ACĔNATH, ELŻBIETA und Δωρίς bis heute
unglücklich, wegen den nur 256 ASCII Zeichen!
20sek.ch
GIF und JPEG
GIF Graphics Interchange Format (say «Jif»)
Kompression von Bildern mit 8 Bit Farbtiefe.
1987 von Steve Wilhite entwickelt. Es war
damals zunächst das Bildformat mit der mit
Abstand besten Kompression. Der Trick, eine
reduzierte Farbpalette, je weniger Farben,
desto kleiner wird die Datei.
Zip-ähnliche Komprimierung, welche Blöcke
mit ähnlichen Farbbereichen zusammenfasst.
Wurde 1991 von Eric Hamillton entwickelt.
Hohe Kompression durch grosse Blöcke
möglich!
20sek.ch
Logitech Fotoman, 1991
1991
Fotoman, der Startschuss für die neue
digital Fotografie. Schwarzweissbilder,
376x240 Pixel. Ihm folgten bis zum grossen
Durchbruch ~2000 immer mehr, immer
bessere Kameras.
20sek.ch
2000
Pre-Internet Protokolle:
Usenet, Gopher, FTP
Gopher Protokoll, 1991 von der Universität
Minnesota veröffentlicht, hierarchisches
System zum Teilen von Dokumenten
Probier selbst:
20sek.ch
Mit dem Modem ins pre-Internet
http://elgoog.im/terminal/
HTTP & HTML, 1991
http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html
Der erste Webserver des
modernen Internets
Tim Berners-Lee entwickelt am Cern in Genf den ersten Webserver (HTTP
Hyper Text Transport Protocol) und eine Textbeschreibungssprache
(HTML Hypertext Markup Language) zur Codierung von Webseiten.
20sek.ch
«surfing the internet», 1992
20sek.ch
Music, 1992
MUlti processor System with Intelligent Communication
Anton Gunzinger optimiert mittels sehr
schnellen digitalen Signalprozessoren
(Motorola DSP 96002) die Interprozessorkommunikation
eines
Mehrprozessorsystems (SIMD) derart gut, dass sein
MUSIC Computer 1992 in den Final des
Gordon Bell Awards für Supercomputer
kommt und den zweiten Platz erringt. Im
Unterschied zu den Konkurrenten, deren
Computer ganze Räume oder Säle füllten,
konnte Gunzinger den MUSIC auf den
Tisch stellen und live demonstrieren.
MUSIC war 6x schneller als herkömmliche
Supercomputer, benötigte aber 1000x
weniger Strom!
.
Gunzinger gründete darauf die Firma
scs.ch,
welche
noch
heute
ausserordentliche
Informatikprojekte
realisiert.
3.78 GFlops Peak Performance
Skalierbar, bis 63 Processing Karten
Beschreibung via WayBackMachine:
http://www.ife.ethz.ch/music/tutoria/tutorial.html
20sek.ch
Linux, 1992
• Das erste kostenfreie
Betriebsystem, zunächst
für x86 Rechner.
(GNU-Unix und BSD-Unix
waren noch nicht
ausgereift).
• GNU GPL Lizenz
• Entwickler: Linus Torwalds
• Mittlerweile für praktisch
alle Hardwareplatformen
verfügbar.
• Halloween Dokumente
beschreiben die Angst von
Microsoft vor freien
Betriebssystemen.
20sek.ch
64 Bit Alpha Prozessor, 1992
• Firma DEC
• 64 bit RISC
Prozessor
• Für OpenVMS
und OSF/1,
dann NT
• 2000 erste
1 GHz CPU mit
Luftkühlung
Jahr
Typ
Speed
Transistoren
1992
Alpha EV4
125 MHz
1.7 Mio
1999
Alpha EV68
1 GHz 1)
16 Mio
2003
Alpha EV7
1.3
100 Mio
20sek.ch
Servers
DEC Alpha Server Platform
IBM AS/400 Server Platform
Firmenserver der 90er Jahre
20sek.ch
Hintertüren?
Produkte der Crypto AG
Im März 1992 wird Hans Bühler, der Verkaufsingenieur der Schweizer Crypto AG, im Iran verhaftet. Die
nächsten 9 ½ Monate verbringt er in militärischer Einzelhaft und wird regelmässig befragt. Er beteuert
jedesmal, dass die Geräte der Crypto AG absolut sicher und das Beste seien, schliesslich sind es
Schweizer Produkte. Die Iraner sind aber skeptisch, weil sie wissen, dass die NSA und die Crypto AG eng
zusamenarbeiteten. Und irgendwie müssen die USA geheime Funksprüche zwischen Tripolis und der
Lybischen Botschaft in Ost-Berlin mitgehört haben. Ansonsten hätten sie kaum solche präzisen und
unwiderlegbaren Beweise zum Attentat auf die Berliner Diskothek La Belle, bei der viele Amerikaner
starben. Sind in den Geräten der Iraner auch Hintertüren eingebaut? Gegen eine hohe Lösegeldzahlung
wird Bühler schliesslich freigelassen. Bühler, mittlerweile auch ein wenig misstrauisch, äussert nun den
Verdacht, an den Anschuldigungen könnte tatsächlich etwas dran sein. Darauf wird er von der Crypto
AG verklagt. Zu einer Verhandlung kommt es nicht, man einigt sich aussergerichtlich. Hans Bühler
20sek.ch
schweigt seither.
Windows 3.11
und
NT,
1993
Von Microsoft
Win 3.11 für Heimanwender
Win NT für Firmen
• Betriebsysteme für x86 Rechner beliebiger Hersteller, mit graphischer Oberfläche
• Da Betriebssystem und Hardware nicht gekoppelt sind, bieten nun immer mehr
Hersteller Rechner mit dem Betriebsystem Windows NT von Microsoft an, was
fortan den PC-Markt belebt und sich die Computer ab jetzt in den Serverräumen
und Büros massiv ausbreiten.
20sek.ch
Intel Pentium, 1993
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
60 MHz
32 Bit
16 KB L1 Cache
3.1 Mio Transistoren
0.8 µm
294 mm2 (17x17 mm)
15 Watt
superskalar CISC
interner = externer Takt
FDIV-Bug 1994:
20sek.ch
Webbrowser, 1993
Der Mosaic Browser, entwickelt an der Univerität Illinois, war einer der ersten
Webbrowser, der neben Text auch Graphiken darstellen konnte. Nach den Protokollen
HTML und HTTP ist nun auch das erste benutzerfreundliche Anwenderprogramm
vorhanden, welches «dem» Internet zum Durchbruch verhelfen wird. Aus dem ehemals
rein militärischen ARPANET wird nun das weltweite öffentliche Netzwerk (IETF).
20sek.ch
Apple Newton, 1993
das erste Tablet?
Das Messagepad 2000 mit Newton Betriebssystem hatte Stifteingabe,
Handschrifterkennung, einen ARM 610 Prozessor mit 20 MHz, 4 MB ROM, 640
KB RAM, 336x320 Pixel, Grösse ca. DIN A5. Steve Jobs stellte die Entwicklung 1998 ein.
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DLT TZ87 Tape, 1993
TZ87, DLT III 10 GB
TK88, DLT IV 20 GB
Das Massenspeichermedium der 1990er, Tapes.
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Iris Scan, 1993
Localization
Normalization
Feature Extraction
Matching
=> 2048 Bit Code
False Reject Rate: 0.02
False Accept Rate: 0.00001
Das von John Daugmann 1993 veröffentlichte Verfahren zur Erkennung von Irismustern, wird dank
verbesserter Digitalfotographie immer stärker eingesetzt. Nicht alle Systeme prüfen, ob sie ein lebendes
Auge präsentiert bekommen und sind deshalb austricksbar. Das System funktioniert berührungslos und
wird deshalb von den Benutzern besser als Retinascan Systeme akzeptiert. Je besser die Kamerabilder,
desto mehr Augen können unterschieden und identifiziert werden. Im Gegensatz zu einem Passwort
kann man aber ein biometrisches Merkmal nicht ändern, wenn man die Macht darüber verloren hat!
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Iris Scan Produkte (2013)
Zoll
Flughafen
Polizei
Zutritt
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1.2 Mia. Inder
EEPROM, 1994
Permanente Daten muss man nicht mehr mühsam in EPROM’s speichern und
mit UV Licht wieder löschen. Die Firma Microchip Technology entwickelt
einen günstigen Chip, bei dem man dies elegant mit einer höheren Spannung
erledigen kann.
20sek.ch
Voip , 1994
"Voice over IP"
1991 schreibt John Walker Netfone, ein Sprachübertragungsprogramm, welches nur 32 kBit/s Bandbreite
benötigt. Erste Natel-D Telefone, die den GSM Standard
nutzen, übertragen ab ~1992 Sprache mit 13 kBit/s über
das Funknetz. Michaela Merz entwickelt zwei Jahre später
das Programm mtalk für Linux, um über IP-Netze normale
Gespräche führen zu können. Auf dessen Basis werden in
der Folge immer bessere Programme entwickelt. Welche
aber auf Grund langsamer Leitungen, Latenzen und nicht
priosiertem Datenverkehr nur mässige Sprachqualität
bieten. Ab 2001 setzt sich Voip dank der Standards H.323
und SIP immer mehr durch und verdrängt in den
folgenden 20 Jahren die leitungsvermittelnde, analoge
Telephonie durch in kleinen Datenpakete übertragene
Gesprächsteile. Gerade die Möglichkeit internationale
Telefongespräche durch das Gratis-Internet zu führen,
macht die Entwicklung für Viele interessant (Bspl. Skype).
20sek.ch
/ NetFone
GoF - Design Patterns, 1994
«Gang of Four»
• Erich Gamma (CH), Richard Helm, Ralph Johnson und John Vlissides
• Beschreiben 23 Entwurfsmuster zur Lösung häufiger Programmierprobleme
20sek.ch
SMS, 1995
Nachdem alle grösseren Städte mit entsprechenden Antennen versorgt sind, erlebt das Natel-D
Netz einen Boom in der Schweiz. Mit dem Natel-D kommen auch die SMS-Nachrichten, welche
für mehr als ein Jahrzent ein sehr wichtiges, mobiles Kommunikationsmittel sein werden.
Natel-D (GSM Standard) überträgt Gespräche digitalisiert. Die bis zu 160 Zeichen langen
Meldungen werden dabei über den Signalisierungskanal der Funkverbindung zur nächsten
SMS-Zentrale gesendet. Die SMS-Technik wurde erst nach der GSM-Technik entwickelt.
20sek.ch
Toy Story, 1995
Toy Story kommt in die
Kinos; der erste vollständig
computeranimierte Film
von Pixar.
Rendering: 800 000 Std.
Berechnungszeit für 70 min.
Film, auf 177 Sun Sparc 20.
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20sek.ch
«how music got free», 1994
Bennie Lydell Glover arbeitet in einer CDFabrik von Polygram. Plötzlich realisiert er,
dass die Musik, welche er an den örtlichen
Parties hört, noch gar nicht käuflich
erwerblich ist. Denn er verpackt sie ja noch
bei der Arbeit! Bennie erkennt das Potenzial,
beginnt auch CDs aus dem Werk zu
schmuggeln und sie zu Hause zu kopieren.
Anfangs erstellt er knapp eine Kopie pro
Stunde, der Rohling kostet 2$, die Kopie
verkauft er für 5$ auf der Strasse. Doch Erfolg
macht süchtig. Bennie wird zum Kopierkönig,
bis er 2007 auffliegt und ins Gefängnis muss.
In der Zwischenzeit hat er aber der Musikindustrie das Fürchten beigebracht. Er hat
2000 ihrer besten Produkte geklaut, digital
einfach zugänglich veröffentlicht und ihr so
das Geschäftsmodell zerstört.
20sek.ch
Hackertales
Nicht nur in den USA wird fleissig raubkopiert, auch in Europa betätigt
man sich illegal. Die Polizei versteht aber noch gar nicht, was ein Computer
ist, geschweige denn eine digitale Kopie. So musste man noch lange kaum
Konsequenzen befürchten. Die Computerparty war in vollem Gange!
20sek.ch
Windows 95
•
•
•
•
Startbutton
32 Bit Architektur
lange Filenamen
zuerst noch kein TCP/IP
und Internet Explorer
• Plug and Play
• (wirkliches) Multitasking
• 16 und 32 Bit-Programme
20sek.ch
Altavista, 1995
• Eine der ersten Volltextsuchmaschinen
20sek.ch
• Entwickelt von DEC
1995
Pierre Omidyar hilft seiner Freundin mit einer Webseite beim Tauschhandel von PEZ
Kaugummifiguren. Aus ebay wird die grösste Tauschplattform und sie dient als Vorlage
für viele nationale Kopien.
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Java 1995
• Sun präsentiert Java die objektorientierte
Programmiersprache
• by James Gosling 1991
• plattformunabhängig
• multithreading
• gratis
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SHA-1 Hash Algorithmus, 1995
Eine kryptographische Hashfunktion ist eine, welche
praktisch unmöglich rückwärts gerechnet werden
kann, um aus dem Hashcode wieder die
Ursprungsnachricht zu erhalten. Diese sogenannte
Einweg-Hash-Funktion kann verwendet werden, um
Texte zu verifizieren und auf Gleichheit zu prüfen (zB.
Passwörter). Für eine ideale kryptographische
Hashfunktion gilt:
- Einfach und schnell zu berechnen
- Unwahrscheinlich einen Text zu generieren
welcher zu einem gegebenen Hashcode passt
- Unwahrscheinlich einen Text zu verändern, ohne
dass der Hashcode ändert
- Unwahrscheinlich zwei Texte mit gleichem
Hashcode zu finden
SHA1("The quick brown fox jumps over the lazy dog")
gives hexadecimal: 2fd4e1c67a2d28fced849ee1bb76e7391b93eb12
gives Base64 binary to ASCII text encoding: L9ThxnotKPzthJ7hu3bnORuT6xI=
SHA1("The quick brown fox jumps over the lazy cog")
gives hexadecimal: de9f2c7fd25e1b3afad3e85a0bd17d9b100db4b3
gives Base64 binary to ASCII text encoding: 3p8sf9JeGzr60+haC9F9mxANtLM=
20sek.ch
Audiokomprimierung mp3, 1995
•
•
•
•
•
Speicherplatz war teuer, doch der
Bedarf viel Musik auf portablen
Geräten speichern zu können oder
via Modem zu teilen gross.
Die CD fasste 16 Lieder
unkomprimiert, mp3 schrumpfte sie
auf 1/10 der Grösse.
mp3 wurde seit 1982 am
Frauenhofer Institut entwickelt.
Jetzt dauerte die Kopie eines Liedes
über ein damaliges Netzwerk
weniger lang als seine Spieldauer.
Doch erst der Apple Ipod mit PC
Software löste den breiten
Durchbruch aus. Bis da war es für die
breite Masse einfacher, CDs im Laden
zu kaufen.
Erster Audioplayer, für 16 MB MMC Karten 1998
2001 Ipod
20sek.ch
1999 P2P sharing
illegaler mp3
Dateitausch
Auto Navis, 1995
1995: Travelpilot RGS 05
2005-2014
Wer einem technischen System einmal vertraut, vertraut ihm immer. Und so bleiben
gelegentlich Autos auf Treppen hängen oder versuchen in Tunnels zu wenden, weil
deren Fahrer blind den Anweisungen des Navigationssystems vertrauen. Ab 2007
sinken die Preise für kleine Navigationssysteme, welche man nachträglich an der
Windschutzscheibe befestigen kann unter 300 Euro. Im Jahr 2015 gibt es kaum noch
Autofahrer, welche auf langen Strecken Papierkarten verwenden.
20sek.ch
PCI Bus, 1996
32 oder 64 bit
133 MHz bis 1 Ghz
PCI ist der leistungsfähige ISA
Bus Nachfolger für PC und Server.
20sek.ch
GPU, Graphikprozessor, 1996
Treiber
GPU
Speicher
Die Graphikberechnung findet komplett in der Graphikkarte statt und entlastet so
die CPU. Herkömmliche CPU arbeiten sequentiell, GPU sind so gebaut, dass sie
sehr viele Berechnungen parallel ausführen können. Die abgebildete Woodoo 3D
FX war die erste Graphikkarte, welche für perspektivische (3D) Berechnungen
optimiert war.
20sek.ch
Wert von Information, 1996
Militärische Informationen
sind anhand von:
Richtigkeit,
Relevanz,
Rechtzeitigkeit,
Brauchbarkeit,
Vollständigkeit und
Genauigkeit zu bewerten.
FM 100-6 Information Bits
Unvollständige oder ungenaue Informationen sind besser als
gar keine, nicht rechtzeitige und nicht brauchbare sind keine
Informationen. Falsche oder unwichtige Informationen sind
schlimmer als keine Information.
20sek.ch
Ökonomischer Wert
von Information, 1996
1. Der Preis der Information wird gegen Null tendieren
2. Der Preis der Kommunikation wird gegen Null tendieren
3. Der Preis der Transaktion wird gegen Null tendieren
Michael Bauwens
20sek.ch
ITAR hebt 40 Bit Grenze auf, 1996
The natural flow of
technology tends to
move in the direction of
making surveillance
easier, and the ability of
computers to track us
doubles every eighteen
months. [L1, 2013]
Die amerikanische International Traffic and Arms Regulation Behörde ITAR hebt in
diesem Jahr das Verbot auf, welches kryptographische Schlüssel in Exportprodukten
auf maximal 40 Bit beschränkte. Im Hintergrund schaut die NSA Behörde aber
weiterhin darauf, dass keine Software mit Verschlüsselung grösser als 56 Bit exportiert
wird! Das auf RSA basierende PGP (Pretty Good Privacy) Programm zur verschlüsselten
Kommunikation fiel zunächst auch unter diese Exportbestimmungen. Ihr Erfinder Phil
Zimmermann wird deshalb wegen Waffenexport angeklagt, weil seine Software
öffentlich auf einem FTP Server zugänglich war. In der selben Zeit wurde der Quellcode
auch als Buch veröffentlich. So konnte man den gefährlichen Sourcecode einfach an
nichts ahnenden Zöllnern vorbei nach Europa exportieren. Die Anklage gegen
Zimmermann wurde später fallen gelassen.
20sek.ch
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+
+
+
+
+
THE ULTIMATE BEGINNER'S GUIDE TO HACKING AND PHREAKING
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+
+
By:
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+
+
[email protected]
+
+
LOA
+
+
04/01/97
Volume: 2 +
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Unix:
Step 1: Guess the password, start with
user: root and password: system (or try others from the list)
Step 2: open /etc/passwd or /etc/shadow
john:234abc56:9999:13:John Johnson:/home/dir/john:/bin/john
Step 3: use crack to decrypt a password string or remove the
encrypted password string completly
Step 4: become root user and add yourself to the password file
20sek.ch
X
Ariane 5 Bug, 1996
Ganzzahlüberlauf
37 Sekunden nach dem Start kam die Rakete so stark vom Kurs ab, dass ihr Selbstzerstörungsmechanismus aktiviert werden musste. Aus Kostengründen wurde Software der Ariane 4
verwendet und wo notwendig angepasst. Anpassungen wurden ungenügend getestet. Um
Speicherplatz zu sparen stellte man einen Messwert nicht mehr als 64 Bit Fliesspunkt Variable,
sondern als 16 Bit unsigned Integer Variable dar. Das ging so lange gut, bis der Messwert
(unerwartet) grösser wurde als mit 16 Bit darstellbar, die Raketensteuerung erhielt nun
plötzliche chaotische Werte und konnte nicht mehr richtig funktionieren.
20sek.ch
IBM Deep Blue, 1997
Menschliches Gehirn gegen 200 Mio. Züge pro Sekunde
IBM RS6000 mit 30 Knoten à je 8
VSLI Schachprozessoren, pro
Knoten über 1 GB RAM und 4 GB
Festplattenspeicher, OS AIX 4.2
Im Vorjahr gewann der Schachcomputer von IBM nur einzelne Partien gegen den
Schachweltmeister Garri Kasparow. 1997 besiegte er ihn in einem sechs Runden
dauernden Wettkampf 3.5 : 2.5. IBM verweigerte Kasparow die Revanche und schickte
Deep Blue in Pension. Deep Blue konnte allerdings nur Schach spielen, 99.99% unserer
restlichen Lebenswelt verstand er nicht.
20sek.ch
Funk Kanäle
IEEE 820.11 = Wifi, 1997
Layer1
Data Frame
Layer2
ab ~2000
1997 veröffentlicht der IEEE Berufsverband den ersten Standard (im OSI Layer 1,2) zur
IP-basierten Datenübertragung per Funk. Das erste Protokoll konnte maximal 2 Mbit/s
auf einem 22 MHz breiten Funkkanal übertragen. Im Jahr 2000 wurde das verbesserte
Protokoll 802.11b mit 11 Mbit/s Durchsatz veröffentlicht. Günstig verfügbare Router
und PC-Karten führten nun zum Wifi-Boom. Endlich musste man nicht mehr für jeden
PC ein Netzwerkkabel verlegen. 2015 verfügen
20sek.ch Geräte standardmässig über Wifi.
Tamagotchi, 1997
«Ei-Uhr»
Das Tamagotchi ist ein virtuelles Kücken, welches man wie ein echtes Tier rund um die
Uhr hegen, pflegen und füttern muss. Pflegt man es nicht, «stirbt» es. Durch einen
Reset kann es wiederbelebt werden. Wer ein Tamagotchi länger als vierzehn Tage am
Leben erhalten konnte, war sehr gut. Das Tamagotchi ist eines der Produkte welche
Asien zum Standort für Elektronikproduktion
machen.
20sek.ch
Computer-Markt, 1997
PC Markt
Aktienkurse
20sek.ch
Email wird Mainstream, 1997
•
•
•
•
1965 MIT CTSS Mail
1971 erstes ARPA Net E-Mail
1978 Unix mail
1997 prophezeite Bill Gates auf
einem Microsoft-Kongress den
Siegeszug der E-Mail. Seine
Vorhersage damals: "In zehn
Jahren wird die Mehrheit der
Erwachsenen E-Mails nutzen."
Stimmt: 2007 nutzen 70 Prozent
der US-Bürger das Internet, 90
Prozent davon mailen
regelmässig, 68 Prozent der
Deutschen sind online.
20sek.ch
1998
Der Film transportiert den Gedanken vom Flirten und
daten via «Computerkommunikation» in die
Gesellschaft.
20sek.ch
1998
Erster Google Server
Gründer: Sergey Brin, Larry Page
20sek.ch
Transatlantische Glasfaserkabel, 1998
• 37800 Verbindungen gleichzeitig
möglich
• Bruttodatenrate 560 Mbit/s
• Erstellungskosten: 350 Mio US$
• Erwartete Lebensdauer: 25 Jahre
TAT-8 war das erste transatlantische Glasfaserkabel
20sek.ch
Abhör-Dschungel, 1998
Geheimdienste lesen ungeniert mit -Grundrechte werden abgebaut
Flächendeckende Überwachung von E-Mail im Internet war bislang nur
ein Gerücht. Am 6. Januar 1998 berichtete jedoch eine Studie des
Europäischen Parlaments von einem entsprechenden Abhörsystem der
NSA, einem US-Geheimdienst. Wenige Tage später beschloss die
Mehrheit im deutschen Bundestag eine weitere Verschärfung der
Telekommunikations-Überwachung durch Strafverfolgungsbehörden
und Geheimdienste. Anlass für Fragen: Welche Befugnisse hat der
Staat? Mit welcher Form von Spionage muss man im Internet rechnen?
c´t 5/98 http://www.heise.de/ct/artikel/Abhoer-Dschungel-286194.html
20sek.ch
Virtualisierung, VMware
Die Computerhardware sind nun so schnell, dass sich Betriebssysteme einen
Computer teilen können. Dies erlaubt eine sehr effiziente Nutzung der
vorhandenen Rechenleistung.
20sek.ch
Hacker Tron, 1998
•
•
•
•
•
•
Boris Floricic, alias Tron wird in
einem Berliner Wald erhängt aufgefunden
Ob Mord oder Selbstmord bleibt umstritten
Tron war ein begabter Hacker, der Binärcode direkt
lesen konnte und die damaligen
Verschlüsselungstechniken besser verstand als die
kommerziellen Hersteller, so hackte er
Telefonkarten
Die selben Chipkarten finden auch bei Geldkarten,
Mobiltelefonen und verschlüsseltem Fernsehen
Verwendung
Damals bestand ein grosser Schwarzmarkt für
Geräte zur Umgehung von Verschlüsselung für
Privatfernsehen
Die organisierte Kriminalität interessierte sich stark
für eine Technik mit der man im GSM Netz anonym
und gratis telefonieren kann
20sek.ch
Information Warfare (IW), 1998
Das NATO Kürzel C3I für «Command, Control, Communication
and Intelligence» zeigt, dass Informationsstrukturen zu immer
attraktiveren Angriffszielen werden.
20sek.ch
ITIL, 1999
standardisierter IT-Betrieb
• ITIL ist eine detaillierte Methode
die beschreibt, wie man mit guter
IT Organisation die bestmögliche
Unterstützung von Geschäftsprozessen
erreicht.
• ITIL wurde Ende der achtziger Jahre von einer
englischen Regierungsbehörde entwickelt. Grund
war die mangelhafte Qualität der von der britischen
Regierung eingekauften IT-Dienstleistungen, so dass
ein Weg gefunden werden sollte, diese nachhaltig
zu verbessern und gleichzeitig die Kosten zu senken.
Das Ziel bestand darin, zweckmässige und
wirtschaftliche Verfahrensweisen für die Erbringung
von IT-Dienstleistungen zu entwickeln. Problem
war, dass jeder Standort unterschiedlich organisiert
war und so Doppelspurigkeiten, Verständigungsprobleme und Leerläufe entstanden.
20sek.ch
DVD, 1999
• DVDs beginnen die VHS
Kassetten zu verdrängen
• 1995 wurde der DVD
Standard verabschiedet
• DVDs verwenden MPEG-2
Videokomprimierung, diese
ermöglicht Spielfilme in
hoher Qualität (200 MB/s)
auf unter 6 MB/s zu
komprimieren (Faktor 35:1)
• unkomprimiert wären dazu
damals unhandhabare 1800
GB notwendig gewesen, so
reichten die 4.7 GB der DVD
20sek.ch
Kevin Mitnick, 1999
meistgesuchter Computer-Krimineller der USA
• hackte zunächst Bus-Tickets (Lochcode) in Los Angeles
• seine Stärke sind «Social Engineering» Techniken
• Hackte sich 1979 in das Computernetz der Firma DEC, auf welchem das
Betriebssystem RSTS entwickelt wurde. Da er das Betriebssystem kopierte,
wurde er 1988 zu 12 Monaten Haft verurteilt, floh anschliessend und
tauchte 2 ½ Jahre lang unter.
• 1999 wird Kevin erneut wegen Hacking zu 68 Monaten Gefängnis verurteilt.
20sek.ch
Melissa Wurm, 1999
Selbständig verbreitet sich 1999 Melissa über Outlook. Der E-Mail-Wurm Melissa sorgt
weltweit für grosse Aufmerksamkeit bei den Medien. Immer mehr komplexe Würmer
treten nun in Erscheinung, so wie Toadie (der sowohl DOS- als auch Windows-Dateien
infiziert und sich über IRC und E-Mail verbreitet) und W32.Babylonia (der sich als
erste Malware selbst aktualisieren kann) [Wiki].
20sek.ch
Wie öffnet man einen Tresor?
Angreifer (Hacker) wählen den einfachsten Weg zum Ziel. Die einzelnen Schritte
müssen eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit
aufweisen und nicht zu teuer sein.
20sek.ch
Theoretische Informatik
20sek.ch
Jahr 2000 Bug
Schaffen es alle Computerprogramme die noch mit zweistelligen Jahreszahlen (1999)
ins nächste Jahrtausend (2000),
oder bleibt «die Welt stehen»?
20sek.ch
NASDAQ Börsenkurs
Dotcom
Blase
• Dotcom Boom: die Zeit des Internetbooms, in welcher jede Firma eine
Internetadresse mit «.com» Endung brauchte um dabei zu sein und so auch reich
werden wollte.
• Allerdings war es mit dem Dabeisein nicht getan.
• Im Jahr 2000 platzte die Blase und viele Computerfirmen ohne brauchbare
Geschäftsideen, die einfach nur den anderen alles nachgemacht hatten, gingen ein.
20sek.ch
1 GHz x86 Prozessor, 2000
Im Rennen um den schnellsten x86 Prozessor schlägt AMD den grossen Konkurrenten Intel. AMD kann mit dem Athlon Thunderbird anfangs März bereits
fertige Systeme mit 1 GHz schnellen Prozessoren liefern. Auch wenn Intel schon
wenige Tage nach AMD mit dem Pentium III Coppermine ebenfalls eine 1 GHz
CPU präsentieren kann, geht der Sieg ganz klar an AMD. Die Intel CPU war noch
zu wenig ausgereift. Um die 1 GHz Hürde knacken zu können, mussten beide
Firmen den Level 2 Cache vom Motherboard
auf den CPU Chip verschieben.
20sek.ch
Proliant DL380 G1, 2000
Quickspec
2 x Pentium 900Mhz
256 MB RAM, bis 4 Disk
Wartungsfreundliche und einfach zu installierende Rackserver erlauben den
platzsparenden Betrieb von vielen Servern. Die Server sind so gebaut, dass sie
mit Schienen einfach übereinander in Racks (Schränke) eingebaut werden
können. Alle Komponenten sind auf einfache Wartbarkeit optimiert.
20sek.ch
ADSL, ab 2000
• 512/128 kBits down/upload 1
• ersetzt 14k,19k, 56 kBaud Modems
ADSL - und man kann doch mehr
als 56 kBaud über eine Kupferdrahtleitung übertragen! Schnelleres Internet
ohne neue, teure HF-Kabel verlegen
zu müssen!
20sek.ch
Dating Platformen, 2000
Nach dem Kinohit «You’ve got mail», 1998, werden auch in der Schweiz Dating Websites immer
beliebter und salonfähig. In den USA wurde die Dating Seite kiss.com bereits 1994 registriert. Schon
früher wurde sicher in online Chats und in Usentgruppen wie alt.dating kräftig nach gleichgesinnten
gesucht. Die Zahl der privaten Computer steigt nun auch markant, weil man persönliches nicht gerne
auf dem Bürocomputer erledigt.
20sek.ch
Supercomputing, 2000
20sek.ch
Rechenleistung, 50 Gflops 2001
128 Node Cluster aus DS10L Alphaworkstations à je eine 600 MHz CPU pro
Rechner, 256 bis 2048 MB Memory, maximum 300 W pro Rechner. Der DS10L
ist einer der ersten Rechner im sogenannten Pizzabox-Format mit Einbauhöhe
1 Zoll.
20sek.ch
Quantencomputer, 2001
Fünf Fluor- und zwei Kohlenstoffatome haben
die Zahl 15 in ihre Primzahlen 3 und 5 zerlegt. L
Ein Quantencomputer ist ein Computer, dessen Funktion auf den Gesetzen der
Quantenmechanik beruht. Im Unterschied zum Digitalrechner arbeitet er nicht auf der
Basis der Gesetze der klassischen Physik bzw. Informatik mit nur zwei Zuständen 0 und 1.
Er verwendet quantenmechanische Bits. Quantencomputer können theoretisch noch
leistungsfähiger als Computer mit Halbleiterchips
sein.
20sek.ch
Quantenbit
Ein Quantenbit kann beliebig viele Zustände zwischen 0 und 1 haben. Zudem überlagern
sich die Zustände nebeneinanderliegender Bits. Mit Laserlicht löst man «Berechnungen» in
einer Menge von Quantenbits aus. Als Resultat erhält man eine Lösungsmatrix mit
Ergebnisbereich. «Quantencomputer betrachten ein Problem aus allen Richtungen
gleichzeitig» – siehe: Problem von Deutsch. Solche Quantenberechnungen sind sehr schnell,
ergeben aber ein «unscharfes» Resultat. Ausserhalb der Quantenphysik gibt es noch kaum
Anwendung für Quantenrechner [1]. Vielleicht kann man mit Quantencomputer starke
Verschlüsselungscodes knacken oder zumindest den zu durchsuchenden Schlüsselraum stark
20sek.ch
eingrenzen.
Wikipedia, 2001
Im Jahr 2000 schlug Richard
Stallman eine frei zugängliche
Online-Enzyklopädie vor (free-as-infreedom), welche nicht von einer
Autorität kontrolliert wird. Bis dahin
gab es nur kommerzielle Werke mit
einem brauchbaren Überblick
(Microsoft Encarta auf CD-ROM).
Ein Jahr später starteten Jimmy
Wales und Larry Sanger Wikipedia
und setzten so den Grundstein zur
Realisierung des schon lange
existierenden Konzepts des
zusammengeführten Weltwissens
an einem Ort. Das anarchisch freie
Wikipedia tritt fortan seinen
Siegeszug gegenüber den
hierarchischen, kommerziellen
von Professoren kontrollierten
Enzyklopädien an.
20sek.ch
Windows XP, 2001
Das auf Windows NT (NT 5.1 Kernel) basierende Heimanwender-Windows wurde zum
Benutzerliebling und erschwerte es Microsoft, es durch «bessere Nachfolger»
abzulösen. Spätestens mit dem Servicepack3 musste sich jedoch jeder Benutzer
eingestehen, ob er XP legal erworben oder mit einem kopierten Productkey installiert
hatte. 2014 stellte Microsoft den Support offiziell ein. Im Jahr 2014 sind immer noch
24% der Windowsinstallationen XP!
20sek.ch
SCRUM, 2001
Software-Entwicklungsmethode
Dynamische Softwareentwicklung, der «Kunde» definiert, was die Software können soll. Die einzelnen
Anforderungen werden in kleine Teilschritte zerlegt. Das Entwicklerteam schätzt dann pro Teilschritt die
Implementierungzeit und versucht innerhalb von Entwicklungszyklen (Sprint) eine funktionierende
Software zu erstellen. Der Kunde testet jeden Sprint und gibt Feedback für den nächsten Zyklus. Durch den
laufenden Feedback sollen Fehlentwicklungen möglichst rasch erkannt und verhindert werden.
20sek.ch
Bittorrent, 2001
Bram Cohen veröffentlicht ein Netzwerkprotokoll
auf Layer 7, welches das anonyme Teilen von
grossen Dateien erleichtert. Jeder der eine
Bittorrent Clientsoftware auf seinem PC installiert
hat, teilt damit Teile von grossen Dateien. Dateien
welche geteilt werden, werden durch eine
Torrentdatei beschrieben. Wird eine Datei von
mehreren Personen geteilt, verweist die
Torrentdatei immer auf alle teilenden Dateien.
Will man nun zum Beispiel eine grosse Filmdatei
runterladen, benötigt man zunächst die
zugehörige Torrentdatei und kann dann mit
einem Bittorrentclient (z.B. µTorrent) diese auf
seinen PC runterladen. Sobald erste Teile der
Datei auf dem PC sind, werden diese Teil schon
zum Download für andere zur Verfügung gestellt.
So lädt man den Film nicht mehr von einem FTP
Server runter, sondern in Teilen von vielen
Computern im Internet, welche diese Datei schon
ganz oder teilweise gespeichert haben. Die
Bereitsteller sind so einigermassen anonym. Das
Up- und Downloaden von Filmen ist in der
Schweiz legal (URG Artikel 19, 20min).
20sek.ch
Torrent-verlinkte
Datei
Suchseiten bieten Links zu
Torrentdateien, mit welchen man
dann Dateien runterladen kann.
µTorrent-Client
Rechenmaschinen ersetzen Menschen
für höhere Aufgaben
Wirtschaftspyramide
•
•
•
•
•
20sek.ch
Managementunterstützungssysteme
ersetzen zunehmend
Wissen und
Erfahrung von Managern
Reporting
CRM
Data Mining
Data Warehouse
Usenet Archiv als Download, 2001
Gesammelte Usenet
Daten kann man hier als
unkomprimierte 7 GB
Datei downloaden. Die
Daten wurden in den 90er
Jahren von der
Computerabteilung der
Zoologischen Abteilung
der Unversität Toronto
gesammelt und 2001 von
David Wiseman von Band
zurück auf Disk kopiert
und so zugänglich
gemacht. Eines der 141
Magnetbändert speichert
ca. 50 MB.
20sek.ch
Carr Debatte, 2003
In dem Masse, in dem sich die technischen Möglichkeiten der
IT vergrössert hätten und sie sich zu einem weltweit
verfügbaren Gut entwickelt haben, sei auch ihr strategischer
Wert gewachsen.
Genau diese Annahme sei falsch, sagt Nicholas Carr.
20sek.ch
max. 3.5 GHz Taktrate , 2004
20sek.ch
Jeff Bezos
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20sek.ch
grösster Online-Versandhändler
Internetshopping, seit 1994
Wird ab 2006 zum Technologietreiber
Infrastrukturdienstleister, Amazoncloud,
eBook, Kindle
Amazone Smartphone
Jeff glaubt, dass Bücher wegen digitalen
Varianten verschwinden werden
Facebook, 2004
• Mark Zuckerberg stellt seine Webseite ins
Netz, mit welcher man Bilder von bekannten
Mitstudenten verwalten und bewerten kann
• 2007: 30 Millionen Nutzer
• 2013: 1200 Millionen Nutzer
20sek.ch
Glasfaser Seekabel, 2004
20sek.ch
2005
by Chad Hurley, Steve Chen und Jawed Karim
20sek.ch
Die digitale Kopie
Zur Natur der Computer gehört es, dass man mit ihnen schnell, einfach und 100% gleichwertige digitale Kopien von Dateien
(Texte, Bücher, Musik, Filme, etc.) erstellen kann. Die Medienindustrie sah anfang des 21. Jhdt. erneut ihr Geschäftsmodell
bedroht und versuchte, den «grössten illegalen Raubkopienhändler» The Pirate Bay in die Knie zu zwingen.
20sek.ch
The Pirate Bay, 2006
• The Pirate Bay war ein vom schwedischen Piratenbüro gegründeter
Bittorrent-Indexierer
• Bittorent (reissender Bitstrom) bezeichnet ein kollaboratives
Filesharing Protokoll für die schnelle Verbreitung grosser
Datenmengen, vornehmlich Musik und Filme (CD/DVD Kopien)
• Ein Bittorent-Indexierer, auch Tracker genannt, bietet verweise auf im
Bittorentnetz gehandelte Dateien an. Er speichert oder handelt
selber keinen (illegalen) Inhalt, nur Verweise (vergleiche Google)
• Im Mai 2006 beschlagnahmte die Schwedische Polizei die Pirate Bay
Server und verhöhrte deren Betreiber Gottfrid Svartholm, Fredrik
Neij und Peter Sunde
• Die schwedische Justiz handelte, weil US-Behörden wirtschaftlichen
Druck auf sie ausübte und klagte die drei wegen «Beihilfe zur
Veletzung des Urheberrechts» an
• 2009 wurden sie erstinstanzlich zu einem Jahr Haft und ~3 Mio Euro
Schadenersatz verurteilt, später reduziert
• Als Folge wurden ab 2006 überall in Europa neue politischen Parteien
unter der Bezeichnung Piratenpartei gegründet, die Partei der
Informationsgesellschaft
• Dokumentation auf Youtube: TBP AFK – download it
20sek.ch
Der RSA Knacker, 2006
𝑐 = 𝑇𝑒𝑥𝑡𝐸𝑥𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡 modulo (grosse Zahl)
Die RSA Verschlüsselung ist der erste in der PKCS Gruppe definierte
asymmetrische Kryptographiestandard. 1998 definierte der Schweizer Daniel
Bleichenbacher einen Angriff auf RSA Version 1. Er nutzte dabei die Tatsache
aus, dass man in der Version 1 eine Fehlermeldung erhielt, wenn man versuchte
einen falsch verschlüsselten Text zu übermitteln. Durch geschickte Auswahl
richtig und falsch verschlüsselter Texte konnte er so den zu durchsuchenden
Schlüsselraum stark eingrenzen, was die Zeit zum durchprobieren möglicher
Schlüssel massiv reduzierte (Stichwort: ChosenCiphertextAttack).
Im Jahr 2006 entdeckte Bleichenbacher, dass es bei einigen RSA Programmen
sehr einfach sein kann, RSA signierte Texte nachträglich zu ändern. Wurde für
die Signierung eines Textes der Exponent 3 verwendet, konnte man in den
technisch notwendigen, aber eigentlich nichts sagenden Fülldaten, beliebigen
Text einschmuggeln. Dies war ein starker Hinweis, dass es sinnvoll ist, grosse
Exponenten zu verwenden, auch wenn das zu (unbeliebtem) zusätzlichen
Rechenaufwand führt.
20sek.ch
WikiLeaks, 2006
Wikileaks ist ursprünglich eine im Jahr 2006 von chinesischen Aktivisten gegründete Enthüllungsplattform. Laut Wikileaks sind die Gründer jedoch anonym. Wikileaks veröffentlichte geheime
Dokumente, welche deren Besitzer immer wieder in Erklärungsnotstand brachten. So wurde unter
anderem über die Schweizer Bank Julius Bär berichtet, wie sie für Kunden Geld in Steueroasen
transferierte, weiter ein Handbuch für US Soldaten zum Umgang mit Guantanamo Häftlingen publiziert
und ein Video der Boardkamera eines Kampfhelikopters der US Streitkräfte im Irak, der Journalisten
angegriffen haben soll, veröffentlicht. Seit 2009 versuchen die betroffenen Staaten Wikileaks
lahmzulegen. Deshalb werden seit 2011 keine neuen Dokumente mehr veröffentlicht. Julian Assange,
einer der Hauptunterstützer der Plattform, lebt sei 2012 in der ecuadorianischen Botschaft in London.
Er will so einem schwedischen Haftbefehl entgehen.
20sek.ch
UTF-8, 2007
Universal Character Set Transformation Format
•
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•
8 Bit Kodierung internationaler Zeichensätze
die ersten 128 Zeichen sind äquivalent zu ASCII
Unicodezeichen werden mit 1 bis 4 Byte Codiert (221 Möglichkeiten)
erstmals 1992 von Ken Tompson und Rob Pike festgelegt
Im Jahr 2007 überholt UTF-8 den ASCII Code bezüglich Verwendung
im Internet
• mindestens alle E-Mail-Programme sollten UTF-8 senden und
empfangen können
20sek.ch
Smartphone, 2007
20sek.ch
Das Apple Iphone
Das Iphone hat nur noch einen Knopf für Eingaben, dafür einen grossen Touchscreen.
Dieser ist zwar haptisch gewöhnungsbedürftig, jedoch ist das Iphone insgesamt viel
flexibler einsetzbar als jedes andere digitale Handgerät. Dank der guten Kamera, der
eingebauten Sensoren und WLAN, lassen sich so schneller und einfacher Lösungen zur
Datenverarbeitung realisieren als mit herkömmlichen Hardwaregeräten. Mit dem Iphone
beginnt auch der Siegeszug der Apps. Für jedes Problemchen kann ein einfaches
Programm geschrieben und über den Appstore angeboten werden. Die Installation kriegt
nun jedes Kind hin.
20sek.ch
Android, 2007
Google sucht eine Antwort auf den durch das Apple iPhone ausgelösten Smartphoneboom und findet es im linuxbasierten Android Betriebssystem. Die
steigende Leistungsfähigkeit dieser mobilen Geräte macht den traditionellen
Wintel PC’s immer mehr Konkurrenz. 20sek.ch
Chronologie der Prozessoren
20sek.ch
Dualcore CPU, 2007
Intel Core 2 duo
Bei 3 GHz fing man an, die Anzahl CPU pro Prozessorgehäuse zu vermehren,
weil ein schnellerer Takt nur noch die CPUs überhitzt. Schon bald packt man
vier und mehr Kerne in ein Gehäuse.20sek.ch
DARPA Urban Challenge, 2007
Zum ersten mal müssen sich die Roboterautos, bei diesem seit 2004 durchgeführten Wettbewerb, in
einer dynamischen Welt, mit echtem Verkehr bewähren. Der Chevy Tahoe der Carnegie Mellon Universität Pittsburgh schafft den Parkour autonom in 4 min. 10 sek., mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 22 km/h. Wenn nun nicht mehr der Mensch steuert, muss der Computer des selbststeuernden Autos entscheiden, ob im Notfall beispielsweise der Fussgänger oder der Fahrer geschützt
werden soll. Aber wie entscheidet er das und haftet
schliesslich der Hersteller oder der «Beifahrer»?
20sek.ch
Ethische Entscheidungsgrundlagen
Entscheidungen und Handlungen
können auf unterschiedlichen Ethiken
basieren. Idealerweise würden alle
gleich entscheiden.
Utilitarismus (Bentham): Eine Tat wird
anhand der Folgen bewertet – ein alter
gebrechlicher Mann wäre weniger wert,
als ein kleines Kind.
Deontologie (Emanuel Kant): Eine Tat
wird nicht nach der Konsequenz
sondern nach der Tat selbst bewertet –
das Auto schützt primär mich, weil
Totschlag für mich besser ist, als Selbstmord. Schliesslich war ich ja nicht
schuld!
Tugendethik (Aristoteles): Nicht die Tat,
sondern der Charakter (klug, ausgeglichen, fair) wird bewertet – Das Auto
müsste durch beobachten und lernen,
Situationen moralisch gleich wie der
Fahrer bewerten können.
20sek.ch
vom PC zum HPC
HPC – High Performance Computing
(Architekturen versch. Hersteller)
20sek.ch
Schäubles Fingerabdruck, 2008
«Schnüffelfreudige» Politiker wollen in Deutschland die biometrische
Kompletterfassung der Bundesbürger erreichen. Um die Diskussion zu
vertiefen, veröffentlicht der Chaos Computer Club in seiner Zeitschrift
die Fingerabdrücke dieser Politiker. Und zusätzlich eine Anleitung, wie
man sich Fingerabdrücke einfach und unbemerkt beschaffen kann.
20sek.ch
Anonymous, 2008
Anonymous ist ein Internet-Phänomen, das weltweit von verschiedenen Gruppen und Einzelpersonen
innerhalb der Netzkultur verwendet wird, um – mit oder ohne Abstimmung mit anderen – unter
diesem Namen Hacktivismus und öffentliche Demonstrationen zu betreiben.
20sek.ch
Apache
, 2008
Hadoop ist ein freies, Java basiertes Framework zur Analyse von sehr grossen Datenmengen
(BigData) in unstrukturierter Form. Es basiert auf dem MapReduce Algorithmus und baut auf
günstiger Hardware auf.
20sek.ch
Airbus A330, Quantas, 2008
Der mit 303 Passagieren besetzte Airbus A330 sackte vor der Küste Australiens bei voller Flughöhe
innerhalb von wenigen Sekunden um rund 200 Meter in die Tiefe. Dabei wurden 119 Menschen verletzt, 12
davon schwer. Insgesamt mussten 51 Reisende im Krankenhaus behandelt werden. Die meisten Verletzten
waren nicht angeschnallt.
• Flugcomputer Design von 1991/92, System wurde in 20 Jahren immer wieder angepasst und
optimiert. 5 Flugcomputer, im Minimum reicht einer. 1 führt; 2 überwachen; restliche 2 als Backup.
• Algorithmen der Flugcomputer waren nicht genügend robust für Behandlung von Datenspitzen
ausgelegt. Diese waren im Design zu wenig berücksichtig und wurden auch vom Engineering Prozess
(während 20 Jahren) nicht als Problem erkannt und hätten so vermieden werden können. Ein ADIRU
lieferte schliesslich schubweise falsche Flugwerte (Datenspitzen) an die Flugcomputer. Die
Flugcomputer reagierten auf diese falschen Anstellwinkeldaten der ADIRUs und leiteten Sturzflug (zur
vermeintlichen Korrektur) ein! Die Designlimitierung führte einmal in 28 Mio. Flugstunden zu einem
20sek.ch
solchen Fehlverhalten.
Computergeschichte, 2008
20sek.ch
computerposter.ch
Gleichstand?
IBM Roadrunner:
- schnellster Rechner 2008
- 6’480 AMD Opteron CPUs
+ 12,960 IBM PowerXCell 8i
- ~6’000 Mia. Transistoren
- je 2.5 GHz
- Total 1.5 Peta Flops
- 2.35 MW (Strom)
- 114 TB Memory
- 560 m2
- > 100 Tonnen
- 100 Mio. $
2008:
1970:
1970
Gehirn:
- 1’000 Mia. Neuronen
- 1 Peta Flops
- asynchron
- 12 Watt
- 961 cm3
- 1.345 kg
20sek.ch
Logische Entscheidungen, 2009
Nachdem Matthias L. das Computernetzwerk StudiVz mit gehackten
Daten erpresst hat, wird er verhaftet. In der Untersuchungshaft schreibt
er Pseudocode, um herauszufinden ob Selbstmord eine Lösung ist.
Logik kann nicht irren, aber stellen
wir immer die richtigen Fragen?
20sek.ch
Bitcoin, 2009
•
•
•
•
•
Virtuelle Währung ohne realen Gegenwert
Auf und Ab des Vertrauens
Bisheriger Höchstkurs im Januar 2014
chinesische «Fluchtwährung»?
Handelsvolumen (1 Bitcoin = 500$; Juli 2014):
Handelsvolumen (50% in China)
20sek.ch
Kurs
Whatsapp, 2009
•
•
•
•
20sek.ch
Der TCP/IP basierte
Kurznachrichtendienst wird zum
Nachfolger der SMS.
Er erlaubt längere Nachrichten
und auch das Versenden von
Bildern, bunten Emoticons und
anderen Multimediainhalten.
Wer von einem WLAN aus sendet
oder eine Datenflatrate für sein
Smartphone besitzt, kann ohne
grosse Kosten praktisch
unbegrenzt kommunizieren. Ab
~2013 ist Whatsapp in Europa der
verbreitetste Kurznachrichtendienst, die Anzahl versendeter
SMS nimmt stark ab.
2014 kauft Facebook Whatsapp
für 19 Mia. Dollar.
Nicht nur in der westlichen Welt führt die
zunehmende Digitalisierung der Gesellschaft
zu Veränderungen. Auch im südlichen Mittelmeerraum verbreiten sich Computer und
Funktelefone immer stärker. Mit der Allverfügbarkeit von Smartphones und zunächst
noch schwer kontrollierbaren sozialen Medien, beginnen sich in Tunesien, Lybien und
Ägypten die Einwohner gegen ihre Dikatatoren aufzulehnen und organisieren Proteste
für mehr Demokratie. Aber auch weniger friedliche Gruppierungen nutzen die neuen
Möglichkeiten um auf sich aufmerksam zu20sek.ch
machen.
Hamas Kämpfer, 2006
2010
Arabischer Frühling, 2010
Algorithmen, 2010er
• Defintion: eindeutige Handlungsvorschrift zur Lösung eines
Problems
• Der erste Algorithmus wurde 1843 von Ada Lovelace
festgehalten
• Die Bezeichnung wird verstärkt für aufwändige und
komplexe Problemlöser eingesetzt
• Mittlerweile sind computerisiert massiv grössere
Datenmengen verarbeitbar als von Menschen / Spezialisten
• Auch unstrukturierte Daten (Bild, Ton, Video, …) sind nun
verarbeitbar
• Metadaten; Mustererkennung; Börsenhandel; …
• Spionage-Algorithmen überwachen globale Kommunikation
20sek.ch
ARM vs x86 CPU, 2010
Um das Jahr 2010 werden mehr ARM CPUs hergestellt als x86 CPUs. Das schlanke, minimalistische,
stromsparende ARM Design ist ideal für mobile Geräte wie Smartphone und Tabletts (embedded
Geräte). Die ARM-Architektur ist ein ursprünglich 1983 vom britischen Computerunternehmen Acorn
entwickeltes 32-Bit-Mikroprozessor-Design, das seit 1990 von der aus Acorn ausgelagerten Firma ARM
Limited weiterentwickelt wird. ARM steht für Advanced RISC Machines.
20sek.ch
Tablet, 2010
Durchbruch
20sek.ch
Stuxnet, 2010
Airgap
Airgap
Auch industrielle Steuerungen, welche nicht direkt am Internet angeschlossen
sind, können via Schadsoftware sabotiert werden. So wie im Falle der UranZentrifugen im Iran. Ein Airgap schützt20sek.ch
nur noch bedingt vor der Gefahr!
Hochfrequenzhandel HFT, 2010
Im Mai 2010 stürzten die amerikanischen Börsen plötzlich ab, erholten sich aber ebenso unerwartet schnell
und stark wieder. Der Flashcrash, ausgelöst durch computerbasierten Hochfrequenzhandel.
Computerprogramme analysieren selbstständig Nachrichten und tätigen nach vorgegebenen Algorithmen bis
zu einer Million Käufe und Verkäufe pro Tag. Es geht darum, mit sehr grossen Beträgen möglichst schnell auf
kleine Kursänderungen zu reagieren. Verzögerungszeiten durch lange Übertragungswege werden dabei so gut
wie möglich vermieden und die Computersysteme werden idealerweise direkt bei der Börse platziert.
20sek.ch
BigData, 2011
BigData bezeichnet Daten die zu gross und unstrukturiert sind, um sie mit herkömmlichen relationalen
Datenbanken zu verarbeiten. Yahoo betreibt ca. 22 Hadoop Cluster aus insgesammt 42’000 Nodes mit
insgesammt 200 Petabyte Daten. Der grösste Cluster besteht dabei aus 4’000 Rechnern mit 90
TerraByte/Node. (L).
20sek.ch
Data Warehouse
Einfache Datawarehousesysteme gibt es seit den 80er
Jahren. Mit der immer grösseren Leistungsfähigkeit der
Computer steigt deren Verbreitung nun stark. Ein
DataWarehouse ist ein grosses Datenbanksystem zur
Zusammenfassung aller verwertbaren Daten eines
Unternehmens,
zwecks
Auswertung
für
den
Entscheidungsfindungsprozess.
Verfügbare
Daten
werden kontinuerlich in ein zentrales Datawarehouse
kopiert, versioniert und normalisiert.
Beispielsweise führt man tageweise Listen verkaufter
Artikel pro Filiale zusammen. Verknüpft diese mit
Informationen zu Artikelgruppen, und geographischen
Daten der Filialen. So kann man herausfiltern, ob gewisse
Artikelgruppen regional unterschiedlich nachgefragt sind.
Mit diesem Wissen kann man im nächsten Jahr
kalenderabhängig das Angebot in den Filialen so steuern,
dass die Regale dort gut gefüllt sind, wenn die lokale
Nachfrage wieder gross sein wird.
Idealerweise verknüpft man die Daten noch mit
persönlich Informationen zum jeweiligen Käufer. Diese
erhält man durch Kundenprogramme. Bei jedem Einkauf
profitiert der Kunde von Sammelpunkten. Dazu zeigt er
an der Kasse seine Kundenkarte. Im Hintergrund können
dann die gekauften Artikel mit dem Käufer verknüpft
werden. So kann man beispielsweise herausfinden,
welche Artikel eher von jungen Leuten oder von Frauen
gekauft werden.
20sek.ch
Data Mining
“We are data rich, but information poor“
Auffinden verdeckter Zusammenhänge in grossen Datenbeständen.
Data Mining ist das Auffinden verdeckter Zusammenhänge in grossen Datenbeständen.
Da Daten meist mehr wettbewerbsrelevantes Wissen enthalten als man auf den ersten
Blick erkennen kann, lohnt es sich, sie genauer zu untersuchen. Allerdings ist die
Aufgabenstellung nicht trivial und die Vorgehensweisen die zum Ziel führen, sind meist
komplett verschieden. Ein Beispiel zur Verdeutlichung:
Wie macht man ein Auto zuverlässiger?
Datenbasis: 10 Jahre Historie über 7 Millionen Fahrzeuge eines Herstellers
- Alle Fahrzeugdaten (Baujahr, Modell, Ausstattung, Motor, Getriebe, ….)
- Fabrikationsort
- Garantiefälle, Beanstandungen, Serienprobleme
- Reparaturlogbücher
Daten werden in einer Datenbank zusammengeführt und dann auf Muster und
Häufungen von Einträgen untersucht. Häufig findet man Zusammenhänge auch
dank Visualisierung. Die Erkenntnisse können zu Konstruktionsänderungen,
Lieferantenwechsel oder zusätzlich empfohlenen Servicearbeiten führen.
20sek.ch
Cloud
Man kauft sich nicht mehr Rechner und Speicher, sondern mietet via
Netzwerk Rechenleistung in der Cloud. Dies spart einem den
Infrastrukturaufwand, viel Zeit und Personal.
20sek.ch
Entwicklungsepochen
Grossrechner
ab 1959
PC’s
ab 1981
Client-Server
ab 1983
Cloud Computing
ab 2000
Betriebliche internetbasierte
Informationssysteme
ab 1992
20sek.ch
Big Data, 2011
2011
IBM's Watson scans and analyzes 4 terabytes (200
million pages) of data in seconds to defeat two
human players on “Jeopardy!”
• 2005: Apache veröffentlicht
Hadoop
• Hadoop kann sehr grosse,
unstrukturierte
Datenmengen günstig
analysieren
• billige Hardware mit viel
Speicher vernetzen
• MapReduce:
Map: einzelne Systeme
arbeiten ihren Teil der
Daten durch
Reduce: Teilresultate
werden zusammengeführt
Ermöglicht: Gespräche zu analysieren, Personen in Fotos zu identifizieren, u.ä.
20sek.ch
The Filter Bubble, 2011
Ab 2009 führen Seiten wie Google,
Facebook und Amazon die
personalisierte Suche ein. Anhand
von früheren Suchen und anderen
Informationen über den Nutzer,
werden unterschiedliche Resultate
präsentiert. Der Vorteil man findet
besser was man sucht, kann aber
auch den Eindruck erhalten,
bevormundet oder gesteuert zu
werden.
20sek.ch
Minecraft, 2011
Trotz rudimentärer 3D Grafik, welche an alte Amigazeiten erinnert, erobert Minecraft
die Kinderzimmer. Das Spiel fesselt durch die vielfältigen Konstruktionsmöglichkeiten.
Wer sucht, findet immer neue Objekte, welche er mittels Craftingtable in noch bessere
umwandeln und so noch komplexere Bauten erstellen kann.
20sek.ch
Microsoft: Productivity-Vision
20sek.ch
Veröffentlicht 2011
Hacker Techniken, 2012
Pufferüberlauf:
Der Arbeitspuffer wird mit nicht erwartet langen Werten gefüllt, in der Hoffnung so benachbarte
Speicherbereiche überschreiben und unerlaubt missbrauchen zu können.
Code Injection:
http://webserver/cgi-bin/find.cgi?ID=42;GO+EXEC+cmdshell('shutdown+/s')+-Binders:
Eigentlich ungefährliche Dateien oder Programme werden missbraucht, indem unbemerkt Schadcode
eingefügt wird.
DLL Hijacking:
Von mehreren Programmen genutzte Bibliotheken (DLL) können ausgehebelt werden, indem man eine
manipulierte DLL an einem Ort platziert, der in der Suchreihenfolge früher gefunden wird.
Interpreter misuse:
Interpreter verarbeiten bestimmte Dateitypen. Anstatt den Interpreter zu hacken, kann man Schadcode in den
jeweiligen Datendateien verwenden um über die Interpreteranwendung tiefer in ein System eindringen zu
können (Beispiel pdf Dateien).
Ganzzahlüberlauf:
Schlecht definierte Datentypen können in Extremsituationen zu sinnlosen Werten und so im schlimmsten Fall
zu Programmabstürzen oder Fehlfunktionen führen.
• GPZ 64 Bit : 0 - 0.99 * 101023
x = 5 * 106 ( = 5’000’000)
• INT 16 Bit: 0 - 65535
y = int(x) = 19’340 !!!
… unvollständige Aufzählung
20sek.ch
2012
George Dyson erzählt sehr anschaulich, wie John von Neumann und Alan
Turing das digitale 20sek.ch
Zeitalter begründeten.
Göteborg Riot, 2012
Instagram Gerüchte
• Eine Mitschülerin wurde via Instagram als Hure diffamiert “gbgorroz”
• Racheakt gegen einen mutmasslichen Gerüchteverbreiter an der Schule,
wurde via soziale Netzwerke verkündet
• über 500 Schüler wollten beim angekündigten «Chaos» dabei sein
20sek.ch
Quadrokopter Boom, 2012
Das mechanische Gyroskop welches die Deutsche V2 Rakete im 2. Weltkrieg auf
Kurs hielt, war 30 cm breit und ca. 20 kg schwer. Moderne Gyros passen in
winzige Chips und können dank schneller ASIC Prozessoren und leichten
Leistungs-transistoren die vier Motoren so ansteuern, dass der Quadrokopter
(Drohne) immer in einer stabilen Fluglage bleibt. Dank den gesunkenen
Bauteilpreisen kann nun jedes Kind einen Quadrocopter fliegen lassen.
20sek.ch
Raspberry Pi, 2012
• Kreditkartengrosser 700 Mhz Rechner mit 512 MB RAM, offener
Schnittstelle (GPIO) und Linux OS
• Das preisgünstige Gerät ermöglicht die schnelle und einfache Entwicklung
von Hardwareanwendungen
20sek.ch
HHMM
Neuronen
Wie man ein
Gehirn baut, 2013
• Ray Kurzweil: Das menschliche Gehirn (basierend auf Neuronen) ist soweit
erforscht, dass man es in den nächsten 20 Jahren komplett simulieren können wird.
• Die erforschten Modelle lassen sich vollständig algorithmisch beschreiben, da sie
auf klassischer Physik und der daraus ableitenden Biochemie basieren.
• Der Neocortex ist der denkende Teil des Gehirns. Er sitzt in der äusseren
2-5 mm dicken Schicht des Grosshirns (1800 cm2, dank Faltungen).
• Der " Bauplan" des Gehirns umfasst nur 25 MB. Sobald das Gehirn des Embryos
fertig entwickelt ist, beginnt die zentrale Lernphase.
• Das Denken besteht im Wesentlichen aus der Erkennung von Mustern. Wobei wir
mit 300 Millionen verschiedenen Mustern Meister in dieser Disziplin sind.
• Die Leistungsfähigkeit ergibt sich aus der massiv parallelen Verarbeitung.
• Mustererkennung lässt sich mit Algorithmen nachbilden, zentral dabei ist das
Hierarchical hidden Markov model (HHMM)
Intel Core i7 CPU, 2013
• 731 Millionen Transistoren, 22 nm, 177mm2, 2.3-4.4 GHz
20sek.ch
Ubiqiuitous, 2013
• Der Begriff
«Ubiquitous» =
Rechnerallgegenwart
wurde erstmals 1988
von Mark Weiser
verwendet.
• Bspl. Petersplatz in
Rom, «Rechner» sind
2013 wirklich
allgegenwärtig.
• Es dauert, bis die
Gesellschaft neue
Techniken in der
Breite anwendet
und akzeptiert.
20sek.ch
By US Naval Research Lab
E
i
n
g
a
n
g
Darknet
Anonyme Zahlungen
Silkroad (2014)
–> Agora - Evolution
20sek.ch
NSA Skandal, 2013
NSA Hauptsitz in Fort Meade
Im Juni 2013 begannen der britische Guardian und die amerikanische
Washington Post, geheime Dokumente zu veröffentlichen, die sie vom
früheren NSA-Mitarbeiter Edward Snowden bekommen hatten. Sie zeigten
auf, dass die USA praktisch den gesamten Internetverkehr weltweit mitlesen
und ausspionieren. Die NSA ist der amerikanische Geheimdienst mit ca.
40’000 Mitarbeitern.
20sek.ch
20sek.ch
NSA Abhörstationen CH, 2013
Glasfaserkabel kann man unbemerkt
abhören. Auch wenn vielfach etwas
anders behauptet wird.
Die Schweiz betreibt die Satelittenabhörsysteme Onyx und Satos3. Der Bund geht davon aus, dass
die diesbezügliche Zusammenarbeit mit der US Firma Verestar Inc. Corp., welche stark in
Verdacht steht, mit der NSA zusammenzuarbeiten, nicht mit den Landesinteressen kollidiere.
20sek.ch
Infrastruktur Hacking, 2013
Gemäss israelischen Quellen hat die «Syrian Electronic Army» erfolglos versucht, die
Computer der Wasserversorgung von Haifa zu stören. Haifa hat 260’000 Einwohner.
Bereits im Jahr 2011 hatte die selbe Organisation schon die Webseite der Harvard
20sek.ch
Universität gehackt.
GPU statt CPU, 2014
Unter GPU Computing versteht man den Einsatz von GPU Prozessoren (Grafikprozessoren)
um allgemeine wissenschaftliche oder igenieurstechnische Aufgaben zu lösen. Das Konzept
des GPU Computing besteht daraus, herkömmliche CPUs und GPUs gemeinsam in einem
heterogenen System zu nutzen. Das sequentielle Grundprogramm läuft auf der CPU. Die
rechenintensiven Unterschritte verteilt man auf die GPUs. Aus der Benutzersicht laufen die
Berechnungen schneller, Kosten einen Zehntel und benötigen nur 5% des bisherigen Stroms.
Anschaulicher erklärt malt dank GPUs nicht nur eine Hand ein Bild, sondern mehrere Hände
gleichzeitig an einem kleinen Teil des Bildes und sind so viel schneller fertig.
20sek.ch
20sek.ch
Swisscom TV 2.0, 2014
Das Kabelfernsehangebot von Swisscom umfasst:
• sieben Tage Replay auf über 250 Sendern
• 250 TV Sender, 70 davon FullHD; Filme mieten
• bis 1000h Liverecording (1 FullHD Film = 50 GB)
• Apps wie youtube und Facebook
• App Hosting auf Vmware Umgebung; vier 3PAR
StoreServ 10400, jeweils zwei 3PAR StoreServ 7450 und
7200
• Streaming bis zu den Kunden, keine Hardisks mehr zu
Hause
• Video Hosting mit DL380 plus vielen günstigen D6000
Disksystemen, HP Cloud
• Redhat Linux als Betriebssystem
• Datenwachstum 20 PB pro Jahr; 30 PB recorded
• 20 PB = 5000 x 4 TB Harddisk
• zwei Rechenzentren (Zürich/Olten)
• 1’200’000 Kunden 1) 31.3.15
• Konkurrenten: Teleboy, Wilmaa, Zattoo
20sek.ch
3PAR 10400
3x DL380 G9
3x D6000
(je bis 70 x 4 TB)
App bedroht Taxifahrer, 2014
• Das klassische Taxigewerbe in Europa fürchtet, durch neue Anbieter überrollt zu
werden, und macht mobil gegen die rasant wachsende Internet-Konkurrenz. Mit
Streiks und Autocorsos protestierten am Mittwoch 14. Juni Taxifahrer in zahlreichen
Metropolen gegen Privatchauffeure, die mit Smartphone-Apps auf Kundensuche
gehen (keine Taxizentrale, kein Kampf um Standplätze).
• Die Downloadzahlen der Taxi-App Uber schnellen darauf in die Höhe!
• Jeder Taxifahrer kennt nun Uber und kann sich überlegen, ob er selbstständig
arbeiten will.
20sek.ch
Shared Economy
«teilen statt kaufen»
Uber
AirBnb
«einfach organisierbar
dank Internet»
Mobility
20sek.ch
20sek.ch
Grösstes CH Rechenzentrum, 2014
• Green.ch «Zürich West», 7000 m2
• Tier III, 99,995% Verfügbarkeit
20sek.ch
Schwarmintelligenz
• Kraken (intelligente Arme)
• Anwendungungen in der Robotik
imbodyment (denkende Sensoren)
• Wie funktioniert kollektive Zusammenarbeit?
20sek.ch
Illusion der Informiertheit
•
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•
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•
•
•
eine endlose Flut von Informationen (Email, Youtube, Facebook, Twitter, …)
erreicht uns
was davon stimmt?
Meldungen ohne Quellenagabe, alle können alles publizieren, Plagiate
Was ist Propaganda, was Gerücht, was nicht! Sinn der Zensur.
Filter Bubble (Google, Facebook), Algorithmen führen zu einseitiger
Information
Behauptungen und Tatsachen verschwimmen; Information ist nicht Wahrheit
Radio SRF 4 23.8.14 Fog of war; oder
Dokumentarfilm «Fog of war»
20sek.ch
Wer die Spracherkennung seines
Smartphones nutzt, greift auf
gewaltige Serverressourcen im
Hintergrund zu:
Did you know
«Hallo Siri»
• Wenn 20% der Iphone User Siri verwenden, entspricht das der Stromproduktion in
Israel. (Israel: 5.2 GW Durchschnittsproduktion, 20% = 1000 MW, das entspricht ca.
10’000 Quadcore Rechner).
• Im Jahr 2014 verraten lokale Siri-Anfrage-Logs eines iPhones den möglichen Mörder von
Christian Aguilar.
20sek.ch
Nokia 3210
1999
160 Mio. Stk
Nokia 1200
2007
150 Mio. Stk
Nokia 5230
2010
150 Mio. Stk
Nokia 3310
2000
136 Mio. Stk
Nokia 6010
2004
75 Mio. Stk
Nokia 5130
2007
65 Mio. Stk
Nokia 2600
2004
135 Mio. Stk
2014
Nokia 1110
2005
250 Mio. Stk
Motorola RAZR V3
2004
130 Mio. Stk
Nokia 1600
2006
130 Mio. Stk
Nokia 1208
2007
100 Mio. Stk
20sek.ch
Apple Iphone S4
2006
60 Mio. Stk
OpenStack und OPC, 2014
neue Technologie für Cloud und BigData
Für solche Anwendungen muss viel Rechenleistung, Speicherplatz und I/OLeistung billiger und effizienter bereit gestellt werden (Cpu/Volumen,
Stromkosten, Kühlungskosten, Aufwand Netzwerkverkablung).
Standardserver (Pizzabox und grösser sind zu gross) sind dafür nicht mehr
ideal. Gesucht sind neue Lösungen für Microserver.
OpenStack
OpenStack ist ein Softwareprojekt, welches eine freie Architektur für CloudComputing zur Verfügung stellt. Initiiert wurde es von Rackspace sowie der
NASA und wird von diversen anderen Firmen, unter anderem SUSE Linux
GmbH[1], Dell, Canonical, Citrix Systems, Hewlett-Packard[2], AMD, Intel, Red
Hat[3] und IBM[4] unterstützt. Openstack wird in Python programmiert.
Facebooks OCP (Open Compute Project)
Ziel, selbst entwickelte HW/SW für effiziente kostengünstige Rechnerinfrastruktur. Tiefer Stromverbrauch, fast kein Gehäuse, möglichst
standardisierter IO. Bspl. AMD Mainboard: dual AMD G34 Prozessor, 16
Memorymodule (dank grosser Kapazität sind die Zeiten der Harddisks hier
gezählt!
20sek.ch
HP Moonshot, 2014
- Atom C2750 CPU
- 8GB Memory
- 32 GB Flashdisk
- 1 GBits Ethernet
- bis 4 Server pro Modul und 45
Module pro Gehäuse (4.3 HE)
- also 1800 Microserver pro Schrank
aus 10 Moonshot
- ergibt bei 180 Citrix Xen Desktops
pro Modul: 81’000 virtuelle
Desktops pro Schrank!
- max 12 kW Stromverbrauch
pro Schrank
20sek.ch
Cisco UCS, 2014
- UCS M4308: 8 Servermodule
pro 2 Höheneinheiten
- 2 Server pro Einheit
- 1400 Watt pro Chasis
- Max. 4 SSD mit 6.4 TB pro Chasis
- 2x 40 GBs Uplink
20sek.ch
SSD breakthru, 2014
2 MB
4 GB
Megaram, 2002
Dataram Memory, 1977
Samsung, 2014
3.2 TB
107-428 MB
Samsung, 2014
Digital EZ5x, 1991
20sek.ch
DataCenters, 2014
Das grösste der Welt:
• SwitchNAP
• 38’000
m2
20sek.ch
Flashboys 2014
Hochfrequenzhändler können dank
vorgeschobenen
ultraschnellen
Transaktionen an jeder Aktie die sie
zu einem festen Preis verkaufen
sollen, noch mitverdienen, indem sie
selber an einem aktuell noch
günstigstigeren Ort einkaufen.
Am 16. September 2014 verliert Apple innerhalb einer Stunde 40
Milliarden Dollar an Wert. Die Erwartungen an das eben
vorgestellte iPhone 6 wurden wohl für die Algorithmen nicht
erfüllt (L)!
20sek.ch
Infrarotsensor, der Wangenbewegungen misst
Stephen Hawking
Künstliche Intelligenz, 2014
«Bereits die einfache Form von künstlicher Intelligenz, wie wir sie heute nutzen, erweist sich als äussert
nützlich. Entwickelt sie sich weiter, könnte sie eines Tages das Ende der Menschheit bedeuten»
«Die Medizin war nicht fähig, mich zu heilen, also verlasse ich mich auf die Technik, die mir hilft, zu
kommunizieren und zu leben.»
«Diese technische Entwicklung hat das Potenzial, das Leben von behinderten Menschen in aller Welt zu
verbessern. Sie macht es möglich, dass ich jeden Tag das tun kann, was ich gerne tue.»
Intel will das von Stephen genutzte ACAT System im Januar als Open Source System kostenlos verfügbar
machen.
20sek.ch
populäre Programmiersprachen
20sek.ch
Man versus Robot
Kuka
UHTTR-1
20sek.ch
Instagram vs Kodak
• 60 Mio Photos pro Tag
• 17 Mitarbeiter
• Cloud-Platform
• max. 40 Mio Photos pro Tag
• max. 150’000 Mitarbeiter
• Chemische Bildproduktion
Auch wenn Instagram nicht der einzige digitale Konkurrent von Kodak
ist, zeigt der einfache Vergleich, wie machtvoll digitale Technologien
sein können.
20sek.ch
territoriales Internet China, 2014
- China = grösster Internet-Marktplatz der Welt
- Alibaba (Jack Ma), grösste Handelsplatform (>amazon+ebay)
Internet Souveränität
Lokales Internet gehört zum Territorium (nationale Informationsgrenze).
Der Staat darf kontrollieren, wer präsent sein will, muss sich anpassen.
Meinungsäusserung, Meinungsfreiheit stark geregelt.
Verstösse können zu Inhaftierung führen.
Viele ausländische Webseiten sind blockiert durch Zensurbehörde
(Nordkorea, Südafrika, Eritrea, Iran)
20sek.ch
Industrial Hacking, 2014
Unbekannte haben den Hochofen eines
deutschen Stahlwerks durch Computermanipulationen massiv beschädigt. Das
geht aus dem Bericht
zur Lage der IT-Sicherheit in Deutschland
2014 (PDF) hervor, den das Bundesamt für
Sicherheit in der Informationstechnik (BSI)
am Mittwoch in Berlin veröffentlichte.
Es heisst, die Angreifer hätten sich durch
sogenanntes Spear-Phishing, also gezielt auf
Mitarbeiter zugeschnittene Fake-E-Mails,
zunächst Zugang zu den Bürorechnern der
Anlage verschafft. Von dort aus seien sie
immer tiefer in das Netzwerk der Anlage
eingedrungen, bis sie schliesslich Zugriff auf
die Steuerungscomputer der Produktionsanlagen hatten. In der Folge hätten sich
"Ausfälle einzelner Steuerungskomponenten oder ganzer Anlagen"
gehäuft. Schliesslich hätten sich die
Probleme sogar derart ausgeweitet, "dass
ein Hochofen nicht geregelt heruntergefahren werden konnte und sich in einem
undefinierten Zustand befand." Anders
ausgedrückt: Die Eindringlinge hatten die
Anlage per Computer schwer beschädigt.
[Spiegel]
20sek.ch
Free & simple https encryption, 2015
EEF.org (US amerikanische NGO für Grundrechte im Internetzeitalter) eröffnet
eigene Zertifizierungsstelle für Webzertifikate. https Verschlüsselung benötigt
bisher auf dem Webserver ein verhältnismässig teures Zertifikat (~1000 Dollar).
Die EEF will, dass mehr Webserver zertifiziert werden und so aller Internetverkehr
verschlüsselt wird. Sie eröffnet nun eine Zertifizierungsstelle, welche schnell,
einfach und günstig Zertifikate erstellt.
20sek.ch
20sek.ch
2015
1 GByte SSD 0.35 CHF; 1 GByte USB 0.30 CHF; 1 GB Magnetplatte 0.03 CHF. Flashspeicher haben bis zu 11 Gbyte pro cm2,
Harddisk erreichen 16 GB/cm2 [1], haben aber die viel grössere Fläche! Die aktuellen NAND Flashspeicherkonkurrenten
MRAM, PCM, FeRAM und ReRAM scheinen nicht die benötigte
Skalierbarkeit zu haben. [ct 15-6]
20sek.ch
HBP simulierte Neuronen, 2015
Ein Neuron eines Rattenhirns
HBP [H. Markram] vs. Andreas Herz
Story
Das Human Brain Project präsentiert
die Simulation eines Stücks (0.33 mm3
von 2 mm3) Rattenhirn aus 31’000
Neuronen, 55 Zelllagen, 207 Neuronentypen, 40 Mio. Synapsen, basierend
auf 20 Jahren Forschung. Womit es
beweisen will, dass die digitale Rekonstruktion von Hirngewebe funktioniere.
Das Werkzeug, ein Blue Brain IV Supercomputer (= CSCS: 4 Rack IBM Blue
Gene/Q (65636 CPUs) mit IBM Blue
Gene Active Storage und ein 40 Node
Linux Cluster für Post-Processing,
Analyse, und Visualization, basierend
auf Infiniband technologie und dem
GPFS Filesystem mit 4.2 Petabyte Raw
Speicher (Cell, RSNM Seite 486(=32)).
Die Relevanz des Modells mit seinen
Lücken ist ohne weitere Messungen
nicht gegeben. Erst wenn man die
Funktion eines komplexen
biologischen Systems verstanden
hat, weiss man, welche
Komponenten wichtig sind und
welche vernachlässigt werden
können. Weil dem Modell wichtige
Zelltypen und biologische Prozesse
fehlen, soll man die Übereinstimmung der Messresultate
nicht überbewerten.
Andere Kritiker meinen, die Simulation auf molekularer Ebene sei zu detailliert und
folglich zu langsam. Besser man verwendet ein simplifiziertes Modell.
more on Brain Computing
Kühlsystem
Computerracks
Blue Brain IV
Techaktien, Startups, nächste Techblase?
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Google 379 Mia. Dollar
Microsoft 336 Mia. Dollar
Facebook 233 Mia. Dollar
Link
20sek.ch
Falken der Wüste, 2015
Die Falken sind seit 2013 aktiv. Diese ca. 30 Personen spionieren viele potentielle Ziele
im nahen Osten Israel und Europa aus. Die hochproffessionellen Hacker (Cybersöldner) im Auftrag islamistischer Terroristen sind verantwortlich für Angriffe auf:
Jordanische Luftwaffe, Ägyptisches Aussenministerium, Türkische Armee und andere
Armeen und Regierungen.
20sek.ch
3D Bagger, 2015
GPS Technik ermöglicht es dem Baggerführer seine Schaufel alleine auf 1 cm
genau zu führen. So kann er das Gelände ohne aufwändige Vorarbeiten und
Nachmesserei durch eine Hilfsperson effizienter umgestalten.
20sek.ch
LoRa Tests, 2015
Damit das Internet of Things (IoT) wirklich jedes Gerät
mit einem Internetzugang verbinden kann (M2M),
braucht es einen neuen, sparsam Funkstandard (<0.5W,
2-15km, 900 MHz, IEEE 802.15.4g). Studien rechnen mit
26 Milliarden Geräten bis ins Jahr 2020. Die Technologie
der bestehenden Natelfunknetze kann dies nicht und
hat
zu
hohe
Grundgebühren.
Die
tiefen
Sendeleistungen
erlauben
die
Nutzung
von
Funkbereichen, welche nicht staatlich reguliert sind,
was Entwicklung und Verbreitung vereinfacht.
20sek.ch
IOT und Big Data, 2015
Pro Flugstunde zeichnet ein Flugzeugtriebwerk 20 TB an Daten auf. In den USA gibt es jeden
Tag 28’000 Flüge, deren Daten ausgewertet werden müssen. Jede Stunde die ein Flugzeug
wegen nicht erkannter Triebwerkschäden ausfällt, kostet $10’000.
20sek.ch
DARPA Robotic Challenge, 2015
Die DRC ist ein Wettkampf für Robotersysteme und Softwareteams, welche
Roboter entwickeln, die Menschen bei der Bewältigung von Katastrophensituationen unterstützen.
20sek.ch
Bundestagsattacke, 2015
Vorbereitung:
Spätere Entdeckung und Entfernung der Lauschsoftware:
Attacke + stilles Lauschen:
Nachdem anfang Jahr Millionen Datensätze in Deutschland abgefischt wurden,
konnte mit diesen Passwörtern das IT System des Deutschen Bundestages
angegriffen werden. Der Vorfall zeigt, das grosse IT-Systeme (Netzwerk, Email ,
Datenspeicher) des Deutschen Bundestages konnte nachhaltig ausgespäht und
Software, wie wohl auch Firmware der Geräte, soweit infiltriert werden, so dass
im Juni der Komplettersatz von über 20’000 Geräten zumindest diskutiert
werden musste. Die Schadsoftware konnte sich hartnäckig verstecken.
20sek.ch
Business Case: BigData – Caffé Latte
Wie setze ich das
Werbebudget am
Besten ein?
Externe Daten
Interne Daten
Facebook-Star
Bendrit Bajra
Big Data Platform
20sek.ch
Ski Weltcup
Zug, das neue Kryptovalley?
Der Schweizer Kanton Zug ist bereits Heimat von Rohstoffkonzernen und
Finanzinstituten. Jetzt soll Zug das Zentrum einer neuen Art des InternetHandels werden, der auf speziellen Verschlüsselungen basiert. Das Ziel einer
Hand voll Unternehmen: Geld schnell, günstig und ohne Banken rund um den
Globus transferieren zu können.
20sek.ch
Datenbrillen
Welcher Ansatz wird sich durchsetzen?
20sek.ch
Smartphone als PC, 2015
Eine günstige Adapterbox (Display Dock) verbindet das Windows 10
Mobiltelefon mit Bildschirm, Maus und Tastatur. So kann man auf den
heimischen Computer verzichten. Die Rechenleistung des Telefons ist
ausreichend und das Betriebssystem kann mit beiden Plattformen
(Touchdisplay / Bildschirmarbeitsplatz) umgehen.
Microsoft Windows!
1993 Windows NT, 32 Bit
Betriebsystem für
Mehrbenutzerbetrieb
1994 Windows 3.11 erstes
«brauchbares» Windows
1995 Windows 95 HeimanwenderOS mit Multimedia und
Plug an Play
1998 Windows 98 das verbesserte
Window 95
2000 Windows ME, wenig Mehrwert,
immer noch DOS-basiert
2001 Windows XP, NT-basiert, sicherer
und stabiler und mit gehacktem
Produktkey gratis zu bekommen
2007 Windows Vista, endlich sauber
programmiert aber umständlicher
in der Bedienung, starker
Kopierschutz
2009 Windows 7, komfortabler, sicherer
und noch stabiler als XP
2012 Windows 8 mit Kacheloberfläche,
Bedienung für Desktop und Tablet
soll verschmelzen
2015 Windows 10 ein Betriebssystem für
Smartphone, Tablet und Computer
mit digitaler Assistentin Cortana
>>> Microsoft lieferte die letzten 20 Jahre mehr als ¾ der
Desktopbetriebssysteme. Windows 10 muss für Microsoft ein
Erfolg werden, ansonsten bricht ihnen die Marktbasis weg. <<<
20sek.ch
Piz Daint, 2015
Schweizer Supercomputer
- 5’272 Teilcomputer
Jeder mit:
- Intel Xeon E5-2670
8 Core CPU
- NVIDIA TESLA K20X
- 32 GB Memory
- 7.8 Petaflops
Peak Performance
- Total 169 TB Memory
- Total 2.5 PB Disk
Seit 2013 ist der Piz Daint in Lugano Europas schnellster Computer (weltweit
Nr. 6 Top500 2015). Er besteht aus 28 Cray XC30 Computerracks und wird für
Forschung und Wettervorhersagen benutzt. Piz Daint kann in einem Tag mehr
berechnen als ein moderner Laptop in 900 Jahren.
20sek.ch
Intel Skylake-S, 2015
Intel macht mit den
Prozessoren der SkylakeGeneration einen weiteren
Schritt in Richtung einer für
alles. Die Prozessoren
werden mit 14 nm
Strukturgrösse gefertig und
sind von sparsamen
Varianten für Tabletts bis zu
hochleistungsvarianten
welche zusätzlich direkt drei
4K Monitore ansteuern
können erhältlich.
Intel 3D X-point Memory, 2015
Ein neuer Memorytyp, der nicht nur 1000
mal schneller als NAND-Flash ist, sondern
auch persistent, wird von den Firmen
Micron und Intel für das nächste Jahr
versprochen. In punkto Speicherdichte
sei er 10 mal besser als DRAM. Es wird
vermutet, dass dazu die PRAM-Technologie (nicht Memristor) verwendet wird.
Sogenanntes Phase-Changing RAM kann
durch das elektrische «schmelzen» feiner
Kristallstrukturen deren Leitfähigkeit
ändern und so Daten speichern. Der
einfache Aufbau, welcher keine Transistoren benötigt kann auch gestappelt
werden und erhöht die Kapazität so
massiv. Schon bald kann in Computern
auf Festplatten verzichtet werden, weil
schnelleres 3D X-Point Memory direkt an
der CPU angeschlossen wird.
Digitale Degeneration
Whatsappen statt Diskutieren, Googeln statt Lesen, Tindern statt Flirten,
Gamen statt Jassen, Entschuldingungsmeldung statt Zuverlässigkeit, «Geil
eine neue Meldung» statt Aufmerksamkeit, abgelenkt statt gemeinsam,
nebeneinander statt miteinander, Suchen statt Wissen, Howto statt Können…
20sek.ch
Analog stirbt
Telefonzentrale der PTT 1975
SRF Fernsehstudio 2015
Die Swisscom wird per 2017 die analoge Telefonie
Nach joiz will auch das Schweizer Fernsehen SRF
einstellen, weil die dafür notwendige Technologie
ihre Bildübertragungssystem komplett digitalimmer schlechter verfügbar ist. Die weltweite
isieren. Ziel ist es, das analoge Videonetzwerk
Kommunikation ist also praktisch komplett
zwischen den verschiedenen Standorten komplett
digitalisiert und basiert nur noch auf IP
auf das IP Netzwerk umzustellen (Start 2015).
Netzwerken.
20sek.ch
Biologische Turingmaschine?
Zellteilung:
DNA Reproduktion:
Turing?
Code
Brenner: «Biology research is in a crisis and in Alan Turing’s work there is much to guide us.»
Basiert der Mechanismus, der bei der biologischen Zellteilung die DNA-Stränge
aufteilt und wieder ergänzt am Ende auf dem Prinzip der Turingmaschine? Dann
könnte die biologische Zelle als selbstreproduzierender Automat und Turing
Maschine angesehen werden?
20sek.ch
DNA Sequenzierung
Methoden welche die DNS
(DNA) aus den Zellen
extrahieren können, basieren
darauf, dass sie den DNSStrang
(300
Mio.
Basenpaare) zunächst in
viele
kleine
Stücke
fragmentieren. Diese kann
man einfacher auslesen, man
muss sie dann aber mühsam
analysieren und wieder
aneinanderreihen. Seit 2003
hat man alle Fragmente der
menschlichen DNS und sucht
nach deren Reihenfolge.
20sek.ch
Future
20sek.ch
20sek.ch
Smartphone dein einziger Computer2015
Dual Core 1,14 Ghz RISC
64 Bit ARMv8
2.5 GHz RISC ARM
(16 nm FinFET)
• Der A8 Chip des iPhone 6 ist 50 mal schneller als die CPU im ersten iPhone,
seine GPU ist 84 mal schneller.
• Der Chiphersteller ARM glaubt, dass seine neuen Prozessoren
(Cortex-A72 und Mali-T880 GPU) Smartphones so schnell machen, dass man
damit alles machen kann, was man
2014 noch mit dem PC machte.
20sek.ch
Everyone Online, 2017
In den 1990er Jahren erhielt die erste Milliarde Menschen Zugang zum Internet. Sie gehörten zum grössten
Teil der technologisch entwickelten, gebildeten und westlich denkenden Welt an. Das Internet entwickelte
sich so zunächst zum Werkzeug der westlich geprägten Globalisierung. Schon bald aber werden fünf
Milliarden Menschen dank erschwinglichen Smartphones und günstigen Abos Zugang zu dieser Welt mit all
ihren Verlockungen kriegen. Sie werden so direkt wie noch nie sehen, dass es andere Regierungen als die
ihrige gibt, welche sie nicht mögen. Sie werden Wohlstand sehen, den sie in ihrem Land nie erreichen können
und sie werden sich schon bald organisieren. Alle werden dies tun, sei es im Kampf um fundamentale Ziele
oder auf dem Weg in eine andere Welt, wie es 2015 viele Syrer schon begonnen haben.
Memristor 2008
• 1971 Postulierung des
Memristors als 4.
elektrisches Element
• 2008 Beweis der Existenz
• 2014/15 hätten erste
Produkte Realität werden
sollen
Der Memristor erlaubt
den Bau von grossen
Diskspeichern mit der
Geschwindigkeit von
heutigem Memory:
- 1000x schneller als Disk
- Petabytes pro Gerät
Anwendung: Superschnelle Computer ohne langsamen
Diskspeicher aber mit viel grösserem Memristorspeicher!
Da 90% der Rechenzeit mit dem verschieben von Daten
zwischen Disk und Memory verloren geht, müsste das
einen um Faktoren schnelleren Computer geben.
20sek.ch
Memristor als künstliche Synapse
Der neuromorphologische Chip soll dank Memristoren wenigstens 1/100 der
Effizienz seines biologischen Pendants haben. Memristoren sollen die Synapsen
sprich Speicherzellen bilden. Will man so das menschliche Hirn nachbauen,
bräuchte man 10’000 solcher Chips um 1010 Neuronen und 1014 Synapsen
nachzubauen. Das Kunsthirn wäre sicher schleppend langsam und bräuchte
um Zehnerpotenzen mehr Energie als sein Vorbild. Es wäre aber immernoch
energieeffizienter als heute gebräuchliche Computerarchitekturen.
20sek.ch
HP «The Machine», 2014
Martin Fink mit «the Machine»
HP Präsentiert 2014 ein bahnbrechend neues Computerkonzept, basierend auf
Memristoren. Der Memristor-Speicher (rechte Hand) ist via Glasfaser (6 TB/s) mit dem
Prozessor (linke Hand) verbunden. Dieser neue Ansatz soll dank massiv kleinerem
Energieverbrauch als die KonkurrenzLösungen eine massiv höhere Rechenleistsung zur
Verfügung stellen.
20sek.ch
«The Machine» by HP
The conventional disk-based returns results from four
million images in approximately three minutes.
The in-memory implementation is much more powerful,
searching through 80 million images in about two seconds,
which is pretty impressive.
Martin Fink
• Ziel: Echtzeitdarstellung aller Firmenprozesse anstatt Analyse vorher
erfasster Daten
• Memristor-Speichermodule soll es – das versprach Fink 2014 in Las Vegas
– ab 2015 als Gebrauchsmuster, ein Jahr später dann auch in grösseren
Stückzahlen geben. Bereits 2015 sollen Software-Entwickler beginnen
können, ihre Applikationen an das Linux-basierte «The Machine»Betriebssystem anzupassen. 2018 soll das Betriebssystem fertig sein, 2019
schliesslich soll auch die Hardware vollumfänglich lieferbar sein (Link).
20sek.ch
Noch mehr Speicher
und unbegrenzte Rechenleistung?
*
*
Jein, denn würde man das mit bekannter Technologie lösen wollen,
bräuchte das mehr Strom 20sek.ch
als produzierbar ist!!
* Bronto- und Geopbyte sind HP-Bezeichnungen
welche von der SI-Norm abweichen.
10100 Gogolbyte
Stromverbrauch und Rechengeschwindigkeit
20sek.ch
Human Brain Project, 2013www.humanbrainproject.eu
6 Petaflops Rechenpower,
450 Terabytes RAM und
8 Petabyte Filesystem
Reichen zur Berechnung von
100 Millionen Neuronen
= Maus Hirn
• Ziel: eine computergestützte
Plattform zur Simulation des Gehirns
• Führung: ETH Lausanne
• Ein Neuron im Gehrin hat
zwischen 1 und 200’000 Synapsen
• Das Gehirn enthält ca. 100 Billionen (10^14) Synapsen
• Schon die Simulation eines Gehirnteils mit einem Exascale Computer
(1 Billion Berechnungen pro Sekunde) wäre nur im Schneckentempo möglich
• mega giga tera peta exa zetta yotta xona weka (immer 1000 mal mehr) 1) 2p185) 3)
20sek.ch
Cognitive computing, 201x
20sek.ch
Internet of Things, 2014
Einfache Vernetzung aller
Dinge und Maschinen
Alles soll überall Zustände
und Daten erfassen, teilen
und nutzen können
Welches Betriebssystem
wird das Rennen machen?
- Contiki
- Riot
- FreeRTOS
- Chibios/RT
- NuttX
Der vernetzte Kühlschrank der selber nachbestellt,
20sek.ch
ist nur eine Anwendung.
Stromverschwendung?
2013 = 616 TWh (L)
Photon-Communication
On-Chip Photonen-Kommunikation (Laser) , soll Übertragungsgeschwindigkeit
steigern und Verlustleistung verringern.
20sek.ch
Shmuel „Mooly“ Eden, Intel Chefvisionär
Perceptual Computing, 2030
Shmel Eden präsentiert seine Vision einer Schnittstelle zwischen
Gehirn und Maschine. Die Cloud kann so zur direkten Erweiterung
des Gehirns genutzt werden. Informationstechnologie wird dem
Menschen ebenbürtig sein, weil sie sich weiterentwickelt.
20sek.ch
In Zukunft wird sich die Rechenleistung nicht mehr alle 2 Jahre verdoppeln,
sondern in 10 Jahren verzweihundertfachen. Weil schnelle optische
Verbindungen direkt in die Chips integriert werden, IBM 2010.
20sek.ch
Weiter müssen die Chips gestappelt werden um Platz zu sparen und damit sie
direkter unter einander kommunizieren können. Das alles funktioniert
aber nur, wenn der Stromverbrauch dramatisch gesenkt wird!
20sek.ch
Exaflops-Rechner, 2018?
• 1 Exaflop
• 32 Pbyte Hauptspeicher
• 1 Milliarde Rechnerkerne20sek.ch • 20 Mio €/a für Strom!
Tianhe-2 (China)
100 MW
18 MW
4 MW
3 MW
Exascalecomputer (welche 1016 Operationen pro Sekunde verarbeiten können) gelten als
der nächtse grosse Schritt. Mit ihnen wird die künstliche Intelligenz sicher eine Entwicklungsstufe höher steigen. Sollen sie jedoch auch ausserhalb von Forschungslabors
einsetzbar sein, muss ihr Stromverbrauch noch massiv gesenkt werden.
20sek.ch
Anhang
Wissen
«Wissen ist Macht!» - Francis Bacon (13. Jhdt.)
Information ist wertvoll, wenn sie handlungsrelevant ist.
Daten =
Information =
Wissen =
Können =
Lernen =
Spielen =
Grundform, wiederinterpretierbare Form von Information
symbolische Repräsentation von Sachverhalten, Daten
systematische Verknüpfung von Information zur sinnvollen
Anwendung
die Fähigkeit im richtigen Kontext Ziele dynamisch, auf Grund
von Wissen, zu definieren, entsprechend zu handeln und sie zu
erreichen
Aufnehmen und Verknüpfen von Information
durch Zufall, Interaktion und Spass Regeln und Muster
erkennen und dazulernen (Wissen aufbauen)
Um zu begreifen, was wir sehen, benötigen wir mindestens drei Dimensionen, "Hand und Kopf" und Zeit.
(Kurze Definitionsauswahl durch den 20sek.ch
Autor, da es keine eindeutigen Definitionen gibt.)
Anhang
Zitate
«Das Unsympathische an Computern ist, dass sie nur ja oder nein sagen
können, aber nicht vielleicht.»
Brigitte Bardot [1934-]: franz. Filmschauspielerin
«Die Rechenautomaten haben etwas von den Zauberern im Märchen. Sie
geben einem wohl, was man sich wünscht, doch sagen sie einem nicht, was
man sich wünschen soll.»
Norbert Wiener [1894-1964]: US-amerikan. Mathematiker
«Der Computer ist die logische Weiterentwicklung des Menschen:
Intelligenz ohne Moral.»
John Osborne [1924-]: engl. Dramatiker
«Sicher können Computer Probleme lösen, Informationen speichern,
kombinieren und Spiele spielen - aber es macht ihnen keinen Spass.»
Leo Rosten
20sek.ch
Anhang
Zitate
«Ein Problem wird nicht im Computer gelöst, sondern in irgendeinem Kopf.
Die ganze Apparatur dient nur dazu, diesen Kopf so weit zu drehen, dass er die
Dinge richtig und vollständig sieht.»
Charles Kettering
«Den Computer gibt es nicht, damit Leute weniger zu tun haben, sondern weil
Leute Besseres zu tun haben.»
Verfasser unbekannt
«Der Computer ist eine grossartige Erfindung. Es passieren genauso viele
Fehler wie früher. Aber niemand ist daran schuld.»
Verfasser unbekannt
«Wenn man bedenkt, wie viele Fehler die Computer machen, dann kann man
sie als die teuersten Trottel der Welt bezeichnen.»
Renzo Favall
20sek.ch
Anhang
Zitate
«Eine Maschine kann die Arbeit von fünfzig gewöhnlichen Menschen leisten,
aber sie kann nicht einen einzigen aussergewöhnlichen ersetzen.»
Elbert Hubbard
«Die Abenteuer von heute finden in den Computern und den Laboratorien
statt.»
Thornton Wilder [1897-1975]: US-amerikan. Schriftsteller
«Die Zukunft ist schon da. Sie ist bloss noch nicht gleichmässig verteilt.»
William Gibson, amerikanischer Science-Ficition-Autor
«Das Internet ist das erste von Menschenhand erschaffene Ding, das der
Mensch nicht versteht. Es ist das grösste Experiment in Anarchie, das es jemals
gab.»
Eric Schmidt, CEO von Google
20sek.ch
Anhang
Zitate
«Die Fabrik der Zukunft wird zwei Angestellte haben, einen Menschen und
einen Hund. Der Mensch ist dazu da, den Hund zu füttern. Der Hund, um den
Menschen davon abzuhalten, die Geräte anzufassen.»
Warren G. Bennis, Präsident der Universität Cincinnati
«Die Individualität eines Körpers ist eher die einer Flamme als die eines
Steines, eher die einer Form als die eines Teilchens Materie. Diese Form kann
übermittelt oder abgeändert oder verdoppelt werden.»
nach William Voltz, Alphabet des Schreckens, Pabel, Rastatt, 1980, Seite 104
«Es gibt keine Antworten, nur Querverweise» (Wiener's Law of Libraries,
original: "There are no answers, only cross references")
Norbert Wiener 1894-1964 (Vita Mathematica), Seite 337, ISBN: 3764322462
«Das Gehirn ist ein Computer»
Norbert Wiener, heise.de
20sek.ch
Anhang
Zitate
«In Visualisierungen des Internets der Dinge oder der Smart City finden sich oft gar
keine Menschen. Menschen machen in dieser Zukunftsvision nur noch, was
Maschinen - noch - nicht können.»
Peter Purgathofer
«Wer bin ich, wenn ich online bin … und was macht mein Gehirn solange?»
Nicholas Carr
«In den IT-Methodiken Scrum und Agile stecken Prinzipien, die auch für das neue
Management gelten müssten.»
Michael Sonntag, L
20sek.ch