H. R. Wieland Computergeschichte(n) – nicht nur für Geeks Von Antikythera zur Cloud Liebe Leserin, lieber Leser, haben Sie Ihre Koffer gepackt? – Nein? – Macht nichts, denn auf der Reise, zu der wir Sie einladen wollen, brauchen Sie nichts weiter als ein bisschen Zeit und viel Lust, Neues zu entdecken. Kommen Sie mit und erleben Sie eine spannende Zeit- reise durch die Welt unserer Blechkollegen, von der Antike zurück in die Zukunft. H. R. Wieland hat tief in der Geschichte der Rechenmaschinen gegraben und viel Kurioses, Stauneswertes und schlicht Verblüffendes zu Tage gefördert. Hätten Sie z.B. gedacht, dass Alexander der Große den Sieg in seiner vielleicht wichtigsten Schlacht einer Rechenmaschine zu verdanken hat? Oder dass IBM einst ein Produkt herstellte, dass man eher in Uromas guter Stube als in einem Rechenzentrum erwar- tet? Lassen Sie sich überraschen, was die Geschichte der Rechenmaschinen vom antiken Mechanismus von Antikythera bis zum modernen Supercomputer an span- nenden Episoden bereithält. Und da ohne die passende Software selbst Steve Jobs niemanden dazu bringen könnte, in aller Herrgottsfrühe vor dem Laden zu kampieren, um als Erster das brandneue Gerät aus dem Hause Apple in die Finger zu bekommen, finden Sie in diesem Buch auch einen Abriss der Geschichte der Computerprogramme. Angefan- gen bei Lady Adas erstem lauffähigen Programm verfolgen Sie die Entwicklung der Programmiersprachen, Betriebssysteme und der wichtigsten Programme überhaupt: der Spiele! Heiter bis wolkig wird es im letzten Teil des Buches: Hier werfen Sie einen Blick in die rasante Entwicklung der virtuellen Welten und begeben sich in die bislang nur teilweise erforschte Welt der zellulären Automaten. Hat Computerpionier Zuse Recht, und kann man das Universum als einen gigantischen Zellularautomaten betrachten?! Doch wo bliebe der Spaß, wenn Sie die alten Rechner, Spiele und Programme nur auf Fotos betrachten könnten? Deshalb finden Sie im gesamten Buch Anleitungen, wie Sie die gezeigten Beispiele selbst programmieren und alte Rechenmaschinen am heimischen PC simulieren können. Die benötigte Software finden Sie auf der beilie- genden DVD. Viel Spaß beim Stöbern, Entdecken und Programmieren! Ihre Judith Stevens-Lemoine Lektorat Galileo Computing [email protected] www.galileocomputing.de Galileo Press · Rheinwerkallee 4 · 53227 Bonn Auf einen Blick TEIL I Geschichte der Hardware 1 Von Rosenkranz und Rechenschieber ................................... 23 2 Computer ohne Programme ................................................. 49 3 Vom ersten Computer und anderen Rechnersauriern ............ 97 4 Von Äpfeln und Brotkästen .................................................. 147 5 Der Superrechner im Wohnzimmer ...................................... 189 TEIL II Geschichte der Software 6 Von Lady Ada bis F# ............................................................ 237 7 Softwaregeschichte(n) .......................................................... 291 8 Von CP/M über DOS zu Windows ........................................ 319 9 Computerspiele .................................................................... 351 10 Das Netz der Netze .............................................................. 421 TEIL III Die Zukunft 11 Virtualisierung ...................................................................... 465 12 Mein PC is’ ene Wolke ......................................................... 477 13 Denkmaschine ..................................................................... 513 Der Name Galileo Press geht auf den italienischen Mathematiker und Philosophen Galileo Galilei (1564–1642) zurück. Er gilt als Gründungsfigur der neuzeitlichen Wissenschaft und wurde berühmt als Verfechter des modernen, heliozentrischen Weltbilds. Legendär ist sein Ausspruch Eppur si muove (Und sie bewegt sich doch). Das Emblem von Galileo Press ist der Jupiter, umkreist von den vier Galileischen Monden. Galilei entdeckte die nach ihm benannten Monde 1610. Lektorat Judith-Lemoine Stevens, Anne Scheibe Korrektorat Marlis Appel, Troisdorf Cover Barbara Thoben, Köln Coverfotos Die Coverabbildungen sind aus dem Buch entnommen und enthalten dort die Quellhinweise der Rechteinhaber. Typografie und Layout Vera Brauner Herstellung Maxi Beithe Satz SatzPro, Krefeld Druck und Bindung Bercker Graphischer Betrieb, Kevelaer Dieses Buch wurde gesetzt aus der Linotype Syntax Serif (9,25/13,25 pt) in FrameMaker. Gedruckt wurde es auf chlorfrei gebleichtem Offsetpapier. Gerne stehen wir Ihnen mit Rat und Tat zur Seite: [email protected] bei Fragen und Anmerkungen zum Inhalt des Buches [email protected] für versandkostenfreie Bestellungen und Reklamationen [email protected] für Rezensions- und Schulungsexemplare Der Verlag hat sich intensiv um die Einholung aller Bildrechte bemüht. Leider konnten wir einige Rechteinhaber nicht ermitteln, einige andere nicht erreichen. Wir bitten diese Rechte- inhaber, sich mit uns in Verbindung zusetzen. Berechtigte Ansprüche gelten wir selbstver- ständlich in angemessener Weise ab. Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National- bibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. ISBN 978-3-8362-1527-5 © Galileo Press, Bonn 2011 1. Auflage 2011 Das vorliegende Werk ist in all seinen Teilen urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das Recht der Übersetzung, des Vortrags, der Reproduktion, der Vervielfältigung auf fotomechanischem oder anderen Wegen und der Speicherung in elektronischen Medien. Ungeachtet der Sorgfalt, die auf die Erstellung von Text, Abbildungen und Program- men verwendet wurde, können weder Verlag noch Autor, Herausgeber oder Übersetzer für mögliche Fehler und deren Fol- gen eine juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung übernehmen. Die in diesem Werk wiedergegebenen Gebrauchs- namen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. können auch ohne besondere Kennzeichnung Marken sein und als solche den gesetzlichen Bestimmungen unterliegen. Inhalt Vorwort ........................................................................................................ 15 TEIL I Geschichte der Hardware 1 Von Rosenkranz und Rechenschieber ....................................... 23 1.1 Eins, zwei, drei ... .................................................................. 23 1.2 Hexadezimal mit dem Windows Calculator ............................ 28 1.3 Der heilige Computer aus gläsernen Perlen ............................ 30 1.4 Von Seeschlachten und Zahlenschiebern ............................... 32 1.4.1 Rechenstäbe und Rechenschieber ............................. 33 1.4.2 Der Abakus ............................................................... 37 1.5 Digital und analog ................................................................. 39 1.5.1 Uhrenvergleich ......................................................... 39 1.5.2 LP versus CD ............................................................. 41 1.5.3 Zwischen digital und analog und zwischen wahr und falsch ......................................... 45 1.6 Lesen Sie weiter .................................................................... 47 2 Computer ohne Programme ....................................................... 49 2.1 Die ersten Rechenmaschinen ................................................. 49 2.1.1 Die Maschine von Antikythera .................................. 51 2.1.2 Die Sterne lügen nicht .............................................. 58 2.2 Planetarien simulieren mit Stellarium ..................................... 62 2.3 Rechenuhr, Dampfrechner und Superautomaten ................... 66 2.3.1 Schickards Rechenmaschine ...................................... 67 2.3.2 Die Pascaline ............................................................ 70 2.3.3 Morlands Apparate ................................................... 71 2.3.4 Leibniz' Rechenmaschine .......................................... 72 2.3.5 Von Leibniz’ Zeit in die Gegenwart: Brunsviga, Superautomat und Co. .............................................. 76 2.3.6 Der Taschenrechner .................................................. 78 2.4 Die Analytische Maschine ...................................................... 80 2.4.1 Babbages Idee .......................................................... 80 2.4.2 Analoge Computer .................................................... 85 2.5 Noch mehr Spaß: Sonnenfinsternis simulieren ....................... 87 2.5.1 Eine deutsche Sonnenfinsternis ................................. 87 5 Inhalt 2.5.2 Das erste Datum der Weltgeschichte ........................ 89 2.5.3 Ring of Fire ............................................................... 92 2.6 Lesen Sie weiter .................................................................... 93 3 Vom ersten Computer und anderen Rechnersauriern ........... 97 3.1 Z wie Zuse ............................................................................. 97 3.2 Die geheime Schlacht der Codeknacker ................................. 106 3.3 ENIAC – im Dienste der Armee .............................................. 110 3.4 UNIVAC – ein Computer schreibt Wahlgeschichte ................. 118 3.5 Frei nach Turing: die Manchester Mark I ............................... 119 3.6 Der Rechner geht in Serie: Innovation made by IBM .............. 125 3.7 Lesen Sie weiter .................................................................... 144 4 Von Äpfeln und Brotkästen ........................................................ 147 4.1 Vom Rechensaurier zum Minicomputer ................................. 147 4.2 Der Biss in den Apfel ............................................................. 153 4.2.1 Steve Jobs versus The Beatles .................................... 154 4.2.2 Der erste PC ............................................................. 156 4.2.3 Ein Tag im November ............................................... 158 4.2.4 Lisas trauriges Ende .................................................. 160 4.3 Die Zeit der Homecomputer .................................................. 161 4.3.1 Mein Spectravideo .................................................... 161 4.3.2 Der C64 – der König der Heimcomputer ................... 168 4.4 Der IBM-PC: besser spät als nie ............................................. 179 4.5 Noch mehr Spaß: Atari, Amiga und Co. ................................. 181 4.6 Lesen Sie weiter .................................................................... 185 5 Der Superrechner im Wohnzimmer .......................................... 189 5.1 Der PC erobert die Welt ........................................................ 189 5.2 Mikroprozessoren .................................................................. 192 5.2.1 Die Entwicklung des Prozessors ................................ 193 5.2.2 Moderne Mikroprozessoren ...................................... 197 5.3 Workstation Clons ................................................................. 202 5.4 Vektor- und Parallelrechner ................................................... 203 5.4.1 Crays Erfindung ......................................................... 203 5.4.2 Aktuelle Entwicklung ................................................ 208 5.5 Rechnende Netze .................................................................. 211 5.5.1 Computercluster ....................................................... 211 5.5.2 Computerschwärme retten die Welt ......................... 216 6 Inhalt 5.5.3 Grid-Computing ........................................................ 216 5.5.4 Das SETI-Projekt ....................................................... 220 5.5.5 Die Zukunft der Supercomputer ................................ 229 5.6 Noch mehr Spaß: Eigene Cray gefällig? .................................. 231 5.7 Lesen Sie weiter .................................................................... 233 TEIL II Geschichte der Software 6 Von Lady Ada bis F# ..................................................................... 237 6.1 Das rasende Herz ................................................................... 237 6.1.1 Der Prozessor ........................................................... 239 6.1.2 In Kurzform: Assembler ............................................. 242 6.1.3 Die erste »höhere« Sprache: Fortran .......................... 243 6.2 Die Turingmaschine ............................................................... 245 6.2.1 Aufbau und Funktionsweise einer Turingmaschine .... 246 6.2.2 Fleißige Biber und die Unvollständigkeit der Mathematik ........................................................ 252 6.2.3 Vollständig unvollständig .......................................... 253 6.3 ALGOL und die GOTO-Programmierung ................................ 255 6.3.1 Compiler und Interpreter .......................................... 258 6.3.2 BASIC ....................................................................... 259 6.3.3 ALGOL ...................................................................... 262 6.4 Mehr Sprachen, bitte! ........................................................... 266 6.4.1 Cobol und PL/1 ......................................................... 266 6.4.2 C .............................................................................. 268 6.4.3 Smalltalk ................................................................... 269 6.4.4 Pascal ....................................................................... 273 6.4.5 C++ .......................................................................... 276 6.4.6 Prolog ....................................................................... 278 6.4.7 Ada ........................................................................... 278 6.4.8 Python ...................................................................... 280 6.4.9 BASIC/VB .................................................................. 281 6.4.10 Ruby ......................................................................... 283 6.4.11 Java .......................................................................... 283 6.5 Noch mehr Spaß: Ein Blick in Microsofts Forschungsabteilung .............................................................. 287 6.5.1 F# ............................................................................. 287 6.5.2 Microsoft Research (MSR) ......................................... 288 6.6 Lesen Sie weiter .................................................................... 288 7 Inhalt 7 Softwaregeschichte(n) ................................................................. 291 7.1 Vom technischen Wunder zur Büromaschine ......................... 291 7.1.1 Software, die Nutzen bringt ...................................... 293 7.1.2 Das große Artensterben ............................................ 296 7.2 Wie PowerPoint erfunden wurde ........................................... 299 7.2.1 Kennen Sie »Bob«? .................................................... 301 7.2.2 Ein Riese stolpert ...................................................... 302 7.3 Es muss nicht immer Microsoft sein ....................................... 307 7.3.1 König der Datenbanken ............................................ 307 7.3.2 Ein Stern am Computerhimmel ................................. 308 7.3.3 Novell ....................................................................... 312 7.4 Nicht umsonst, aber Open Source ......................................... 313 7.4.1 »GNU is not UNIX« ................................................... 314 7.4.2 Übersicht zur Geschichte der freien Software ............ 315 7.5 Lesen Sie weiter .................................................................... 317 8 Von CP/M über DOS zu Windows ............................................ 319 8.1 Masterprogramme ................................................................. 320 8.1.1 Geschichtlicher Überblick ......................................... 321 8.1.2 Wie war das eigentlich mit DOS? .............................. 321 8.2 Die Windows-Story ............................................................... 324 8.2.1 Das »Ur-Windows« ................................................... 326 8.2.2 NT – New Technology ............................................... 328 8.2.3 Das Millennium-Gespenst geht um ........................... 329 8.3 Linux/Ubuntu ........................................................................ 332 8.3.1 Linux tritt auf den Plan ............................................. 332 8.3.2 Shuttleworths Geschenk an die Menschheit .............. 333 8.3.3 Der Mikrokernel ....................................................... 338 8.4 Computern in Echtzeit ........................................................... 339 8.5 Noch mehr Spaß: OS/2 und gOS ............................................ 343 8.5.1 OS/2 ......................................................................... 343 8.5.2 gOS .......................................................................... 343 8.5.3 Singularity – das Neueste aus dem Microsoft- Labor ........................................................................ 347 8.6 Lesen Sie weiter .................................................................... 349 9 Computerspiele ............................................................................. 351 9.1 Es spielt der Mensch ............................................................. 351 9.2 Der Computer lernt spielen ................................................... 352 8 Inhalt 9.2.1 Ein Spiel, ein Computer – Nimrod ............................. 352 9.2.2 OXO ......................................................................... 357 9.3 Mit Pingpong fing es an ......................................................... 359 9.3.1 Auf ins All! ................................................................ 362 9.3.2 Nicht nur reine Ballerei ............................................. 366 9.4 Komm mit, ins Abenteuerland ... ........................................... 376 9.4.1 Adventures ............................................................... 376 9.4.2 Rouge und Boulder Dash .......................................... 380 9.4.3 Eine Schlange geht nach Hollywood .......................... 384 9.4.4 Rollenspiele .............................................................. 384 9.5 Die größten Meilensteine in der Computerspiel-Geschichte ... 389 9.5.1 MobyGames ............................................................. 389 9.5.2 Von Partys, Money, Modding, MOG und MMOGs ... 391 9.5.3 Sonderformen ........................................................... 393 9.6 Spielerwelt in Spielersprache ................................................. 400 9.7 Noch mehr Spaß: ausgewählte Meilensteine der Computerspiele ..................................................................... 405 9.7.1 Defender of the Crown ............................................. 405 9.7.2 America’s Army ........................................................ 407 9.7.3 Spore ........................................................................ 409 9.7.4 Abenteuer Marke Eigenbau – mit dem Unreal Development Kit ...................................................... 413 9.8 Lesen Sie weiter .................................................................... 418 10 Das Netz der Netze ...................................................................... 421 10.1 Ich hab’s gesagt ..................................................................... 421 10.1.1 Die Anfangsidee ....................................................... 422 10.1.2 Dezentrales Netz und vermittelte Datenübertragung ..................................................... 423 10.2 IP-Adresse und Domainname ................................................ 429 10.2.1 Nichts als Zahlen ....................................................... 429 10.2.2 Noch mehr Zahlen: IPv6 ........................................... 430 10.2.3 Stets zu Diensten: das DNS ....................................... 431 10.2.4 Webadressen zu verkaufen – InterNIC/ICANN .......... 434 10.2.5 OpenNIC .................................................................. 440 10.2.6 Mit dem Modem in die Mailbox ............................... 443 10.3 Das WWW entsteht .............................................................. 444 10.3.1 Fragen zu allem und jedem ....................................... 444 10.3.2 Die Server-Browser-Ehe ............................................ 446 9