Es gibt schon seit Jahrhunderten Rechenmaschinen. Aber erst die elektronischen veränderten massiv die menschliche Kultur. In diesem Kapitel wir ein kurzer Einblick den Anfängen der Geräte, bis zum heutigen Entwicklungsstand gegeben. Hier ist übrigens nur die Geschichte des PCs beschrieben, nicht von einem anderen Computertyp.
 

4.1.1 - Die Anfänge

1886 entwickelte Hermann Hollerith (1860- 1929) zur damaligen Volkszählung in den USA eine Zahlmaschine die mit Lochkarten arbeite. Sie Auswertung dieser Volkszählung konnte so von vorher mehr als 5 Jahren auf ein halbes Jahr reduziert werden. Die erste programmgesteuerte Rechenmaschine die mit dem Binärsystem arbeite, entwickelte Konrad Zuse 1934. 1937 konstruierte er die Z1. Die Z3 schaffte 1941, programmgesteuert durch einen Lochstreifen aus einem alten Kinofilm, mit 600 Fernmelderelais eine Speicherkapazität von 64 Datenworten mit je 22 Bit Wortlände. Diese Maschine brauchte für 20 Additionen eine Sekunde und in drei Sekunden eine Multiplikation. 1944 entwickelte IBM zusammen mit der Harvard-Universität den MARK 1 (ein Monstrum auf 35 Tonnen, 16 Meter lang und 2,5 Meter hoch). Ein grosser Schritt zum heutigen Computer war der ENIAC (electric numerical integrator and automatic calculator). Er funktionierte elektronisch mit Elektronenröhren. Aufgrund seiner enormen Hitzeentwicklung, deinem 200 Kilowatt Stromverbrauch und die kurze Lebensdauer der Elektronenröhren war er meist abgeschaltet. Er konnte aber schon pro Sekunde 2000 Additionen und eine Multiplikation in 0.003 Sekunden erledigen. Grundlagen für die noch heute gülige Speicherverwaltung entwickelte 1946 John von Neumann. Er enwickelte das Konzept, dass Daten und Programme in einem gesamten Speicher lagen. 1948 wurden von W. Shockley und W. Brattain die ersten Transistoren erfunden, für den sie auch später den Nobelpreis bekamen. Danach beschleunigte sich die Entwicklungen und ausser den Cray-Grossrechnern gab es kaum noch Einzelrechnerentwicklungen.

4.1.2 - 8086-/ 8088-Prozessoren

Intel brachte 1978 den ersten 16-Bit Mikroprozessor mit dem Namen 8086 auf den Markt. Es wurde mit einem, für diese Zeit, sehr fortschrittlichen Betriebssystem ausgeliefert und bot eine gute Plattformen für höhere Programmiersprachen. Dies war der Anfang der PC-Familie. Alle folgenden Prozessoren, bis hin zum 80486, waren die Prozessoren abwärts kompatibel. Jedes Programm was auf einem 8086 lief, lauft auch auf jedem anderen PC. Erst mit dem Pentium wurde die Kompatibilität eingeschränkt, sie ist aber grundsätzlich immer noch da, allerdings nicht mehr auf dem Pentium II. Den 8086-Prozessorchip kann man heute leicht mit dem BIOS-Chip verwechseln, da er ungefähr so aus sah (ein rechteckiger langer Chip 20 kleinen "Beinchen"). Aber erst die "Sparversion" nannte sich PC. Der von Intel im Auftrage von IBM hergestellte 8088. Er war um ein Viertel langsamer, dafür aber als Komplettsystem mit bahnbrechenden 16 KiloByte Speicher, einem Kassettenlaufwerk und einem Grün-Monitor, der nicht einmal Grafik darstellen konnte.

Die 8086 und 8088 hatten einen 16 KB-Hauptspreicher und konnten nicht mehr als maximal einem 1 MB benutzen. Die beiden Prozessoren waren mit 4,77 MHz getaktet, spätere Klone aus Asien schon mit 8, 10 und schliesslich sogar 12 Mhz getaktet.
 

4.1.3 - 80286-Prozessoren

Der erste Multitaskingfähige Rechner, der 20286, wurde angesichts immer anspruchsvolleren Anwendungen in den frühen 80er Jahren entwickelt. Die internen Befehlssätze wurden optimiert, wodurch eine enorme Leistungssteigerung erzielt wurde. Der neue Prozessor konnte nun auch einen bis zu 16 MB grossen Hauptspeicher haben. Um aber noch die Kompatibilität mit den alten Prozessoren zu gewährleisten, gab es auch noch den "Real Mode", bei dem nur ein MB an Hauptspeicher zur Verfügung steht. Der neue Modus für die 16 MB und Multitasking-Möglichkeiten wurde "Protected Mode" genannt.

Der Prozessor wurde original mit 6 und 8 MHZ getaktet, die asiatischen Klone waren auf 12, 16 und manchmal sogar 20 MHz getaktet.
 

4.1.4 - 80386-Prozessoren

Als nächstes folgte ein 32-Bit Prozessor, der 80386. Mit der verdoppelten Datenbusbreite, im Gegensatz zum 80286, erschloss viele neue Bereiche, hauptsächlich bei Grafikprogrammen. Der erweiterte Datenbus machten nun einen Hauptspeicher von 4 Gigabyte zugänglich, im neuen "Virtual Real Mode" konnten sogar 64 Terabyte benutzt werden. MS-DOS bzw. PC-DOS waren keine Multitaskingfähigen Betriebssysteme, allerdings konnte mit dem erscheinen von Windows zumindest teilweise unter DOS eine Art Multitasking erreicht werden. Mit OS/2 war allerdings schon voll Multitaskingfähig. Sowohl Windows als auch OS/2 wurden ab dem erscheinen des 386ers veröffentlicht.

Zuerst waren die Prozessoren auf 16, dann später auch auf 33 und 40 MHz. Aber auch durch die Installation eines Caches, also einem Zwischenspeicher für Daten, wurde die Leistung gesteigert.

Es gab auch noch eine Billig-Version des 80386, der 386SX. Er arbeitete nur mit 32 Bit im Prozessor. Allerdings konnte sich diese Version kaum verbreiten.
 

4.1.5 - 80486-Prozessoren

Die 80486-Prozessoren bildeten eine Brücke zwischen der "alten" und der "neuen" Prozessortechnik. Es gibt Unmengen von Variationen von verschiedenen Herstellern. Hauptmerkmal bei diesen Prozessoren ist, dass die Prozessoren voll eine 32-Bit Datenbusbreite haben, einen mathematischen Coprozessor im CPU integriert haben (was die Leistung bei Rechenaufgaben erhöhte) und zwei 4 Kb "Level 2 Caches" (also ein Prozessorintere Caches) integiert haben. Um einmal aufzuzählen, was es alles für Prozessoren gab: Einmal die Sparversion 486SX (ohne Cache und auf 25 oder 33 MHz getaktet), die "normalen" 486DX von 33 bis 50 MHz, die 486 2-66DX und 486 2-80DX (zwei parallel arbeitende 486er von 66 bzw. 80 MHz) und die 486 4-100DX (halt mit vier Prozessoren). Neben den von Intel gab es auch noch zahlreiche Versionen von AMD und Cyrix mit einigen Kompatibilitätsproblemen mit Intel-80486-orientierten Programmen.
 

4.1.6 - 80586-Prozessoren

1993 ist der 80586-Prozessor erschienen, der aus rechtlichen Gründen Pentium hiess. Intel Klagte vor einem US-Gericht gegen AMD, Cyrix und IBM, dass die Bezeichnung "386" bzw. "486" nicht benutzen dürfen. Intel verlohr, da das Gericht entschied, dass Nummern nicht rechtlich gesichert werden können. Von nun wurden die Prozessoren von AMD "K5", von Cyrix und IBM 5x86 und von Intel halt Pentium genannt.

Technisch unterscheiden sich die Prozessoren jedoch kaum. Alle verfügen über eine 64-Bit Datenbusbreite. Durch eine Komplettüberarbeitung der Prozessorarchitektur wurden ebenfalls Leistungsteigerungen erzielt, allerdings verlohr diese Prozessorgeneration dadurch die Fähigkeit voll Abwärtskompatibel zu sein. Voll Kompatibel war er nur mit Anwendungen die für den 80386 entwickelt wurden, darunter muss man Emulatoren laden, die die Kompatibilität wieder herstellen.

Zudem entwickelte Cyrix für ihre Prozessoren die sogenannte MMX-Technologie. Sogenannt desshalb, weil es eigenlich nicht bei den Cyrix so hiess, Intel diese Technologie nachahmte und sie MMX (Multi Media Extension) nannte. Das MMX-System basiert darauf, dass bis zu vier Rechnungen gleichzeitig, d. h. bei einem Taktzyklus, ausgeführt werden können.

Die Prozessoren gibt es in vielen Variationen getaktet. Dazu sei nur geschrieben, dass es ab 60 MHz los geht und bei 200 Mhz aufhört.
 

4.1.7 - 80686-Prozessoren

Die neueste Generation der Prozessoren sind die sogenannten Pentium II- bzw. K6-Prozessoren. Mir sind leider noch kaum technische Daten bekannt, ausser dass die MMX-Technik standartmässig eingebaut sein soll.