Kurs:Wie funktioniert eigentlich ein Computer/Kursbeschreibung

Was viele von uns gerne vergessen ist, dass Computer zunächst als Maschinen zur Unterstüzung von Ingenieuren und zum Lösen von mathematischen Aufgaben entwickelt worden sind. Existierten diese zunächst mechanisch, so entstanden im frühen 20. Jahrhundert die ersten elektrischen Rechenmaschinen. Den Höhepunkt stellte sicherlich die Z3 von Konrad Zuse dar. Dieses Monstrum konnte 5 Hertz und einen Speicher von 240 Byte vorweisen. Damit ließ sich eine Multiplikation in ca. 3 Sekunden und eine Addition in ca. 1 Sekunde durchführen. Die Z3 wog dabei eine Tonne und verbrauchte 4000 Watt an elektrischer Leistung. Von einem Taschenrechner konnte man damals wohl nur träumen.

Erst mit der Entwicklung der Microtechnologie und der Erfindung des Microprozessors durch Texas Instruments 1968 wurde ein technologisch neues Zeitalter geschaffen und wir konnten eine Entwicklung erleben, die sich nur schwer in Worte fassen lässt. 1977 kamen die ersten Heimcomputer auf den Markt, unter anderem der Apple II der gleichnamigen Firma. Vor zwanzig Jahren hatte der erste Pentium-Prozessor von Intel eine überragende Rechenleistung von 55 Megahertz (schon 1,1 Mio. Mal schneller als die Z3). Unter heutigen Gesichtspunkten würden wir die Nase rümpfen, wenn wir ein Mobiltelefon mit gleicher Leistung hätten, gemessen an Gigahertzleistung des Prozessors oder Gigabytes im Arbeitsspeicher.

Genau diese Entwicklung und vor allen Dingen die Funktionsweise des Mikroprozessors wollen wir in unserem Kurs nachvollziehen. Dabei werden wir wirklich ganz von vorne in den 50er Jahren anfangen und uns mit Logikgattern, Lochkarten, der Z3 und der von Neumann Architektur auseinandersetzen. Anschliessend werden wir uns - nur ein wenig - mit der Physik und Elektrotechnik des Mikroprozessors befassen und verstehen, dass er nichts anderes als eine sehr kompakte Z3 ist. Darüber hinaus werden wir uns in die Grundlagen von Betriebssystemen einarbeiten und verstehen, wie die Komponenten eines modernen Computers miteinander interagieren. Doch wer glaubt, dass wir in unserem Kurs nur graue Theorie wälzen, hat sich geschnitten. Im praktischen Teil werden wir selbst einen Mikroprozessor (Raspberry Pi) und Peripherie mit Assembler ansteuern und programmieren. An unserem Kursziele angekommen haben wir hoffentlich verstanden, wie ein Computer denn nun wirklich funktioniert und werden demnächst, wenn wir im Internet surfen, ein Spiel spielen oder ein Referat schreiben uns vielleicht öfter ein Mal erstaunt zurücklehnen und diesem Meisterwerk an Ingenieurskunst unsere Anerkennung zollen.