Die Mikroelektronik hat mittlerweile in allen Bereichen des gesellschaftlichen Lebens Einzug gehalten. Sie wird angewendet in:
Der Kern eines Steuerungs- oder Verarbeitungssystems wird dabei oft von einem Mikroprozessor gebildet. Der Mikroprozessor hat tiefgreifende Veränderungen in der Arbeitswelt bewirkt, s. [#!dud!#]:
Das umfangreichste Einsatzfeld der Mikroelektronik ist die Informatik. Sie ist eine Wissenschaftsdisziplin mit Querschnittscharakter und untersucht Gesetzmäßigkeiten bei
Die Informatik umfasst somit den Wissenschaftsbereich (Computerwissenschaft, engl. computer science) und die Anwendung (EDV=Elektronische Datenverarbeitung, engl. data processing). Im Laufe der Entwicklung der Rechentechnik wird der Informatik-Begriff zusammenfassend für die speziellen Gebiete der elektronischen Informationsverarbeitung gebraucht. Informatik umfasst ,,Fragen des Entwurfs, der Konstruktion, der Entwicklung sowie der Anwendung und der Instandhaltung von Informationsverarbeitungssystemen (Rechner, DV-Anlagen, PC, etc.), Speicher- und Kommunikationssystemen einschließlich Hard- und Software wie auch organisatorische Aspekte und Probleme der Mensch-Maschine-Kommunikation. ...Die Informatik schafft die Grundlagen für moderne Informations- und Kommunikationstechnologien sowie die methodischen und theoretischen Mittel zur Anwendung der Mikroelektronik in Informationsübertragungssystemen`` [#!mef!#].
Es ist klar, dass die Entwicklung und Anwendung der Informatik eng verknüpft ist mit der Verfügbarkeit von Rechnern und Rechnerperipherie unterschiedlichster Leistungsklassen.
Die Anforderungen der Informatik stimulieren die Entwicklung immer komplexerer ICs und die Suche nach effektiven Rechnerarchitekturen. Auch die Entwicklung von Rechnerperipherie ( (Massen-)Speicher, Ausgabegeräte, Datenkommunikation, etc.) ist davon stark beeinflusst. Dadurch bekommt der Anwender (Ingenieur, Natur-, Sozial-, Wirtschafts-, Geisteswissenschaftler, Kaufmann, Verwaltungsflachmann, etc.) mit Personal-Computern und Arbeitsplatzrechnern (engl. workstation) leistungsfähige Mittel zur intensiven Nutzung der Informatik und Rechentechnik für seine eigenen Aufgaben.
Die schnelle Entwicklung der Informatik in den letzten Jahren basiert andererseits auch auf dem hohen Wachstumstempo der Mikroelektronik. Die Entwicklung beider Bereiche -- der Informatik und der Mikroelektronik -- beeinflussen sich gegenseitig.
Das Wachstum resultiert aus leistungsfähigen rechnergestützten Entwurfsverfahren und aus der Realisierung von Architekturmerkmalen, die zuvor nur bei leistungsfähigen Mini- oder Großrechnern zu finden waren.
Parallel dazu ist die Entwicklung auf dem Gebiet der Software zu sehen, die durch den rasanten Fortschritt der Mikroelektronik stimuliert wurde. So wächst der Leistungsumfang, die Komplexität und die Bedienerfreundlichkeit verfügbarer Software (höhere Programmiersprachen, Betriebssysteme, Anwendungs-Software) ständig.
Der Mikrorechnerbereich profitiert natürlich auch von den Entwicklungen im Bereich größerer Rechner. Die wesentlichen Stufen in der Entwicklung von Hard- und Software für Mainframes und Minicomputer werden auch bei Mikrorechnern durchlaufen, dank schneller Entwicklung der Mikroelektronik aber in erheblich kürzerer Zeit, siehe Abb. 1.4.
1mm
Einführung von Neuerungen in der Architektur und Software von Rechenanlagen.
|
Die folgende Tabelle gibt einen kleinen historischen Überblick zur Entwicklung der Rechentechnik und Mikroelektronik, insbesondere im Bereich der Personal Computer.
Ausgewähltes zur Entwicklung der Rechentechnik und Mikroelektronik ([#!mef!#],[#!byte!#, 9/90], WWW)
| 1623 | Wilhelm Schickard (1592-165): funktionierende Rechenmaschine mit Zahnradgetriebe für die vier Grundrechenarten und mit automatischem Zehnerübertrag |
| 1642 | Blaise Pascal (1623-1662): Rechenmaschine für achtstellige Additionen und Subtraktionen |
| 1673 | Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716): mechanische Rechenmaschine mit Staffelwalze für die vier Grundrechenarten; erst 1894 funktionstüchtiges Exemplar |
| 1679 | duales Zahlensystem und Gesetze der binären Arithmetik |
| 1727 | Antonius Braun (1685-1728): funktionstüchtige Sprossenradmaschine für die vier Grundrechenarten |
| 1774 | Philipp Matthäus Hahn (1739-1790): funktionstüchtige Rechenmaschine nach dem Prinzip der Staffelwalze für 4 Grundrechenarten, 11 Stellen |
| 1808 | Joseph-Maria Jacquard (1752-1834): Webstuhlsteuerung mit Lochkarten |
| 1833 | Charles Babbage (1792-1871): erstes Konzept eines programmgesteuerten
Rechenautomaten mit den Baugruppen:
|
| 1855 | George Boole (1815-1884): Begründung der zweiwertigen Algebra für Aussagen mit den Werten 0 und 1 |
| 1874 | Karl Ferdinand Braun (1850-1918): Entdeckung des Halbleitereffekts (Kristalldetektor) |
| 1906 | Lee de Forest (1873-1961), Robert von Lieben (1878-1913): Erfindung der Elektronenröhre (Triode) |
| 1938 | Claude Elwood Shannon (geb. 1916): Formulierung der Schaltalgebra 1948: Wesentliche Beiträge zur Begründung der Informationstheorie |
| 1941 | Konrad Zuse (1910-1995): Vorführung des ersten programmgesteuerten Rechenautomaten ZUSE Z3 (Dualsystem, Relaistechnik); Konzept einer Programmiersprache 1937: Versuchsanlage Z1 mit mechanischen Schaltgliedern |
| 1942 | John V. Atanasoff (1903-1995): Rechenanlage mit Elektronenröhren |
| 1944 | Howard H. Aiken (1900-1973): in den USA Inbetriebnahme des elektromechanischen programmgesteuerten Rechenautomaten MARK I |
| 1945 | John von Neumann (1903-1957): Konzeption eines speicherprogrammierten Rechenautomaten (EDVAC) |
| 1945/47 | John Presper Eckert (1919-1995), John William Mauchly (1907-1980): vollelektronische Rechenanlage ENIAC |
| 1947 | John Bardeen, Walter H. Brattain, William Shockley: Erfindung des Transistors |
| 1955 | Transistoren für Rechenschaltungen eingesetzt |
| 1957 | FORTRAN-Compiler |
| 1958 | J.S. Kilby: Erfindung der integrierten Schaltung |
| 1961 | Fairchild: erster monolithischer Schaltkreis |
| 1965 | Digital Equipment Corp.: Minirechner PDP-8 |
| 1965 | Programmiersprache BASIC |
| 1969 | Betriebsystem UNIX |
| 1970 | Erster Taschenrechner IBM stellt mit der Serie 370 die ersten Rechner mit Mikroprogrammierung vor. Sie sind noch heute Standard |
| 1971 | Intel Corp.: Chip-Satz mit 4-Bit-Mikroprozessor 4004; Programmiersprachen PASCAL und C entwickelt |
| 1971/72 | Intel Corp.: erster 8-Bit-Mikroprozessor 8008 |
| 1973 | Intel Corp.: 8-Bit-Mikroprozessor 8080; Scelbi Computer Consulting: erster Mikrocomputer auf der Basis des Intel 8008: Scelbi 8-H |
| 1975 | Entwicklung zahlreicher 8-Bit-Mikroprozessortypen (Zilog Z80, MOS Technology 6502, Motorola 6800) Erster ,,echter`` Mikrocomputer Altair 8800 mit Intel 8080 |
| 1976 | Vorstellung des Mikrocomputers Apple I mit Mikroprozessor 6502; Erster 16-Bit-Mikroprozessor (Texas Instruments TMS9000) |
| 1977 | Vorstellung der Microcomputer Apple II und TRS-80 (Radio Shack); Betriebssystem CP/M für die erste Generation von Mikrocomputern von Digital Research entwickelt |
| 1978 | Mikrocomputer Atari 400 und Atari 800 vorgestellt; Epson stellt den MX-80 Nadeldrucker vor und revolutioniert damit den low-cost Drucker-Markt; Intel Corp.: 16-Bit-Mikroprozessor 8086 |
| 1979 | VisiCalc, erstes Tabellenkalkulationsprogramm für Mikrocomputer vorgestellt; Intel Corp. stellt den 16-Bit-Mikroprozessor 8088 vor, der Herz des IBM PCs werden wird |
| 1980 | Vorstellung der Billig-Mikrorechner Sinclair ZX80 und Commodore VIC-20; Digital Research kündigt das Mikrocomputer-Betriebssystems CP/M-86 an |
| 1981 | IBM PC vorgestellt. Erste 32-Bit-Mikroprozessoren vorgestellt. Tragbarer Mikrocomputer Osborne 1 vorgestellt; Epson stellt den wahrscheinlich ersten Laptop-Computer, HX-20 vor; Hayes stellt das Smartmodem 300 vor, welches sich zum Industriestandard entwickeln wird |
| 1982 | Japan: Zielsetzung der 5. Rechnergeneration (,,künstliche Intelligenz``); Compaq Computer Corp. stellt den IBM-PC-kompatiblen Compaq Portable vor; Commodore stellt den Commodore 64 vor; Intel Corp. stellt den 16-Bit-Microprozessor 80286 vor; Columbia Data Products stellt den ersten IBM PC-Clone, MPC vor; Lotus Development stellt mit 1-2-3 sein Tabellenkalkulationsprogramm vor; Autodesk stellt AutoCAD, das erste CAD-Programm für PCs vor |
| 1983 | Einführung des IBM XT, einer Erweiterung des IBM PC um eine 10-MByte-Festplatte und mehrere Erweiterungs-Steckplätze; AT&T stellt das Betriebssystem Unix System V vor |
| 1984 | Motorola stellt den 32-Bit-Mikroprozessor 68020 vor; Apple stellt die Microcomputer Apple IIc und Macintosh vor; IBM stellt den AT mit dem 80286 Microprozessor vor |
| 1985 | Entwicklung von 1-MBit-DRAMs durch IBM sowie mehrere japanische Firmen; Atari stellt den 520ST vor; Commodore stellt den Amiga 1000 vor |
| 1986 | Vorstellung der ersten 80386 basierten PCs durch ALR und Compaq; Motorola stellt den 32-Bit-Microprozessor 68030 vor |
| 1987 | IBM entwickelt den ersten 4-MBit-DRAM-Chip; Compaq stellt den Portable III vor; Apple stellt den Mac SE und den Mac II vor; IBM bringt die PS/2-Reihe mit Microchannel-Architektur und das Betriebssystem OS/2 auf den Markt und stellt mit dem Modell 80 seinen ersten 80386 basierten Rechner vor |
| 1988 | Dell und Tandy stellen die ersten Microchannel-Clones vor; Maxtor stellt das erste wiederbeschreibbare magneto-optische Plattenlaufwerk vor; Der NeXT-Rechner von Steve Jobs wird vorgestellt; Robert T. Morris Jr. legt mit einem gutartigen ,,Wurm``-Virus etwa 6000 Rechner im amerikanischen ARPANET lahm |
| 1989 | Vorstellung der Unix-Workstations DECstation 3100 und Sun SPARCstation 1; Intel Corp. stellt den 80486 sowie den ,,Cray-on-a-chip`` i860 vor; Erster PC mit 80486 in England vorgestellt; ALR stellt den ersten 80486-EISA-Bus-Rechner vor |
| 1990 | Motorola stellt den Mikroprozessor 68040 vor; IBM stellt die RISC-Prozessor-basierte Unix-Workstation RS/6000 vor |
| 1991 | MIPS Technologies stellt den R4000 vor, ein 100MHz, 64-Bit RISC-Prozessor |
| 1992 | Intel Corp. stellt den 486DX2 mit 50MHz (41 MIPS) und 66MHz (54 MIPS) vor; Intel Corp führt den PCI-Bus-Standard ein (Peripheral Component Interconnect); Digital Equipment Corp. stellt den Alpha 21064 ein 64-Bit-Prozessor mit 150 MHz vor |
| 1993 | Digital Equipment Corp. hat den Alpha 21064 auf 200 MHz weiterentwickelt;
Intel Corp. stellt den Pentium vor: 32-Bit-Register, 64-Bit-Datenbus, 3.1 Mio
Transistoren, 66MHz  112 MIPS |
| 1994 | Intel Corp. führt den Pentium mit 90MHz (149.8 MIPS) und 100MHz (166.3 MIPS) ein; MIPS Technologies stellt den R4400, einen 200MHz RISC-Prozessor vor; Digital Equipment entwickelt einen 300MHz Alpha-Chip mit ca. 1000 MIPS |
| 1995 | Intel Corp. stellt den 133MHz-Pentium mit 3.2 Mio Transistoren und 218.9 MIPS sowie den 200MHz Pentium Pro mit 5.5 Mio Transistoren vor; Digital Equipment zeigt einen 333MHz Alpha |
| 1996 | Digital Equipment Corp. entwickelt einen 400MHz und 500MHz Alpha-Prozessor (2.0 BIPS); Intel Corp. stellt die MMX-Technologie vor |
| 1997 | Intel Corp. stellt den PentiumII mit 300MHz und 7.5 Mio Transistoren vor; es werden
die ersten Chips mit MMX-Erweiterungen geliefert;
Digital Equipment Corp. zeigen den 21164 Alpha 9.6 Mio Transistoren 2.4 BIPS |
| 1999 | Der PentiumIII - ein modernisierter PentiumII wird vorgestellt; Der Athlon Prozessor erscheint und zum ersten Mal hat AMD den schnellsten x86 Prozessor; Der Microsoft Prozess beginnt |
| 2000 | AMD's Prozessoren überschreiten als erste vor Intel die 1 GHz Grenze, der Pentium4 als Nachfolger der PentiumPro Architektur erscheint |
Weitere und detailliertere Informationen können im World Wide Web (s. Kapitel 3) unter vielen verschiedenen Quellen gefunden werden. Da solche URL's nicht notwendigerweise immer gepflegt werden oder möglicherweise auch wieder verschwinden, werden keine Adressen angegeben. Stattdessen sei auf die bekannten WWW-Adressen gängiger Suchmaschinen verwiesen, auf denen man mit entsprechenden Stichwortsuchen sehr schnell zu den gewünschten Informationen auf aktuellem Stand gelangt. Mögliche Suchmaschinen (ohne Anspruch auf Vollständigkeit):