Heute steckt in deinem Smartphone mehr Rechenleistung, als die ersten Computer in ganzen Räumen unterbringen konnten. Als erster funktionsfähiger, frei programmierbarer Digitalcomputer gilt meist Konrad Zuses Z3, die 1941 fertiggestellt wurde. Sie arbeitete allerdings noch mit Relais und sah völlig anders aus als ein moderner PC.
Bis zu diesem Meilenstein war es ein langer Weg. Mechanische Rechenmaschinen, Lochkarten, mathematische Modelle und die Idee programmierbarer Abläufe entwickelten sich über Jahrhunderte hinweg. Wir erklären dir, wie aus einfachen Rechenhilfen die Computer entstanden, die heute unseren Alltag prägen.
Die wichtigsten Meilensteine der Computergeschichte
Bevor wir ins Thema einsteigen, hier einmal ein Überblick für dich:
ca. 2500 v. Chr.
Abakus
Der Abakus gehört zu den ältesten bekannten Rechenhilfen und half Menschen schon früh beim Addieren und Subtrahieren.
ca. 100 v. Chr.
Mechanismus von Antikythera
Dieses antike Zahnradgerät wurde vermutlich genutzt, um astronomische Berechnungen durchzuführen.
1623
Schickards Rechenuhr
Wilhelm Schickard entwickelte mit seiner Rechenuhr eine der ersten mechanischen Rechenmaschinen Europas.
1642
Pascals Pascaline
Blaise Pascal baute eine Maschine, die Additionen und Subtraktionen mechanisch ausführen konnte.
1673
Leibniz’ Rechenmaschine
Gottfried Wilhelm Leibniz konstruierte eine Rechenmaschine für die vier Grundrechenarten und beschrieb außerdem das binäre Zahlensystem.
1801
Jacquard-Webstuhl
Der Jacquard-Webstuhl nutzte Lochkarten zur Steuerung von Webmustern und zeigte damit früh das Prinzip gespeicherter Anweisungen.
1837
Babbages Analytical Engine
Charles Babbage entwarf mit der Analytical Engine eine programmierbare Universalmaschine, die viele Merkmale moderner Computer vorwegnahm.
1843
Ada Lovelaces Programm
Ada Lovelace veröffentlichte einen Ablauf zur Berechnung von Bernoulli-Zahlen und gilt deshalb als erste Programmiererin.
1890
Holleriths Lochkartensystem
Herman Hollerith nutzte Lochkarten zur Auswertung der US-Volkszählung und machte Datenverarbeitung maschinell effizienter.
1936
Turings Turing-Maschine
Alan Turing entwickelte ein theoretisches Modell, das bis heute das Verständnis von Algorithmen und Berechenbarkeit prägt.
1941
Zuse Z3
Konrad Zuses Z3 gilt als erster funktionsfähiger, frei programmierbarer Digitalcomputer.
1944
Harvard Mark I
Der elektromechanische Harvard Mark I war ein wichtiger Großrechner und markierte einen weiteren Entwicklungsschritt bei automatischen Berechnungen.
1946
ENIAC
Der ENIAC war ein früher vollelektronischer Universalrechner und zeigte, welches Potenzial in elektronischen Computern steckte.
1948
Manchester Baby
Der Manchester Baby führte erstmals erfolgreich ein gespeichertes Programm aus.
1951
UNIVAC I
Mit dem UNIVAC I wurde einer der ersten kommerziell genutzten Computer ausgeliefert.
1958
Integrierte Schaltkreise
Die Entwicklung integrierter Schaltkreise ermöglichte kleinere, schnellere und zuverlässigere Computer.
1971
Erster Mikroprozessor
Mit dem Mikroprozessor konnte die zentrale Recheneinheit eines Computers auf einem einzigen Chip untergebracht werden.
1975
Altair 8800
Der Altair 8800 löste eine Welle privater Computerbegeisterung aus und gilt als wichtiger Vorläufer des Personal Computers.
1981
IBM PC
Der IBM PC wurde zu einem prägenden Standard für Personal Computer in Büros und Haushalten.
1984
Apple Macintosh
Der Macintosh machte die grafische Benutzeroberfläche und die Maus für viele Menschen populär.
1989
World Wide Web
Tim Berners-Lee legte die Grundlagen für das World Wide Web und veränderte damit die Nutzung von Computern grundlegend.
2007
Smartphone-Zeitalter
Mit modernen Smartphones wurde der Computer endgültig zu einem ständigen Begleiter im Alltag.
HEUTE
KI und Quantencomputing
Aktuelle Entwicklungen wie künstliche Intelligenz, Cloud-Computing und Quantencomputer zeigen, dass die Computergeschichte noch lange nicht zu Ende ist.
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Frühe Rechenhilfsmittel und mechanische Rechner
Lange bevor es Computer gab, nutzten Menschen einfache Hilfsmittel zum Rechnen. Zu den ältesten zählt der Abakus, bei dem Zahlen mithilfe verschiebbarer Kugeln dargestellt werden.
Noch erstaunlicher ist der Mechanismus von Antikythera aus der Antike: Sein komplexes Räderwerk wurde vermutlich genutzt, um astronomische Vorgänge vorauszuberechnen. Solche Geräte unterstützten Menschen bei bestimmten Aufgaben, konnten aber noch kein frei wählbares Programm ausführen.
Im 17. Jahrhundert entstanden die ersten mechanischen Rechenmaschinen. Wilhelm Schickard entwickelte 1623 seine sogenannte Rechenuhr. Blaise Pascals Pascaline von 1642 konnte addieren und subtrahieren.
Gottfried Wilhelm Leibniz konstruierte später eine Maschine für alle vier Grundrechenarten. Außerdem beschrieb er das binäre Zahlensystem, das Zahlen nur mit 0 und 1 darstellt und zur Grundlage moderner Digitalcomputer wurde.
Zu Beginn des 19. Jahrhunderts nutzte der Jacquard-Webstuhl Lochkarten, um unterschiedliche Stoffmuster automatisch zu weben. Die Karten enthielten feste Anweisungen und zeigten damit eine entscheidende Idee: Eine Maschine kann durch gespeicherte Befehle gesteuert werden.
1890 setzte Herman Hollerith Lochkarten ein, um die Daten der US-Volkszählung maschinell auszuwerten. Damit ging es nicht mehr nur ums Rechnen, sondern zunehmend um die automatische Verarbeitung großer Datenmengen.
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Pioniere der Informatik und theoretische Grundlagen
Bevor moderne Computer gebaut werden konnten, mussten Menschen zunächst klären, was eine programmierbare Maschine überhaupt können sollte. Einige der wichtigsten Ideen entstanden deshalb lange vor den ersten funktionsfähigen Digitalcomputern.
Charles Babbage und die Analytical Engine
Der britische Mathematiker Charles Babbage entwickelte zunächst die Difference Engine. Sie sollte mathematische Tabellen automatisch berechnen und dadurch Fehler vermeiden. Allerdings war sie nur für bestimmte Rechenaufgaben gedacht und nicht frei programmierbar.
Ab den 1830er-Jahren entwarf Babbage deshalb die wesentlich ehrgeizigere Analytical Engine. Lochkarten sollten festlegen, welche Anweisungen die Maschine ausführte. Außerdem plante er ein Rechenwerk, einen getrennten Speicher und die Möglichkeit, Zwischenergebnisse weiterzuverwenden sowie Rechenschritte zu wiederholen.
Damit enthielt die Analytical Engine bereits grundlegende Konzepte heutiger Computer. Vollständig gebaut wurde sie zu Babbages Lebzeiten jedoch nie, unter anderem wegen technischer Schwierigkeiten und fehlender finanzieller Unterstützung.
Ada Lovelace: Die erste Programmiererin
Ada Lovelace beschäftigte sich intensiv mit Babbages Entwurf. 1843 veröffentlichte sie eine Übersetzung eines Textes über die Analytical Engine und ergänzte ihn um ausführliche eigene Anmerkungen.
Darin beschrieb sie unter anderem einen Ablauf, mit dem die Maschine Bernoulli-Zahlen berechnen sollte.
Dieser gilt häufig als erstes veröffentlichtes Computerprogramm, weshalb Lovelace als erste Programmiererin bezeichnet wird.
Vorausschauend war vor allem ihre Erkenntnis, dass eine solche Maschine nicht nur mit Zahlen arbeiten könnte. Grundsätzlich könnten auch andere Informationen verarbeitet werden, sofern sie sich nach eindeutigen Regeln darstellen lassen.
Alan Turing und die Turing-Maschine
1936 stellte Alan Turing ein theoretisches Modell einer Rechenmaschine vor. Die sogenannte Turing-Maschine arbeitet mit einem Speicherband, einem Lese-Schreib-Kopf und wenigen klaren Regeln.
Eine universelle Turing-Maschine kann unterschiedliche Rechenverfahren simulieren. Das Modell half deshalb dabei, genauer zu bestimmen, was ein Algorithmus ist und welche Probleme überhaupt berechnet werden können.
Turings Maschine war kein konkreter Computer für den Alltag, sondern ein Gedankenmodell. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete Turing außerdem an Verfahren zur Entschlüsselung deutscher Nachrichten. Seine theoretischen Arbeiten beeinflussten die Entwicklung programmierbarer Computer jedoch weit über den Krieg hinaus.
Die Entwicklung der ersten Computer
Die ersten Computer entstanden in den 1930er- und 1940er-Jahren nahezu zeitgleich in mehreren Ländern. Unterschiedliche Entwickler verfolgten dabei verschiedene technische Ansätze:
Konrad Zuse und die Z3
Konrad Zuse begann bereits in den 1930er-Jahren damit, eigene Rechenmaschinen zu entwickeln. Seine Z1 von 1938 arbeitete mechanisch, verwendete das Binärsystem und ließ sich über gelochte Filmstreifen programmieren. Technisch war sie jedoch noch sehr unzuverlässig.
Z3: erster funktionsfähiger, frei programmierbarer Digitalcomputer
Colossus: früher programmierbarer elektronischer Spezialrechner
ENIAC: früher vollelektronischer Universalrechner
Manchester Baby: erster elektronischer Rechner, der ein gespeichertes Programm ausführte
Im Mai 1941 stellte Zuse die Z3 fertig. Sie arbeitete nicht mehr rein mechanisch, sondern mithilfe von Relais und war deshalb ein elektromechanischer Rechner. Zahlen wurden binär verarbeitet, während Programme über Lochstreifen eingelesen wurden.
Die Z3 gilt heute meist als erster funktionsfähiger, frei programmierbarer Digitalcomputer der Geschichte. Elektronisch war sie allerdings noch nicht.
Colossus, Mark I und ENIAC
Fast zeitgleich entstanden in mehreren Ländern weitere wegweisende Rechner. Der britische Colossus wurde ab 1943 zur Entschlüsselung verschlüsselter deutscher Nachrichten eingesetzt. Er arbeitete elektronisch, war jedoch ein Spezialrechner für einen eng begrenzten Zweck.
Der Harvard Mark I wurde 1944 in Betrieb genommen. Er war wie die Z3 elektromechanisch und erhielt seine Anweisungen über Lochstreifen. An seiner Programmierung arbeitete unter anderem Grace Hopper.
Der amerikanische ENIAC wurde 1946 öffentlich vorgestellt. Er nutzte Tausende Elektronenröhren und war ein früher vollelektronischer Universalrechner. Neue Programme mussten zunächst aufwendig über Kabel, Schalter und Steckverbindungen eingerichtet werden.
Eine Gruppe von Programmiererinnen entwickelte dafür die Abläufe und bereitete die Maschine auf unterschiedliche Berechnungen vor.
Das gespeicherte Programm
Bei frühen Rechnern lagen Programme noch nicht gemeinsam mit den Daten im Speicher. Das änderte sich mit dem Konzept des gespeicherten Programms, das eng mit der Von-Neumann-Architektur verbunden ist.
Dabei besteht ein Computer vereinfacht aus:
- einem Speicher für Daten und Befehle,
- einem Rechenwerk,
- einem Steuerwerk,
- Ein- und Ausgabegeräten.
Der Manchester Baby führte 1948 erstmals erfolgreich ein elektronisch gespeichertes Programm aus. 1949 folgte der EDSAC, der dieses Prinzip praktisch nutzbar machte. Der grundlegende Aufbau prägt viele Computer bis heute.
Die Evolution der Computertechnologie
Die ersten elektronischen Computer waren riesig, verbrauchten viel Strom und erzeugten enorme Wärme. Ihre Tausenden Elektronenröhren fielen außerdem regelmäßig aus, weshalb die Anlagen ständig gewartet werden mussten.
Von Elektronenröhren zu Mikrochips
Ab Ende der 1940er-Jahre veränderte der Transistor die Computertechnik grundlegend. Er konnte elektrische Signale schalten, war aber wesentlich kleiner, zuverlässiger und sparsamer als eine Elektronenröhre.
Ende der 1950er-Jahre folgten die ersten integrierten Schaltkreise, bei denen mehrere elektronische Bauteile auf einem kleinen Chip vereint wurden.
Mit dem Mikroprozessor ließ sich ab Anfang der 1970er-Jahre schließlich die zentrale Recheneinheit eines Computers auf einem einzigen Chip unterbringen. Die Miniaturisierung wurde damit zum entscheidenden Motor der Entwicklung: Computer wurden immer kleiner, schneller, zuverlässiger und preiswerter.
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Computer werden kommerziell nutzbar
Der UNIVAC I wurde 1951 ausgeliefert und war einer der ersten kommerziell hergestellten elektronischen Computer. Solche Rechner wurden zunächst vor allem von Behörden, Universitäten und großen Unternehmen genutzt. Sie kosteten enorme Summen, füllten ganze Räume und wurden von vielen Personen gemeinsam verwendet.
Unternehmen wie IBM entwickelten leistungsfähige Großrechner für wissenschaftliche Berechnungen und die Verarbeitung großer Datenmengen. Magnetbänder und später Festplatten ermöglichten es, immer mehr Informationen zu speichern und schneller auf sie zuzugreifen.
Die Geburt des Personal Computers
Bereits 1971 erschien mit dem Kenbak-1 ein Computer, der für die Nutzung durch eine einzelne Person gedacht war. Er gilt deshalb häufig als erster Personal Computer der Welt. Besonders komfortabel war er allerdings noch nicht: Programme wurden über Schalter eingegeben und die Ergebnisse mithilfe kleiner Lämpchen angezeigt. Da nur rund 40 Geräte verkauft wurden, blieb sein Einfluss zunächst begrenzt.
Eine größere Computerbegeisterung löste 1975 der Altair 8800 aus. Auch dieser Computer wurde über Kippschalter bedient, verkaufte sich als Bausatz jedoch innerhalb kurzer Zeit tausendfach. Damit wurde er zu einem wichtigen Ausgangspunkt der entstehenden Heimcomputerbranche.
Es folgten der Apple I und Apple II sowie der Commodore PET. Heimcomputer wie der Commodore 64 machten die Technik später für noch mehr Menschen erschwinglich.
Der IBM PC von 1981 wurde zu einem wichtigen Industriestandard. 1984 setzte der Apple Macintosh mit Maus und grafischer Benutzeroberfläche neue Maßstäbe bei der Bedienung.
Computer wanderten damit aus großen Rechenzentren in Büros, Schulen und private Haushalte.
Software und Bedienung werden wichtiger
Auch die Software musste einfacher werden. Grace Hopper entwickelte frühe Compiler, die verständlichere Programmiersprachen in Maschinensprache übersetzten. Betriebssysteme übernahmen zunehmend die Verwaltung der Hardware und der Programme.
Douglas Engelbart präsentierte 1968 eine Computermaus und eine grafische Arbeitsumgebung. Fenster, Symbole und Menüs machten Computer später auch für Menschen nutzbar, die keine Programmiersprache beherrschten.
Und hier eine kleine Anekdote: Du kennst bestimmt das Wort Bug, im Zusammenhang mit technischen Fehlern bei Computern, oder? In einem Relais des Harvard Mark II wurde tatsächlich eine Motte gefunden und ins Logbuch geklebt.
Vernetzung, Internet und World Wide Web
Computer wurden zunächst als einzelne Rechenmaschinen genutzt. Ab Ende der 1960er-Jahre begann sich das zu ändern: Im ARPANET wurden 1969 erstmals mehrere weit voneinander entfernte Rechner miteinander verbunden.
Damit unterschiedliche Netzwerke Informationen austauschen konnten, brauchte es gemeinsame Regeln. Solche Übertragungsprotokolle bildeten die Grundlage des heutigen Internets, das zahlreiche Computernetzwerke weltweit miteinander verbindet.
Das Internet ist wie eine Welle: Entweder man lernt, auf ihr zu schwimmen, oder man geht unter.
Bill Gates
Das World Wide Web ist dagegen nur ein Dienst, der das Internet nutzt. Tim Berners-Lee entwickelte ab 1989 ein System aus miteinander verknüpften Dokumenten, Webseiten und Links. Vereinfacht gilt:
- Internet: die technische Infrastruktur, über die Daten übertragen werden
- World Wide Web: miteinander verknüpfte Webseiten und Inhalte
Browser machten diese Seiten leicht zugänglich, Suchmaschinen halfen dabei, passende Informationen zu finden. Aus einzelnen Arbeits- und Rechenmaschinen wurden dadurch wichtige Kommunikationsgeräte.
Heute kannst du mit einem Computer nicht nur rechnen und Programme ausführen, sondern innerhalb weniger Sekunden Nachrichten, Bilder und Wissen weltweit austauschen.
Moderne Entwicklungen und Zukunftsperspektiven
Computer findest du heute längst nicht mehr nur als PC oder Laptop. Sie stecken auch in Smartphones, Autos, Haushaltsgeräten, medizinischen Geräten und Industrieanlagen.
Beim Cloud-Computing werden Programme, Rechenleistung und Speicher teilweise auf vernetzte Rechenzentren ausgelagert, auf die du über das Internet zugreifst.
Neben klassischen Prozessoren übernehmen Grafikprozessoren und spezialisierte Chips bestimmte Aufgaben besonders effizient. Sie werden unter anderem für künstliche Intelligenz eingesetzt, die große Datenmengen auswertet und darin Muster erkennt.
Auch Quantencomputer werden intensiv erforscht. Sie arbeiten nach einem anderen Prinzip als klassische Rechner und könnten bestimmte Probleme deutlich schneller lösen. Für alltägliche Aufgaben werden sie herkömmliche Computer jedoch nicht einfach ersetzen.
Zukünftige Entwicklungen könnten energieeffizientere Chips, leistungsfähigere Spezialprozessoren und neue Mensch-Maschine-Schnittstellen hervorbringen.
Gleichzeitig entstehen wichtige Fragen: Wie schützen wir persönliche Daten? Wie viel Energie verbraucht digitale Technik? Und wie kann sichergestellt werden, dass möglichst viele Menschen Zugang zu ihr erhalten?
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Referenzen
- Ucl. (2025, September 17). Experts recreate a mechanical Cosmos for the world’s first computer. UCL News. https://www.ucl.ac.uk/news/2021/mar/experts-recreate-mechanical-cosmos-worlds-first-computer
- Ehses, E. (2014). Informatikgeschichte. https://www.gm.th-koeln.de/~ehses/history.pdf
- Zuse, K., IBM, Aiken, H. H., Shockley, W. B., Bardeen, J., Brattain, W., & Kolberg, S. (n.d.). Die Geschichte des Computers (pp. 2–12). https://projekte.bbbaden.ch/wp-content/uploads/2007/11/die-geschichte-des-computers.pdf
Mit KI zusammenfassen:
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