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Das Konzept des , , v o n N e u m a n n R e c h n e r s " geht weitgehend auf Charles Babbage (1791-1871) zurück [1], Allerdings war es Babbage versagt, seine „Analy t ica l E n g i n e " genann te , p rogrammges teue r t e digitale Rechenmasch ine je zu einem funk t ions fäh igen Ins t rument machen zu könn e n : Er scheiterte letztlich d a r a n , d a ß die Technologie seiner Zeit noch nicht weit genug entwickelt war, um seine Ideen realisieren zu k ö n n e n . Die „Analy t i sche M a s c h i n e " von Babbage war dem Konzep t nach ein Al lzweck-Digi ta l rechner , der bereits alle wesentl ichen K o m p o n e n t e n des v o n N e u m a n n Rechners enthiel t , näml ich einen Speicher, e inen Befehlsprozessor f ü r die In te rpre ta t ion der Befehle eines Prog r a m m s und die S teuerung ihrer A u s f ü h r u n g , eine Ein-/ Ausgabe-Einrichtung u n d einen Datenprozessor zur D u r c h f ü h r u n g der da t en t r ans fo rmie renden Opera t ionen . Der Speicher war al lerdings nu r zur A u f n a h m e von K o n s tanten und Variablen des P r o g r a m m s bes t immt , während die Befehle des P r o g r a m m s einzeln auf Lochkar ten gespeichert u n d unmi t t e lba r in dieser Dars te l lung auch interpret ier t wurden . Der Da tenprozessor bes tand in einer dezimal a rbe i tenden ar i thmet ischen Recheneinhe i t , und die E i n / A u s g a b e von Da ten geschah ebenso wie die E ingabe der P r o g r a m m e auf Lochkar ten (die Lochkar te ha t te sich bereits als Med ium zur Spe icherung der Prog r a m m e au tomat i sch gesteuerter Webs tühle e ingeführt ) . Babbages K o n z e p t sah bereits die Sp runganwe i sung vor, was dadurch realisiert wurde , d a ß die Lochkar ten eines P r o g r a m m s auf e inem beweglichen Schlitten gehal ten wurden , der bei der A u s f ü h r u n g einer Sp runganwe i sung um en tsprechend viele Posi t ionen vorode r zurückbewegt werden konn te , um eine gewünsch te Anweisung an die Stelle des Abtasters br ingen zu k ö n n e n . Durch die Spe icherung der P rog ramme in e inem Festspeicher ( R O M ) bes tand natür l ich keine Mögl ichkei t fü r die Maschine, P rogramme selbst erzeugen oder ve rändern zu k ö n n e n ; die Notwendigkei t hierzu wurde auch sicher nicht gesehen. Bei den ersten Kons t ruk t ionen von Konrad Zuse war das P rogramm ebenfal ls unveränder l i ch in e inem Festspeicher (gelochter Kinof i lm) abgelegt. Es gab aber auch keine Sprunganweisung , wozu bei en t sprechender Kons t rukt ion des Lochst re i fenabtas ters die technische Möglichkeit bes tanden hätte . Bei den Rechenschemata , fü r die Zuse seine ersten Masch inen en twarf , trat die Notwendigkei t von P r o g r a m m s p r ü n g e n oder -Verzweigungen nicht auf. Zuse selbst be tont heute, d a ß er sehr wohl an d ie Möglichkeit des E inbaus des bedingten Programmsprungs gedacht habe , wegen der Unüber schauba rke i t der Auswirkung einer solchen M a ß n a h m e aber davor zurückgeschreckt sei. Die Möglichkei t , im Speicher der Maschine nicht nur die Da ten sonde rn auch die Befehle eines Programms zu spe ichern , wird von Zuse bereits in seiner g rund legenden Patentschr i f t von 1936 ausdrücklich hervorgehoben [2]. Al lerdings gab es h ie r fü r keine d r ingende Notwendigke i t , die Zuse hät te bewegen können , die sehr kleine real is ierbare Speicherkapazi tä t der ersten mechanischen o d e r e lek t romechanischen Maschinen damit zu „ v e r g e u d e n " . Dies ist d a n n aber auch der wesentl iche konzept ionel le (im Falle der Babbage-Masch ine ) bzw. technische (im Fal le der Zuse-Masch ine) Unterschied der von -Neum a n n M a s c h i n e : die geme insame Spe icherung von Befehlen und Daten in einem, d e m Rechenwerk zugänglichen Speicher. Die Entwickler des Konzep t s der vonN e u m a n n M a s c h i n e sahen die Möglichkei t des Rechners , selbst seine P r o g r a m m e beliebig manipu l ie ren zu k ö n n e n , als eine der wesent l ichsten Eigenschaf ten ihres Konzep t s an [3]. G e r a d e diese Mögl ichkei t hat d a n n auch d ie Phantas ie andere r Auto ren beflügel t , i nsbesondere in de r in den fünfz iger J a h r e n a u f k o m m e n d e n Kybernetik, w o m a n die Mögl ichkei t der p rogrammges teue r t en digitalen Rechenmasch ine , sich „selbst p rog rammie ren zu

it. information technology/information technology

Die Entwicklung der Rechnerarchitektur von der von-Neumann-Maschine bis zu den Rechnern der „fünften Generation“ / Development of computer architectures from the John von Neumann concept towards "5th generation" computers