geschichte-folien: kathleen booth titel, fortran raus, von-neumann ausgebaut

- assembler-folie als kathleen booth (1922-2022) mit motorola-6800-asm bild
- fortran-folie entfernt
- von-neumann 5 komponenten: heute-spalte, kernprinzip, bus-details
- palantir/signal-bild-folie raus
- "bauen, einsetzen und regulieren"
- "bit & byte" statt "bits & bytes", 2⁸ ausgeschrieben
- perceivable-folie: texte/nicht-text umstrukturiert
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2026-04-24 01:01:27 +02:00
parent 7d0173f40e
commit 7bbfa74f1b
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@@ -167,12 +167,6 @@ SPEAKER NOTES:
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@@ -517,20 +511,20 @@ Der "Von-Neumann-Flaschenhals": CPU und Speicher teilen sich einen Bus die B
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<!-- _class: klausur -->
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<!-- _backgroundColor: #fce4ec -->
# Von-Neumann: 5 Komponenten # Von-Neumann: 5 Komponenten
| Komponente | Funktion | | Komponente | Funktion | Heute |
|------------|----------| |------------|----------|-------|
| **Rechenwerk (ALU)** | Führt Berechnungen durch | | **Rechenwerk (ALU)** | Führt Berechnungen durch | Teil der CPU |
| **Steuerwerk** | Interpretiert Befehle, steuert Ablauf | | **Steuerwerk** | Interpretiert Befehle, steuert Ablauf | Teil der CPU |
| **Speicherwerk** | Speichert Programme UND Daten | | **Speicherwerk** | Speichert Programme UND Daten | RAM + SSD |
| **Ein-/Ausgabe** | Tastatur, Bildschirm, Netzwerk | | **Ein-/Ausgabe** | Tastatur, Bildschirm, Netzwerk | USB, WiFi, HDMI |
| **Bus-System** | Verbindet alle Komponenten | | **Bus-System** | Verbindet alle Komponenten | PCIe, SATA, DDR |
**Kernprinzip:** Programme und Daten teilen sich denselben Speicher.
→ Computer wird **universell programmierbar** (nicht mehr für ein Problem verdrahtet)
<small>Bus = Adressbus (wohin?) + Datenbus (was?) + Steuerbus (lesen/schreiben?)</small>
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VON-NEUMANN-ARCHITEKTUR (1945): Grundlage aller modernen Computer VON-NEUMANN-ARCHITEKTUR (1945): Grundlage aller modernen Computer
@@ -630,11 +624,13 @@ COBOL läuft heute noch auf Bankensystemen
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# Assembler (1947) ![bg contain right:30%](./assets/Motorola_6800_Assembly_Language.png)
# Kathleen Booth (19222022)
**Die erste Stufe über Maschinencode** **Die erste Stufe über Maschinencode**
- Erfunden von **Kathleen Booth** (Birkbeck College, London) - Entwickelt am **Birkbeck College, London**
- Mnemonische Befehle statt Binärzahlen (`MOV`, `ADD`, `JMP`) - Mnemonische Befehle statt Binärzahlen (`MOV`, `ADD`, `JMP`)
- Jeder Befehl entspricht direkt einer CPU-Instruktion - Jeder Befehl entspricht direkt einer CPU-Instruktion
- Hardwarenah, aber für Menschen lesbar - Hardwarenah, aber für Menschen lesbar
@@ -663,44 +659,6 @@ Chris Sawyer, schottischer Entwickler, schrieb RCT zu 99% in x86-Assembly (MASM)
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# Fortran (1957)
**Die erste höhere Programmiersprache**
- Entwickelt bei IBM unter **John Backus**
- Im Team: **Lois Haibt** verantwortlich für die Control-Flow-Analyse
- Name: **For**mula **Tran**slator
- Ziel: Mathematische Formeln direkt als Code schreiben
- Revolutionär: ~**20 Assembler-Befehle → 1 Fortran-Zeile**
- Noch heute genutzt in Wissenschaft und Hochleistungsrechnen
<!--
JOHN BACKUS (19242007):
Unruhiger Werdegang Chemiestudium abgebrochen, aus der Uni geflogen, Armee, Medizinstudium abgebrochen (Hirntumor, erfolgreich behandelt), dann Mathematik an der Columbia University. Bei IBM ab 1950. Seine Motivation war schlicht Faulheit: "Much of my work has come from being lazy. I didn't like writing programs." Er entwickelte erst Speedcoding (1953), dann leitete er das Fortran-Projekt. Später: Backus-Naur-Form (BNF), Turing Award 1977.
LOIS HAIBT (*1934):
Studierte Mathematik am Vassar College (Stipendium), jobbte in den Semesterferien bei Bell Labs. IBM bot ihr nach dem Abschluss 1955 $5.100/Jahr fast doppelt so viel wie Bell Labs. Sie kam ohne jegliche Programmiererfahrung ins Team und war mit 21 Jahren die einzige Frau unter den 10 Kernentwicklern. Ihre Aufgabe (Section 4 des Compilers): Sie teilte Programme in "Basic Blocks" auf, erstellte einen Control-Flow-Graphen und simulierte per Monte-Carlo-Methode, welche Programmteile häufig durchlaufen werden ("Hot Paths"). Diese Info nutzte der Compiler für die Register-Optimierung. Ein für 1956 extrem fortschrittlicher Ansatz. Außerdem entwickelte sie den ersten syntaktischen Analysator für arithmetische Ausdrücke ein Grundbaustein aller modernen Compiler. Ihre Tochter Carolyn studierte später in Princeton und promovierte am MIT in Mathematik.
Haibt über die Teamkultur: "No one was worried about seeming stupid or possessive of his or her code. We were all just learning together."
DAS TEAM:
~10 Kernmitglieder, alle in ihren 20ern und 30ern, mit "varying academic degrees and unrelated areas of expertise". Harlan Herrick schrieb das erste jemals ausgeführte Fortran-Programm. Roy Nutt war von United Aircraft ausgeliehen. David Sayre war Kristallograph.
ENTWICKLUNG:
Sollte 6 Monate dauern, brauchte 3 Jahre (19541957). Das Team arbeitete nachts, weil sie nur dann Zugang zum IBM 704 hatten, und schlief tagsüber im Langdon Hotel an der 56th Street. Schneballschlachten lockerten die langen Winternächte auf.
WARUM ES FUNKTIONIERTE:
Das Killerkriterium war Performance: Frühere Compiler erzeugten Code, der 510× langsamer war als handgeschriebener Assembler. Fortran I war der erste Compiler, der annähernd gleich schnellen Code erzeugte. Dieser Rekord hielt 20 Jahre. Ken Thompson (Erfinder von Unix): "95% of the people who programmed in the early years would never have done it without Fortran."
HEUTE:
Fortran ist die "Muttersprache des Scientific Computing". Wettervorhersage (GFS, WRF), Klimamodelle (CESM für IPCC-Berichte), Kernphysik-Simulationen, LAPACK/BLAS (die linearen Algebra-Bibliotheken unter NumPy/SciPy) alles Fortran. In numerischen Benchmarks 3060× schneller als Python.
PARALLELE ZU HEUTE:
Assembly-Programmierer sahen Fortran als existenzielle Bedrohung ihrer Kunst genau wie heute manche Programmierer KI fürchten. Das Ergebnis war dasselbe: Das Werkzeug erweiterte das Feld, statt es zu ersetzen.
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@@ -741,10 +699,10 @@ Die Software priorisierte kritische Aufgaben automatisch
- Big Data ermöglicht Massenüberwachung - Big Data ermöglicht Massenüberwachung
- KI-Systeme übernehmen Entscheidungen über Menschen - KI-Systeme übernehmen Entscheidungen über Menschen
- Social Media schädigt die psychische Gesundheit Minderjähriger - Social Media schädigt nachweislich die psychische Gesundheit Minderjähriger
- PimEyes: RAF-Terroristin in 30 Minuten gefunden Polizei brauchte 30 Jahre - PimEyes: RAF-Terroristin in 30 Minuten gefunden Polizei brauchte 30 Jahre
→ Verantwortung liegt bei denen, die Technologie bauen und einsetzen → Verantwortung liegt bei denen, die Technologie bauen, einsetzen und regulieren
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Aktuelle Beispiele (in Reihenfolge der Folie): Aktuelle Beispiele (in Reihenfolge der Folie):
@@ -917,7 +875,7 @@ Deutschland ist also kein Five-Eyes-Mitglied, aber Teil der Fourteen Eyes. Der B
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# Bits & Bytes # Bit & Byte
## Die Sprache der Computer ## Die Sprache der Computer
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@@ -962,7 +920,7 @@ Shannon: Begründer der Informationstheorie
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**Wie viele Kombinationen?** **Wie viele Kombinationen?**
2⁸ = **256 Möglichkeiten** (0-255) 2⁸ = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = **256 Möglichkeiten** (0-255)
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BYTE = Wortspiel aus "Bit" + "Bite" (Bissen) BYTE = Wortspiel aus "Bit" + "Bite" (Bissen)
@@ -1669,7 +1627,13 @@ Gesetzlich meist Level AA gefordert
![bg right:35% fit](./assets/demos/contrast-levels.png) ![bg right:35% fit](./assets/demos/contrast-levels.png)
**Textalternativen für Nicht-Text:** ### Texte:
* **Kontrast:** Mindestens 4,5:1 für Text
* **Untertitel:** Videos brauchen Captions
* **Responsive:** Inhalte bei 200% Zoom nutzbar
### Textalternativen für **Nicht-Text**:
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<img src="tankman.jpg" <img src="tankman.jpg"
alt="Ein Mann mit Einkaufstüten steht alt="Ein Mann mit Einkaufstüten steht
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5. Juni 1989"> 5. Juni 1989">
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* **Kontrast:** Mindestens 4,5:1 für Text
* **Untertitel:** Videos brauchen Captions
* **Responsive:** Inhalte bei 200% Zoom nutzbar
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Leeres alt="" für dekorative Bilder Leeres alt="" für dekorative Bilder
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