Grundprinzipien

Grundsätzlich sind zwei Bauweisen zu unterscheiden: Ein Computer ist ein Digitalcomputer, wenn er mit digitalen Geräteeinheiten digitale Daten verarbeitet; er ist ein Analogcomputer, wenn er mit analogen Geräteeinheiten analoge Daten verarbeitet.

Diese folgen gemeinsamen Grundprinzipien, mit denen ihre freie Programmierung ermöglicht wird.Bis auf wenige Ausnahmen werden heute fast ausschließlich DigitalComputer eingesetzt. Bei einem Digitalcomputer werden dabei zwei grundsätzliche Bausteine unterschieden: Die Hardware, die aus den elektronischen, physisch anfassbaren Teilen des Computers gebildet wird, sowie die software, die die Programmierung des Computers beschreibt.

In der informatik wird dieses Modell theoretisch durch die Turing-Maschine abgebildet; die Turing-Maschine stellt die grundsätzlichen Überlegungen zur Berechenbarkeit dar. Ein DigitalComputer kann beispielsweise zwei zahlen addieren, das Ergebnis mit einer dritten Zahl vergleichen und dann abhängig vom Ergebnis entweder an der einen oder der anderen Stelle des Programms fortfahren. Die Hardware stellt erstens einen so genannten Speicher bereit, in dem Daten wie in Schubladen gespeichert und jederzeit zur Verarbeitung oder Ausgabe abgerufen werden können.Ein DigitalComputer besteht zunächst nur aus Hardware. Zweitens verfügt das Rechenwerk der Hardware über grundlegende Bausteine für eine freie Programmierung, mit denen jede beliebige Verarbeitungslogik für Daten dargestellt werden kann: Diese Bausteine sind im Prinzip die Berechnung, der vergleich, und der bedingte Sprung.

Jahrhunderts nicht wesentlich verändert, wenngleich die details der Technologie erheblich verbessert wurden. Dieses Funktionsprinzip der DigitalComputer hat sich seit seinen Ursprüngen in der Mitte des 20. Jede software ist im Prinzip eine definierte, funktionale Anordnung der oben geschilderten Bausteine Berechnung, vergleich und Bedingter Sprung, wobei die Bausteine beliebig oft verwendet werden können.Erst durch software wird der DigitalComputer jedoch nützlich. Diese Anordnung der Bausteine, die als Programm bezeichnet wird, wird in Form von Daten im Speicher des Computers abgelegt. Von dort kann sie von der Hardware ausgelesen und abgearbeitet werden.

Analogrechner funktionieren jedoch nach einem anderen Prinzip. Bei ihnen ersetzen analoge Bauelemente (Verstärker, Kondensatoren) die Logikprogrammierung. Analogrechner wurden früher häufiger zur Simulation von Regelvorgängen eingesetzt (siehe: Regelungstechnik), sind heute aber fast vollständig von DigitalComputern verdrängt worden.