GI-Radar 286: 80 Jahre Zuse Z3

Sehr geehrte Leserinnen und Leser,

geht es nach den Regierungsparteien, soll der Staatstrojaner nun also doch kommen, wie Sie den Kurzmitteilungen entnehmen können. In den GI-Meldungen berichten wir unter anderem über die Preisverleihung des informatiCup. Das Thema im Fokus ist ein wichtiges Stück Computer-Geschichte: 80 Jahre Z3. Für gute Laune sorgt unser Fundstück.

Wir wünschen Ihnen viel Spaß mit dieser Ausgabe!

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KURZMITTEILUNGEN

Datenschutzbeauftragter Kelber spricht sich für Corona-Warn-App aus (ZEIT). Die Corona-Warn-App der Bundesregierung bietet in der neuesten Version eine Checkin-Funktion sowie die Möglichkeit, einen positiven Schnelltest zu registrieren. Da sie besonders datenschutzfreundlich ist, sollten die Länder sie als Empfehlung in die regionalen Verordnungen aufnehmen, fordert der Bundesdatenschutzbeauftragte.  weiterlesen

Digitaler Impfnachweis kommt (Deutschlandfunk). Ein fälschungssicherer Impfnachweis als Eintrittskarte für das soziale Leben und zum Reisen, der gleichzeitig aber keine Bewegungsdaten erhebt und als datenschutzfreundlich gilt: einen solchen Nachweis will ein Konsortium bis Mitte des Jahres entwicklen.  weiterlesen

Mailverschlüsselung mithilfe verschiedener Systeme anwenden (FAZ). Immer mehr Institutionen wünschen sich immer mehr Kontrollmöglichkeiten der digitalen Kommunikation. Damit man aber möglichst ungestört und unkontrolliert via E-Mail kommunizieren kann, gibt es verschiedene Verschlüsselungsmöglichkeiten. So gibt es etwa die Browser-Erweiterung Mailvelope, die vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) empfohlen wird.  weiterlesen

Staatstrojaner kommt (Spiegel). Die Regierungsparteien haben dem Einsatz des sogenannten Staatstrojaners zugestimmt. Damit soll den Geheimdiensten das Ausspähen im digitalen Raum erleichtert werden. Betroffen davon werden auch verschlüsselte Messenger-Dienste sein.  weiterlesen

Kryptowährungsproduktion verkürzt SSD-Leben (Golem). Das Schürfen von Kryptowährung setzt Hardware ungeahnten Strapazen aus und verknappt Bauteile. Bestimmte Grafikkarten sind bereits Mangelware, und Speichermedien können durch eine übermäßige Belastung durch überdurchschnittlich viele Schreibvorgänge schneller kaputtgehen.  weiterlesen

Open-Source-Repository für mehr digitale Souveränität geplant (heise). Das Bundesinnenministerium plant gemeinsam mit einigen Bundesländern eine Plattform zum Austausch von Open-Source-Software der öffentlichen Verwaltung. Mit der Bereitstellung und der Möglichkeit der Begutachtung, Weiterentwicklung und dem gemeinsamen Einsatz erhoffen sich die öffentlichen Stellen eine größere digitale Souveränität und mehr Unabhängigkeit von großen Konzernen.  weiterlesen

THEMA IM FOKUS

Konrad Zuse: 80 Jahre Z3. In diesem Monat jährt sich der „Geburtstag“ des ersten funktionstüchtigen Rechners, der Z3 (Z = Zuse) der Welt zum 80. Mal. Am 12. Mai 1941 stellte Konrad Zuse seine Erfindung der Öffentlichkeit vor. Die Vorführung fand vor einem kleinen Kreis in der Methfesselstraße 7 in Berlin Kreuzberg statt. Die Z3 ist eine frei programmierbare, in digitaler Schaltungstechnik aufgebaute Rechenmaschine. Wir können also in diesem Jahr das 80-jährige Jubiläum des ersten funktionsfähigen Computers der Welt feiern. Betrachtet man die revolutionäre Entwicklung des Computers in den letzten 80 Jahren, dann kann man die Leistung ihres Erfinders Konrad Zuse nicht hoch genug würdigen. 

Der Aufbau der Z3 bestand aus den grundlegenden Werken, die einen Computer ausmachen: einem Rechenwerk, einem Speicher, einem Steuerwerk und einem Ein-/Ausgabewerk. Das Rechenwerk konnte die vier Grundrechenarten ausführen und die Quadratwurzel berechnen. Die Operanden für eine zweistellige Operation stehen in zwei Registern. Das Ergebnis der Operation wurde wieder in eines der beiden Register zurückgeschrieben. Die Daten, die das Rechenwerk verarbeiten konnte, waren Dualzahlen in einem Gleitkommaformat. Die zu verarbeitenden Daten konnten aus dem Speicher in die beiden Register geladen werden. Die zu verarbeitenden Daten wurden in Dezimaldarstellung über die Konsole (Ein-/Ausgabe-Werk) eingegeben, von der Maschine in Dualzahlen im Gleitkommaformat übersetzt und im Speicher oder den Registern abgelegt. Für die Ausgabe wurden die Daten wieder in Dezimaldarstellung umgerechnet. 

Die Verarbeitung (YouTube) erfolgte nach einem Rechenplan, wie Konrad Zuse damals das, was wir heute Programm nennen, bezeichnete. Die Befehle des Plans wurden auf einen Lochstreifen gestanzt und über eine Lochstreifenlesemaschine schrittweise eingelesen und vom Steuerwerk interpretiert. Nach der Ausführung eines Befehls wurde der nächste Befehl des Plans eingelesen. Das Steuerwerk dekodierte den gelesenen Befehl und initiierte die entsprechenden Steuersignale für die Ausführung des Befehls. Der Speicher hatte eine Kapazität von 64 Worten zu je 22 Bits und die Speicherzellen wurden eindeutig über ihre Adresse ausgewählt. Die Z3 ist mit Hilfe von Relais aufgebaut, die in dieser Zeit die üblichen Bauelemente in der Telegraphentechnik waren. Sie arbeiten als Schalter, können also zwei Zustände einnehmen, so dass Boolesche Funktionen implementiert werden können. Für die Implementierung der Schaltfunktionen und der Speicherzellen für die Z3 waren ungefähr 2600 Relais notwendig, die in drei Schränken eingebaut waren. Die Taktfrequenz, mit der die Maschine betrieben wurde, betrug 5 Hertz. Die Addition zweier Dualzahlen im Gleitkommaformat benötigte 3 Takte, also etwa 0,8 s. Die Multiplikation, die gemäß der Papier- und Bleistift-Methode durchgeführt wurde, benötigte etwa 3 Sekunden. Wenn man die Rechenleistung der Z3 in Operationen pro Sekunde angeben möchte, kommt man im Mittel etwa auf die Ausführung einer Gleitkommaoperation pro Sekunde. Zum Vergleich: Der Supercomputer Fukagu am RIKEN Center for Computational Science, Japan, der zurzeit an Nummer 1 der TOP500 Liste der schnellsten Höchstleistungsrechner der Welt steht, führt etwa 445 PetaFLOPS, also etwa 445 x 10¹⁵ Gleitkommaoperationen pro Sekunde aus. Die Z3 bräuchte theoretisch wohl viel mehr als 1 Milliarde Jahre, um diese Anzahl von Operationen auszuführen. Auch wenn der Vergleich hinkt, er zeigt eindrucksvoll die Entwicklung der Rechnertechnik in gerade mal 80 Jahren (sueddeutsche.de).

Betrachtet man Aufbau und Operationsprinzip der Z3, ist die Erfindungsleistung, mit der Konrad Zuse seine Idee einer nach einem Plan arbeitenden Rechenmaschine mit den ihm in seiner Zeit zur Verfügung stehenden einfachen Mitteln umgesetzt hat, heute noch als genial zu bewerten (deutsches-museum.de). Weitere Informationen und Illustrationen finden sich hier.

Diesen Beitrag hat Prof. Dr. Wolfgang Karl (Vorsitzender der Konrad-Zuse-Gesellschaft e.V.) beigesteuert. Vielen Dank!

GI-MELDUNGEN

Sieger beim informatiCup. Auch in diesem Jahr konnte man live dabei sein bei der Endausscheidung des informatiCup. Die besten Teams präsentierten sich und ihre Projekte und standen anschließend Rede und Antwort. Die Auswahl fiel schwer, so wurden die Preise gesplittet. Wir verlinken die Details und ein Youtube-Video.  weiterlesen

Pflichtfach Informatik in Schleswig-Holstein. Nachdem die Landesfachgruppe Schleswig-Holstein seit langem vehement für ein Pflichtfach Informatik an Schulen streitet, ist jetzt die Entscheidung gefallen: Informatik kommt. Ab dem Schuljahr 2022/2023 startet der Unterricht in der Sekundarstufe I.  weiterlesen

Überblick über KI-Normen in der Arbeitswelt veröffentlicht. Der Einsatz von KI im Personalwesen und allgemein in der Arbeitswelt ist immer wieder Thema von Diskussionen. Das Projekt ExamKI, an dem die GI mit weiteren Institutionen beteiligt ist, hat einen Katalog von Normen und Standars zum Einsatz von KI in der Arbeitswelt veröffentlicht.  weiterlesen

INFORMATIK 2021: der Countdown für Einreichungen läuft! Noch bis zum 17. Mai sind Einreichungen zu den rund 30 Workshops der INFORMATIK 2021 möglich. Die diesjährige Jahrestagung der GI steht unter dem Motto „Informatik und Nachhaltigkeit“ und findet im virtuellen Raum statt.  weiterlesen

Kennen Sie eigentlich den GI-Pressespiegel? Dort sammeln wir die Berichterstattung über unsere Fachgesellschaft in Zeitungs-, Radio- und Fernsehbeiträgen. In der letzten Woche gab Geschäftsführer Daniel Krupka dem rbb ein Interview zum KI-Camp. Schauen Sie rein, es gibt da immer wieder Neues.

FUNDSTÜCK

Spotify wird langweilig? Die eigene CD-Sammlung auch? Und überhaupt die Laune… Auf zur eigenen Musikkomposition! In der Anwendung „Blob Opera“ singen vier bunte Tropfen (blobs) in vier Tonlagen verschiedene Vokale, die sich mittels Maus in Tonhöhe und -länge verändern lassen. Ein Bass, ein Tenor, ein Mezzosopran und ein Sopran haben diese Töne aufgenommen und die vier Blobs mit Augen und Lippen geben diese je nach Vorgaben wieder und vollführen dabei Verrenkungen. Nach und nach fallen die einzelnen Stimmen ein, sodass sich am Schluss tatsächlich eine Melodie ergibt, die man aufzeichnen und verschicken kann. Sofern Sie nicht allein im Homeoffice sitzen, empfiehlt sich der Gebrauch eines Kopfhörers.  Zum Fundstück (david.li, engl.)

Welches Fundstück hat Sie zuletzt inspiriert? Senden Sie uns Ihre Ideen!

Dies war Ausgabe 286 des GI-Radars. Zusammengestellt hat sie Dominik Herrmann – natürlich unterstützt von selbstkomponierter „Tropfen-Musik“ im Hintergrund. Die Mitteilungen und Meldungen hat GI-Geschäftsführerin Cornelia Winter zusammengetragen. Das nächste GI-Radar erscheint am 21. Mai 2021.

Im GI-Radar berichten wir alle zwei Wochen über ausgewählte Informatik-Themen. Wir sind sehr an Ihrer Meinung interessiert. Für Anregungen und Kritik haben wir ein offenes Ohr, entweder per E-Mail (redaktion@gi-radar.de) oder über das Feedback-Formular bei SurveyMonkey. Links und Texte können Sie uns auch über Twitter (@informatikradar) zukommen lassen.