Zur Geschichte der Rechenmaschinen:
Berühmte Rechenmaschinen

Erste Voraussetzung für die Entwicklung der Rechentechnik - und damit die Ermöglichung der Konstruktion von Rechenmaschinen - war die Festlegung eines sinnvollen Zahlensystems.


Die Entstehung von Zahlzeichen und Zahlensystemen

Über Jahrhunderte hinweg bediente sich der Mensch zum Zählen und Rechnen seiner zehn Finger. Deswegen ist allen frühgeschichtlichen Zahlensystemen gemeinsam, daß sie von der naturgegebenen Fingerzahl oder einem Vielfachen davon ausgehen. Römer, Maya und Chinesen führten ein Fünfer-System ein, Sumerer und Ägypter verwendeten dagegen ein Zehner-System; darüber hinaus benutzten die Inder und Maya ein Zwanziger-System. Sumerer und Babylonier kannten außerdem noch ein Sechziger-System, das wir noch heute bei der Einteilung einer Stunde in 60 Minuten und einer Minute in 60 Sekunden verwenden.

Vollständige Zahlensysteme verwendeten zuerst die Babylonier (3500 bis 3200 v.Chr.) und Ägypter (3500 bis 3000 v.Chr.). Sie kannten auch schon die Ziffer "Null", welche sie mit einem eigenen Schriftzeichen belegten und in geschickter Weise beim Rechnen benutzten.

Zahlendarstellung verschiedener Kultuvölker

Quelle: VORNDRAN

Erste Schwierigkeiten kamen aber, als es um die Darstellung großer Zahlen und das Rechnen mit denselben ging.

Das Rechenbrett

Das älteste Rechenhilfsmittel dürfte das Rechenbrett gewesen sein, welchem die Römer den Namen "Abakus" (vom römischen abax, Tafel) gaben; man kann ihn als den ersten und einfachsten "Computer" unserer Geschichte bezeichnen. Mit der Hilfe von Steinchen, die in einer Rinne verschoben wurden, konnte man je nach ihrer Stellung bestimmte Zahlenwerte darstellen.

Später entstand eine Form, bei der Kugeln auf Drähten verschoben wurden. Derartige Rechenbretter finden sich auch bei anderen Völkern, so z.B. bei den Chinesen der "Suan-pan" und bei den Russen der "Stschoty".

Chinesischer Suan-Pan,
Quelle: BRABANDERE

In Europa wurde das Rechenbrett bis in das Mittelalter hinein verwendet, während es in Ostasien, Rußland und Indien noch heutzutage zu finden ist. Man schätzt sogar, daß es gegenwärtig etwa 40% der Weltbevölkerung regelmäßig benutzen.


Das indisch-arabische Zahlensystem


Dieses Zahlensystem, das wir heute benutzen, entstand im 6. bis 8. Jhd. n.Chr. in Indien und wurde ab dem 9. Jhd. von den Arabern über Spanien nach Europa gebracht. Von Europa aus verbreitete es sich über die restliche Welt und bildete die Grundvoraussetzung für die Entwicklung von Rechenmaschinen.

Es ist hauptsächlich Adam Ries (fälschlicherweise meist: Riese) zu verdanken, daß sich dieses dezimale Zahlensystem in Deutschland nach anfänglicher Ablehnung und Verbot durchsetzte. Ries brachte Anfang des 16.Jhd. eine Reihe pädagogisch meisterhafter Rechenbücher heraus, so auch 1522 das Buch "Rechenung auff der linihen // und federn in zal / ...", in dem er für alle vier Grundrechenarten schriftliche Rechenverfahren mit dem Dezimalsystem vorstellte. Dieses Werk wurde bis in das 17. Jhd. hinein in über 100 Auflagen nachgedruckt.

Seite aus:
"Rechenung auff der linihen//...",
Quelle: BEAUCLAIR

Die Rechenmaschine des Wilhelm Schickard

Im Jahr 1623 konstruierte der Tübinger Professor Wilhelm Schickard (1592 - 1635) eine Rechenmaschine für Additionen, Subtraktionen, Multiplikationen und Divisionen. Sie gilt als die erste urkundlich erwähnte Rechenmaschine mit Zahnradgetriebe. Ihre Besonderheit ist der automatische Zehnerübertrag. Multiplikation und Division waren jedoch nur unter der tätigen Mithilfe des Benutzers möglich. Bei der Multiplikation etwa mußte der Benutzer die Teilprodukte mit Hilfe von Neperschen Rechenstäben bestimmen und diese dann in das sechsstellige Summierwerk zum Addieren eingeben.


Das einzig vollendete Exemplar ist in den Wirren des Dreißigjährigen Krieges verschollen, eine zweite Ausführung, die Schickard für seinen Freund Johannes Kepler in Auftrag gegeben hatte, wurde bei einem Brand vernichtet. Anhand von Zeichnungen und Beschreibungen aus den Nachlässen Schickards und Keplers rekonstruierte der Tübinger Professor B. v. Freytag-Löringhoff in den Jahren 1957 bis 1960 die Schickardsche Rechenmaschine und stellte ihre Funktionstüchtigkeit unter Beweis.

Schickardsche Rechenmaschine,
Rekonstruktion, Deutsches Museum


Die Rechenmaschine des Blaise Pascal

Der französische Religionsphilosoph, Physiker und Mathematiker Blaise Pascal (1623 - 1662) stellte 1642 in Paris eine Rechenmaschine für achtstellige Additionen und Subtraktionen vor, deren Arbeitsprinzip ähnlich dem der Schickardschen war.

Auch sie beherrschte den automatischen Zehnerübertrag, der von einem Mitnehmerstift und einer Klinke und Fallgewicht vorgenommen wurde.

Ein Original der Pascalschen Rechenmaschine (um 1642) befindet sich im Staatlichen Mathematisch-Physikalischen Salon in Dresden.

Pascalsche Rechenmaschine,
Deutsches Museum,
Nachbau Fa. Alwin Kaulfuß, Dresden 1937


Die Rechenmaschine des Wilhelm Freiherr von Leibniz

Der deutsche Philosoph, Rechtsgelehrte, Politiker, Geschichts- und Sprachforscher, Naturwissenschaftler und Mathematiker Freiherr Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 - 1716) gilt als ein Universalgenie, der in vielem seiner Zeit weit voraus war. Er erdachte das duale Zahlensystem und erlangte damit den unbestreitbaren Ruhm, als erster eine wesentliche theoretische Grundlage des Computers geschaffen zu haben. Im Jahr 1673 präsentierte er der Öffentlichkeit eine Rechenmaschine für die vier Grundrechenarten, die jedoch - wie alle ihre Vorgänger - Probleme mit den engen Fertigungstoleranzen hatte.

Ihre Besonderheiten sind eine Staffelwalze und ein Schlitten.
Die Staffelwalze ist eine Walze mit neun achsenparallelen Zahnleisten, deren Länge gestaffelt ist.
Durch Verschiebung des Schlittens war es möglich, mit mehrstelligen Zahlen zu multiplizieren bzw. zu dividieren.
Außerdem sind Nullstellung und Zehnerübertrag möglich.


Leibnizsche Rechenmaschine,
Deutsches Museum,
Nachbau Grimme, Natalis & Co., 1923

Erst im Jahr 1894 konnte man eines der Originale zur einwandfreien Funktion bringen, nachdem die Fertigungstechnik weiter vorangeschritten war.

Das einzig bekannte Original der Leibnizschen Rechenmaschine (um 1700) befindet sich in der Niedersächsischen Landesbibliothek in Hannover.


Quellen

BEAUCLAIR, W. de: Rechnen mit Maschinen. Braunschweig (Vieweg) 1968.

BISCHOFF, J. P.: Versuch einer Geschichte der Rechenmaschine. München (Systhema) 1990.

BRABANDERE, L. de (Hrsg.): Calculus. Liege (Mardaga) 1994.

GOTTWALD, S. (Hrsg.): Lexikon bedeutender Mathematiker. Thun (Deutsch) 1990.

MARGUIN, J.: Histoire des instruments et machines à calculer. Paris (Hermann) 1994.

MARTIN, E.: Die Rechenmaschinen und ihre Entwicklungsgeschichte. Limitierte Reproduktionsauflage der 1. Auflage 1925. Leupoldshöhe (Köntopp) 1925.

MEHMKE, R.: Numerisches Rechnen. In: MEYER, W. f. (Hrsg.): Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften. Band1, 2. Teil . Leipzig ( Teubner Verlag)1900-1904, S. 938-1079.

MENNINGER, K.: Zahlwort und Ziffer. Göttingen (Vandenhoeck und Ruprecht) 1979.

VORNDRAN, E. P.: Entwicklungsgeschichte des Computers. 2. Aufl.. Berlin-Offenbach (VDE) 1986.

WILLERS, F.A.: Mathematische Maschinen und Instrumente. Berlin (Akademie) 1951.



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