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Computer - 3.Version - Referat
1. Die mechanischen Rechenmaschinen
1.1. Rechnen mit Rädern
Der Mensch hat zu allen Zeiten versucht, sich das Rechnen zu erleichtern. Aus der frühen Geschichte der Mathematik sind Multiplikationstafeln bekannt. Der Abacus der Römer, der Chinesen und Japanern sowie die Rechenbretter der Antike, die in fast unveränderter Form noch im Mittelalter und zur Zeit des Humanismus benutzt wurden, gelten als die ersten Rechenhilfsmittel.
1.2. Die Rechenstäbe von Neper
Die Rechenstäbe des Schotten John Neper oder Napier (1150 - 1617) sind ein besonderes Rechenmittel. Außer das auf ihnen das kleine Einmaleins verzeichnet war, wurde mit ihrer Hilfe die Multiplikation auf die Addition von Teilprodukten zurückgeführt.
1.3. Die erste Rechenmaschine von Schickard
Wilhelm Schickard konstruierte und baute 1623 die erste mechanische Rechenmaschine. Er war Professor an der Universität Tübingen.Seine Maschine sollte die schon immer schwerste Rechenart, die Multiplikation erleichtern. Schickard benutzte das Prinzip der Rechenstäbe von Neper.
Das dekadische Zählrad für die Addition und Subtraktion wurde erstmals in Schickards Rechenmaschine benutzt. Es besaß 10 Zähne, erlaubt also 10 Winkelstellungen pro Umdrehung und somit das Zählen im dekadischen System. Um einen schritt weiter schaltet ein zusätzlicher Übertragungszahn das Zählrad der höherwertigen Stelle um einen Schritt weiter, nachdem eine ganze Umdrehung abgeschlossen ist ( z.B. 10 Einer = 1 Zehner ). Der selbsttätige Zehnerübertrag war damit realisiert. Für z.B. den Multiplikator vervollständigte Schickard seine maschine durch eine Merkvorrichtung für Zahlen. Heute bezeichnet man diese Merkvorrichtung als Register. Die Architektur seiner Rechenmaschine basierte auf der verkürzten Multiplikation von links nach rechts. Der Begriff Architektur wird heutzutage verwendet um Computerstrukturen zu beschreiben.
1.4. Die Rechenmaschinen von Pascal, Morland und Leibniz
Blaise Pascal (1623 - 1662) trat 1642 mit einer Rechenmaschine an die Öffentlichkeit, deren Zehnerübertragungsmechanismus nicht exakt funktionierte.
Sir Samuel Morland (1625 - 1695) entwickelte im Jahre1666 kleine Tashengeräte, eines für die Addition und eines für die Multiplikation. Dem Gerät für die Multiplikation lag das Nepersche Rechenstabprinzip zugrunde.
Mit der Konstruktion von einem Gerät, daß für alle vier Rechenarten sein sollte, beschäftigte sich Leibniz (1646 - 1716) ab 1670. Leibniz versuchte vor allem, den durchgehenden vollständigen Zehnerbetrag über 15 Stellen im Ergebniswerk zu realisieren. Die damaligen technischen Probleme werden an der Rechenmaschine von Leibniz deutlich. Die erste funktionsfähige Rechenmaschine baute ein Uhrmacher, da das Uhrmacherhandwerk zur damaligen Zeit den höchsten Stand der feinmechanischen Technik erreichte.
1.5. Die Rechenmaschinen von Hahn und Thomas
Der württembergische Pfarrer Philip Matthäus Hahn (1739 - 1790), der sich mit der Herstellung von Taschenuhren beschäftigte, setzte seine Kenntnisse in der Feinmechanik zur Herstellung einer mechanischen Rechenmaschine ein. Er benutzte bei seiner Konstruktion das Staffelwalzenprinzip.
Seine Konstruktion war die erste, bei der die Wartungsfähigkeit berücksichtigt wurde.
Die erste werkstattmäßige Herstellung von Rechenmaschinen in größerer Anzahl geht jedoch auf Charles Xavier Thomas (1785 - 1870) in Paris zurück. 1820 erwarb er das Patent und stellte in 60 Jahren 1500 Rechenmaschinen her. Dadurch, daß vorallem Versicherungsgesellschaften diese Geräte verwendeten, wurde die Anzahl der Stellen auf der Maschine von 3-6 auf 8-10 Stellen erhöht.
Kurz nach 1870 begann vor allem in Deutschland und in den USA der Aufbau der industriellen Produktion von Rechenmaschinen. Doch durch die schon erwähnten technischen Probleme bei der feinmechanischen Fertigung und die Logarithmen wurden die Rechenmaschinen nur langsam zu einem täglichen Hilfsmittel beim Rechnen. Da eine Logarithmentafel mehr oder weniger aus einem umfangreichen Buch bestand, setzte sich ihre Anwendung in der Praxis sehr schnell durch- man sah lange Zeit keinen zwingenden Grund, das Buch durch eine schwer herzustellende Maschine zu ersetzen.
Der Rechenschieber (ein Logarithmusgerät) ersetzte die Logarithmentafel und bedeutete eine Verkleinerung, Miniaturisierung des Hilfsmittels Logarithmentafel.
Charles Babbage (1792 - 1871) hatte die Idee, Tabellenrechnungen mit Hilfe einer Maschine auszuführen. Das Modell einer druckenden Differenzrechenmaschine stellte er 1822 vor.
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