Die Geschichte des Computers

Das Wort Computer stammt von den Wörtern „to compute“ und „computare“ ab, was so viel wie „zusammenrechnen“ bedeutet. Es hat also den Ursprung aus der englischen und lateinischen Sprache. Der englische Begriff „Computer“ war ursprünglich eine Berufsbezeichnung für Hilfskräfte, die immer wiederkehrende Berechnungen im Auftrag von Mathematikern ausführten (Füllung von Tabellen, Logarithmentafeln etc.). Dieser Beruf wurde überwiegend von Frauen ausgeübt. 

Im Mittelalter bezeichnete das Wort „Computus“ ein Verfahren zur Berechnung von kirchlichen Feiertagen und des Osterfests. Die Ergebnisse wurden hierbei auf Tafeln festgehalten. Diese Aufgabe wurde vorwiegend von Astronomen und Mathematikern erledigt, die dann den Namen „Computist“ erhielten. 

Die erste Grundlage für die heutigen Rechner schafften die Asiaten mit dem im Jahr 1100 v. Chr. erfundenem Abakus. Dieser Abakus ist somit auch der erste wichtige Baustein für die heutigen PCs.

Der Abakus (1100 v. Chr.) 

Der Abakus besteht aus einem Holzrahmen mit eingebauten, parallelen Stäben, an denen Murmeln oder Perlen mit Löchern aufgehängt und aufgeschoben werden konnten. Mit diesem Rechenwerkzeug konnte man addieren, subtrahieren, multiplizieren, dividieren und die, die wirklich begabt waren, konnten sogar potenzieren und radizieren. Der Suan Pan ist wohl die verbreitetste Form des Abakus. 

Jeder parallele Stab bzw. jede Linie entspricht dabei einer Dezimalstelle. Im Laufe der Zeit bildeten sich aber verschiedene Formen heraus, die sich in der Anordnung der Stäbe, Perlen und Zählsystemen unterscheiden. 

Beim Suan Pan sind die Stäbe beispielsweise senkrecht angeordnet mit je sieben Kugeln. Die beiden oberen Perlen sind dabei durch einen Querstab von den anderen 5 Perlen abgetrennt. Die Perlen unter dem Querstab stellen je eine Einheit, die oberen je fünf Einheiten dar. Der Suan Pan hatte bis zu 13 Stäbe, somit konnte man bis zur Zahl 9 999 999 999 999 999 rechnen. Die verschiedenen Zahlen werden dann durch das Verschieben der Perlen dargestellt. 

In der Zeit zwischen der Antike und dem Mittelalten machten die Menschen bezüglich der Entwicklung einer Rechenmaschine nicht wirklich große Fortschritte. Die weiteren wichtigen Bausteine wurden erst in der frühen Neuzeit gesetzt: 

Vier-Spezies-Maschine (1650 n. Chr.) 

Eine Maschine, die in der Lage war, die vier Grundrechenarten durchzuführen. Die erste derartige Maschine geht auf Gottfried Wilhelm Leibniz zurück. Diese Maschine arbeitete mit verstellbaren Staffelwalzen. Jeder dieser Walzen sind mit Zahnrädern verbunden und ließen sich von Position 0 bis 9 drehen, um jede Zahl darzustellen. Die Maschine blieb jedoch leider nur ein Prototyp und auch die darauffolgenden Entwürfe von anderen Mathematikern und Wissenschaftlern blieben Einzelexemplare. Trotzdem gelten diese Prototypen als „Grundlage der heutigen Rechner“ und schafften somit eine enorm wichtige Basis für die Zukunft, man kann das als eine kleine digitale Revolution sehen. 

Lochkartensysteme ( 1800-1815 n. Chr.) 

Die Lochkartensysteme wurden vor allem im Bereich der Automatisierung verwendet. Man konnte damit sehr gut sich wiederholende Abläufe darstellen und Maschinen dazu bringen, diese Abläufe dann zu wiederholen. Ein gutes Beispiel aus dieser Zeit ist der Jacquardwebstuhl von Joseph-Marie Jacquard, der im Jahr 1805 mit gelochten Kartonkarten gesteuert wurde. 

Außerdem greifen Musikinstrumente wie z.B. Drehorgeln, auf das Verfahren mit Faltkartonnoten auch heute noch zurück. 

Die Funktionsweise der Lochkarten stammt vor allem von Spieldosen und Automaten ab, bei denen sich eine Walze oder eine drehende Scheibe mit „Fühlern“ vorgefertigte Löcher abtastete und dadurch eben das dementsprechende Musikstück o.Ä. abspielte. 

Die „Analytical Engine“ von Charles Babbage (1837 n. Chr.) 

Hierbei handelt es sich um einen Entwurf einer mechanischen Rechenmaschine, die auf dem System der Lochkarten basiert. Zum Bau dieser Maschine kam es jedoch nie, da diese aus ca. 50 000 Teilen bestanden hätte und so groß wie eine Lokomotive gewesen wäre (19 m lang und 3 m hoch). Mit dieser Maschine sollte man einfache Berechnungen und Ein-und Ausgaben tätigen können. 

Die darauffolgenden Entwicklungen basierten alle auf dem System der Lochkarten und man konnte sich nicht richtig von diesem Prinzip lösen, da es auch vor allem an finanziellen Mitteln und Ressourcen mangelte. Erste im Laufe des 20. Jahrhunderts gelang es Konrad Zuse einen frei programmierbaren Rechner zu entwickeln, die Zuse Z1.  

Zuse Z1 von Konrad Zuse (1937) 

Die Zuse Z1 war der erste frei programmierbare Rechner der Welt, konnte aber leider nie fertiggestellt werden, da diese durch den Zweiten Weltkrieg zerbombt wurde und sämtliche Unterlagen verloren gingen. 

Die Maschine wog ca. 1 Tonne und arbeitete binär mit den vier Grundrechenarten. Außerdem enthält der Rechner Z1 alle Bausteine, die ein moderner Rechner heutzutage auch besitzt: Leitwerk, Programmsteuerung, Speicher, Mikrosequenzen etc. 

Zuse Z3 von Konrad Zuse (1941) 

Es handelt sich hierbei ebenfalls um eine Maschine von Zuse, und zwar um den aller ersten Digitalrechner der Welt. Das Funktionsprinzip basiert auf dem Vorgänger der Z1 und enthält viele gleiche Teile. Die Z3 enthält wichtige Merkmale, die man auch heute in fast allen Rechnern noch findet: Verwendung des binären Zahlensystems, Ein- und Ausgabegeräte, Gleitkommazahlenberechnung, Mikroprogramme und die Möglichkeit von Benutzerinteraktionen. 

In der späten Nachkriegszeit war sozusagen die Blütezeit für Entwicklungen, da Europäer und Amerikaner wieder zusammenarbeiteten und man gemeinsam Lösungen und Entwürfe entwickeln konnten. So entstanden 1960 die ersten Transistoren, mit denen man die Rechner effizienter und kompakter bauen konnte. Ebenfalls entstanden 1970 die ersten Mikroprozessoren, die die Computer immer kleiner, leistungsfähiger und vor allem kostengünstiger machten. Jedoch wurde das Potenzial der Computer erst später erkannt und das Thema erlangte hauptsächlich nur bei Experten Aufmerksamkeit. In den 1990ern wurde das Internet und das World Wide Web erfunden und somit war der Durchbruch der Computer und vor allem der Technik komplett und jeder war daran interessiert, einen Computer zu besitzen. 

Heute und zukünftig 

Im 21. Jahrhundert ist ein Leben ohne einen Rechner, Notebook, Smartphone oder Tablet nicht mehr vorstellbar und meiner Meinung nach auch nicht mehr möglich. Nahezu jedes erfolgreiche Unternehmen besitzt eine Vielzahl an Rechnern, um die Arbeit im Büroalltag zu erleichtern und effizienter zu gestalten. Die Technik entwickelt sich so schnell weiter wie noch nie und man kann fast jede Woche neue Technologien begutachten und sich inspirieren lassen. 

Die Zukunft wird noch vieles hervorbringen und man wird vor allem in der Medizin und in der Raumfahrt noch enorme Fortschritte durch die Technik erlangen können. 

MATTI LUKAS FREY
Auszubildender Fachinformatiker für Systemintegration