Rechnen durch Handeln

"Was ist ein Computer?" I

Intro

CC BY-NC 4.0 (c) Susanne Staubli, Eckart Zitzler

Definitionsversuche: Was ist ein Computer?

"Ein Gerät, das Daten speichert und verarbeitet, das auf dieser Basis Berechnungen durchführt, andere Geräte steuern kann, und mit anderen Geräten und Menschen in Verbindung treten kann."

"Ein eigenständiger Apparat, mit dem Berechnungen oder ganz allgemein Programme ausgeführt werden können."

"One who computes."

Beispiele:

• Ralf Baecker, Rechnender Raum, 2007 @ KHM
• Römischer Handabakus > Wikipedia
• NACA computer working with microscope and calculator, 1954 > Wikipedia
• Logarithmen-Tabelle, 1912 > Wikipedia
  

Video: Human Computers at Los Alamos during the Manhattan Project

Zählen und Rechnen

Ziffern- und Linienrechnen auf einer Abbildung aus dem Rechenbuch von Gregor Reisch aus dem Jahre 1517. Gregor Reisch, Margarita Philosophica, Buch IV, Arithmetik, Basel 1517 (1. Ausg. Freiburg 1503).

Beispiele:

• Tokens & Kerbhölzer
• Abakus-Rechnen
• Der Übergang von Linien- zum Ziffernrechnen

Ausgewählte Ressourcen:

• Denise Schmandt-Besserat, The Evolution of Writing
  
• Online-Tutorium "Zahlen"

17. Jahrhundert

Wilhelm Schickard (1592–1635)

Am 20. September 1623 schrieb Schickard in einem Brief an Kepler:

"Dasselbe, was Du auf rechnerischem Weg gemacht hast, habe ich kürzlich mechanisch versucht und eine aus 11 vollständigen und 6 verstümmelten Rädchen bestehende Maschine gebaut, welche gegebene Zahlen im Augenblick automatisch zusammenrechnet […] Du würdest hell auflachen, wenn Du da wärest und sehen könntest, wie sie, so oft es über einen Zehner oder Hunderter weggeht, die Stellen zur Linken ganz von selbst erhöht oder ihnen beim Subtrahieren etwas wegnimmt."

> Rechenmaschine von Wilhelm Schickard

Blaise Pascal (1623–62)

• 1642/3 in Paris: Konstruktion einer Additions- und Subtraktionsmaschine (Pascaline)
• Addition sechstelliger Zahlen bis 999.999
• An den Metallwählscheiben ließen sich Nummern einstellen, das Ergebnis erschien in Kästchen über den Wählscheiben

Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 bis 1716)

> Vierspezies-Staffelwalzenmaschine, 1671

19. Jahrhundert

Jacquardwebstuhl von Joseph-Marie Jacquard (1752–1834)
> https://de.wikipedia.org/wiki/Jacquardwebstuhl

Charles Babbage (1792-1871) and Ada Lovelace (1815-1852)

• Difference Engine
• Analytical Engine > Comic Strip

Ausblick

Nächstes Mal:

• 20. Jahrhundert
• elektromechanische und elektronische Rechner
• Grundprinzipien heutiger Computertechnik

"Was ist ein Computer?" II

20. Jahrhundert

Überblick: wichtige Rechenmaschinen im 20. Jh (Auswahl)

• 1937: Zuse Z1, rein mechanisch, nicht stabil
• 1941: Zuse Z3, elektromechanisch, Telefonrelais, binäre Gleitkomma-Arithmetik
• 1941: Atanasoff-Berry-Computer, elektronisch, Elektronenröhren, gebaut zur Lösung linearer Gleichungssysteme
• 1943: Colossus, elektronisch, Elektronenröhren
• 1944: Mark I, elektromechanisch, genutzt für Ballistik
• 1946: ENIAC, elektronisch, Elektronenröhren, genutzt für Ballistik
• 1949: EDVAC, elektronisch, genutzt für Ballistik, erste „Von-Neumann-Architektur“

Z1 (1937) von Konrad Zuse

> wikipedia
> technische Details zusammengestellt von Konrad Zuses Sohn

Z3 (1941) von Konrad Zuse in Zusammenarbeit mit Helmut Schreyer

Wichtige Grundprinzipien

• das Dualsystem (u.a. Leibniz)
• die Verbindung von Boolescher Algebra und digitalen Schaltkreisen (u.a. Claude Shannon)
• die Turing-Maschine
• die Von-Neumann-Architektur

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Praxis-Projekte

• Die Historische Zählmaschine G1, einstelliger elektronischer Zähler auf Röhrenbasis (auf Basis der Schaltskizze eines Flip Flops des ENIACs), ein Selbstbau-Projekt von Armin Gräwe

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Selbstbau-Computer

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Zusammenstellungen

• Bauanleitungen "Rechnen ohne Strom"

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Papiercomputer

• 1968: CARDIAC (CARDboard Illustrative Aid to Computation) developed by Irving Becker (Alstair) for Bell Laboratories. The kit consists of an instruction manual and a die-cut cardboard "computer".
  • https://en.wikipedia.org/wiki/CARDboard_Illustrative_Aid_to_Computation
  • https://www.instructables.com/id/CARDIAC-CARDboard-Illustrative-Aid-to-Computation-/
  • Download instruction manual
• Digi-Comp I

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Nachbau Schickard

Nachbau mit Lasercutter: https://www.ollmetzer.com/?p=3748
https://maker-faire.de/maker/die-schickardsche-rechenmaschine/
https://github.com/jnweiger/Schickard/blob/master/README.md https://www.youtube.com/watch?v=ot1D30ZgLgg

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Kunst

• Rechnender Raum von Ralf Baecker, 2007
• "The Clock" von Gislain Benoit