Rechnen durch Handeln

Erste Rechenmaschinen (17. Jh)

Wilhelm Schickards Vierspeziesmaschine

1623 in Tübingen: konstruierte er die erste urkundlich nachweisbare Rechenmaschine der Welt
Vierspeziesmaschine, konnte Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division ausführen

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

Blaise Pascal

Pascaline, Quelle: Rama, CC BY-SA 3.0 fr, commons.wikimedia

1642 in Paris: Konstruktion einer Additions- und Subtraktionsmaschine
Addition sechstelliger Zahlen bis 999.999 An den Metallwählscheiben ließen sich Nummern einstellen, das Ergebnis erschien in Kästchen über den Wählscheiben Problem: Feinmechanik, arbeitete nicht zuverlässig

https://www.youtube.com/watch?v=3h71HAJWnVU

Gottfried Wilhelm Leibniz

1673 in London: Vierspeziesmaschine mit Staffelwalze
ebenfalls feinmechanische Probleme

Wichtige Grundlagen heutiger Computertechnik

Entdeckung des Zweiersystems

durch Gottfried Wilhelm Leibniz Ende des 17. jahrhunderts
wobei er darin einen Ausdruck christlichen Glaubens sah wikipedia

"Programmierbarer" Webstuhl

Joseph-Marie Jacquard: baute 1805 erster durch Pappkarten (Vorläufer der Lochkarten) gesteuerter bzw. "programmgesteuerter" Webstuhl

Difference Engine

Charles Babbage (1792-1871)
Difference Engine mechanische Probleme, nur teilweise realisiert
war immer noch zur Basis 10!

Analytical Engine

Analytical Engine 1833

theoretisches Konzept für ersten digitalen Rechenautomaten

bestehend aus Recheneinheit (mill), Zahlenspeicher (store), Steuereiheit, Ein- und Ausgabegeräte

Ada Lovelace schrieb Programme dafür

wurde erst 100 Jahre später realisiert

basierend auf Lochkarten inspiriert von Jacquard

Boolesche Algebra

Ein Logikkalkül entwickelt von George Boole (1815-1864)

Holleriths "Statistik-Maschine"

Herman Hollerith ( 1860-1929)
elektromechanische Lochkartenapparatur
Zähl-, Sortier-, Tabellier- und Mischmaschine ("Statistik-Maschine")
1890 eingesetzt für amerikanische Volkszählung
Arbeit von 10 jahren in 4 Wochen erledigt (mit 43 Zählmaschinen)
Aus Hollerith`s "Tabulating Machine Company" wurde später nach Fusion etc. IBM

Neue Ära der elektromechanischen Datenverarbeitung

20. Jh

• Übergang von mechanischen zu elektromechanischen zu elektronischen Rechnern (wobei Hollerith's Maschine ja auch schon elektromechanisch war, Zuses Z1 in 1937 dann aber wieder rein mechanisch?)

Rechenmaschinen

Zeitliche Übersicht der entwickelten Rechenmaschinen:

• 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

Zuse Z1 (1937)

• war überraschenderweise noch rein mechanisch
• erstes frei programmierbares Rechenwerk mit binären Zahlen *
• besaß bereits ein Eingabe-/Ausgabewerk, ein Rechenwerk, ein Speicherwerk und ein Programmwerk, das die Programme von gelochten Filmstreifen ablas. *
• bestehend aus sich gegeneinander verschiebenden Metallblechen
• die Metallteile waren sehr störanfällig, so dass der Rechner nicht stabil funktionierte
• "Die Umsetzung mittels mechanischer Schaltglieder, die mit einem Staubsaugermotor angetrieben wurden, schien ihm kompakter als mit elektromechanischen Relais." *

> wikipedia
> technische Details zusammengestellt von Konrad Zuses Sohn

Technische Entwicklungen

Entwicklung der Transistortechnik

• Entwicklung seit den 20er Jahren (erste Patente 1925)
• 1954: Bipolartransistoren aus Silizium (Bell Labs) kamen auf den Markt

https://de.wikipedia.org/wiki/Transistor

Erfindung integrierter Schaltungen

• Transistoren wurden zu UND, ODER, NAND, NOR-Schaltungen zusammengebaut

Übung/Workshop: Logische Schaltungen aus Transistoren bauen.

https://www.waitingforfriday.com/?p=529
Mailüfterl 50er Jahre
https://www.youtube.com/watch?v=sTu3LwpF6XI
https://www.youtube.com/watch?v=wIzUI8najAs