Klassische Maschinen: Rechenmaschinen

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einige Beispiele von klassischen Rechenmaschinen:

 

Wilhelm Schickard (1592 – 1635)

'Rechenbretter, Abakus und Rechenstäbchen waren Rechenhilfen. Sie erlaubten die Zerlegung eines komplizierten Rechenverfahrens in viele kleine Schritte und dienten dabei als Gedächtnisstütze. Maschine im üblichen Sinn des Wortes waren sie nicht. Eine Maschine ist nach unserem Verständnis eine Vorrichtung, die bestimmte Arbeit selbständig erledigt.

Lange Zeit galt Blaise Pascal als Erfinder der ersten Rechenmaschine. Seine Addiermaschine besaß einen Mechanismus, der den Zehnerübertrag automatisch erledigte. Pascal hatte diese Maschine für seinen Vater, einen Finanzbeamten, konstruiert und etwa 20 Exemplare davon bauen lassen.

Erst 1935 fand man Aufzeichnungen wieder, die belegten, dass es vorher schon eine Maschine mit einem ähnlichen Mechanismus gegeben hatte. Der Tübinger Theologieprofessor Wilhelm Schickard (1592 – 1635) hatte 1624 in Briefen an seinen Freund Kepler eine „Rechnuhr“ beschrieben, deren Übertragsmechanismus im Gegensatz zur Pascal-Konstruktion auch bei der Subtraktion funktionierte: „Du würdest hell auflachen, wenn du zuschauen könntest, wie sie die Stellen links, wenn es über eine Zehner oder Hunderter hinweggeht, ganz von selbst erhöht, bzw. ihnen beim Subtrahieren etwas wegnimmt.“

So war Schickards Maschine aufgebaut:

  
( Eine Rekonstruktion der Maschine nach Schickards Zeichnungen ist heute in Tübingen ausgestellt.)

Der obere Teil des Geräts, der Multiplikationsteil besteht aus sechs Walzen, die mit den Skalen der Napier-Stäbe beschriftet sind. Mit den Knöpfen auf der Oberseite werden die Ziffern einer Zahl eingestellt. Durch Schieber wird jeweils nur der Blick auf das Doppelte, Dreifache, ... der Zahl sichtbar gemacht.

Darunter liegt der Additionsteil des Geräts. Sechs Knöpfe werden jeweils um so viel Stellen weitergedreht, wie es der im Multiplikationsteil sichtbaren Zahl entspricht. Der Übertrag erfolgt dabei wie erwähnt vollautomatisch.

Ganz unten enthält die Maschine außerdem sechs kleine Merkscheiben.

Ein Beispiel: 1853 * 276:

- Stelle die 1853 auf der Oberseite ein.
- Ziehe den Schieber 6 heraus.
- Lies das 6-fache von 1853 auf der Napier-Skala ab und übertrage es von rechts beginnend auf die Knöpfe.
- Schiebe die 6 wieder ein und ziehe die 7 heraus.
- Lies das Siebenfache der Zahl 1853 ab und und übertrage es von rechts nach links beginnend mit der Zehnerstelle auf die Knöpfe.
- Schiebe die 7 wieder ein und ziehe die 2 heraus.
- Lies das Doppelte der Zahl ab und übertrage es von rechts nach links beginnend mit der Hunderterstelle auf die Knöpfe.'


Eine genaue Erklärung der Napier'sche Rechenstäbe und eine Simulation der Schickard'schen Rechenmaschine >>

   

Pascaline von Blaise Pascal (1623 - 1662)

'Ab 1642 entwickelte Blaise Pascal seine "Pascaline", eine mechanische Rechenmaschine, für die Addition und Subtraktion sechsstelliger Zahlen. Pascal konstruierte diese Rechenmaschine, um seinem Vater, der Steuerbeamter war, das tägliche Rechnen zu erleichtern. Seine Überlegungen gingen auf eine Erfindung des Ägypters Heron zurück, der in Alexandria lebte. Heron hatte eine Maschine,das Odometer erfunden. Mit deren Hilfe gemessen werden konnte, wie weit ein Fahrzeug gerollt war. Pascals Rechenmaschine, die Pascaline, verfügte über zehnstufige Zahnräder (siehe Abb.). Der Zehnerübertrag wurde durch eine Klaue (c) und Mitnehmerstifte bewerkstelligt. Eine Sperrklinke (d) hielt die Zahlenwalze (f) in der Ablesestellung fest, außerdem verhinderte sie eine Linksdrehung der Walzen. Auf jeder Zahlenwalze waren zwei Reihen mit Ziffern notiert. Die übereinanderstehenden Ziffern ergänzten sich zu 9.
Zum Subtrahieren wurde die Abdeckplatte (e) verschoben. Der ganze Mechanismus wurde mit einem Griffel bewegt. Auch die Rechenmaschine Pascals arbeitete mit Zahnrädern und - deshalb leider - niemals genau. Wieder waren es Probleme bei der Herstellung hinreichend genauer Zahnräder, die genau aufeinander passen mussten.
Da die notwendige Genauigkeit der Zahnräder nicht erreicht wurde, verkanteten sie oft und sperrten sich dadurch gegenseitig. Trotzdem wurden viele Variationen der Pascaline gebaut.'

   

Gottfried Wilhelm Leibniz (1646 -1716)

'Leibniz beschäftigte sich mit dem Bau einer Rechenmaschine, die alle vier Grundrechenarten ausführen könnte, um klugen Köpfen die eintönige, aber notwendige Rechenarbeit zu ersparen. Er hatte wohl selbst viele Stunden mit stupidem Rechnen verbracht. Schwierigkeiten machte vor allem die mechanisch-technische Umsetzung der Pläne. Es ist nicht bekannt, ob seine letzte, die sog. jüngere Maschine zu seinen Lebzeiten funktioniert hat, da noch nicht alle Briefe von Leibniz veröffentlicht sind. Allgemein wird aber davon ausgegangen, dass die Maschine bis zum Schluss Probleme bereitete.'

Nachbau der Rechenmaschine, detaillierte Funktionsweise und Videos (Uni Jena): >>