Geschichte Österreich

Geschichte des Rechnens

Die Geschichte des Rechnens

Die frühe Geschichte des Rechnens im Überblick
Während etwa 30.000 Jahre v. Chr. mit Hilfe von primitiven Zahlzeichen in Form von Strichen, Kerben oder Knoten „gerechnet“ wurde, entwickelten die Sumerer um 3000 v.Ch. schon die ersten einfachen Zahlensysteme. Die Babylonier verwendeten zu Beginn des 2. Jahrtausends v. Chr. eine schon etwas fortschrittlichere Zahlenschrift, die durch Funde von Keilschrifttafeln überliefert ist. In das 3. Jahrhundert vor Chr. fällt die Entwicklung des Zehnersystems in Nordindien, wo man für die Ziffern 1 bis 9 schon graphische Zeichen verwendete. Für die Darstellung verschiedener Zehnerpotenzen dieser Ziffern wurden auch eigenständige Zeichen eingesetzt. Erst im 5. Jahrhundert n. Chr. fiel die Unterscheidung der Zehnerpotenzen durch eigene Zeichen weg und wurde durch die neu entdeckte Ziffer Null ersetzt. In den darauffolgenden Jahren brachten die Araber diese Erkenntnisse aus Indien schließlich nach Europa, wo die bis dahin verwendeten römischen Ziffern nach und nach von den indisch-arabischen Zeichen verdrängt wurden. Damit setzte sich das schriftliche Rechnen immer mehr durch. Dennoch beschrieb Adam Ries (1492 – 1559), der mit seinen Werken wesentlich zu dieser Entwicklung beigetragen hatte, in seinen Abhandlungen auch noch das Rechnen mit dem Abakus, das zunächst vorwiegend Kaufleute und Gelehrte beherrschten. Wenig später wurden die negativen Zahlen eingeführt und um 1600 entwickelte der Schotte John Napier Rechenstäbe, die als Hilfsmittel beim Multiplizieren und Dividieren dienten. Diese Errungenschaft Napiers wurde einige Jahrzehnte später zum ersten funktionsfähigen Rechenschieber verbessert und vor allem durch den englischen Physiker Isaac Newton weiterentwickelt.

Der Abakus
Der ist ein Jahrtausende altes Rechenhilfsmittel, das weltweit verbreitet war und beispielsweise in östlichen und fernöstlichen Ländern wie China, Japan und Russland noch heute in Gebrauch ist. Da es sich beim Abakus um ein sehr altes Gerät handelt, das seit Jahrtausenden in unterschiedlichen Formen genutzt wird, ist seine ursprüngliche Herkunft nicht eindeutig geklärt. Es besteht in der Regel aus einem Rahmen, in den Stäbe mit je neun verschiebbaren Kugeln eingesetzt sind und dient der Anwendung der vier Grundrechenarten.

Das Zeitalter der ersten Rechenmaschinen
Die Zahlendarstellung mit Hilfe der Null ermöglichte die Automatisierung von Rechenschritten, so dass der deutsche Astronom und Mathematiker Wilhelm Schickard schon um 1623 die erste sogenannte „Rechenuhr“, eine mechanische Rechenmaschine, mit der die vier Grundrechenarten ausgeführt werden konnten, konstruierte. Das Original ist zwar nicht mehr erhalten aber an Hand der schriftlichen Aufzeichnungen des Mathematikers konnte seine Rechenmaschine rekonstruiert werden. Diese Rechenmaschine, die das Addieren und Subtrahieren von maximal sechsstelligen Zahlen ermöglichte, entwickelte er zur Vereinfachung seiner astronomischen Berechnungen. Sie arbeitete erstmals mit einem dekadischen Zählrad für Additionen und Subtraktionen und war mit den von John Napier zuvor für Multiplikationen und Divisionen eingeführten Rechenstäbchen ausgestattet. Der französische Mathematiker und Physiker Blaise Pascal stellte daraufhin 1642 das erste mechanische Rechenwerk für Additionen und Subtraktionen mit durchlaufendem Zehnerübertrag vor. Nur 30 Jahre später konstruiert der Wissenschaftler und Erfinder der Staffelwalze Gottfried Wilhelm Leibniz eine Rechenmaschine, die mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung nicht nur Additionen und Subtraktionen, sondern ebenso Multiplikationen und Divisionen möglich machte. Darüber hinaus entwickelte er das duale Zahlensystem, ohne das die heutige elektronische Datenverarbeitung nicht denkbar wäre.

Weiterentwicklung und Serienproduktion
Um 1770 konstruierte der Pfarrer und Erfinder Philipp Matthäus Hahn eine Rechenmaschine nach dem Staffelwalzenprinzip, die mit ihrem mehrstelligen Zählwerk als die erste problemlos funktionierende Rechenmaschine für alle vier Grundrechenarten galt und sich darüber hinaus noch durch vereinfachte Wartungsmöglichkeiten auszeichnete. Etwa 50 Jahre später entstand die als Arithmomètre bezeichnete Rechenmaschine des französischen Erfinders Charles Xavier Thomas, die nach dem Staffelwalzenprinzip funktionierte und mit einem verschiebbaren Schlitten ausgestattet war. Er ließ den Prototyp patentieren und startete als erster Konstrukteur einer Rechenmaschine seine eigene Serienproduktion. Insgesamt produzierte Thomas etwa 1.500 dieser Maschinen, die in den Büros französischer Versicherungsgesellschaften eingesetzt wurden. Der englische Mathematiker Charles Babbage arbeitete seit 1822 am Modell einer druckenden Differenzrechenmaschine, beendete diese Konstruktion jedoch nicht, sondern beschäftigte sich seit 1833 mit der Entwicklung der analytischen Maschine, die sämtliche arithmetrischen Operationen beherrschen sollte. Eingabe und Programmsteuerung sollten über über Lochkarten ablaufen, während für das Rechnen und Speichern dekadische Zahlräder vorgesehen waren. Babbage konnte diese Rechenmaschine, die von den Grundprinzipien her als Vorläufer des modernen gilt, jedoch nie in einen funktionsfähigen Prototypen umsetzen. Der amerikanische Ingenieur und Unternehmer Herman Hollerith entwickelte 1890 eine lochkartengesteuerte Zählmaschine, die für Volkszählungen eingesetzt wurde.

Beginn der Computer- und Taschenrechner-Ära
Mit der mechanischen Rechenmaschine „Curta“, der kleinsten serienmäßig hergestellten Rechenhilfe für die Anwendung der vier Grundrechenarten, die noch bis 1970 in Gebrauch war, geht das Zeitalter der mechanischen Rechenmaschinen zu Ende und wird durch die Ära der elektronischen Rechner abgelöst. Der Prototyp eines ersten handlichen elektronischen Taschenrechners wurde 1967 von dem Unternehmen Texas Instruments entwickelt. Leistungsfähige Taschenrechner, deren Nutzung über die vier Grundrechenarten hinaus ging und die auch finanziell für die Allgemeinheit zugänglich waren, kamen etwa seit Mitte der 1980er Jahre auf den Markt und wurden seitdem stetig weiterentwickelt. Den ersten vollautomatischen, programmgesteuerten und freiprogrammierbaren Computer baute der Ingenieur und Erfinder Konrad Zuse schon 1941 und legte damit den Grundstein zur Entwicklungsgeschichte der heutigen , des und somit die Basis für viele andere des 20. Jahrhunderts.


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