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Der Wunsch, aufwändige Rechenoperationen schnell durchzuführen,
führte zur Entwicklung einfacher Rechenhilfsmittel und mechanischer
Rechenmaschinen. Ein Rechenhilfsmittel waren die Napierschen Stäbchen.
Der Schotte John Napier
(1550-1617) trug auf viereckige Holzstäbchen das kleine Einmaleins
auf. Durch Drehung und Kombination dieser Stäbe konnten umfangreiche
Multiplikationen in kurzer Zeit durchgeführt werden.
Die erste Maschine, mit der man Addition, Subtraktion und in beschränktem
Maß Multiplikation und Division ausführen konnte, war
die "Rechenuhr" des Tübinger Universalgelehrten Wilhelm
Schickard (1592-1636). Mit dieser 1623 gebauten Maschine konnte
man mittels eines Zahnradgetriebes Zahlen in den nächst höheren
Stellenwert übertragen. Auch die 1642 konstruierte Maschine
des Mathematikers Blaise Pascal (1623-1662) hatte diesen Zehnerübertrag.
Sie konnte jedoch nur addieren und subtrahieren.
Die älteste für alle Grundrechenarten entworfene Maschine
war der Rechner von Gottfried
Wilhelm von Leibniz (1646-1716) aus dem Jahre 1673. Leibniz
behielt Schickards Zählrad mit Zehnerübertrag bei, entwickelte
aber ein neues Bauelement: die Staffelwalze, eine mit neun Zähnen
versehene Walze. Der Zehnerübertrag über mehrere Stellen
gelang aber nicht. Unabhängig davon skizzierte Leibniz 1679
eine Rechenmaschine für das von ihm entwickelte duale Zahlensystem.
Dieses auf 1 und 0 basierende System wurde 300 Jahre später
die theoretische Basis der elektronischen Datenverarbeitung.
100 Jahre nach Erfindung der Staffelwalze durch Leibniz konstruierte der schwäbische Mechaniker Philipp Matthäus Hahn (1739-1790) mehrere arbeitsfähige Vierspeziesmaschinen mit diesem Bauelement. Auf der Grundlage dieser Maschinen wurden bis ins 20. Jahrhundert viele mechanische Rechner gebaut. Das letzte Exemplar dieser Art war die legendäre Curta von Kurt Herzstark (1902-1988).
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