Computergeschichte: 18. Jahrhundert bis 1899

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1820 Arithmometer - Erfinder: Charles Xavier Thomas de Colmar

Das Arithmometer war die erste erfolgreich durch Massenproduktion hergestellte mechanische Rechenmaschine und basierte hauptsächlich auf der Arbeit von Leibniz. Mechanische Rechenmaschinen waren bis Ende der 1970er Jahre im Gebrauch.

1822 + 1837 Charles Babbage´s "Engines"

Babbage's "Engines" gehörten zu den ersten mechanischen Computern, deren Aufbau heutigen elektronischen Computern in einigen Punkten recht ähnlich ist. Die Maschinen hatten getrennte Daten und Programmspeicher, arbeiteten auf der Basis von Befehlen und hatten eine separate Ausgabe-/ Eingabeeinheit. Wegen finanzieller Probleme wurden die Maschinen nie fertiggestellt. Im London Sience Museum ist eine vollständige, funktionsfähige Nachbildung einer der Maschinen, der "Difference Engine", ausgestellt.

1822 Difference Engine - Erfinder: Charles Babbage

Die Nachbildung der Difference Engine im London Sience Museum, gebaut nach den Originalplänen.

Die Maschine besteht aus etwa 25.000 Teilen und wiegt über 15 Tonnen. Die Nachbildung wurde auf Basis des Technologiestandes der damaligen Zeit konstruiert und funktioniert einwandfrei.

Detailaufnahme der Nachbildung

Die Maschine besteht aus mehreren Säulen, nummeriert 1 bis N. Jede Säule kann eine dezimale Nummer speichern. Das Gerät berechnet sogenannte "Polynome", indem es den Wert von Säule n + 1 berechnet und das Ergebnis auf Säule 1 ausgegeben wird. Durch Drehen einer Kurbel wird das Ergebnis von einer Säule auf die nächste übertragen und der so entstandene neue Wert wird dann wiederum auf die nächste Säule übertragen. Dieses Prinzip funktioniert jedoch nur in einer Richtung, weswegen nur Additionen möglich sind.

1837 Analytical Engine - Erfinder: Charles Babbage

Babbage arbeitete an einer Weiterentwicklung der "Difference Engine" namens "Analytical Engine", die über Lochkarten programmiert werden und zu komplexeren Berechnungen fähig sein sollten. Obwohl er bis zu seinem Tod daran arbeitete, wurde er nie fertig und die Maschine wurde nie gebaut.

1876 Differential analyser - Erfinder: James Thomson

Ein Differential Analyser

Mit dieser Maschine lassen sich Differentialgleichungen lösen. Zwar hat James Thomson das erste Gerät dieser Art erfunden, gebaut wurde es jedoch erstmals von H. W. Niemann und Vannevar Bush.

1887 Comptometer - Erfinder: Dorr Felt

Der Comptometer war die erste elektromechanische Rechenmaschine, die ausschließlich durch das Drücken von Tasten bedient wurde. Obwohl der Comptometer hauptsächlich zur Addition konstruiert war, beherrschte er auch die anderen Grundrechenarten. Es gab Comptometer für Spezialanwendungen wie z. B. zur Währungsrechnung; diese Versionen konnten zwischen 30 und 100 Tasten haben.

Alle Stellen einer Zahl ließen sich gleichzeitig eingeben, wodurch die Maschine wesentlich schneller war, als heutige elektronische Geräte. Deshalb waren bis in die 1990er Jahre in einigen Bereichen noch Comptometer in Benutzung.

1890 Elektrische Buchhaltungsmaschine ("Hollerith-Maschine") - Erfinder: Herman Hollerith

Vor den ersten elektronischen Computern wurde Datenverarbeitung mit Hilfe von sogenannten Tabulatormaschinen (oder EAM → Electric Accounting Machine) durchgeführt. Lochkartenstapel wurden in eine Reihe verschiedener Maschinen gegeben und darin verarbeitet. Diese Technologie erfand Hollerith 1890. 1896 gründete er die "Tabulating Machine Company", eine von drei Firmen, die sich später zur Computing Tabulating Recording Corporation (CTR) zusammenschlossen. Später benannte sich CTR in IBM um. Bis in die späten 1950er stellte IBM derartige Maschinen her.

Prozess der Datenverarbeitung

Lochkartenstanzer (Key Punch)

Eine Key-Punch-Maschine von IBM

Die Ursprungsdaten wurden mit Hilfe eines sogenannten "Key Punch"-Gerätes auf die Lochkarten übertragen. Danach wurden die Daten von einem weiteren Angestellten überprüft. Meistens wurden diese Arbeiten von Frauen erledigt.

Lochkartensortiermaschine (Sorter)

Ein Sorter von IBM

Die fertig gelochten Karten wurden dann in einem "Sorter" auf Basis der auf ihnen gespeicherten Daten sortiert und zu Stapeln zusammengefasst. Am Ende eines Arbeitstages wurden alle Stapel zu einem "Masterstapel" zusammengefasst, der dann tabuliert wurde.

Lochkartenleser (Tabulator)

Ein Tabulator

Der Tabulator druckte den Inhalt aller Karten aus. Für jede Karte wurde eine eigene Zeile ausgedruckt.

Weitere Maschinen

Card Puncher

• Gang punch: produzierte eine große Menge identischer Karten.

Reproducing Punch

• Reproducing punch: fertigte Dupletten von ganzen Karten oder auch nur einzelnen Feldern davon.

• Summary punch: Diese Maschinen waren direkt mit den Tabulatoren verbunden und gaben von dem Tabulator ermittelte Daten auf Lochkarten aus.
• Mark sense reader: erkannte handschriftliche oder gedruckte Markierungen auf Karten und stanzte die entsprechenden Werte in die Karte.

Collater und Interpreter

Ein Collater konnte Karten aus verschiedenen Kartenstapeln - nach bestimmten Vorgaben - zu einem neuen Stapel zusammen stellen. Der Interpreter druckte die Spaltenwerte der Karte auf die Karte.

Steckerbord

Steckerbord

Die Programierung der Maschinen wurde mit Hilfe von Steckerbords gesteuert. Je nach Bedarf wurden hier die Verbindungen der diversen Kabel geändert, indem man die entsprechenden Stecker in dafür vorgesehene Löcher auf dem Bord steckte.

1898 Telegraphon - Erfinder: Valdemar Poulsen

US-Patent zu Poulsens Erfindung

Bei dieser Erfindung wurden Tonaufnahmen auf einem dünnen Stahldraht gespeichert. Die Aufzeichnungs-/ Abspielgeschwindigkeit betrug 610 Millimeter pro Sekunde. Für die übliche Kapazität von einer Stunde war der Draht 2195 Meter lang und hatte auf Grund seiner geringen Dicke auf Spulen von wenigen Zentimetern Durchmesser Platz.

Ein drahtbasiertes Diktiergerät aus dem Jahr 1945

Diese Technologie wurde beim Erscheinen von kommerziellen Magnetbandrecordern schnell verdrängt. Allerdings fanden Drahtaufzeichnungsgeräte noch bis in die 1970er in Satelliten und anderen unbemannten Raumschiffen Verwendung.