Die Lange Nacht der Wissenschaften 2018 Horst Zuse über die Geschichte des Computers

Pauschal ausgedrückt, haben wir tagtäglich Kontakt mit Computern, ob wir es möchten oder nicht. Unerheblich ob PC, Notebook, Smartphone oder Spielkonsole, eines oder gar alle besitzen wir auf jeden Fall und sind teils sogar auf sie angewiesen.  Aber was macht einen Computer eigentlich zum Computer und unterscheiden sich diese Geräte überhaupt voneinander? Immerhin besitzen sie alle die gleichen Komponenten wie Prozessor oder Arbeitsspeicher. Zu diesem umfassenden Thema konnte man sich am 15. Juni bei der Langen Nacht der Wissenschaft in der Siegener Martinikirche belehren lassen. Prof. Dr. Horst Zuse, der Sohn des berühmten Konrad Zuse, gab dort in seinem Vortrag Die Geschichte des Computers eine Antwort auf diese Frage.

 

Konrad Zuse und seine Vorläufer eines ersten Computers

Für alle, denen Konrad Zuse kein Begriff ist: Er gilt als Erfinder des ersten funktionsfähigen Rechners, Zuse Z3. Konrad Zuse wurde am 22. Juni 1910 in Deutsch-Wilmersdorf, das heute zu der Stadt Berlin gehört, geboren. Er starb am 18. Dezember 1995 in Hünfeld und wurde 85 Jahre alt. Obwohl er sein Studium vom Maschinenbau zum Bauingenieurswesen wechselte, hatte er stets ein Händchen für den Bau und die Umsetzung seiner Ideen. Zunächst arbeitete er als Statiker für die Henschel Flugzeug-Werke AG, in dieser Zeit richtete er sich in seinem Elternhaus eine Werkstatt für eigenständige Arbeiten ein. Aufgrund seines Berufs als Statiker suchte er dort stets eine Möglichkeit, Berechnungen zu automatisieren, um sich so die Arbeit mit vielen mathematischen Gleichungen zu erleichtern. In ihm reifte die Idee, wie man ein Gerät bauen könnte, das diese Leistungen erbringen konnte. 1938, nur drei Jahre später, vollendete er die Rechenmaschine Zuse Z1, die noch rein mechanisch rechnete. Z1 und ihr Nachfolger die Z2 wurden rein privat finanziert. „Zuse ging zu seinen Eltern: „Ich will so etwas bauen!“, derweilen hat er sich informiert, wer ihm bei sowas helfen konnte.“, so Horst Zuse über seinen Vater. Zwar liefen beide Erfindungen wegen der mechanischen Berechnungen noch recht unzuverlässig, dennoch erkannte sein Arbeitgeber das Potential einer solchen Rechenmaschine. Es entstand die Idee zur Z3, welche von den Flugzeug-Werken partiell mitfinanziert wurde. Nach etwa zwei Jahren Bauzeit, stellte Konrad Zuse sie 1941 fertig. Dies gilt bis heute als die Geburtsstunde des Computers.

 

Wie funktioniert die Z3?

Im Gegensatz zu ihren Vorgängern funktionierte die Z3 nicht mechanisch, sondern elektromechanisch. Die Architektur blieb aber gleich. 2.000 verkabelte elektromagnetische Telefonrelais, 600 für Rechenwerk und 1.400 für das Speicherwerk, ermöglichten es erstmals eigene Berechnungen zu programmieren. Halbleiter, wie sie heute in jedem Computer verbaut sind, gab es damals noch nicht. Die ersten Halbleiter wurden um 1949 in Frankreich und den USA entwickelt und konnten demnach von Konrad Zuse für den Bau des Z3 nicht verwendet werden. Aber das binäre Prinzip, der heute die Grundlage für jeden Computer darstellt, wurde mit der Z3 erstmals praktikabel. Die Maschine arbeitet mit dem, was wir heute Bits nennen. Ein System, das mit Nullen und Einsen arbeitet, oder anschaulicher ausgedrückt, mit Strom an, Strom aus.

 

Die Fähigkeiten von Konrad Zuses Z3

Doch was kann nun die Z3? Wie hoch ist ihre Rechenleistung?

Wie man heute einfache mathematische Berechnungen in den Taschenrechner eintippt, machte man dies über die Lochstreifen mit der Z3. Wollte man Zahlen addieren, so benötigte die mit 5Hz arbeitende Maschine 0,8 Sekunden. Für Multiplikation etwa 3 Sekunden. Hatte man damals etwas Komplexes auszurechnen, war die raumgroße Maschine wesentlich schneller als jedes menschliche Gehirn oder jeder Rechenschieber. Kam es bei der Z1 und Z2 aufgrund ihres mechanischen Aufbaus oft noch zu Rechenfehlern, arbeitete die elektrische Z3 fehlerfrei und zuverlässig. Vergleicht man die Z3 mit heutiger Rechenleistung, so hatte Horst Zuse ein gutes Beispiel parat: Um die Berechnung des „Wischens“ auf dem Smartphone, das von der einen auf die andere Seite führt, zu ermöglichen, bräuchte man heute etwa 50.000 der Z3. Dennoch, was heute ein einfach gestrickter Taschenrechner kann, konnte Konrad Zuses Erfindung bereits 1941.

 

Die Konkurrenten der Z3 um den Ruf als erster Computer

Obwohl die Architektur der Z3 verglichen mit ihren beiden Vorgängern nahezu identisch ist, gilt die Z3 dennoch als erster Computer. Der Grund dafür liegt darin, dass sie elektrisch und nicht mechanisch läuft. Im amerikanischen Raum wird oft der Mark 1 (1944) oder der ENIAC (1946) als erster Computer angesehen. Diese arbeiteten allerdings ganz anders. Der ENIAC wurde etwa mit Röhren gebaut und funktionierte nach einem Dezimalsystem. Nicht nur deshalb gilt die binär-arbeitende Z3 von 1941 als erster Computer, sondern auch aufgrund ihres längeren Bestehens. Lediglich Quantencomputer könnten dieses System überholen, so Horst Zuse. Allerdings sind derartige Gerätschaften noch ferne Zukunftsmusik.

 

Der Verbleib und der Nachbau der Z3

Um zu zeigen, was die Maschine seines Vaters kann, hat Horst Zuse die Z3 im Jahr 2010 originalgetreu nachgebaut und dem Deutschen Technikmuseum in Berlin gestiftet. Dieser Nachbau ist auch noch heute dort ausgestellt. Ein älterer Nachbau der Zuse KG von 1962 steht heute im Deutschen Museum in München. Das Original von 1941 wurde leider 1943 bei einem Luftangriff der Alliierten auf Berlin-Kreuzberg zerstört. Horst Zuse hat sich zum Ziel gesetzt, die Menschen darüber zu informieren, was Computer genau sind, woher sie kommen und wie sie funktionieren. Wie bei der Nacht der Wissenschaft hält er weiterhin landesweit Vorträge zu diesem Thema und würdigt die Pionierarbeit seines Vaters.

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