{"id":74263,"date":"2024-04-15T12:34:06","date_gmt":"2024-04-15T10:34:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/?p=74263"},"modified":"2024-04-15T12:34:06","modified_gmt":"2024-04-15T10:34:06","slug":"charles-babbage-legte-1824-den-grundstein-fuer-den-computer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/2024\/04\/15\/charles-babbage-legte-1824-den-grundstein-fuer-den-computer\/","title":{"rendered":"Charles Babbage legte 1824 den Grundstein f\u00fcr den Computer"},"content":{"rendered":"
\"\"Der Elektrotechniker Prof. Dr.-Ing. Dietmar Tutsch – \u00a9 UniService Transfer<\/span><\/div>\n

Der Computer ist heute gesellschaftlich nicht mehr wegzudenken. Aber die Vorarbeiten dazu begannen tats\u00e4chlich schon vor 200 Jahren. Charles Babbage, Mathematiker, Philosoph und Erfinder, schuf Anfang der 1820er Jahre das erste Berechnungskonzept f\u00fcr einen Computer.<\/p>\n

\u201eCharles Babbage war ein englischer Wissenschaftler und ein Multitalent\u201c, sagt Dietmar Tutsch, \u201ebekannt wurde er als Vordenker, denn er schuf die Vorlage, nach der man einen Computer konstruieren konnte.\u201c Obwohl die Maschine nie realisiert wurde, erhielt er dennoch f\u00fcr dieses Berechnungs-Konzept vor genau 200 Jahren, im Jahr 1824, die Goldmedaille der Royal Astronomical Society.<\/p>\n

Als Vorl\u00e4ufer der Analytischen Maschine entwickelte Babbage 1822 zun\u00e4chst die sogenannte Differenzmaschine. \u201eDiese Maschine diente der Auswertung von mathematischen Polynomfunktionen, d.h. genauer, der Berechnung ihrer Funktionswerte. Polynomfunktionen verwendet man vereinfachend zur Ann\u00e4herung beziehungsweise als Ersatz f\u00fcr komplexere Funktionen. Diese Funktionen werden dann h\u00e4ufig in mathematischen Nachschlagewerken als Tabellen dargestellt, so dass man sie dann dort direkt ablesen kann\u201c, erkl\u00e4rt der Fachmann. Babbage baute also eine Maschine, die genau diese Tabellen berechnet hat und zur damaligen Zeit nat\u00fcrlich rein mechanisch funktionierte.<\/p>\n

Das Konzept der Analytischen Maschine<\/h4>\n

1837 folgte dann der Entwurf der Analytischen Maschine (Analytical Engine). Dazu Dietmar Tutsch: \u201eIm Prinzip war das eine Weiterentwicklung dieser Differenzmaschine hin zu einer mechanischen Rechenmaschine f\u00fcr allgemeinere Berechnungen mittels Algorithmen. Das war absolut neu! Bis dahin hatte man immer ein Schritt-f\u00fcr-Schritt-Vorgehen angewandt, also eine Berechnung nach der anderen, ohne dass w\u00e4hrend der Berechnung Einfluss genommen werden konnte oder Entscheidungen getroffen wurden.\u201c<\/p>\n

\"\"\u00a9 Bergische Universit\u00e4t<\/span><\/div>\n

Nach diesem Prinzip funktionierten z.B. auch automatische Webstuhl-Steuerungen, wei\u00df Dietmar Tutsch, wie sie auch in Wuppertal in der Textilindustrie eingesetzt wurden. \u201eDas Neue daran war nun, dass man Spr\u00fcnge in der Ausf\u00fchrung hatte. So konnten bspw., abh\u00e4ngig von einem vorherigen Ergebnis, Berechnungen \u00fcbersprungen, also weggelassen werden, oder man konnte an eine vorherige Berechnungsstelle zur\u00fcckspringen, um vielleicht mehrfach das Gleiche aber mit ge\u00e4nderten Zahlenwerten zu machen.<\/p>\n

Diese Spr\u00fcnge in verschiedenen Formen sind heutzutage Kern eines jeden Computerprogramms.\u201c Da die Maschine nie gebaut wurde, k\u00f6nne man zum Aussehen nur Mutma\u00dfungen anstellen, erz\u00e4hlt er, wobei man sicher von vielen genau geschliffenen Einzelteilen, wie z. B. Zahnr\u00e4dern und Spindeln ausgehen m\u00fcsse.<\/p>\n

Ada Lovelace \u2013 die erste Programmiererin der Welt<\/h4>\n

Mitverantwortlich f\u00fcr den sp\u00e4teren Erfolg seines Berechnungskonzepts war die Tochter des romantischen Dichters Lord Byron, Ada Lovelace. Die heute als erste Programmiererin der Welt bekannte Wissenschaftlerin steuerte die genaue Funktionsbeschreibung der Maschine bei. \u201eAda Lovelace erkannte den Mehrwert dieser Analytischen Maschine, diese Algorithmen, wodurch viel mehr als nur Berechnungen gemacht werden konnten. Sie entwarf eine genaue Beschreibung der Analytischen Maschine, einschlie\u00dflich eines Programmalgorithmusses zur Berechnung von Bernoulli-Zahlen (Die Bernoulli-Zahlen geh\u00f6ren zu den wichtigsten Konstanten der Mathematik, Anm. d. Red.).\u201c<\/p>\n

\"\"Charles Babbage, Mathematiker, Philosoph und Erfinder – \u00a9 Gemeinfrei<\/span><\/div>\n

Das m\u00fcsse man f\u00fcr die damalige Zeit besonders hervorheben, betont Dietmar Tutsch, dass sie diese Erfindung als Frau in der damaligen Zeit machen und realisieren konnte. Nach ihr sei die Programmiersprache Ada benannt, die in Echtzeitsystemen verwendet werde, also Computersysteme, in denen zeitliche Bedingungen zu erf\u00fcllen seien.<\/p>\n

Auf Empfehlung der British Association for the Advancement of Science wurde die Analytische Maschine letzten Endes nicht gebaut. Da die Maschine aus vielen einzeln angefertigten Teilen bestanden h\u00e4tte, zweifelten Fachleute seinerzeit an der Genauigkeit. \u201eEine Kostensch\u00e4tzung war dadurch nicht m\u00f6glich\u201c, sagt Dietmar Tutsch, \u201edaher wurde vom Bau abgeraten und keine Finanzierung zur Verf\u00fcgung gestellt.\u201c<\/p>\n

Charles Babbage der Erfinder<\/h4>\n

Nun k\u00f6nnte man meinen, dass sich Babbage frustriert zur\u00fcckgezogen h\u00e4tte, doch dem war nicht der Fall, denn auf diversen anderen Gebieten hat er entscheidende Vorarbeit geleistet. Heute wei\u00df man, dass er der erste Wissenschaftler war, der die Vigen\u00e9re-Chiffre entzifferte, eine aus dem 16. Jhd. stammende Verschl\u00fcsselungsmethode f\u00fcr Textnachrichten, die er jedoch zeitlebens nicht ver\u00f6ffentlichte. \u201eUnd da sind noch einige andere Dinge zu nennen\u201c, wei\u00df Tutsch.<\/p>\n

\"\"Ein Portrait von Ada Lovelace – \u00a9 gemeinfrei<\/span><\/div>\n

\u201eIm Eisenbahnbereich war er viel unterwegs und untersuchte Spurbreiten von Bahnen. Er erfand den sogenannten Kuhf\u00e4nger an der Front von Lokomotiven oder den Pr\u00fcfstandswagon f\u00fcr Lokomotiven, mit denen die Leistung von Lokomotiven gemessen wird. In der Medizin hat er den Augenspiegel erfunden, parallel zu Hermann von Helmholtz, dessen Variante man heute meist verwendet. Er war viel mit Statistiken und Tabellen auch von allt\u00e4glichen Ereignissen besch\u00e4ftigt.\u201c<\/p>\n

Auch Wissenschaft vergisst<\/h4>\n

Das Gesamtkonzept der Analytischen Maschine geriet in Vergessenheit, best\u00e4tigt Tutsch, und selbst Computer-Pioniere wie Zuse, Aiken, Eckert und Mauchly seien teils erst nach ihren Erfindungen auf Babbage gesto\u00dfen. \u201e\u00dcber die Ursache kann man nur spekulieren\u201c, sagt er. \u201eDamals war es so, dass eine Literaturrecherche recht m\u00fchsam war. Es gab kein Internet oder Suchmaschinen.<\/p>\n

Das geschah alles \u00fcber spezielle B\u00fccher mit Indexverzeichnissen, in denen man nach den richtigen Schl\u00fcsselw\u00f6rtern suchen musste. Da \u00fcbersieht man schnell einmal etwas oder verwendet schlicht das falsche Schl\u00fcsselwort. Daher sind die Ver\u00f6ffentlichungen von Charles Babbage oder Ada Lovelace schlicht und einfach nicht gefunden worden.\u201c<\/p>\n

Erst 1960 die Genauigkeit der Analytischen Maschine erreicht<\/strong><\/p>\n

Ca. 140 Jahre nach Babbages Berechnungskonzept erreichten Rechenmaschinen die Genauigkeit der Analytischen Maschine, doch der eigentliche Beginn des Computerzeitalters habe nicht so sehr mit der Rechengenauigkeit zu tun, erkl\u00e4rt der Wissenschaftler, sondern mehr mit der Zuverl\u00e4ssigkeit und den Kosten dieser Maschinen. An dieser Stelle sei der \u00dcbergang von mechanischen zu elektrischen Computerkomponenten und die Erfindung des Transistors entscheidend. \u201eMechanische Fertigungstoleranzen und -probleme haben zu einem Umdenken in Richtung elektrotechnische Realisierung eines Computers in 1940er Jahren gef\u00fchrt. Elektronenr\u00f6hren, mit denen diese aufgebaut waren, fielen aber zu schnell und h\u00e4ufig aus.\u201c<\/p>\n

\"\"Charles Babbage – \u00a9 Pixabay \/ Gordon Johnson<\/span><\/div>\n

Dietmar Tutsch nennt ein ber\u00fchmtes Beispiel: \u201eDer ENIAC (erster elektronischer Universalrechner, Anm. d. Red.) von 1945 hatte 18000 Elektronenr\u00f6hren. Bei durchschnittlich 1000 Stunden Lebensdauer fiel also alle 3,3 Minuten eine der R\u00f6hren aus. Man konnte also durchschnittlich 3,3 Minuten lang rechnen. Und dann musste man die ausgefallenen R\u00f6hren in dem hausgro\u00dfen Computer erst einmal finden, um sie zu ersetzen. Der ENIAC geh\u00f6rte zur sogenannten ersten Generation von Computern. Die zweite Generation entstand um 1955 mit Transistoren, die dritte Generation um 1965 mit Integrierten Schaltkreisen (ICs), wo man ganz viele Transistoren in ein Bauelement unterbringen konnte und die vierte Generation Anfang der 1980er Jahre mit Mikroprozessoren aus hochintegrierten Schaltkreisen.\u201c<\/p>\n

Von der Pionierarbeit Babbages ins digitale Zeitalter<\/h4>\n

Die schon vor 200 Jahren erkannten Algorithmen, mit denen eine Maschine viel mehr leisten kann, als reine Berechnungen, sind heute fester Bestandteil technischer Prozesse. Dietmar Tutsch leitet an der Bergischen Universit\u00e4t den Lehrstuhl f\u00fcr „Automatisierungstechnik \/ Informatik in der Fakult\u00e4t f\u00fcr Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik“ und sagt: \u201e<\/em>Wir am Lehrstuhl verwenden Computer zum einen, um Produktionsprozesse in der Industrie zu automatisieren, zum anderen, um sogenannte eingebettete Systeme zu realisieren. Das sind technische Produkte, die durch einen kleinen, f\u00fcr den Endanwender meist unsichtbaren Computer gesteuert werden, z.B. eine Waschmaschine, ein Kaffeevollautomat, eine Heizung oder viele Dinge im Auto, wie die Airbags oder das ABS. Die algorithmische Verarbeitung der Daten ist dabei zentral.\u201c<\/p>\n

Wenn z.B. der Sensor an der vorderen Sto\u00dfstange des Autos einen Aufprall melde, werde automatisch der Airbag aktiviert. Und dies geschehe genau zum richtigen Zeitpunkt, sodass er genau dann voll entfaltet ist, bevor der Kopf auf das Lenkrad aufschlage. \u201eSelbst die datengetriebenen Verfahren der KI ben\u00f6tigen die algorithmische Verarbeitung, z.B. um den Aufbau und das Lernen eines Neuronalen Netzes zu beschreiben und zu simulieren.\u201c<\/p>\n

Seit 2010 gibt es nun tats\u00e4chlich Pl\u00e4ne, die Maschine Babbages doch noch zu bauen. \u201eJa\u201c, sagt Tutsch abschlie\u00dfend, \u201edenn es gibt noch viele Unw\u00e4gbarkeiten. Man will die Maschine Babbages vollst\u00e4ndig verstehen. Viele Details sind tats\u00e4chlich noch unklar bzw. umstritten.\u201c So besinnt sich die Wissenschaft im 21. Jahrhundert auch immer wieder auf historische Vorbilder, um mit deren Erkenntnissen die Zukunft zu gestalten.<\/p>\n

Uwe Blass<\/strong><\/p>\n

\"\"Prof. Dr.-Ing. Dietmar Tutsch – \u00a9 UniService Transfer<\/span><\/div>\n

\u00dcber Prof. Dr.-Ing. Dietmar Tutsch<\/h4>\n

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Tutsch leitet den Lehrstuhl f\u00fcr Automatisierungstechnik \/ Informatik in der Fakult\u00e4t f\u00fcr Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik an der Bergischen Universit\u00e4t.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Der Mathematiker und Erfinder Charles Babbage hat vor 200 Jahren den Grundstein den f\u00fcr den heutigen Computer gelegt. Der Elektrotechniker Prof. Dr.-Ing. Dietmar Tutsch erinnert in der beliebten Uni-Reihe „Transfergeschichte“ an Charles Babbage, dessen bahnbrechende Idee einer Analytischen Maschine in Vergessenheit geriet.<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-74263","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-wissen"],"publishpress_future_action":{"enabled":false,"date":"2026-04-22 18:40:01","action":"change-status","newStatus":"draft","terms":[],"taxonomy":"category","extraData":[]},"publishpress_future_workflow_manual_trigger":{"enabledWorkflows":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74263","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=74263"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74263\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":74275,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/74263\/revisions\/74275"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=74263"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=74263"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=74263"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}