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Informatik |
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The Analytical Engine
Das zwischen dem 14. und 17. Jahrhundert in ganz Europa verbreitete neue arabische Zahlensystem hat eine wichtige Eigenschaft: Multiplikation und Division lassen sich durch einfache Rechenvorschriften auf Addition bzw. Subtraktion zurückführen. Zudem basiert letzteres auf einer einfachen Rechenvorschrift, dem Zehnerübertrag.
Diese simplen Grundlagen führten dazu, dass sich die Buchhaltung im Handel enorm ausbreitete. Ebenso begannen staatliche Stellen Angaben über die Bevölkerung zu sammeln und im großen Stil mathematisch auszuwerten. Die Bearbeitung der vielen Daten war jedoch wegen der einfachen Rechenschritte aufwendig und beim Notieren von (Zwischen)ergebnissen entstanden Schreibfehler. Die Idee entstand, die Berechnungen zu mechanisieren und Rechenmaschinen zu entwickeln.
Einer der hieran arbeitenden Wissenschaftler war der englische Mathematiker Charles Babbage (1792-1871), der eine für die Ausbreitung von Lebensversicherungen bedeutsame Sterbetafel entwickelte. Zugleich beschäftigte er sich im Auftrag des britischen Kriegsministeriums mit astronomischen Tabellen. Dabei stellte er regelmäßige Folgen innerhalb der Tabellen fest. Er schlug vor, die Berechnung der Zahlenreihen durch den Bau einer Rechenmaschine namens "Difference Engine" zu mechanisieren. Das Ministerium unterstützte sein Projekt über 10 Jahre lang mit 17.000 Pfund, dennoch wurde die Maschine nicht fertig. Im Jahr 1836 kündigte Babbage eine neue Maschine namens "Analytical Engine" an. Sie enthielt vom Prinzip her wesentliche Elemente heutiger Computer: ein Rechenwerk für die vier Grundrechenarten, ein Speicherwerk für die Zwischenergebnisse und Eingabedaten sowie eine Steuereinheit für die Kontrolle des Programmablaufs und den Transport der Zwischenergebnisse. Eingabedaten und Steuerdaten sollten über Lochkarten gespeichert werden, die Babbage auf einer Frankreichreise bei Jacquard-Webstühlen kennengelernt hatte. Babbage arbeitete bis zu seinem Tod 1871 immer wieder an diesem Konzept; die Analytical Engine wurde jedoch von ihm nie fertiggestellt.
Vieles über die Programmierbarkeit der Analytical Engine wissen wir heute nur aus Texten der Mathematikerin Ada King, Countess of Lovelace. Sie übersetzte eine italienische Beschreibung der Maschine ins Englische, kommentierte alles umfangreich und erkannte neue Möglichkeiten, die Steuerprogramme mathematisch zu analysieren und zu vereinfachen. Zugleich schrieb sie populärwissenschaftliche Aufsätze über die Analytical Engine. Weder die Maschine noch die Programmierkonzepte hatten Einfluss auf die Computerentwicklungen im 20. Jahrhundert. Dennoch wird Ada heute vielfach als "erste Programmierin" zitiert.
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