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Rechenmaschine

Rechenmaschine

Eine Rechenmaschine ist eine Maschine, mit derer Hilfe bestimmte mathematische Berechnungen automatisiert ausgeführt werden können. Eine Rechenmaschine ist also ein Rechenhilfsmittel, das die Berechnung aufwändigerer mathematischer Aufgaben unterstützt in dem vom Benutzer der Maschine möglichst wenig kognitiver Aufwand abverlangt wird. Welche Berechnungen möglich sind, hängt von der Maschine und den für diese Maschine angebotenen Algorithmen ab. Die ersten Rechenmaschinen waren mechanisch. Weit verbreitet waren bis in die 70er-Jahre vor allem die relativ preiswerten Addiermaschinen, die lediglich die Addition und die Subtraktion beherrscht haben (daher auch Zweispeziesmaschinen genannt), was aber in vielen Anwendungsbereichen ausreichend war. Dreispeziesmaschinen haben zusätzlich die Multiplikation und Vierspeziesmaschinen auch die Division mehr oder weniger automatisch ausführen können. Drei- und Vierspeziesmaschinen, d.h. Rechenmaschinen, mit denen man auch multiplizieren und — im Fall der Vierspeziesmaschinen — auch dividieren kann, wurden vor allem nach zwei Prinzipien konstruiert: Staffelwalze und Sprossenrad.

Historische Entwicklung

Sprossenrad Die erste urkundlich erwähnte Rechenmaschine wurde 1623 von Wilhelm Schickard in einem Brief an Johannes Kepler knapp beschrieben. Die Maschine besteht aus einem Addier- und Subtrahierwerk nach Art der Neperschen Rechenstäben sowie einer Vorrichtung zum Multiplizieren und Dividieren. Schickard berichtet, dass er diese Maschine auch realisiert hat. Man vermutet diese Maschine ist später während eines Brandes seines Hauses verloren gegangen. 1645 führte der Franzose Blaise Pascal seine Rechenmaschine "Pascaline" vor, die mit Zahnrädern und Sperrklinken funktioniert. Pascal fertigte einige dieser Maschinen und versendete sie an europäische Fürstenhäuser. Aus diesem Grund existieren heute neben vielen Nachbauten auch noch einige original Pascalinen. Zwischen Deutschen und Französischen Historikern wird gerne darüber gestritten, welche Nation nun die erste Rechenmaschine hervorgebracht hat. Wie so oft kann diese Frage nicht objektiv beantwortet werden. Von Schickard ist die erste Konstruktionszeichnung und von Pascal die erste erhaltenen Machine nachweisbar. Beide Maschinentypen haben ein gemeinsames Problem. Sie eignen sich nicht für den alltäglichen Einsatz als Rechenmaschinen. Sie enthalten wichtige Funktionsprinzipien, nicht aber Vorrichtungen, die das tägliche sichere Arbeiten ermöglichen. So fehlt der Maschine von Wilhelm Schickard die Möglichkeit Energie für den Zehnerübertrag jeder Dezimalstelle zu speichern. Das bedeutet, dass die Rechnung 9+1 einfach zu bewältigen ist, jedoch 9999+1 hohen Kraftaufwand erfordert und vermutlich zu Verklemmungen der Maschine geführt hat. In der Maschine von Blaise Pascal verhindern Sperrklinken eine frei Drehbarkeit der Zahnräder, diese werden durch Schwerkraft unten gehalten. Dies führt dazu, dass die Maschine unter dem Phänomen des "Überschleuderns" leidet. Das Problem, dass sich Zahnräder oder ganze Getriebe als träge Masse auch ohne Antrieb weiterbewegen. Mit den Resultat, dass das Rechenergebnis verfälscht wird, da die Maschine bei Addition 1 oder mehr zu viel zählt. 1673 stellte Gottfried Wilhelm Leibniz eine von ihm entwickelte Staffelwalzen-Maschine der Royal Society in London vor. Diese Rechenmaschine ist heute noch im Original im Landesmuseum Hannover erhalten. Wie gut diese Maschine tatsächlich funktioniert hat, kann leider nicht mit letzter Sicherheit gesagt werden. Zum Ende des 19-ten Jahrhunderts wurde der deutsche Rechenmaschinenfabrikant Arthur Burkhardt beauftragt die Leibniz-Maschine zu reparieren. Heute ist die Original-Maschine nicht betriebsbereit. Die damalige Fertigungstechnik konnte zwar Zahnräder und andere mechanische Teile sehr genau fertigen, war jedoch von einem Austauschbau weit entfernt. Die einzelnen Teile mussten manuell gefertigt und durch Nacharbeit aneinander angepasst werden. Auch wenn die Konstruktion der Mechanik für die 10-er Stelle identisch zur 100-er Stelle war, konnte man die beweglichen Teile nicht zwischen beiden Stellen tauschen ohne Nacharbeiten zu müssen. Deshalb ist davon auszugehen, dass die Originalmaschine von Leibniz die Beispielaufgaben ordnungsgemäß rechnen konnte und im Laufe der Zeit durch Umbauten und Fehlreparaturen blockiert wurde. Die Nachbauten des Heinz Nixdorf MuseumsForum und des Deutschen Museum funktionieren jedenfalls tadellos. Sie sind jedoch auch unter Verwendung moderner Fertigungstechniken entstanden. Leibniz fertigte eine Rechenmaschine mit allen notwendigen Konstruktionsmerkmalen, zu einer Serienfertigung kam es nie. 1709 veröffentlicht der italienische Mathematiker und Astronom Giovanni Poleni (1683-1761) die Konstruktionszeichnungen seiner hölzernen Rechenmaschine. Diese funktioniert auf Basis von Zahnrädern mit veränderbarer Zähneanzahl, den sogenannten Sprossenrädern. Die Realisierung seiner Maschine scheiterte an den damaligen Fertigungsmöglichkeiten, so dass Poleni seine Maschine eigenhändig zerstörte. 1727 stellt der Mechaniker Philippe Vayringe (1684-1746) die von Antonius Braun (1686-1728) konstruierte Sprossenradrechenmaschine für den Wiender Hof fertig. Von dieser Maschine existieren heute nur noch Nachbauten, so dass man über die Einsatzfähigkeit der Maschine für den Alltagsbetrieb nichts sagen kann. Immerhin erlauben Konstruktion und feinmechanische Genauigkeit zu dieser Zeit eine solche Entwicklung. 1727 veröffentlicht der deutsche Mechaniker Jacob Leupold (1674-1727) in seiner technischen Enzyklopädie 'Theatrum Aritmetico Geometricum' Konstruktionszeichnungen einer von ihm erfundenen Rechenmaschine. Man vermutet, dass Braun diese Konstruktion schon vor der Erstveröffentlichung kannte. Deshalb wird die Rechenmaschine des Antonius Braun heute als 'Leupold-Braun-Vayringe-Maschine' bezeichnet. 1778 konstruiert der Pfarrer und Erfinder Philipp Matthäus Hahn (1739-1790) eine Rechenmaschine in Dosenform mit konzentrisch angeordneten Zahnrädern, Staffelwalzen und einer zentralen Antriebskurbel. Von dieser Maschine fertigte er vier oder fünf Exemplare, die zum Teil heute noch existieren und funktionstüchtig sind. Die von Leupold inspirierte zentrale Antriebskurbel das Staffelwalzenprinzip und die verbesserten Fertigungmöglichkeiten tragen dazu bei, dass viele Historiker in der Maschine des Pfarrer Hahn die erste alltagstaugliche Rechenmaschine sehen. Obwohl die technischen Fertigungsmöglichkeiten zu dieser Zeit eine begrenzte Produktion dieser Maschinen zugelassen hätten und zumindest die Rechenmaschinen von Hahn 'brauchbar' waren, wurde keine Maschine der oben genannten Erfinder in Serie gebaut. Dies mag darin begründet sein, dass die Rechenmaschinen am Beginn ihrer Entwicklung standen, infolgedessen für die praktische Anwendung noch nicht ausgereift genug und zu teuer in der Herstellung waren. Der relevanteste Grund war jedoch, dass es noch keinen Markt für solche Maschinen gab. Staatliche Verwaltungen, das Militär oder Kaufleute litten unter keinem Zeitdruck oder Arbeitskräftemangel.

Serienfertigung

1820 begann der Franzose Charles Xavier Thomas (1785-1870) mit der Welt ersten Serienproduktion von Rechenmaschinen. Thomas war Direktor zweier Versicherungsgesellschaften und betrieb seine Rechenmaschinenproduktion nur nebenbei. Bis zu seinem Tod 1870 waren seine Rechenmaschinen ein Zuschußgeschäft, der Verkaufspreis lag unter den Selbstkosten. Von 1820 bis 1878 wurden etwa 1500 Geräte gefertigt. Da aus der Anfangszeit nur zwei Rechenmaschinen bekannt sind, sollte man davon ausgehen, dass der eigentliche Schwerpunkt der Serienfertigung in der zweiten Hälfte des 19-ten Jahrhunderts liegt. Die Rechenmaschinen trugen den Namen Arithmomètre funktionierten nach dem Staffelwalzenprinzip mit einem verschiebbaren Schlitten. Sie funktionierten zuverlässig, waren jedoch zu ihrer Zeit Hochtechnologie und konnten nur in Paris gewartet und repariert werden. Durch die Verfügbarkeit von Rechenmaschinen entwickelte sich langsam auch ein Markt für numerische Berechnungen. So konnten Unternehmen erstmalig wöchentlich oder gar täglich Bilanzieren oder Ingenieure neben dem Rechenschieber auch algebraische Verfahren anwenden. 1876 der Schwede Willgodt Theophil Odhner (1845-1905) konstruierte eine Sprossenradmaschine, deren Bauprinzip der späteren europäischen Sprossenradmaschinenindustrie als Vorbild diente. Den Antrieb, eine eigene Rechenmaschine zu konstruieren, lieferte die Aufteilung des Gemeindelandes, das den 1861 befreiten Bauern zugewiesen wurde. Auf einer Kunst- und Industrieausstellung 1866 in Stockholm hatte er die Sprossenradmaschine des schwedischen Mechanikers C. Petterson kennengelernt, eine Maschine, über die nichts näheres bekannt ist. Die damals erhältlichen Thomas-Maschinen waren seiner Meinung nach zu schwer zu bekommen und außerdem nicht handlich genug. Seine Maschine sollte klein, einfach, leicht zu bedienen und preiswert sein. Seit 1874 befaßte er sich mit dem Bau einer mit den existierenden Werkzeugmaschinen zu fertigenden Sprossenradrechenmaschine und stellte wahrscheinlich 1876 die erste Maschine fertig. Am 19. November 1878 erhielt der Geschäftspartner von Odhner ein gewisser Königsberg, das Deutsche Patent Nr. 7393. Im Jahre 1879 erhielt Odhner das Schwedische Patent Nr. 123 und das Russische Patent Nr. 2329 auf seine Konstruktion. Dabei beanspruchte Odhner das Sprossenrad und dessen Sprossenverstellung mit Hilfe eines Stellrings mit Kurvenschlitz nicht als sein geistiges Eigentum. Die Produktion der Rechenmaschinen unter dem Namen 'Arithmometer' startete 1886 in Odhners eigenen Fabrik. In dieser Zeit wurden nur wenige Maschinen produziert. Die späteren erfolgreichen Maschinen, die von Odhner und der deutschen Firma Grimme, Natalis & Co produziert wurden, beruhen auf dem deutschen Patent Nr. 64 925 aus dem Jahre 1890. Odhner vergrößerte 1894 seine Fabrik und stellte neben Rechenmaschinen auch noch andere mechanische Geräte her. Im russisch-japanischen Krieg 1904 bir 1905 wurden statt Rechenmaschinen Instrumente für die Marineartillerie hergestellt. Der Firmengründer W. T. Odhner erlebte die Wiederaufnahme der Rechenmaschinenproduktion nicht mehr. Er starb am 15. September 1905 in St. Petersburg. Seine Firma siedelte nach der Oktoberrevolution 1917 nach Göteburg in Schweden um. Die russische Produktion belief sich bis zu diesem Jahr auf ca. 30.000 Rechenmaschinen, die größtenteils auf dem russischen Markt abgesetzt wurden. Um die Jahrhundertwende gab es schon mehrere Firmen, die ausschließlich Rechenmaschinen herstellten. Die Investition von Charles Xavier Thomas, die Landreformen und die sozialen Umbrüche trugen dazu bei, dass sich ein florierender Markt für Rechenmaschinen entwickeln konnte.

Das Ende der mechanische Rechenmaschinen

Mit der Entdeckung der Elektrizität wurden mechanische durch elektromechanische Rechenmaschinen abgelöst bzw. ergänzt. Das Ersetzen von Handkurbeln und -hebeln durch einen Elektromotor bedeutete besonders bei Drei- und Vierspeziesmaschinen eine erhebliche Zeitersparnis. Anfang bis Mitte der 60er-Jahre kamen dann die ersten elektronischen Rechenmaschinen auf den Markt, zunächst noch mit Röhren ausgestattet, später dann mit Transistoren und schließlich mit integrierten Schaltkreisen. Diese Maschinen haben bis Ende der 70er-Jahre die mechanischen Maschinen fast vollständig verdrängt. Heute wird der Begriff Rechenmaschine üblicherweise für elektronische Tischrechner verwendet, die oft mit einem kleinen Drucker ausgestattet sind, was eine Kontrolle der Berechnung ermöglicht. Zu den Rechenmaschinen gehören aber auch die Taschenrechner und im weiteren Sinne auch die frei programmierbaren Computer, deren Möglichkeiten aber meist weit über die herkömmlicher Rechenmaschinen hinausgehen und die theoretisch (unendlich viel Speicher und Rechenzeit vorausgesetzt) jede Art Berechnung durchführen können. Heute haben Personal Computer in vielen Bereichen die Aufgaben der klassischen Rechenmaschinen übernommen.

Siehe auch

- Charles Babbage
- Rechenschieber
- Logische Maschine

Weblinks

- [http://www.ph-ludwigsburg.de/fileadmin/subsites/2e-imix-t-01/user_files/mmm/mmm_online/index.htm Überblick über die Geschichte mechanischer Rechenmaschinen]
- [http://www.gschwaninger.de/hobbies/hp/adamriese/rechenmaschine.html Calcorex-Rechenmaschine]
- [http://www.gschwaninger.de/hobbies/hp/adamriese/rechenmaschine_facit.html Facit-Rechenmaschine]
- [http://www.gschwaninger.de/hobbies/hp/adamriese/piccolo.html Piccolo-Rechenmaschine]
- [http://www.technikum29.de/de/rechnertechnik/elektro-mechanik (Elektro-) mechanische Rechenmaschinen]
- [http://www.didaktik.mathematik.uni-wuerzburg.de/history/ausstell/sammlung/sprossenrad/sprossenrad_interaktiv.html Interaktive Sprossenradmaschine]

Literatur

- F. Seck (Hrsg.): 'Wilhelm Schickard 1592-1635, Astronom, Geograph, Orientalist, Erfinder der Rechenmaschine', Tübingen 1978

Rechenhilfsmittel

Ein Rechenhilfsmittel ist ein Gegenstand, der den Menschen beim Rechnen unterstützen soll. Die ersten Rechenhilfsmittel neben den Fingern dürften Steine zum Abzählen oder Kerben in Gegenständen gewesen sein. Der früheste Fund eines Rechenhilfsmittels ist ein 30.000 Jahre altes Kerbholz. Bekannte Rechenhilfsmittel sind der Abakus oder der Rechenschieber, aber auch Rechenstäbchen. Zu den Rechenhilfmitteln gehören auch der Stift und das Papier: Schriftliches Rechnen zählt im Grunde ebenfalls zu den Rechenhilfsmitteln. Bis zur Einführung des heute von uns verwendeten Ziffernrechnens u.a. durch Adam Riese in Deutschland war das Rechnen auf Linien ein verbreitetes Rechenhilfsmittel im Mittelalter. Rechenmaschinen sind mechanische oder elektromechanische Geräte oder moderne elektronische Rechenhilfsmittel, wie der Taschenrechner, insbesondere aber der Computer.

Weblinks

- [http://www.rechenhilfsmittel.de Die Geschichte der Rechenhilfsmittel (von Jan Meyer)]

Algorithmus

Unter einem Algorithmus versteht man allgemein eine genau definierte Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems oder einer bestimmten Art von Problemen. Im täglichen Leben lassen sich leicht Beispiele für Algorithmen finden: Zum Beispiel ist ein Kochrezept ein Algorithmus – zumindest dann, wenn alle Angaben genau genug sind und es für alle Teilaufgaben, wie Braten, Rühren, etc., ebenfalls Algorithmen gibt. Auch Reparatur- und Bedienungsanleitungen oder Hilfen zum Ausfüllen von Formularen sind in der Regel Algorithmen. Ein weiteres, etwas präziseres Beispiel sind Waschmaschinenprogramme. Algorithmen können in Programmablaufplänen nach DIN 66001 oder ISO 5807 grafisch gezeichnet werden.

Geschichte

Das Wort Algorithmus ist eine Abwandlung oder Verballhornung des Namens von Muhammad ibn Musa al-Chwarizmi (
- ca. 783, † ca. 850), dem Autor des Buchs Hisab al-dschabr wa-l-muqabala (825, Regeln zur Wiederherstellung und Reduktion), durch das die Algebra im Westen verbreitet wurde. Die lateinische Fassung beginnt mit „Dixit Algorithmi...“ (Algorithmus sprach...), womit der Autor gemeint war. Das Wort Algebra stammt ebenfalls (al-Jabr – „Einrenkung“) aus dem Titel des Buches. Ursprünglich stand das Wort Algorism nur für die Regeln zur Arithmetik mit arabischen Ziffern. Heute steht es für alle geregelten Prozeduren, mit denen Probleme aller Art gelöst werden können.

Informatik und Mathematik

Vor allem aber sind Algorithmen eines der zentralen Themen der Informatik und Mathematik. Sie sind Gegenstand einiger Spezialgebiete der Theoretischen Informatik, wie der Algorithmentheorie, der Komplexitätstheorie und der Berechenbarkeitstheorie. In Form von Computerprogrammen und elektronischen Schaltkreisen steuern sie Computer und andere Maschinen.

Algorithmus und Programm

Für Algorithmen gibt es unterschiedliche formale Repräsentationen. Diese reichen vom Algorithmus als abstraktes Gegenstück zum konkret auf eine Maschine zugeschnittenen Programm (d. h., die Abstraktion erfolgt hier im Weglassen der Details der realen Maschine, das Programm ist eine konkrete Form des Algorithmus, angepasst an die Notwendigkeiten und Möglichkeiten der realen Maschine) bis zur Ansicht, Algorithmen seien gerade die Maschinenprogramme von Turingmaschinen (wobei hier die Abstraktion in der Verwendung der Turingmaschine an sich erfolgt, d. h., einer idealen mathematischen Maschine).

Erster Computeralgorithmus

Der erste für einen Computer gedachte Algorithmus wurde 1842 von Ada Lovelace, in ihren Notizen zu Charles Babbages Analytical Engine, festgehalten. Sie gilt deshalb als die erste Programmiererin. Weil Charles Babbage seine Analytical Engine nicht vollenden konnte, wurde Ada Lovelaces Algorithmus nie darauf implementiert.

Formale Definition

Die mangelnde mathematische Genauigkeit des Begriffs Algorithmus störte viele Mathematiker und Logiker des 19. und 20. Jahrhunderts. Insbesondere steht die natürliche Sprache mit ihren Unschärfen und Widersprüchlichkeiten der Forderung nach Eindeutigkeit und Widerspruchsfreiheit im Wege.

Turingmaschinen und Algorithmusbegriff

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden eine ganze Reihe von Ansätzen entwickelt, um zu einer genauen Definition zu kommen. Formalisierungen des Berechenbarkeitsbegriffs sind die Turing-Maschine (Alan Turing), der Lambda-Kalkül (Alonzo Church), rekursive Funktionen, Chomsky-Grammatiken und Markow-Algorithmen. Es wurde – unter maßgeblicher Beteiligung von Alan Turing selbst – gezeigt, dass all diese Methoden ebenso leistungsfähig (gleich mächtig) sind. Sie können durch eine Turing-Maschine emuliert werden, und sie können umgekehrt eine Turing-Maschine emulieren. Mit Hilfe des Begriffs der Turing-Maschine kann folgende formale Definition des Begriffs formuliert werden: Eine Berechnungsvorschrift zur Lösung eines Problems heißt genau dann Algorithmus, wenn eine zu dieser Berechnungsvorschrift äquivalente Turingmaschine existiert, die für jede Eingabe, die eine Lösung besitzt, stoppt. Aus dieser Definition sind folgende Eigenschaften eines Algorithmus ableitbar: # Das Verfahren muss in einem endlichen Text eindeutig beschreibbar sein (Finitheit). # Jeder Schritt des Verfahrens muss auch tatsächlich ausführbar sein (Ausführbarkeit). # Das Verfahren darf zu jedem Zeitpunkt nur endlich viel Speicherplatz benötigen (Dynamische Finitheit, siehe Platzkomplexität). # Das Verfahren darf nur endlich viele Schritte benötigen (Terminierung, siehe auch Zeitkomplexität). Darüber hinaus wird der Begriff Algorithmus in praktischen Bereichen oft auf die folgenden Eigenschaften eingeschränkt: # Der Algorithmus muss bei denselben Voraussetzungen das gleiche Ergebnis liefern (Determiniertheit). # Die nächste anzuwendende Regel im Verfahren ist zu jedem Zeitpunkt eindeutig definiert (Determinismus).

Church-Turing-These

Die Church-Turing-These lautet: „Jedes intuitiv berechenbare Problem kann durch eine Turingmaschine gelöst werden.“ Als formales Kriterium für einen Algorithmus zieht man die Implementierbarkeit in einem beliebigen zu einer Turing-Maschine äquivalenten Formalismus heran, insbesondere die Implementierbarkeit in einer Programmiersprache – die von Church verlangte Terminiertheit ist dadurch allerdings noch nicht gegeben. Der Begriff der Berechenbarkeit ist dadurch dann so definiert, dass ein Problem genau dann berechenbar ist, wenn es einen (terminierenden) Algorithmus zu dem Problem gibt, d. h. wenn eine entsprechend programmierte Turing-Maschine das Problem in endlicher Zeit lösen könnte.

Abstract State Machines

Turingmaschinen harmonieren sehr gut mit den ebenfalls abstrakt-mathematischen berechenbaren Funktionen, reale Probleme sind jedoch ungleich komplexer, daher wurden andere Maschinen vorgeschlagen. Diese Maschinen weichen z. B. in der Mächtigkeit der Befehle ab; anstatt den einfachen Operationen der Turingmaschine können sie z. T. sehr mächtige Operationen, wie z. B. Fouriertransformationen, in einem Rechenschritt ausführen. Oder sie beschränken sich nicht auf eine Operation pro Rechenschritt, sondern ermöglichen sehr parallele Operationen, wie z. B. die Addition zweier Vektoren in einem Schritt. Ein Modell einer realeren Maschine ist die [http://www.eecs.umich.edu/gasm/papers/seqthesis.html Sequential Abstract State Machine (seq. ASM)] mit folgenden Eigenschaften: Ein Algorithmus einer seq. ASM soll
- durch einen endlichen Programmtext spezifiziert werden können
- schrittweise ausgeführt werden können
- für bestimmte Zustände terminieren, muss aber nicht immer terminieren (sinnvolle Gegenbeispiele für die Forderung, dass immer terminiert werden muss, wären z.B. ein Programm das fortgesetzt Primzahlen findet, oder ein Betriebssystem)
- nur begrenzt viele Zustände pro Schritt ändern können (Begrenzung der Parallelität)
- nur begrenzt viele Zustände pro Schritt inspizieren können (Begrenzung der Exploration)

Ein Beispiel: der Euklidische Algorithmus

Der Euklidische Algorithmus, der bereits um 300 v. Chr. beschrieben wurde, dient zur Ermittlung des größten gemeinsamen Teilers (ggT) zweier natürlicher Zahlen A und B: # Sei A die Größere der beiden Zahlen A und B (entsprechend vertauschen, falls dies nicht bereits so ist) # Setze A = A – B # Wenn A und B ungleich sind, dann fahre fort mit Schritt 1, wenn sie gleich sind, dann beende den Algorithmus: Diese Zahl ist der größte gemeinsame Teiler. Beispiel: Es soll der größte gemeinsame Teiler der Zahlen 14 und 8 berechnet werden. Hierzu wird der euklidische Algorithmus verwendet: Das Ergebnis ist also 2.

Eigenschaften

Nichtdeterministische Algorithmen finden vor allem in der Theoretischen Informatik Anwendung, so dass in anderen Bereichen oft vorausgesetzt wird, dass es sich um einen deterministischen Algorithmus handelt. Eine Ausnahme bilden so genannte stochastische, randomisierte oder probabilistische Algorithmen, in die absichtlich ein Zufallsfaktor eingebaut wurde. Solche Algorithmen sind demnach nicht deterministisch und auch nicht determiniert. Stochastische Algorithmen dagegen sind im Allgemeinen deterministisch, orientieren sich aber an Erfahrungswerten. Die verschiedenen formalen Eigenschaften in Kürze:

Determiniertheit

Kurz: Bei jeder Ausführung mit gleichen Startwerten muss das gleiche Ergebnis berechnet werden. Algorithmen sind determiniert, wenn sie bei gleichen Parametern und Startwert stets das gleiche Resultat liefern. Das trifft zum Beispiel nicht für randomisierte Algorithmen zu, bei denen das Ergebnis zu einem gewissen Grad auf Zufall beruht.

Determinismus

Kurz: Es darf immer nur eine Möglichkeit vorhanden sein Deterministisch heißen alle Algorithmen, bei denen zu jedem Zeitpunkt der Ausführung maximal eine Möglichkeit der Programmfortsetzung besteht. Gibt es mehrere Möglichkeiten der Programmfortsetzung und lassen sich diesen Wahrscheinlichkeiten zuweisen, so spricht man von stochastischen, randomisierten oder probabilistischen Algorithmen. In der theoretischen Informatik gibt es neben dem Determinismus auch den Nichtdeterminismus, der aber in der Praxis kaum Verwendung findet. Zusätzliche Bedeutung bekommen solche nichtdeterministische Algorithmen allerdings durch den Einsatz von Quantencomputern, welche auch solche Algorithmen erfolgreich ausführen. Es gilt übrigens: Jeder deterministische Algorithmus ist auch determiniert. Nicht jeder determinierte Algorithmus ist jedoch deterministisch.

Finitheit

Statische Finitheit

Kurz: Die Beschreibung ist endlich. Die Beschreibung eines Algorithmus darf nicht unendlich groß sein. Als statische Finitheit wird die Endlichkeit des Quelltextes bezeichnet. Der Quelltext darf nur eine begrenzte Anzahl, wenn auch bei Bedarf sehr viele Regeln enthalten.

Dynamische Finitheit

Kurz: Fülle an Datenstrukturen und Zwischenspeicherungen sind zu jeder Zeit endlich. Zu jedem Zeitpunkt der Ausführung darf der von einem Algorithmus benötigte Speicherbedarf nicht unendlich groß sein. Andernfalls wäre der Algorithmus nicht ausführbar. Dies wird als dynamische Finitheit bezeichnet.

Terminiertheit

Kurz: Bricht nach endlicher Zeit kontrolliert ab. Algorithmen sind terminierend, wenn sie für jede mögliche Eingabe nach einer endlichen Zahl von Schritten zu einem Ergebnis kommen. Die tatsächliche Zahl der Schritte kann dabei beliebig groß sein. Steuerungssysteme und Betriebssysteme und auch viele Programme, die auf Interaktion mit dem Benutzer aufbauen, erfüllen diese Eigenschaft nicht: Wenn der Benutzer keinen Befehl zum Beenden gibt, läuft das Programm endlos weiter. Donald Knuth schlägt in diesem Zusammenhang vor, nicht terminierende Algorithmen als rechnergestützte Methoden ("Computational Methods") zu bezeichnen. Es ist übrigens im Allgemeinen nicht für jeden beliebigen Algorithmus möglich zu bestimmen, ob er terminiert oder nicht - siehe Halteproblem.

Algorithmenanalyse

Die Erforschung und Analyse von Algorithmen ist Hauptaufgabe der Informatik, und wird meist theoretisch (ohne konkrete Umsetzung in eine Programmiersprache) durchgeführt. Sie ähnelt somit dem Vorgehen in anderen mathematischen Gebieten, in denen die Analyse eher auf die zugrunde liegenden Konzepte als auf konkrete Umsetzungen ausgerichtet ist. Algorithmen werden zur Analyse in eine stark formalisierte Form gebracht und mit den Mitteln der formalen Semantik untersucht. Die Analyse unterteilt sich in verschiedene Teilgebiete. Beispielsweise wird das Verhalten von Algorithmen bezüglich Ressourcenbedarf wie Rechenzeit und Speicherbedarf in der Komplexitätstheorie behandelt, die Ergebnisse werden als asymptotische Laufzeiten angegeben. Der Ressourcenbedarf wird dabei in Abhängigkeit von der Länge der Eingabe ermittelt, d. h. die angegebene Komplexität hängt davon ab, wie groß die Zahlen sind, deren größter gemeinsamer Teiler gesucht wird, oder wie viele Elemente sortiert werden müssen etc. Das Verhalten bezüglich der Terminierung, d. h. ob der Algorithmus überhaupt jemals erfolgreich beendet werden kann, behandelt die Berechenbarkeitstheorie.

Beispiele

Algorithmen in der Wikipedia

In einzelnen Wikipedia-Artikeln gibt es zahlreiche Algorithmen-Beschreibungen, etwa den euklidischen Algorithmus und Quicksort. Eine Übersicht gibt die Liste von Algorithmen und die Kategorie Algorithmus.

Algorithmen im Alltag

Auch im Alltag begegnen uns Algorithmen in Form von Handlungsanweisungen oder Rezepten:

Siehe auch

- Liste von Algorithmen
- Ameisenalgorithmus
- Approximationsalgorithmus
- Datenstruktur
- Determinierter Algorithmus
- Deterministischer Algorithmus
- Entscheidungsproblem
- Evolutionärer Algorithmus
- Greedy Algorithmus
- Heuristik
- Komplexitätsklassen
- MMIX (virtuelle Maschine von Donald E. Knuth zur Darstellung von Algorithmen)
- Online-Algorithmus
- Optimierungsproblem
- Paralleler Algorithmus
- Probabilistischer Algorithmus
- Prozedur (Programmierung)
- Randomisierter Algorithmus
- Sortierverfahren
- Stochastischer Algorithmus
- Suchverfahren

Literatur

- John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman. Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexitätstheorie. Pearson Studium. 2002. ISBN 3-8273-7020-5.
- Donald E. Knuth: The Art of Computer Programming, Vol 1–3, Addison Wesley 1998. (Das ist der Standard in dem Bereich; Übersetzung existiert nicht – Juli 2000), ISBN 0201485419
- Thomas H. Cormen, Charles Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein: Introduction to Algorithms, MIT Press, 2nd edition 2001, ISBN 0262531968
- Deutsche Übersetzung: Thomas H. Cormen, Charles Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein: Algorithmen - Eine Einführung, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2004, ISBN 3-486-27515-1

Weblinks

- [http://www.grundstudium.info/algorithmen/ Algorithmen in der Informatik]
- [http://www.uni-flensburg.de/mathe/zero/veranst/algorithmen/algo_abschn11/algo_abschn11.html Was ist ein Algorithmus?]
- [http://www.nist.gov/dads/ Dictionary of Algorithms and Data Structures] des NIST (englisch)
- [http://www.bullhost.de/a/algorithmus.html Definition] Kategorie:Datenstruktur ja:アルゴリズム ko:알고리즘 th:อัลกอริทึม

Staffelwalze

Eine Staffelwalze ist ein Zylinder, auf dem neun unterschiedlich lange Zähne aufgebracht sind. Es dient bestimmten mechanischen Rechenmaschinen als Antrieb.

Funktionsprinzip

Rechenmaschine Das oberhalb der Staffelwalze abgebildete, verschiebbare Zahnrad ist mit dem Einstellwerk der Rechenmaschine verbunden. Wenn die Ziffer Null eingestellt wird, befindet sich dieses Zahnrad am linken Rand der Staffelwalze, wenn eine Neun eingestellt wurde, entsprechend am rechten Rand. Die Anzahl der eingreifenden Zähne der umdrehenden Staffelwalze ist proportional zur eingestellten Zahl. Ist die Null eingestellt, so wird das Übertragungszahnrad nicht gedreht, da sich am linken Rand der Staffelwalze kein Zahn befindet. Ist die 5 eingestellt, greifen fünf Zähne ein, die verbleibenden vier sind zu kurz, um einzugreifen.

Historische Entwicklung

Die erste Rechenmaschine nach dem Staffelwalzenprinzip entwickelte Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716). Das Grundprinzip stellte er 1673 der Royal Society in London vor. Die daraus entwickelte Maschine war nahezu gebrauchsfähig, das heißt, auf ihr wurden einige Beispielaufgaben zur Funktionsprüfung gerechnet. Die Entwicklungsarbeit an der ersten gebrauchsfähigen Rechenmaschine des württembergischen Pfarrer Philipp Matthäus Hahn (1739-1790) begann im Jahre 1770. Sie wurde 1774 fertiggestellt und der Öffentlichkeit präsentiert. Insgesamt produzierten Hahn und sein Schwager Schuster 8 bis 12 Maschinen. In Kenntnis einer kurzen Beschreibung der Hahnschen Maschine entwickelte der Hesse Johann Helfreich Müller (1746-1830) eine ähnliche Rechenmaschine. Seine Konstruktion wies jedoch einige Verbesserungen auf. So besaß sie eine Glocke, die bei Kapazitätsüberschreitung ertönte, und sie konnte für das Rechnen in nichtdezimalen Zahlensystemen umgerüstet werden. Neben der Konstruktion befasste sich Müller mit dem maschinellen Rechnen. Er verglich dieses mit dem Rechnen mit Feder und Papier und kam zu dem Schluss, dass das Maschinenrechnen rationeller sei. Die erste serienmäßig hergestellte Staffelwalzenmaschine wurde von Charles Xavier Thomas (1785-1870) vermutlich ab 1820 hergestellt. Bis 1878 wurden in seiner Manufaktur ungefähr 1500 Maschinen produziert. Das Staffelwalzenprinzip stand bei den industriell gefertigten Rechenmaschinen in Konkurrenz zum Sprossenradprinzip. Auch nach dem zweiten Weltkrieg wurden Rechenmaschinen beider Antriebsprinzipien hergestellt, beispielsweise die von Curt Herzstark konstruierte Staffelwalzentaschenrechenmaschine Curta (von 1946 bis 1972).

Literatur

- Henry Wassén: The Odhner History – An Illustrated Chronicle of "A Machine to Count on". Wezäta, Gothenburg 1951 Kategorie:Rechenmaschine Kategorie:Büromaterial Kategorie:Rechenhilfsmittel

Sprossenrad

Ein Sprossenrad ist ein Zahnrad mit verstellbarer Zähneanzahl. Es dient vor allem als Antrieb für mechanische Rechenmaschinen. Sprossenradmaschinen werden in Europa auch als Odhner- oder Brunsviga-Maschinen bezeichnet. Das zentrale Element dieser Maschinen ist ein Rad mit einer verstellbaren Anzahl von Zähnen (Sprossen).

Historische Entwicklung

Zähnen Aus der Hand von Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) stammt der erste bekannte Entwurf eines Sprossenrades. Es wird vermutet, dass er dieses Sprossenrad neben der später von ihm verwendeten Staffelwalze als Antrieb für seine Rechenmaschinen erwog. Bei seinem Sprossenradentwurf mußte ein Zahn angehoben werden, der alle seine Vorgänger mit anhob. Eine entsprechende Einstellvorrichtung und der Sprossenradkörper sind auf der Zeichnung nicht vorhanden. Staffelwalze Der italienische Astronom und Mathematikprofessor Giovanni Poleni (1683-1761) baute eine hölzerne Rechenmaschine mit Gewichtantrieb, die er 1709 in "Miscellanea" auf Seite 27 beschrieb. Das von ihm entworfene Sprossenrad funktionierte mit neun Klappsprossen. Ein erstes, noch nicht zufriedenstellend arbeitendes Rechenmaschinenmodell zeigte Poleni, dass sein Antriebsprinzip tauglich war. Eine zweite Maschine, sorgfältiger gearbeitet und aus härterem Holz gebaut, gelang ihm nach Wunsch. Dazu ist zu bemerken, dass die Maschine maximal dreistellige Zahlen verarbeiten konnte, groß und unhandlich war, die Drehzahl des Räderwerks stark gebremst wurde sowie der Zehnerübertrag mangelhaft funktioniert haben soll. Zusammenfassend sei sie, wie Bischoff schreibt, "ein unvollkommenes und unbrauchbares Werkzeug" gewesen. Jedoch mag die Veröffentlichung der Konstruktion und Funktionsweise der Poleni-Maschine späteren Konstrukteuren von Sprossenradmaschinen als Anregung gedient haben. Der Schwabe Antonius Braun (1686-1728) entwickelte 1727 eine Sprossenradmaschine, die heute im Besitz des Technischen Museum für Industrie und Gewerbe Wien ist. Die grundlegende Idee zur Entwicklung einer Sprossenradmaschine könnte Braun von Poleni haben, dessen Maschine in Theatrum arithmetico – geometricum von Jacob Leupold 1727 beschrieben wurde, einer Veröffentlichung, die Braun vermutlich kannte. Neben dieser Sprossenradmaschine baute Braun auch noch eine Stellsegmentrechenmaschine. Jacob Leupold Aus den Jahren 1841 und 1848 stammen zwei runde Sprossenradmaschinen des französischen Arzt Didier Roth, die heute im Besitz des Pariser Musée National des Techniques sind. Ein englisches Patent für diese Erfindung erhielt er im Jahre 1843. Obwohl die Maschinen unzuverlässig gewesen sein sollen, waren die verwendeten Sprossenräder ausgereift. Weitere Arbeiten von Roth sind eine Klassifikation von Rechenmaschinen aus dem Jahre 1843 und eine kleine, längliche Addiermaschine namens "Additionneur" aus dem Jahre 1841, welche mittels eines Einstellstifts bedient wurde. 1841 Eine weitere Sprossenradmaschine stammt von dem Engländer David Isaac Wertheimber, die im Jahre 1843 patentiert wurde. Das später von Odhner verwendete Sprossenrad ist Wertheimbers Konstruktion sehr ähnlich. Beide verstellen die Sprossen mit Hilfe eines Kurvenschlitzes. Über eine Realisierung Wertheimbers Maschine ist nichts bekannt. 1843 Der Amerikaner Frank Stephen Baldwin (1838-1925) übersandte am 5. Oktober 1872 eine komplette Beschreibung und Zeichnungen einer von ihm entwickelten Sprossenradmaschine dem Amerikanischen Patentamt, um seine Rechte an dieser Erfindung zu wahren. Am 8. September 1873 wurde diese Rechenmaschine oder eine Weiterentwicklung zum Patent angemeldet, das ihm am 2. Februar 1875 mit der Nr. 159 244 erteilt wurde. Wie aus der Abbildung hervorgeht, sind die Sprossen in seiner Konstruktion federnd gelagert und werden mit einem halbkreisförmigen Stellring aus dem Sprossenradkörper gedrückt. Ähnlich wie bei den späteren Odhner-Rechenmaschinen wird auch bei Baldwin der Zehnerübertrag mit dem Sprossenrad realisiert. In seinen Patentzeichnungen ist auch ein Druckwerk für diese Maschinen enthalten. Bis zum Jahre 1874 wurden zehn dieser "Baldwin-Calculators" hergestellt: Obwohl für eine Serienproduktion konzipiert, wurden nie größere Stückzahlen produziert. Seine Maschine soll zu teuer und für mechanische Fehler anfällig gewesen sein. Baldwin beschäftigte sich auch mit anderen Rechenmaschinenkonstruktionen. So war die von ihm entwickelte Monroe-Rechenmaschine, eine Volltastatur-Staffelwalzenmaschine, ein kommerzieller Erfolg.

Funktionsweise

2. Februar Im folgenden wird das Sprossenradprinzip der Odhner-Maschinen beschrieben: Neun Sprossen sind in radial eingefräste Nuten in einem Sprossenradkörper gelagert. Gegenüber dem Sprossenradkörper ist in den drehbaren Stellring ein Kurvenschlitz eingebracht, der die Sprossen in ihrer Position hält. Wird der Stellring im Uhrzeigersinn gedreht, so schieben sich die Sprossen nacheinander nach außen. Eine auf dem Gehäuse der Rechenmaschine angebrachte Skala ist so aufgeteilt, dass die Anzahl der herausgeschobenen Sprossen gleich der eingestellten Zahl ist. Wird nun das gesamte Sprossenrad durch die Antriebskurbel gedreht, greifen null bis neun Sprossen in ein Übertragungszahnrad. Eine Besonderheit der Sprossenradkonstruktion der Odhner-Rechenmaschinen ist, dass auch der Zehnerübertrag mit ihm realisiert wird: Zusätzlich zu den neun Sprossen befinden sich noch zwei federnd gelagerte Zehner-Sprossen an dem Sprossenrad, die durch den Zehnervorbereitungshebel in die Verarbeitungsebene gedrückt werden können.

Würdigung des Sprossenrades

Während sich im Verlauf des 19-ten Jahrhunderts Vier-Spezies-Maschinen mit Staffelwalzenantrieb offenbar einfacher zur Marktreife entwickeln lassen, übernehmen Anfang des 20-ten Jahrhunderts Maschinen mit Staffelwalze auf dem europäischen Markt die Vorherrschaft. Diese lassen sich kostengünstig fertigen, haben kompakte Außmaße und sind auch unter rauhen Bedingungen wartungsarm. Einzelne Modellreihen werden in einigen 10.000 Stück produziert. Vier-Spezies-Maschine Zum Ende der Entwicklungsgeschichte mechanischer Rechenmaschinen müssen diese mit den ersten elektronischen Rechnern konkurrieren. Hier hat die Staffelwalze den Vorteil, dass sich diese via Motorkraft schnell drehen lässt. Bei Staffelwalzen sorgt die veränderliche Zähneanzahl für einen wechselnden Schwerpunkt, der nur schwer mechanisch auszugleichen wäre. Die letzten Staffelwalzenmaschinen sind preiswerte von Hand betriebene Geräte, wie die abgebildete Brunsviga 13 RM. Diese wurde bis in die 60-Jahre des 20-ten Jahrhunderts in Spanien produziert.

Literatur

- Johann Paul Bischoff: Versuch einer Geschichte der Rechenmaschine, München: Systhema, 1900
- Franz Trinks: Geschichtliche Daten aus der Entwicklung der Rechenmaschine von Pascal bis zur Nova-Brunsviga, Braunschweig, 1927
- J. A. V. Turk: Orgin of Modern Calculating Machines – Technology and Society, Chicago, 1921
- Henry Wassén: The Odhner History – An Illustrated Chronicle of "A Machine to Count on". Wezäta, Gothenburg 1951
- Ernst Eberhard Wilberg: Die Leibniz'sche Rechenmaschine und die Julius-Universität in Helmstedt, Braunschweig, 1977 Kategorie:Rechenmaschine Kategorie:Büromaterial Kategorie:Rechenhilfsmittel

Wilhelm Schickard

Wilhelm Schickard (
- 22. April 1592 in Herrenberg; † 23. Oktober 1635 in Tübingen) (Neffe von Heinrich Schickhardt) war Professor für biblische Sprachen, Astronomie und Mathematik an der Universität Tübingen. Er war Gelehrter von weitgespannter Universalität. Wilhelm Schickard trat nicht nur als Theologe, Geograph, Landvermesser und Kupferstecher, sondern auch als genialer Erfinder hervor. Er entwickelte um 1630 das erste Handplanetarium, mit dem sich Sonne, Erde und Mond bewegen ließen. Er schuf 1623 auch die älteste mechanische Rechenmaschine und beschrieb sie in einem Brief an Johannes Kepler, der sie zur Erstellung seiner Rudolfinischen Tafeln verwenden wollte. Heute befindet sich daher an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen das nach ihm benannte Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik. Wilhelm-Schickard-Institut für InformatikSein Bild befindet sich in der Bildnissammlung im Senatssaal in der Universität Tübingen. Quelle: Schickardsches Skizzenbuch, Württembergische Landesbibliothek Stuttgart.

Weblinks

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- [http://www-ti.informatik.uni-tuebingen.de/deutsch/schickard/index.html Biografie]
- [http://www.wss.tue.bw.schule.de/schickard/index.htm Biografie] Hier findet man auch eine Beschreibung der Rechenmaschine Wilhelm Schickards sowie eine Simulation der Rechenmaschine als Windows-Programm
- [http://www.informatik.uni-tuebingen.de Das Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik an der Universität Tübingen] Schickard, Wilhelm Schickard, Wilhelm Schickard, Wilhelm Schickard, Wilhelm Schickard, Wilhelm

Blaise Pascal

Blaise Pascal (
- 19. Juni 1623 in Clermont-Ferrand; † 19. August 1662 in Paris) war ein französischer Mathematiker, Physiker, Literat und Philosoph.

Leben und Schaffen

Die Jugendjahre

Pascal stammte aus einer Familie des hohen Amtsadels und wurde geboren als Sohn eines Vorsitzenden Richters am Steuergericht der Auvergne. Mit drei Jahren verlor er seine Mutter. Als er acht war, verkaufte der Vater sein Amt an einen Bruder und zog nach Paris, um seinen Töchtern Gilberte (11) und Jacqueline (6) sowie vor allem dem sichtlich hochbegabten Blaise bessere Entfaltungsmöglichkeiten zu schaffen Pascal war ein kränkliches Kind, deshalb wurde er von seinem sehr gebildeten Vater und Hauslehrern unterrichtet. Spätestens mit zwölf erwies er sein mathematisches Talent. Er begann in Mathematikerkreisen zu verkehren und beeindruckte dort als 16-Jähriger mit einer grundlegenden Arbeit über die Berechnung von Kegelschnitten. Kegelschnitt Nachdem sein Vater (der 1638 politisch angeeckt und aus Paris geflüchtet war) Ende 1639 begnadigt und 1640 zum hohen Steuerbeamten in Rouen ernannt worden war, erfand Pascal dort 1642 eine Rechenmaschine für ihn, die "pascaline". Sie ermöglichte zunächst nur Additionen, wurde zehn Jahre hindurch aber ständig verbessert und konnte schließlich auch subtrahieren. Pascal erhielt ein Patent auf sie, doch den Reichtum, den er sich von seiner kleinen Firma erhoffte, erlangte er nicht, denn die mühsam handgefertigten Maschinen (mehrere von insgesamt wohl 50 sind erhalten) waren zu teuer, um größeren Absatz zu finden. In Rouen, einer Stadt mit Universität, hohem Gericht (Parlement) und reicher Kaufmannschaft, zählte die Familie Pascals zur guten Gesellschaft und auch er sowie seine literarisch begabte jüngere Schwester Jacqueline bewegten sich in diesem Milieu. 1646, während der Rekonvaleszenz des Vaters nach einem Unfall, kam die Familie in Kontakt mit den Lehren des holländischen Reformbischofs Jansenius, der einen dem Calvinismus nicht unähnlichen katholischen Fundamentalismus vertrat. Vater und Sohn wurden fromm, Tochter Jacqueline (Gilberte war schon verheiratet), beschloss sogar Nonne zu werden.

Die Pariser Zeit

Seine neue Frömmigkeit hinderte Pascal allerdings nicht, weiterhin naturwissenschaftlich-mathematische Studien zu treiben. So wiederholte er noch 1646 erfolgreich die schon 1643 von Evangelista Torricelli angestellten Versuche zum Nachweis der Existenz des Vakuums, die er 1647 in einer Abhandlung beschrieb. Angesichts des Widerstandes vieler Theologen und Naturforscher, u. a. von Descartes, den er 1647 in Paris traf, diskutierte Pascal die Frage des Vakuums später jedoch nur indirekt, insbes. in einer Abhandlung über den Luftdruck, dessen Abhängkeit von der Höhe des jeweiligen Ortes er 1647 nachgewiesen hatte. 1648 begründete er in einer weiteren Abhandlung das Gesetz der kommunizierenden Röhren. Um 1650 – er lebte seit 1647 mit Jacqueline meist wieder in Paris und war halbwegs gesund – setzte er die Religion etwas hintan und fand Anschluss an schöngeistige, teils sogar freidenkerische Kreise, was ihn zur Beschäftigung mit der Philosophie der Zeit animierte. Die in diesem mondänen Milieu wichtige Kunst, anderen Menschen zu gefallen, inspirierte ihn möglicherweise (denn seine Autorschaft ist nicht sicher) zu einem Discours sur les passions de l'amour ("Rede über die Leidenschaften der Liebe", 1652), in dem der Primat des Gefühls gegenüber dem Intellekt postuliert wird. Die mit Bekannten geführten Diskussionen über die Gewinnchancen im Glückspiel, einem typisch adeligen Zeitvertreib, führten Pascal 1653 dazu, sich der Wahrscheinlichkeitsrechnung zuzuwenden, die er 1654 im brieflichen Austausch mit dem Toulouser Richter und großem Mathematiker Pierre de Fermat vorantrieb. Überhaupt beschäftigte er sich 1654 wieder sehr mit der Mathematik und schrieb je eine Abhandlung über das sog. Pascalsche Dreieck (Traité du triangle arithmétique), über Zahlenordnungen (Traité des ordres numériques) und über Zahlenkombinationen (Combinaisons). Seine Sicht vom Menschen und von dessen Glücksmöglichkeiten wurde um diese Zeit allerdings zunehmend skeptischer, nicht zuletzt unter dem Einfluss Jacquelines, die 1652 ins Kloster ging. Der insgesamt fortschrittsgläubige Rationalismus à la Descartes schien ihm immer illusionärer.

Die Jahre in Port-Royal

1654 wurde Pascal Beinahe-Opfer eines Verkehrsunfalls und hatte wenig später, am 23. Okt., eine mystische Vision, die er noch nachts auf einem erhaltenen Blatt Papier als sog. Mémorial aufzuzeichnen versuchte. Er wurde einmal mehr fromm und zog sich zurück zu den jansenistischen "solitaires" (Einsiedlern), d. h. Gelehrten und Theologen, die sich angesiedelt hatten im Umkreis des ebenfalls jansenistisch-strengen Frauenklosters Port-Royal bei Versailles, wo auch Jacqueline lebte. Hier begann er, religiös und theologisch motivierte Schriften zu verfassen. Zugleich befasste er sich, wie immer, auch mit praktischen Fragen, so 1655 mit der Didaktik des Erstlesens für die von den "solitaires" betriebene Schule. Bei seiner Bekehrung kam er hinein in eine Situation, wo die orthodox frommen und rigoros moralischen Jansenisten den laxeren und konzilianteren, aber auch machtbewussten Jesuiten ein Ärgernis geworden waren. Als es 1655 zum offenen Streit kam, weil der jansenistische Theologe Antoine Arnauld aus der theologischen Fakultät der Sorbonne ausgeschlossen worden war, mischte Pascal sich ein und ließ 1656/57 eine Serie anonymer satirisch-polemischer Broschüren erscheinen, die 1657 in Holland als Buch gedruckt wurden unter dem Titel Provinciales, ou Lettres de Louis de Montalte à un provincial de ses amis et aux R.R. PP. Jésuites sur la morale et la politique de ces pères ("Provinzler[briefe], oder Briefe von L. de M. an einen befreundeten Provinzler sowie an die Jesuiten über die Moral und die Politik dieser Patres"). Es sind 18 Briefe eines fiktiven Paris-Reisenden namens Montalte, von denen die ersten zehn an einen fiktiven Freund in der heimatlichen Provinz gerichtet sind, die nächsten sechs an die Pariser Jesuitenpatres insgesamt und die letzten beiden speziell an den Beichtvater des Königs. In diesen Briefen beschreibt Montalte in der Rolle eines zunächst theologisch unbeschlagenen und naiven jungen Adeligen, wie Jesuiten ihm altklug und herablassend ihre Theologie erklären; später, nachdem er quasi seine Lektion gelernt hat, beginnt er mit ihnen zu diskutieren und so scharfsinnig wie witzig ihre Lehren zu zerpflücken. Pascal persiflierte und attackierte so die zwar gewissermaßen verbraucherfreundliche, aber tendenziell opportunistische und oft spitzfindige Theologie – die berühmte Kasuistik – der Jesuiten und entlarvte ihren sehr weltlichen Machthunger. Die Lettres provinciales hatten, obwohl sie nach der Nr. 5 verboten wurden, bei Erscheinen der Buchausgabe 1657 auf den Index kamen und 1660 sogar vom Henker verbrannt wurden, großen und langandauernden Erfolg und bedeuteten längerfristig den Anfang vom Ende der Allmacht der Jesuiten, zumindest in Frankreich. Kasuistik Kurzfristig allerdings behielten diese mit Hilfe von König und Papst die Oberhand, was die nächsten Jahre Pascals sehr verdüsterte. Denn während viele seiner Gesinnungsfreunde unter dem Druck der obrigkeitlichen Schikanen einknickten oder taktierten, blieb er unbeugsam. In dieser Situation begann er mit der Arbeit an einer großen Apologie der christlichen Religion, wobei er einen seines Erachtens von Augustinus gedeckten Kompromiss anstrebte zwischen der fast fatalistischen jansenistischen Prädestinationslehre, die das Heil oder die Verdamnis jedes Menschen als von Gott vorbestimmt sieht, und der optimistischeren Vorstellung der Jesuiten, dass jeder Mensch eine weitgehende Freiheit habe, sich für Gut oder Böse zu entscheiden und sein Seelheil aktiv zu fördern. Mit seiner ohnehin schwächlichen Gesundheit ging es in dieser Zeit, sicher auch aufgrund seiner asketischen Lebensweise, immer rascher bergab. So hinderte ihn der frühe Tod mit eben 39 an der Fertigstellung des Werkes. Die umfangreichen Notizen und Fragmente wurden 1670 von jansenistischen Freunden unter dem Titel Pensées sur la religion et autres sujets ("Gedanken über die Religion und andere Themen") herausgegeben. Hierin findet man u. a. die Pascalsche Wette, gemäß der der Glaube an Gott nicht nur richtig, sondern auch vernünftig ist, denn: "Wenn Gott nicht existiert, verliert man nichts, wenn man an ihn glaubt; wenn Gott aber existiert, verliert man alles, wenn man nicht glaubt."

Kritik

Pascals Leben und Werk gewinnen durch die Tatsache, dass er in einer Epoche, die bereits äußerst klar auf der Trennung von Glauben und Wissen bestand, das Prinzip der Einheit allen Seins vertrat. Für ihn bedeutete die Beschäftigung sowohl mit naturwissenschaftlichen Problemen als auch mit philosophischen und theologischen Fragen keinerlei Widerspruch; alles das diente ihm zur unmittelbaren Vertiefung seiner Kenntnisse. Seine Wahrnehmung der "intelligence/raison du coeur" - nur das Zusammenspiel von Verstand und Herz kann Grundlage menschlichen Erkennens sein - als wesentlichste Form der umfassenden Erkenntnis kann als visionär und über die Zeiten hinweg beispielgebend erfasst werden. Bis heute gilt Pascal als wortgewaltiger Verfechter einer tiefen christlichen Ethik. Friedrich Nietzsche hingegen warf Pascal vor, zu einem Verfechter einer besonders lebensfeindlichen christlichen Lehre geworden zu sein. Moderne Kritiker wie der sonst vergleichsweise zurückhaltende Aldous Huxley gingen in ihrer Kritik weiter. Pascal habe aus seiner Not - seinen körperlichen Gebrechen sowie seiner Unfähigkeit, echte Leidenschaft zu empfinden - eine Tugend gemacht und dies mit heiligen Worten getarnt. Schlimmer noch: er habe seinen beachtlichen Verstand dazu benutzt, um andere dazu zu ermuntern, eine gleichermaßen Diesseits-feindliche Weltanschauung einzunehmen. Zitate von Pascal wie: "Vom Mittelweg abweichen heisst von der Menschheit abweichen" und andere mehr verleiteten lediglich dazu, ihn als gemäßigten Denker im aristotelischen Sinne zu verstehen. Huxley weist darauf hin, dass dies nur eine und leider nur die theoretische Seite Pascals war. Im eigentlichen Leben, also so, wie es sich in dessen Lebensalltag auch nachweislich darstellte, sei Pascal rigoros gewesen - heute würde man sagen: fundamentalistisch. Worte aus der Feder Pascals wie: "Siechtum ist der Naturzustand eines Christen; denn erst im Siechtum ist der Mensch so, wie er immer sein sollte" würden wesentlich zutreffender die düstere Haltung des Philosphen wiedergeben. Pascal würde aufgrund seiner brillanten Formulierungen und den beeindruckend geschilderten spirituellen Erlebnissen als "Vorkämpfer einer hehren Sache" gelten, während er - was seine christlich-philosophische Seite anbelangt - nur ein kranker Asket gewesen sei. Im Gegensatz zu Nietzsche habe er sich nicht gegen seine Gebrechen gestemmt, sondern sie als willkommene Indizien für ein wertloses irdisches Leben benutzt.

Wirkung

Nach Pascal sind benannt:
- die Programmiersprache Pascal - respektive TopPascal - wegen seiner Erfindung einer Rechenmaschine;
- die physikalische Einheit des Drucks, wegen seiner Versuche zum Luftdruck;
- das Pascalsche Dreieck, bei dem sich ein Binomialkoeffizient als Summe zweier darüberstehender ergibt;
- die Pascal-Verteilung in der Wahrscheinlichkeitstheorie, die aber meistens negative Binomialverteilung genannt wird;
- die Pascalsche Wette, ein Argument für den Glauben an Gott;
- die Pascalsche Schnecke, eine spezielle ebene Kurve.
- der Satz von Pascal, einer Aussage der projektiven Geometrie.

Weblinks

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- http://www.christliche-zitate.net/blaise_pascal.htm Zitate von Blaise Pascal
- http://www.blaise-pascal.de/
- [http://www.pinkernell.de/romanistikstudium Artikel in "Namen, Titel und Daten der franz. Literatur"] (Quelle für den Absatz "Leben und Schaffen")
- [http://12koerbe.de/phosphoros/pascal.htm Die beiden Unendlichkeiten (Pensées 69-73), frz./dt.] Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise Pascal, Blaise ja:ブレーズ・パスカル ko:블레즈 파스칼

Staffelwalze

Eine Staffelwalze ist ein Zylinder, auf dem neun unterschiedlich lange Zähne aufgebracht sind. Es dient bestimmten mechanischen Rechenmaschinen als Antrieb.

Funktionsprinzip

Historische Entwicklung

Literatur

- Henry Wassén: The Odhner History – An Illustrated Chronicle of "A Machine to Count on". Wezäta, Gothenburg 1951 Kategorie:Rechenmaschine Kategorie:Büromaterial Kategorie:Rechenhilfsmittel

Fertigungstechnik

Begriff der Produktionstechnik / des Maschinenbaus. Fertigungstechnik ist die Lehre von der wirtschaftlichen Herstellung geformter Werkstücke aus gegebenen Ausgangsmaterialien nach vorgegebenen geometrischen Bestimmungsgrößen (unter Einhaltung bestimmter Toleranzen) und deren Zusammenbau zu funktionsfähigen Erzeugnissen. Die Grundbegriffe der Fertigungsverfahren sind in DIN 8580 zusammengefasst. Arbeitsfeld der Fertigungstechnik ist das Entwickeln, Weiterentwickeln und Anwenden der Fertigungsverfahren.

Geschichte der Fertigungstechnik

Die Fertigungstechnik beeinflusst die Umwandlung eines Werkstücks vom Rohzustand bis zum Fertigzustand. Insofern ist ihre Geschichte so alt wie die Menschheit. Jedoch erst seit dem Beginn der industriellen Revolution Mitte des 19. Jahrhunderts wurde die Fertigungstechnik mit wissenschaftlichen Methoden weiterentwickelt. Johann Beckmann begründete die technologische Wissenschaft. Er führte den Begriff Technologie schon 1769 ein. Frederick Winslow Taylor verwendete um 1900 den Begriff Betriebswissenschaft und begründete den Taylorismus. Henry Ford setzte auf Typisierung und Massenfertigung. Die Fertigungstechnik ist Bestandteil der Produktionsforschung.

Grundbegriffe der Fertigungstechnik

Grundbegriffe der Fertigungstechnik sind laut DIN 8580:
- Fertigungsverfahren: Verfahren zur Herstellung geometrisch bestimmter fester Körper.
- Werkstück: Einzelteil eines technischen Gebildes in der Fertigung.
- Wirkmedium: Formloser fester, flüssiger oder gasförmiger Stoff, der durch verschiedene Energieformen sowie durch chemische Reaktionen Veränderungen am Werkstück hervorruft.
- Wirkpaar: Gebildet aus Werkstück einerseits und Werkzeug bzw. Wirkmedium/-medien andererseits.
- http://www.produktionsforschung.de Produktionsforschung Kategorie:Fertigungstechnik Kategorie:Maschinenbau

Heinz Nixdorf MuseumsForum

Das Heinz Nixdorf MuseumsForum (HNF) in Paderborn ist das größte Computermuseum der Welt (Stand 2005). Es ist benannt nach dem Paderborner Computerpionier und Wirtschaftsunternehmer Heinz Nixdorf. Das Museum wurde am 24. Oktober 1996 in einem ehemaligen Verwaltungsgebäude der Nixdorf Computer AG eröffnet, und lockt seitdem über 100.000 Besucher jährlich an. Es wird getragen von der Stiftung Westfalen.

Ausstellung

Das Museum präsentiert in seiner Dauerausstellung 6.200 Jahre Geschichte der Informations- und Kommunikationstechnik. In einer historischen Zeitreise wird der Bogen gespannt von der Entstehung der Schrift in Mesopotamien um etwa 4.200 vor Christus bis zu Internet, künstlicher Intelligenz und Robotik. Auf 6.000 Quadratmetern sind 2.000 Exponate zu sehen. Die Exponaten sind auf zwei Etagen organisiert. Im ersten Obergeschoss findet der Besucher die historischen Themen. Der Hintergrund der Informatik als Lehre von der automatischen Verarbeitung von Information die in der Erfindung der Computer mündet, wird hier grundsätzlich beleuchtet. Information in Form von Schrift, Sprache und Mathematik wird hier in allen drei Aspekten aufgegriffen. Themen sind: Die Entstehung der Schrift: von Mesopotamischen Tonkugeln ueber Keilschrift und Hieroglyphen bis hin zum klassischen Buchdruck und der Linotype. Eine beginnende Automatisierung wird mit der Einführung der Schreibmaschine beschritten. Rechnen und Rechenmaschinen: vom Abakus über Rechenstäbchen zu den Rechenautomaten von Pascal und Leibniz bis hin zu deren moderneren Ausprägung Sprossenrad- Rechenmaschinen. Ebenso ist eine Sammlung von Registrierkassen als Anwendung der Rechenmaschinen ausgestellt. Historie der Telegrafie: beginnend mit dem ersten Telegraph von Morse über frühe Telefonie bis hin zu einer Vermittlungsstelle mit Hebdrehwählern. Die beginnende Konvergenz der verschiedenen Technologien wird konsequent in den Ausstellungsstücken zur Büroautomatisierung aufgegriffen, allen voran mit Geräten aus dem Haus des IBM Vorgängers Hollerith. Es bleibt aber ebenfalls Raum für Exoten wie den "Schachtürken", eine mechanische Webstuhl Steuerung und die frühen Computer wie ENIAC oder die Systeme von Zuse. Ein besonderer Bereich bleibt hier auch der Kryptographie vorbehalten, in dem von frühen Chiffren aus der Antike bis zur Enigma die Geschichte der Verschlüsselung vorgestellt wird. ---- Im zweiten Obergeschoss finden sich dann die moderneren Ausprägungen der Computer. Hier ist die Sortierung weniger zeitlich als thematisch gehalten. Die Themen sind hier ebenfalls breit gefächert und decken die gesamte Palette vom Heimcomputer und Videospiel bis zum Supercomputer mit vielen ihrer Anwendungen ab. Der Einstieg wird mit frühen Computern und der Entwicklung von der Röhre ueber das Relais hin zu Transistor basierten Systemen gemacht. Eine eigene Abteilung widmet sich später dem Mikroprozessor und seiner Fertigung. Dem PC als wichtigen Schritt hin zur umfassenden Verfügbarkeit als Bürogerät wird ebenso ein Bereich gewidmet, wie den Systemen der mittleren Datentechnik. Der Schritt vom PC zum Homecomputer wird mit einer kompletten Sammlung von Klassikern wie zum Beispiel dem Altair 8800, Apple Lisa oder TI 99-4A dokumentiert. Schmuckstücke sind ebenfalls die Supercomputer von Cray und Parsytec. Beeindruckend sind die Exponate zu aktuellen Themen wie eben Robotik, neuen Medien, Wearable Computing und neuronale Netze. ---- Das besondere an der Ausstellung ist, dass zu allen Themen und Zeiten immer wieder, neben den reinen Exponaten und den sehr ausführlichen Erläuterungen, Experimente, Aufgaben und Beispiele in die Ausstellung integriert sind, die dem Besucher die Möglichkeit zu eigenen Erfahrungen und zum Ausprobieren geben.

Besonderheiten

Ein umfangreiches Veranstaltungsangebot ergänzt die Dauerausstellung. Vortragsreihen, Diskussionen und Kongresse thematisieren Fragen der Informationsgesellschaft. Neu im HNF ist das Business Forum, eine Weiterbildungs- und Qualifizierungsplattform in den Bereichen Technologietrends, E-Business und Kompetenzentwicklung. In Programmen der Museumspädagogik können Kinder u.a mit dem Abakus rechnen, Geheimschriften lernen oder Roboter bauen. Führungen finden zu zahlreichen Themen statt. Der WDR Computerclub sendete drei Sondersendungen mit dem Namen WDR-ComputerNacht live aus dem HNF. Diese Sendungen wurde jeweils an einem Wochenende am Jahresende der Jahre 1998, 1999 und 2001 veranstaltet. Seit 2001 ist das MuseumsForum jährlicher Austragungsort der RoboCup German Open.

Weblinks

- [http://www.hnf.de/ Heinz Nixdorf MuseumsForum] Kategorie:Paderborn Paderborn

Deutsches Museum

Das Deutsche Museum in München ist mit ca. 28.000 ausgestellten Objekten aus rund 50 Bereichen der Naturwissenschaften und der Technik das größte naturwissenschaftlich-technische Museum der Welt. Der umfangreiche Bestand an wertvollen technischen und naturwissenschaftlichen Originalexponaten wird jährlich von ca. 1,5 Millionen Menschen besucht.

Grundverständnis des Deutschen Museums

Erklärtes Ziel des Deutschen Museums ist es, dem interessierten Laien in verständlicher Weise naturwissenschaftliche und technische Erkenntnisse möglichst lebendig nahe zu bringen. Dazu zeigt es die geschichtliche Entwicklung der Naturwissenschaften und der Technik an ausgewählten Beispielen und deren Bedeutung für die technische und die gesellschaftliche Entwicklung.

Einrichtungen des Deutschen Museums

Das Deutsche Museum hat die folgenden Ausstellungen:
- das Stammhaus auf der Museumsinsel in München,
- das Verkehrszentrum in München,
- die Flugwerft in Oberschleißheim und
- das Deutsche Museum Bonn. Außerdem existiert eine Studiensammlungen mit ca. 94.000 Objekten, eine Spezialbibliothek für die Geschichte der Naturwissenschaften und Technik mit ca. 850.000 Bänden und Archive mit zahlreichen Originaldokumenten. Das Forschungsinstitut für Technik- und Wissenschaftsgeschichte des Deutschen Museums arbeitet mit der Ludwig-Maximilians-Universität und der Technischen Universität zusammen. Das Kerschensteiner Kolleg veranstaltet Fortbildungskurse für Lehrer und Studenten über die Geschichte der Naturwissenschaften und der Technik.

Zur Geschichte des Deutschen Museums

Das Deutsche Museum wurde auf Anregung Oskar von Millers am 28. Juni 1903 auf der Jahreshauptversammlung des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) als "Museum von Meisterwerken der Naturwissenschaft und Technik" gegründet. Die Ausstellungen wurden 1906 in provisorischen Räumen eröffnet. Die ersten Objekte bestanden aus der mathematisch-physikalischen Sammlung des bayerischen Staates. 1906 wurde der Grundstein für den Museumsbau auf der Isarinsel (ehemals Kohleninsel, heute Museumsinsel) gelegt. Der Neubau auf der Museumsinsel konnte 1925 mit zehnjähriger Verspätung eröffnet werden. Im Jahr 1932 wurde der Bibliotheksbau eröffnet und 1935 der Kongressbau. Nach der starken Zerstörung im Krieg wurde das Museum 1948 wieder eröffnet und in den folgenden Jahren mehrmals erweitert. 1992 wurde die Flugwerft Schleißheim als Zweigmuseum auf dem ältesten erhaltenen Flugplatz Deutschlands eröffnet. Als Zweigmuseum zur Darstellung der Entwicklung der Wissenschaft und Technik in Deutschland nach 1945 wurde 1995 das Deutsche Museum Bonn gegründet. 2003 wurde die erste Halle des Verkehrszentrums des Deutschen Museums auf der Theresienhöhe (dem ehemaligen Messegelände) in München bezogen. Zeittafel zur Geschichte
- 1903 Gründung des Deutschen Museums
- 1906 Eröffnung der vorläufigen Sammlungen in den Räumen des ehemaligen Nationalmuseums an der Maximilianstraße
- 1909 Eröffnung weiterer Sammlungen in der alten Isarkaserne an der Ehrhardtstraße
- 1911 Richtfest des Sammlungshauses
- 1925 Eröffnung des Deutschen Museums im Neubau auf der Museumsinsel
- 1928 Grundsteinlegung zum Bibliotheks- und Saalbau
- 1930 Richtfest zum Bibliotheks- und Saalbau
- 1932 Eröffnung der Bibliothek
- 1935 Eröffnung des Kongresssaales
- 1944 Zerstörung von ca. 80 % der Gebäude
- 1948 Wiedereröffnung nach der Zerstörung
- 1984 Eröffnung der neuen Halle für Luft- und Raumfahrt; vorübergehende Schließung einiger Abteilungen nach Hagel- und Wasserschaden.
- 1992 Eröffnung der Flugwerft Schleißheim am Flugplatz Oberschleißheim
- 1995 Eröffnung des Deutschen Museums Bonn als Zweigmuseum
- 2003 Eröffnung des Verkehrszentrums auf dem ehemaligen Messegelände

Ständige Ausstellungen auf der Museumsinsel in München

- Agrar- und Lebensmitteltechnik
- Altamira-Höhle
- Amateurfunk
- Astronomie
- Bergbau
- Brückenbau
- Chemie
- Drucktechnik
- Eisenbahn und Bergbahnen
- Energietechnik :In der Abteilung werden grundlegende Informationen aus dem Bereich der Energietechnik zum Energieverbrauch, zur Energieumwandlung und zur Energieverwendung gemacht. Die verschiedenen Primärenergien werden dargestellt und dann besonders auf die Nutzung der Sonnenenergie eingegangen. Die Möglichkeiten und Probleme der Energiespeicherung werden aufgezeigt. Im Themenkomplex Kernenergie werden die physikalischen Grundlagen der Kernspaltung, der grundsätzliche Aufbau von Kernkraftwerken und Konzepte zur Gefahrenabwehr vorgestellt. Die beim Betrieb von Kernkraftwerken entstehende künstliche Radioaktivität wird mit anderen Formen der künstlichen und der natürlichen Radioaktivität verglichen und die verschiedenen Arten der Lagerung von radioaktiven Abfällen aufgezeigt.
- Erdöl und Erdgas
- Foucaultsches Pendel
- Geodäsie :In der Abteilung werden die Methoden der Geodäsie und deren Entwicklungen dargestellt, um die Erdoberfläche zu vermessen und die Gestalt der Erde zu bestimmen. Bei den Messmethoden sieht man Geräte, mit denen man Längen, Winkel und Höhen misst, um damit die Lage eines Ortes zu bestimmen. Auch Messungen mittels Astronomie oder Satelliten werden vorgestellt. Ein besonderer Bereich befasst sich mit dem Kataster, dem Grundbuch und der Flurkarte. Auch auf die Methoden der Ingenieurvermessung von Bauwerken, technischen Anlagen und sportlichen Leistungen wird eingegangen. Schließlich werden die unterschiedlichen Darstellungen der Erde mittels Globen und Landkarten an Beispielen gezeigt. In dem Bereich Orientierung mit Landkarte und Kompass kann man lernen, wie man sich damit in der Natur zurecht findet.
- Glastechnik :Die Abteilung gliedert sich in die vier Bereiche Glas als Werkstoff, Hohlglas, Flachglas und Spezialglas. Im ersten Teil werden die Bestandteile, wichtige Eigenschaften des Glases und die geschichtliche Entwicklung der Glasherstellung in Modellen gezeigt. Die Herstellung von Hohlgläsern ist von der Glasmacherpfeife bis zur modernen Massenherstellung zu sehen. Die Herstellung von Flachglas kann man an Hand der alten Techniken zur Herstellung aus Hohlglas und die Massenfertigung, die erst im 20. Jh. erfunden wurde, kennen lernen. Die unterschiedlichen Grundstoffe und Eigenschaften von Spezialgläsern werden an Beispielen aus den Anwendungsbereichen Optik, Elektrotechnik, Chemie und Pharmazie verdeutlicht.
- Informatik
- Keramik
- Kutschen und Fahrräder
- Kraftmaschinen :In der Abteilung sind Kraftmaschinen entsprechend der Art ihrer Energieumwandlung ausgestellt. Es beginnt mit den Muskelkraftmaschinen und den verschiedenen Wind- und Wasserrädern, die noch durch die Wasserturbinen ergänzt werden. :Bei den Dampfmaschinen sind besonders sehenswert der Nachbau einer doppeltwirkenden Wattschen Betriebsdampfmaschine von 1788 und die Ventildampfmaschine der Gebrüder Sulzer aus dem Jahr 1865. Die Dampfturbinen von Carl de Laval (1888) und Charles Parsons (1889) zeigen den Übergang von den Kolbendampfmaschinen zu den in der modernen Stromerzeugung dominierenden Dampfturbinen. :Bei den Verbrennungsmotoren sind der erste stationäre Viertakt-Otto-Motor von 1876 und die daraus abgeleiteten Fahrzeugmotoren von Gottlieb Daimler (1886/1889) zu sehen. An weiteren Verbrennungsmotoren sind der Dieselmotor von Rudolf Diesel (1897), Wankelmotoren und Strahltriebwerke ausgestellt.
- Luftfahrt
- Maschinenelemente
- Maß und Gewicht
- Mathematisches Kabinett
- Metalle
- Mikroelektronik
- Musikinstrumente
- Museumsgeschichte
- Papier
- Pharmazie
- Physik
- Planetarium
- Raumfahrt
- Schifffahrt
- Starkstromtechnik
- Technisches Spielzeug
- Telekommunikation
- Textiltechnik
- Tunnelbau
- Umwelt
- Wasserbau :Diese Abteilung befasst sich sowohl mit Bauten im Wasser, wie Schleusen, Staumauern und Flusslaufgestaltung als auch über das Wasser, nämlich Brücken. Es sind anschauliche Modelle von Flussbrücken, angefangen bei Cäsars Rheinbrücke bis hin zu modernen Autobahnbrücken ausgestellt. Durch den ganzen Austellungsraum führt eine Schrägseilbrücke, auf der die Besucher laufen können und auch die momentane Brückenschwankung angezeigt wird.
- Werkzeugmaschinen
- Wissenschaftliche Instrumente
- Zeitmessung Außerdem werden Sonderausstellungen zu aktuellen Themen angeboten. Siehe auch: Bildergalerie Deutsches Museum

Führungen

Bildergalerie Deutsches Museum In zahlreichen Abteilungen werden zu bestimmten Tageszeiten Führungen angeboten, an denen jeder Besucher ohne Voranmeldung teilnehmen kann. Führungen für Schulklassen, Fachführungen und Führungen in Fremdsprachen können auf Voranmeldung durchgeführt werden. Das Kinderreich bietet Kindern in Begleitung Erwachsener spielenden Zugang zu technischen Fragestellungen. Eine der bekanntesten Vorführungen ist die Hochspannungsanlage im Erdgeschoss.

Weblinks

- [http://www.deutsches-museum.de/index.htm Deutsches Museum] München
- [http://www.deutsches-museum-bonn.de Deutsches Museum] Bonn
- [http://www.deutsches-museum.de/mum/live/kamera.htm Webcam] Kategorie:Museum in München München München Kategorie:Technik Kategorie:Wissenschaftsgeschichte Kategorie:1903 ja:ドイツ博物館

1709

Ereignisse

- 2. Februar: Der schottische Seemann Alexander Selkirk wird vom unbewohnten Eiland „Isla Mas a Tierra“ geborgen. Sein Schicksal liefert Stoff für Daniel Defoes Roman „Robinson Crusoe“
- 8. Juli: Der russische Zar Peter der Große besiegt Schweden in der Schlacht bei Poltawa
- 13. Juli: Johann Maria Farina gründet in Köln „Farina gegenüber”, die heute älteste Parfümfabrik der Welt
- 11. September: In Nordostfrankreich beim Dorf Malplaquet (Heute ein Ortsteil von Taisnières-sur-Hon besiegt die alliierte Armee unter Prinz Eugen und dem Herzog von Malborough die französische Armee unter dem Feldherren Villars in einer verlustreichen Schlacht
- Ende der Gabelzeit auf den Färöern. Eine Königlich Dänische Kommission stellt die Staatsmacht auf dem Archipel wieder her
- Das Zentrale Museum der Seekriegsflotte wird in Sankt Petersburg gegründet

Kultur

- 26. Juli: Uraufführung der Oper Desiderius, König der Langobarden von Reinhard Keiser am Theater am Gänsemarkt in Hamburg

Geboren

- 24. Februar: Jacques de Vaucanson, französischer Ingenieur, Erfinder und Flugpionier († 1782)
- 3. März: Andreas Sigismund Marggraf, deutscher Chemiker
- 10. März: Georg Wilhelm Steller, deutscher Naturforscher
- 3. Juli: Wilhelmine von Bayreuth, preußische Königstochter († 1758)
- 11. Juli: Johan Gottschalk Wallerius, Chemiker und Mineraloge († 1785)
- 18. September: Samuel Johnson, englischer Gelehrter, Schriftsteller, Dichter, Kritiker und Lexikograph († 1784)
- 18. Dezember: Elisabeth (Russland), Russische Zarin († 1761)
- 25. Dezember: Julien Offray de La Mettrie, französischer Arzt und Philosoph († 1751)

Gestorben

- 20. Januar: François d'Aix Lachaise, Jesuit (
- 1624)
- 8. Februar: Giuseppe Torelli, italienischer Violinist und Komponist (
- 1658)
- 2. April: Giovanni Battista Baciccio, italienischer Maler (
- 1639)
- 31. August: Andrea Pozzo, italienischer Maler (
- 1642)
- 1. Dezember: Abraham a Sancta Clara, katholischer Geistlicher und Schriftsteller (
- 1644)
- 8. Dezember: Thomas Corneille, dramatischer Dichter und ist der Bruder von Pierre Corneille (
- 1625)
- 26. Dezember: Johann Philipp Bendeler, deutscher Organist und Orgeltheoretiker (
- 1654) ko:1709년

1683

Ereignisse

Politik und Weltgeschehen

- 1. Januar: Gründung der kurbrandenburgischen Kolonie Groß-Friedrichsburg
- 7. April: Der französische Entdecker René-Robert Cavelier, Sieur de La Salle erreicht als erster Europäer die Mündung des Mississippi. Am 9. April nimmt er feierlich von allen Gebieten am Mississippi für die französische Krone Besitz und nennt das Territorium zu Ehren von König Ludwig XIV. „La Louisiane“ (Louisiana, heute ein Bundesstaat der USA)
- 3. Mai: Die türkische Armee erreicht Belgrad (200.000 Mann, 300 Geschütze) nach Überwinterung in Edirne. Sultan Mehmed IV. überträgt den Oberbefehl seinem Großwesir Kara Mustafa Paşa. Später wird in Stuhlweißenburg (Ungarn) als Ziel des Feldzuges Wien bekanntgegeben
- 7. Juli: Von der Raab aus gelangt die tatarische Vorhut (40.000 Mann) nach Petronell, 40 km östlich Wiens. Nach diesen Gefechten verlässt Kaiser Leopold I. mit seiner Familie Wien und flüchtet nach Linz. Graf Ernst Rüdiger von Starhemberg übernimmt die militärische Führung in der Hauptstadt
- 15. Juli: Einen Tag nach Eintreffen der Hauptarmee (300.000 Mann) lehnt Wien die Kapitulation ab (kaum 10.000 Verteidiger). Die Zweite Türkenbelagerung beginnt. Erst spät kommt eine Allianz des Kaisers mit Polen, Bayern und Sachsen zustande
- 15. August: Polens König Jan Sobieski startet mit seiner Armee von Krakau aus Richtung Wien
- August: Karl von Lothringen schlägt Thökölys Truppen und ein türkisches Hilfskorps am Bisamberg nördlich Wiens. So kann die Donau vom Entsatzheer überquert werden; die Polen vereinen sich mit den Truppen Sachsens, den Kaiserlichen, den Bayern und den fränkisch-schwäbischen Reichstruppen bei Tulln, 30 km stromaufwärts von Wien
- 12. September: Das Entsatzheer unter der Führung von Johann III. Sobieski schlägt die Türken in der Schlacht am Kahlenberg
- 6. Oktober: Die erste geschlossene Gruppe von Deutschen erreicht Nordamerika unter der Führung von Franz Daniel Pastorius

Geboren

- 13. Januar: Johann Christoph Graupner, deutscher Komponist († 1760)
- 14. Januar: Johann Gottfried Silbermann, bedeutender deutscher Orgelbauer († 1753)
- 13. Februar: Joseph Schmuzer, deutscher Baumeister und Stukkateur († 1752)
- 28. Februar: René Antoine Ferchault de Réaumur, französischer Wissenschaftler mit einem weiten Interessen- und Arbeitsgebiet († 1757)
- 21. März: Ludolf August von Bismarck, russischer General († 1750)
- 15. April: Katharina I. (Russland), Zarin von Russland 1725–1727 († 1727)
- 17. April: Johann David Heinichen, deutscher Komponist und Musiktheoretiker († 1729)
- 19. Mai: Burkhard Christoph Graf von Münnich, russischer Generalfeldmarschall und Politiker († 1767)
- 29. Mai: Antoine Pesne, Hofmaler in Preußen († 1757)
- 11. Juli: Caspar Neumann, deutscher Chemiker und Apotheker († 1737)
- 22. August: Erdmann II. Graf von Promnitz, († 1745)
- 7. September: Maria Anna von Österreich, Erzherzogin von Österreich und ab 1708 Königin von Portugal († 1754)
- 16. September: Lorenz Heister, deutscher Anatom († 1758)
- 18. Oktober: Augustin Leyser, Jurist
- 10. November: Georg II. (Großbritannien), von 1727 bis 1760 englischer König († 1760)
- 22. November: Franz Kaspar von Franken-Siersdorf, Kölner Weihbischof
- 19. Dezember: Philipp V. (Spanien), König von Spanien († 1746)

Gestorben

- 18. Februar: Nicolaes Berchem, niederländischer Maler (
- 1620)
- 28. April: Daniel Casper von Lohenstein, deutscher Dramatiker (
- 1635)
- 26. Juni: Ferdinand von Fürstenberg, Fürstbischof von Münster und Paderborn (
- 1626)
- 30. Juli: Maria Theresia von Spanien, war die Cousine und Frau des Sonnenkönigs (
- 1638)
- 6. September: Jean-Baptiste Colbert, französischer Staatsmann (
- 1619)
- 19. November: August Carpzov, deutscher Staatsmann (
- 1612)
- 25. Dezember: Kara Mustafa wird in Belgrad auf Befehl des Sultans erdrosselt. Er hatte die Schlacht um Wien trotz dreifacher Übermacht verloren. (
- um 1626)
- 27. Dezember: Maria Francisca Elisabeth von Savoyen, Königin von Portugal (
- 1646)
- Berend Jacob Karpfanger: Piratenjäger und Kapitän des Schiffes „Wappen von Hamburg“ (
- 1622)
- Izaak Walton, englischer Schriftsteller (
- 1593) ko:1683년