Hintergrundinformationen und Arbeitsaufträge

Technikgeschichte im Spiegel des Zweiten Weltkriegs

Verschmelzung zentraler Technologien
Während des Zweiten Weltkriegs waren Wissenschaftler und Ingenieure in Großbritannien und den USA aufgrund der militärischen Herausforderungen sehr daran interessiert, drei bedeutende technische Entwicklungen aus dem 20. Jahrhundert zu verschmelzen:

• die Radartechnik, die mit ihren schnell schaltenden elektronischen Röhren die
  Basisbausteine für die ersten Rechner lieferte;
• die kryptografischen Verschlüsselungstechniken, die während des Krieges für den
  Versand geheimer Informationen per Funk verwendet wurden;
• die Erfahrungen mit Analogrechnern.

Die Erfindung des Computers
Das Resultat dieser Verschmelzung unterschiedlichster Technologien führte zur Erfindung des elektronischen Rechners, später Computer genannt. Klares Ziel aller damaligen Planungen war die Massenbearbeitung von Daten. Bemerkenswert ist die enge Zusammenarbeit zwischen Hochschulen, Industrie und Militär, die bereits Ende des Ersten Weltkriegs in den USA eingeleitet und in den folgenden Jahrzehnten kontinuierlich ausgebaut wurde. Sie ist heute noch ein Erfolgsfaktor für die amerikanische Hightech-Industrie.

Ideen für den Unterrichtseinstieg

Enigma-Funkspruch entschlüsseln
Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen Zettel, auf dem die Chiffrierfolge eines Enigma-Funkspruchs steht. Damit verbunden wird die Frage gestellt, was damit gemeint sein könnte. Alternativ kann die Chiffre per Beamer oder Overhead-Projektor an die Wand projiziert werden.

Diskussion - Aufgaben

Der "erste" Computer: Die Idee lag in der Luft

Anfang der 1940er Jahre entwickelte sich weltweit ein Bedarf an Großrechenanlagen. Weil Personal fehlte und der Bedarf im weiteren Verlauf des zweiten Weltkriegs immer größer wurde, musste die Effizienz der Rechenanlagen stetig gesteigert werden. Beispielsweise ermittelte das Militär massenweise ballistische Flugbahnen: Eine typische Zieltabelle erforderte die Berechnung von 3.000 Geschossbahnen, was rund 30 Tage Arbeit für die meist weiblichen Rechenfachleute bedeutete.

Das Binärprinzip

Konrad Zuse: Pionier des Computerzeitalters
Konrad Zuse gilt als einer der Pioniere des Computerzeitalters. Was seine Erfindung so revolutionär machte, ist das Binärprinzip: die Erkenntnis, dass grundsätzlich alle Rechenschritte auf Operationen zwischen Ja-Nein-Werten zurückgeführt werden können. Zuse verwendete erstmals das Prinzip EINS/NULL zur Steuerung von Rechenmaschinen: Information fließt / Information fließt nicht. Duale Schaltbausteine verband er also mit einem dualen Zahlensystem, und nicht mit dem Dezimalsystem wie frühere Rechenmaschinen. Aus Information wurde Null und Eins - die Bausteine der digitalen Welt. Während die Speicher- und Steuerungstechnik des Z1 noch über Lochstreifen (Blechstreifen) realisiert wurde, basierten die Folgemodelle zunehmend auf der Relaistechnik, eine elektrische EIN/AUS-Schaltung (Strom fließt / Strom fließt nicht).

Information wird Null und Eins
Was den ersten Computer ausmachte:

• die Verwendung des binären Zahlensystems (Gleitkommazahlen) für die Zahlendarstellung
• die Benutzung der mathematischen Gesetze der binären Logik, später als Schaltalgebra bekannt, für die Realisierung der Ablaufsteuerung
• die Verwendung von Blechstreifen, die mit Steuerstiften gekoppelt waren, für die Realisierung der binären Schaltelemente

Vertiefende Arbeitsaufträge zu Konrad Zuse

"Ich war zu faul zum Rechnen."
An der Tafel steht die Aussage: "Ich war zu faul zum Rechnen." Daran anschließend kann die Lehrkraft verschiedene Fragen stellen, die in das Thema einführen. Zum Beispiel: "Was hat diese Aussage mit technischen Erfindungen zu tun?"

Diskussion - Aufgaben

Weiterlesen

• Links und Literatur zum Thema
  Hier finden Sie Internetadressen und Printressourcen mit weiterführenden Informationen rund um das Thema "Computergeschichte".