Schon sehr früh hatten Menschen die Idee, arithmetische Rechnungen durch Maschinen durchführen zu lassen. In Bereichen wie der Astronomie, des Steuerwesens, der Landvermessung etc. mussten viele Rechnungen durchgeführt werden und so schien es logisch, dass man versuchte, diese Aufgabe einer (zunächst mechanischen) Maschine zu übertragen.

Die ersten mechanischen Rechenmaschinen wurden um 1623 vom Tübinger Professor Wilhelm Schickard bzw. etwas später vom berühmten französischen Mathematiker Blaise Pascal konstruiert.

Schaue dir das folgende Video zur Funktionsweise der Pascaline von Blaise Pascal an und beantworte die folgenden Fragen: Pascaline von Blaise Pascal

Diese ersten Rechenmaschinen funktionierten natürlich rein mechanisch und sie basierten auf dem uns bekannten Zehnersystem. Obwohl der geniale Mathematiker und Philosoph Gottfried Wilhelm Leibniz bereits 1679 das Binärsystem „erfunden“ hatte und zeigte, dass man mit diesem jegliche Zahl darstellen und jede Rechnung durchführen kann, dauerte es sehr lange, bis die Rechenmaschinen auf das Binärsystem setzten. Leibniz selbst hat 1685 eine Rechenmaschine konstruiert, die viel leistungsfähiger war als die Pascaline und die alle vier Grundrechenarten beherrschte. Diese Rechenmaschinen wurden über die Jahrzehnte stetig weiterentwickelt und konnten schliesslich die vier Grundrechenarten, sowie das Wurzelziehen und Quadrieren.

Siehe dir die ersten fünf Minuten dieses Videos an, um einen Eindruck davon zu bekommen, wie mit diesen mechanischen Rechenmaschinen umgegangen wurde.

Es dauerte bis ins Jahr 1939 als Konrad Zuse die erste mechanische Rechenmaschine Z1 baute, die auf binären Zahlen basiert (siehe unten).

Die ersten mechanischen Rechner verwendeten vor allem Zahnräder, Nocken und Wellen, um Berechnungen durch clevere Anordnung bzw. Bauweise durchzuführen, doch 1937 entwickelte der deutsche Bauingenieur Konrad Zuse die sogenannte Z1, eine Rechenmaschine, welche mit mechanischen Schaltgliedern funktionierte und mit einem Staubsaugermotor angetrieben wurde. Sie hatte schon viele Komponenten, welche einen modernen Computer ausmachen (Ein- Ausgabewerk, Rechenwerk, Speicherwerk, Programmwerk über Lochkarten). Zudem hatte Zuse erkannt, dass es viel einfacher und effizienter war, wenn der Rechner im Binärsystem arbeitet, da man dadurch nur Komponenten benötigt, welche zwei Zustände haben (EIN/AUS bzw. 1/0).

Im Jahre 1941 präsentierte Zuse die Z3, die als erster Digitaler Computer angesehen wird. Die Schalter wurden durch Relais implementiert.

Die Entwicklung des Computers geht dann mit Entwicklung der „Schalter“ einher, die jeweils für eine 1 oder eine 0 verwendet wurden. Waren es zunächst (wie bei der Z3 von Zuse) noch halbmechanische Relais, so wurden diese später durch Elektronenröhren ersetzt, die deutlich schneller arbeiteten, beispielsweise im ENIAC (1946). Röhren hatten jedoch einen hohen Energieverbrauch und waren störanfällig. In den 1950er Jahren revolutionierte der Transistor die Computertechnik: Er war kleiner, effizienter und zuverlässiger. Mit der Entwicklung integrierter Schaltkreise in den 1960ern begann schließlich das Zeitalter der modernen Computer. In heutigen Computern sind Milliarden von Transistoren eingebaut.