Wie der erste Computer Geschichte schrieb: 85 Jahre Zuse Z3

Ein Meilenstein der Technikgeschichte

Am 12. Mai jährt sich ein Meilenstein der Technikgeschichte zum 85. Mal: die Präsentation der Zuse Z3, des ersten funktionsfähigen Computers der Welt. Das Original wurde bei einem Bombenangriff im Zweiten Weltkrieg zerstört, dennoch ist diese Entwicklung heute noch greifbar. An der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) etwa steht eine Zuse Z23, ein späteres Modell. Das Besondere an dem FAU-Exemplar: Es funktioniert auch heute noch im Originalzustand. Edwin Aures, Leiter der FAU-Informatik-Sammlung, gibt Einblicke in die Anfänge moderner Computertechnik.

Der Beginn einer neuen Ära

Am 12. Mai 1941 stellte Konrad Zuse in Berlin die Zuse Z3 vor und legte damit den Grundstein für die moderne Computertechnik. Die Maschine gilt als erster funktionsfähiger, frei programmierbarer Digitalrechner auf binärer Basis. Der Berliner Bauingenieur hat die Apparatur aus einem praktischen Bedürfnis heraus entwickelt. „Zuse war getrieben davon, komplexe statische Berechnungen zu automatisieren und dem Menschen Arbeit abzunehmen“, erklärt Edwin Aures, Leiter der Informatik-Sammlung an der FAU.

Technik aus Relais und Lochstreifen

Die Z3 arbeitete mit rund 2.000 Relais, die als Schaltglieder fungierten und grundlegende Rechenoperationen ermöglichten. Programme wurden über Lochstreifen eingegeben, Daten über eine Tastatur, ähnlich einer Schreibmaschine. Mit einer Taktfrequenz von 5,3 Hertz führte sie Berechnungen seriell aus und nutzte bereits Gleitkommazahlen. „Die Z3 hatte alle wesentlichen Elemente moderner Computer, nur in völlig anderer technischer Form. Sie war also trotz ihrer Größe von mehreren Schrankwänden und einem Gewicht von rund einer Tonne ein Meilenstein der Ingenieurskunst.“

Kein Wettlauf, sondern parallele Entwicklungen

„Niemand wollte damals den ersten Computer bauen. Es ging immer um die Lösung konkreter Probleme“, betont Aures, „Und obwohl die Z3 oft als erster Computer bezeichnet wird, entstand sie nicht in einem Wettbewerb.“ Zeitgleich wurden weltweit verschiedene Rechenmaschinen für spezifische Zwecke entwickelt.

Während Konrad Zuse auf technische Berechnungen zielte, dienten andere Systeme etwa der Entschlüsselung militärischer Kommunikation. Diese parallelen Entwicklungen relativieren den Titel der Z3, unterstreichen jedoch ihre Bedeutung als früher universeller Rechner.

Ein Technologiesprung: Von der Z3 zur Z23

Rund zwei Jahrzehnte nach der Z3 zeigt die Zuse Z23 später, wie rasant sich die Technik weiterentwickelte. Während die Z3 noch auf Relais basierte, arbeitete die Z23 bereits mit Transistoren und war damit deutlich zuverlässiger und leistungsfähiger. „Sie erreichte mehrere tausend Rechenoperationen pro Sekunde und war als wissenschaftlich mathematischer Rechner vorwiegend für den Einsatz an Universitäten und Forschungseinrichtungen konzipiert. Mit der Z23 wird sichtbar, wie der Schritt von mechanisch-elektrischen zu elektronischen Systemen vollzogen wurde“, erklärt Aures.

Die Z23 an der FAU: Ein lebendiges Original

In der Informatik-Sammlung der FAU steht heute eine besondere Zuse Z23: Sie ist weltweit die einzige Maschine dieser Serie, die funktionsfähig ist und regelmäßig vorgeführt wird. 1962 wurde die Maschine am Mathematischen Institut der FAU in Betrieb genommen. Studierende konnten mit der Z23 das Programmieren lernen und Forschende mit ihr intensive Rechenaufgaben erledigen lassen. Nach ihrer Ausmusterung gelangte sie an das Christian-Ernst-Gymnasium in Erlangen.

Hier war sie ab 1974 etwa 9 Jahre als Schulrechner im Einsatz. Danach blieb die Z23 lange Zeit ungenutzt. „Dass sie dort nicht auseinandergebaut wurde, war unser großes Glück“, sagt Aures.

Erst 2009 kehrte die Z23 an die FAU zurück und wurde in aufwendiger Arbeit restauriert. „Die Fehlersuche hört nie auf, aber genau das macht den Reiz aus“, beschreibt Aures die Arbeit an dem historischen Gerät. Über zweieinhalb Jahre hinweg arbeiteten zwei Mitarbeiter der Informatik unter Mithilfe des Regionalen Rechenzentrums Erlangen (RRZE) und eines ehemaligen Zuse-Technikers an der Wiederherstellung der Maschine, tauschten Bauteile aus und justierten den Magnettrommelspeicher neu.

Technikgeschichte zum Anfassen – und Anhören

Heute kann die Z23 wieder rechnen und ermöglicht Besucherinnen und Besuchern einen einzigartigen Zugang zur Geschichte der Informatik. Interessierte können beobachten, wie die Maschine arbeitet, hören das charakteristische Rattern und sehen die Abläufe direkt an der Konsole. „Man kann hier mit allen Sinnen erleben, wie ein Computer funktioniert“, sagt Aures, „denn unsere Zuse kann sogar Musik machen, wenn man das Piepsen und Rattern so werten möchte.“

Mit einem Rückblick die Gegenwart verstehen

Das Jubiläum der Z3 zeigt, wie eng die Entwicklung moderner Computer mit ihren historischen Vorläufern verbunden ist. Von den Relais der Z3 bis zu den Transistoren der Z23 spannt sich ein Bogen, der die Grundlagen heutiger Technologie sichtbar macht. „Wer verstehen will, wie Computer heute funktionieren, sollte sich ihre Ursprünge ansehen.“ Die Informatik-Sammlung der FAU bewahrt diese Geschichte und macht sie erlebbar.

Weitere Informationen:

Edwin Aures
Lehrstuhl für Informatik 3 (Rechnerarchitektur)
edwin.aures@fau.de