Dieser Typ baut einen funktionierenden 4-Bit-Rechner aus Pappe und Murmeln

Computer sind keine Zauberei. Während du das hier liest, befinden sich unter deinen Fingerkuppen zahllose Leitungen und sogenannte Logikgatter, elektronische Schaltungen, die digitale Eingangssignale in Ausgangssignale verwandeln. Die wohl einfachste Form logischer Berechnungen und binärer Rechenoperationen geht bis ins Jahr 1705 zu Gottfried Wilhelm Leibniz zurück.

Man unterscheidet sieben verschiedene Typen von logischen Grundschaltungen. Bei einem Nicht-Gatter wird aus 1 beispielsweise 0. In einem Und-Gatter ergibt 1 und 1 ergo 1; und 1 und 0 ergibt 0. In einem Oder-Gatter ergibt 1 und 0 wiederum 1 und in einem NAND-Gatter ergibt zwei Mal 0 dann 1.

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Neben diesen Gattertypen gibt es noch drei weitere

Um binäre Operationen durchzuführen, ist Elektrizität zwar definitiv von Vorteil, du brauchst sie aber nicht unbedingt. Eigentlich musst du nur eine Möglichkeit finden, dass der binäre Input in die Gatter (die As und die Bs) zum richtigen binären Ergebnis (Y) führt. Wenn du das geschafft hast, hast du die Grundlagen eines Computers zusammen und kannst theoretisch alles machen.

Immer noch Zweifel? Dann lass dich von dem Projekt des Github-Users lapinozz überzeugen, der mal eben vorführt, wie man aus Pappe und Murmeln einen 4-Bit-Rechner baut:

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In der Tabelle oben seht ihr, dass ein Und-Gatter erst eine 1 ausgibt, wenn beide Male 1 eingegeben wurde. Ansonsten ist das Ergebnis 0. Das hier ist lapinozz’ Und-Gatter. In seinem Beispiel ist 1 eine Murmel und 0 keine Murmel:

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Bei einem Computer werden diese Logikschaltungen zu Schaltnetzen, sogenannten Halbaddierern und Volladdierern kombiniert. So wird aus Logik Arithmetik. Ein Halbaddierer aus Karton sieht übrigens so aus:

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Der Rechner aus Pappe ist also eigentlich eine Aneinanderreihung von Addierern, wie ihr hier sehen könnt:

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„Ich habe ihn zusammen mit meinen kleinen Schwestern für ein Wissenschaftsprojekt gebaut. Damit kann man Zahlen zwischen 0 und 15 addieren, mit einem Maximalergebnis von 30“, schreibt lapinozz. „Wir haben ihn komplett selbst gebaut und bei null angefangen. Damals hatte ich noch nicht die verschiedenen Rechner gesehen, die andere aus Lego, Holz und anderen Materialien gebaut hat. Das hier ist also ein völlig neues Modell.“

Quelle: Motherboard.vice.com