Sanierung des Zuse Z1: Wie Forscher die Rätsel der Z1 entschlüsseln
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Die Z1 gilt als eine der faszinierendsten Maschinen der Computergeschichte. Konrad Zuse(öffnet im neuen Fenster) entwickelte sie in den 1930er Jahren als frei programmierbaren mechanischen Rechner und schuf damit einen Vorläufer moderner Computer. Mit Komponenten wie einer Mikroprogrammsteuerung setzte er bereits früh auf Eigenschaften, die erst später Bestandteil der Rechentechnik wurden.
Im Deutschen Technikmuseum in Berlin steht eine Rekonstruktion der Z1, die von Konrad Zuse mithilfe zweier Studenten in den 1980er Jahren angefertigt wurde. Die Replik stellt Forscher und Restauratoren allerdings vor Herausforderungen.
Bereits im April 2023 traf sich Golem für den Besser-Wissen-Podcast mit Eva Kudrass, Kuratorin und Leiterin des Sammlungsbereichs Mathematik und Informatik im Deutschen Technikmuseum Berlin, um über die Sanierung der Z1-Replik zu sprechen. Nun, gut drei Jahre später, haben wir das Technikmuseum erneut besucht, um uns bei Kudrass über die Fortschritte der Restaurierung zu informieren.
Kleine Veränderung, große Wirkung
Direkt zu Beginn des Gesprächs mit Kudrass wird klar, dass der Versuch, die Maschine wieder funktionsfähig zu machen, weniger ein gewöhnliches Restaurierungsprojekt als eine Forschungsreise in die Entstehungsgeschichte des Computers geworden ist.
Auf den ersten Blick hat sich an der Präsentation der Z1 innerhalb der vergangenen drei Jahre wenig verändert. Tatsächlich wurde die Vitrine verbessert. Ein neuer Metallrahmen zwischen den Glaselementen erleichtert den Zugang zur Maschine. Was für Besucher kaum sichtbar ist, bedeutet für die Arbeit am Objekt einen großen Fortschritt.
"Früher mussten wir die Scheiben aufwendig mit Glashebern sichern. Jetzt können wir die Befestigungspunkte direkt nutzen", erklärt Kudrass. Gerade bei einer Maschine, deren Gewicht auf rund eine Tonne geschätzt wird, zählt jede Vereinfachung.
Eine Maschine voller (Ge-)Schichten
Wer vor der Z1 steht, blickt auf ein dichtes Geflecht aus Metallblechen, Hebeln und Gestängen. Die Konstruktion ist komplex und mit bloßem Auge nicht zu durchdringen. Die zahlreichen Schichten bilden einzelne Blöcke, die unterschiedliche Aufgaben übernehmen.
Ein Teil der Maschine dient der Eingabe von Zahlen. Eingegeben werden sie dezimal über eine Volltastatur. Intern arbeitet die Z1 jedoch mit Binärzahlen, deshalb übersetzt ein Dezimal-Binär-Wandler die Eingaben in das für die Maschine benötigte Format.
Der Speicher ist wiederum in mehrere Bereiche aufgeteilt, in denen Exponent und Mantisse der Gleitkommazahlen getrennt verarbeitet und gespeichert werden. Bereits diese Architektur zeigt laut Kudrass, wie fortschrittlich Zuses Entwurf für seine Zeit war.