Youtuber baut mechanischen 8-Bit-Computer aus K’nex
Shadowman39 hat einen 8-Bit-Rechner mithilfe von K'nex-Konstruktionsspielzeug aufgebaut. Trotz ungenauer Mechanik löst die Maschine einfache Rechenaufgaben.
Die Rechenmaschine von Shadowman39 besteht komplett aus K'nex-Teilen.
(Bild: Shadowman39)
Der Youtuber Shadowman39 hat einen funktionsfähigen, mechanischen 8-Bit-Computer mit dem Konstruktionsspielzeug für Achterbahnen und Türme K’nex gebaut. Die Maschine kann Zahlen binär zwischen 0 und 255 oder -128 und 127 mit Vorzeichen verarbeiten und einfache Rechenoperationen durchführen. Für den Rechner sind ausschließlich K‘nex-Teile verwendet worden.
Eine Rechenmaschine aus K’nex-Kunststoffteilen zu bauen, ist eine große Herausforderung. Ursprünglich war das 1992 von Joel Glickman erfundene Konstruktionsspielzeug entwickelt worden, um skelettartige, über Motoren bewegliche sowie unbewegliche Modelle aufzubauen – wie etwa Achterbahnen, Brücken oder Türme. Für präzise Konstruktionen war K’nex aber nie gedacht. Die standardisierten Teile bestehen aus recht flexiblem Kunststoff, biegen und verformen sich entsprechend, sodass sich die Steckverbindungen lockern können. Dem Youtuber Shadowman39 ist es trotzdem gelungen, damit einen funktionsfähigen Rechner zu bauen.
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Rechenmaschine für einfache Rechenaufgaben
Shadowman39 hat dazu eine arithmetische Logikeinheit (Arithmetic Logic Unit – ALU) mechanisch nachgebaut, die wie frühe Computer Logikgatter verwendet. Verarbeitet werden binär kodierte Zahlen zwischen 0 und 255 oder -128 und 127, die etwa addiert, subtrahiert und verglichen werden können. Dazu werden die Zahlen binär über Hebel manuell eingestellt. Die Werte werden in mechanischen Registern "abgespeichert". Jedes einzelne Register besteht aus mehreren Hebeln, die die Position 0 oder 1 repräsentieren.
Ein System aus Zahnstangen ermöglicht dann die Umsetzung der gewünschten Rechenoperation. Schrittweise führt die Maschine die dafür nötigen Bewegungen aus und zeigt dann das Endergebnis an. Damit ist jeder einzelne Berechnungsschritt sichtbar und auch gut nachvollziehbar.
Shadowman39 erklärt seinen mechanischen 8-Bit-Computer anschaulich in einem ausführlichen Video. Der Youtuber will noch weitere Videos auf seinem Youtube-Kanal hinterherschieben, in denen er auf Details zum Aufbau, die Technik und die Funktion einzelner Komponenten wie den mechanischen Registern, dem ROM und RAM eingeht.
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Schon im 19. Jahrhundert gab es mechanische Rechenmaschinen, die ebenfalls aus Zahnrädern und beweglichen Teilen bestanden. Sie waren zumeist aus Metall hergestellt, häufig aus Messing, um einfache Rechenoperationen durchführen zu können.
(olb)
