Informatik · Klasse 6–10 · aktualisiert
Abakus einfach erklärt: Aufbau und Rechenprinzip
Du lernst, wie ein Abakus Zahlen zeigt, wie du Stellen in Fünfer- und Einersteine zerlegst und wie Teilprodukte eine Multiplikation ergeben.
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Kurz gesagt
Ein Abakus ist ein Rahmen mit Kugeln oder Steinen, deren Lage eine Zahl zeigt, normalerweise nach Stellenwerten. Auf dem römischen Abakus hat jede Stelle einen Fünferstein und vier Einersteine, also Zahlen bis 9. Eine Multiplikation wird auf Teilprodukte zurückgeführt, die man addiert.
Lange vor dem Taschenrechner haben Menschen mit Kugeln und Steinen gerechnet. Der Abakus ist so ein Rechenhelfer. Er zeigt dir, wie Zahlen aus Stellen aufgebaut sind. Und er zeigt, wie man große Aufgaben in kleine Schritte zerlegt.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Ein Abakus besteht aus einem Rahmen mit Kugeln oder Steinen. Die Kugeln sind meist aus Holz oder Glas. Sie sind auf Stäbe aufgefädelt, oder sie laufen in Rillen und Schlitzen. Man nennt den Abakus auch Zählrahmen oder Rechenrahmen.
Die Kugeln zeigen eine Zahl durch ihre Lage. Dahinter steckt normalerweise ein Stellenwertsystem, meist das Dezimalsystem. Dort bestimmt die Stelle einer Ziffer, wie viel sie zählt. Bei 1234 steht die 2 an der Hunderterstelle und zählt deshalb 200.
Jeder Stab oder jede Spalte gehört zu einer Stelle. So kannst du mit wenigen Kugeln auch große Zahlen zeigen.
Definition
Abakus
Ein Abakus ist ein einfaches mechanisches Rechenhilfsmittel. Seine Kugeln oder Steine zeigen durch ihre Lage eine Zahl.
Beispiel: Die Zahl 1234 nach Stellen
- 11234 bedeutet 1 · 1000 + 2 · 100 + 3 · 10 + 4
- 2Die 2 steht an der Hunderterstelle und zählt 200
- 3Auf dem römischen Abakus gehört jede Spalte zu einer Stelle
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Der römische Abakus hatte Schlitze, in denen sich die Steine in festen Bahnen bewegten. Jede Spalte gehörte zu einer Stelle. Von rechts nach links standen die Spalten für die Einer (I), die Zehner (X), die Hunderter (C) und die Tausender. Ganz rechts gab es noch eine Spalte für Unzen. Für sie galt: 12 Unzen waren 1 As.
In jeder Spalte gab es zwei Felder. Oben lag der Fünferstein, unten lagen vier Einersteine. Mit dem Fünferstein und den vier Einersteinen ließen sich Zahlen bis Neun darstellen.
So zerlegst du eine Ziffer: Ist sie kleiner als 5, brauchst du nur Einersteine. Ist sie 5 oder größer, nimmst du einen Fünferstein und legst den Rest mit Einersteinen dazu. Die 7 ist also 5 + 2.
Für die Ziffer 0 zählt kein Stein. Der römische Abakus kannte die Null nicht als Zahl und nannte so eine leere Stelle „nullum“. Das Wort „Stelle“ heißt hier: eine Spalte für Einer, Zehner und so weiter.
Beim russischen Abakus fehlt die Einteilung mit abgetrennten Kugeln, die einen höheren Wert haben.
Definition
Fünfer-Einer-System
Jede Stelle wird aus einem Fünfer-Teil und einem Einer-Teil gebildet. Fachleute nennen das einen biquinären Dezimalcode.
Beispiel: Erfundenes Beispiel: die Zahl 4706 zerlegen
- 1Tausender: 4 → 0 Fünfersteine und 4 Einersteine
- 2Hunderter: 7 → 1 Fünferstein und 2 Einersteine (5 + 2)
- 3Zehner: 0 → kein Stein
- 4Einer: 6 → 1 Fünferstein und 1 Einerstein (5 + 1)
Merke: Pro Stelle gibt es einen Fünferstein und vier Einersteine. Das reicht für die Ziffern 0 bis 9.
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Ein Abakus ermöglicht auch die Multiplikation. Sie wird wie beim schriftlichen Rechnen auf mehrfache Addition zurückgeführt. Wie das genau auf den Stäben aussieht, lernst du hier nicht. Du lernst das Prinzip der Teilprodukte.
So geht es: Du zerlegst eine der beiden Zahlen in eine Summe. Jeder Summand hat höchstens eine Ziffer, die nicht 0 ist. Zum Beispiel ist 13 gleich 10 + 3. Jeden Summanden multiplizierst du einzeln mit der anderen Zahl. Das sind die Teilprodukte. Am Ende addierst du alle Teilprodukte.
Wie viele Nullen ein Teilprodukt bekommt, hängt von der Position der Ziffer ab. Die letzte Ziffer bekommt keine Null, jede Ziffer weiter vorne eine Null mehr. Dadurch sind die Teilprodukte nach links verschoben. Auf Karopapier schreibst du sie an die richtige Stelle, auch ohne die Nullen.
Die Reihenfolge der Teilprodukte ist egal. Das Endergebnis bleibt gleich.
Definition
Teilprodukt
Ein Teilprodukt ist das Ergebnis einer Ziffer der zerlegten Zahl mal der anderen Zahl, mit den Nullen passend zur Position.
Beispiel: Zerlegung bei 8642 · 9731
- 19731 = 9000 + 700 + 30 + 1
- 2Teilprodukte: 8642 · 9000, 8642 · 700, 8642 · 30 und 8642 · 1
- 3Die Summe dieser Teilprodukte ergibt das Gesamtprodukt
Merke: Zerlegen, jede Ziffer einzeln multiplizieren, Nullen nach der Position ergänzen, alle Teilprodukte addieren.
Teste dich
Ein Rechenhilfsmittel ist ein Gegenstand, der beim Rechnen unterstützt. Dazu zählen Steine zum Abzählen oder Kerben in Gegenständen. Auch Taschenrechner und Computer sind moderne Rechenhilfsmittel.
Der Abakus ist eines der ältesten bekannten Rechenhilfsmittel und vermutlich sumerischen Ursprungs. Der erste Abakus war etwa zwischen 2700 und 2300 v. Chr. eine Tafel mit Spalten. („v. Chr.“ heißt „vor Christi Geburt“, „n. Chr.“ heißt „nach Christi Geburt“.) Über den Handel kam er von Babylonien nach Indien, Persien und in den Mittelmeerraum.
Es gibt verschiedene Bauformen. Die heute noch geläufigen sind der europäische Abakus, das chinesische Suanpan, der japanische Soroban und die russische Stschoty mit gebogenen Drähten. Suanpan und Soroban haben vier oder fünf Kugeln unten als Einer und ein oder zwei Kugeln oben als Vielfache von fünf. Die Japaner übernahmen den Abakus etwa 1600 n. Chr. von den Chinesen und vereinfachten ihn als Soroban.
Der europäische Abakus war im Mittelalter weit verbreitet und wurde bis etwa ins 17. Jahrhundert benutzt. Durch das schriftliche Rechnen wurde er weniger wichtig. Seit der Mitte des 17. Jahrhunderts verdrängten ihn mechanische Rechenmaschinen. Als Rechenhilfsmittel für Blinde ist er noch in Gebrauch, und in Osteuropa und Asien wird er gelegentlich noch in kleinen Geschäften verwendet.
Definition
Rechenhilfsmittel
Ein Rechenhilfsmittel ist ein Gegenstand, der beim Rechnen unterstützt.
| Zeit | Was geschah? |
|---|---|
| etwa 2700 bis 2300 v. Chr. | Der erste Abakus taucht auf: eine Tafel mit Spalten (vermutlich sumerisch) |
| ungefähr um 300 v. Chr. | Salaminische Tafel aus Marmor, ältestes erhaltenes Rechenbrett nach dem Abakus-Prinzip |
| im sechsten Jahrhundert | In China wird erstmals die „Perlenrechnung“ Zhusuan erwähnt |
| etwa 1600 n. Chr. | Die Japaner übernehmen den Abakus und vereinfachen ihn als Soroban |
| seit der Mitte des 17. Jahrhunderts | Mechanische Rechenmaschinen verdrängen den europäischen Abakus |
Merke: Der Abakus gehört zu den ältesten bekannten Rechenhilfsmitteln. In Europa wurde er bis etwa ins 17. Jahrhundert benutzt.
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Alles auf einen Blick
Abakus
Darstellung
Die Lage der Kugeln oder Steine zeigt eine Zahl, normalerweise in einem Stellenwertsystem.
Zerlegung
Pro Stelle gibt es einen Fünferstein und vier Einersteine, das reicht für die Ziffern 0 bis 9.
Null
Für die Ziffer 0 zählt auf dem römischen Abakus kein Stein.
Multiplikation
Zerlegen, Teilprodukte mit Nullen nach der Position bilden, alle addieren.
Geschichte
Der Abakus gehört zu den ältesten bekannten Rechenhilfsmitteln, in Europa wurde er bis etwa ins 17. Jahrhundert benutzt.
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
24 · 13 mit Teilprodukten rechnen (erfundenes Beispiel)
- 1Zerlege 13 in 10 + 3
- 2Letzte Ziffer 3, keine Null: 24 · 3 = 72 (als Addition: 24 + 24 + 24 = 72)
- 3Ziffer 1 steht für 10: 24 · 1 = 24, mit einer Null 240
- 4Addiere die Teilprodukte: 72 + 240 = 312
- 5Probe: 24 · 13 = 24 · 10 + 24 · 3 = 240 + 72 = 312
Fehler finden
Prüfe die Aussagen zu 35 · 21 (erfundenes Beispiel) In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 4Die Reihenfolge ist keine Bedingung. Richtig: Die Reihenfolge der Teilergebnisse hat keine Auswirkung auf das Endergebnis, du kannst auch zuerst 35 · 20 rechnen.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Mit einem Fünferstein und vier Einersteinen zeigt eine Stelle höchstens die Zahl . Für die Ziffer 0 zählt auf dem römischen Abakus . Bei der Multiplikation mit Teilprodukten werden die Teilergebnisse am Ende .
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback