Computergeschichte(n)

Die ersten Jahre des PC

Bernd Leitenberger

• Editorial: Books on Demand
• Año: 2014
• ISBN:
  9783738663716
• Edición: 1
• Categoría: Tecnologia e ingegneria
• Categoría: Ricerca e competenze ingegneristiche e tecnologiche

Der erste PC erblickte 1974 das Licht der Welt. Der Altair 8800 hatte den Charme eines Elektronikbaukastens: Der Käufer musste ihn selbst zusammenbauen, danach konnte er ihn in Maschinensprache über Kippschalter "programmieren" und sah die Rechenergebnisse in Form von leuchtenden LED. Trotzdem löste dieses Gerät eine PC-Revolution aus, die bis heute anhält.Computergeschichte(n) ist kein Roman über die Ereignisse der frühen PC-Ära. Es ist auch kein Geschichtsbuch und kein Technikbuch über die Computer der siebziger und achtziger Jahre. Es ist dies alles und trotzdem etwas anderes. Erzählt werden zehn Geschichten rund um und über die PC-Pioniere und ihre Firmen: Ed Roberts, Bill Gates, Gary Kildall, Stephen Wozniak und Steve Jobs, Jack Tramiel, Chuck Peddle, Clive Sinclair, Adam Osborne, Philip Estridge und Seymour Cray, sowie die Geschichte von Intel. Diese Kurzgeschichten drehen sich darum, wie diese Väter des PC Firmenimperien schufen oder woran sie scheiterten.Besonderes Augenmerk hat der Autor auch auf die Technik gelegt. Während bei anderen Computerbüchern diese fast keine Rolle spielt und nur von den Personen die Rede ist, wird in den Computergeschichte(n) erklärt, warum ein Computer erfolgreich wurde, oder zum Flop geriet. Im Anhang findet sich eine knappe technische Beschreibung der von den Pionieren entworfenen Geräte und der frühen Intel Prozessoren. Der Schwerpunkt des Buchs liegt auf dem Zeitraum zwischen 1974 und 1994.Neu in der zweiten Auflage ist ein eigenes Kapitel über einen Pionier, der zeitgleich Computer entwickelte – aber einige Nummern größer: Seymour Cray und seine Supercomputer. Die restlichen Kapitel wurden durchgesehen und leicht ergänzt.

Die Technik der frühen PCs

Das folgende Kapitel stellt einige der Computer vor, um die es sich in diesem Buch dreht. Abgeschlossen wird es durch eine Übersicht über die Intel Prozessoren der x86 Reihe und ihrer Vorgänger bis zum Pentium 4.

Der Altair 8800

Aus heutiger Sicht ist erstaunlich, welche Resonanz der erste Mikrocomputer auslöste. Der Altair 8800 war nach heutigen Maßstäben ein „taubstummes“ Gerät, das überhaupt keine Ähnlichkeit mit heutigen PCs hat. Der Zusammenbau des Kits dauerte im günstigsten Fall etwa 40 Stunden, konnte aber bei Fehlern erheblich mehr Zeit beanspruchen. Trotzdem wurden die meisten Rechner als Kit verkauft. Sie waren so nicht nur schneller lieferbar, sondern der typische Käufer, ein Elektronikfreak, wollte auch seinen Computer selbst zusammenbauen.

Das originale Kit bestand aus einer Basisplatine mit dem Bussystem. Auf dieser Basisplatine waren nur Stecker vorhanden. MITS suchte nach billigen Steckern und verwendete Stecker mit 100 Kontakten, die als S-100 Bus zu einem Standard wurden. Benötigt und belegt waren nur 85 Signalleitungen.

Eine Basisplatine hatte vier Stecker. Bis zu vier dieser Basisplatinen konnten miteinander verbunden werden, dies geschah durch 100 Drähte, die von Hand verbunden werden mussten. Ein Käufer sagte dazu „das machte man nur einmal. Bei der nächsten Erweiterung kaufte man gleich alle Basisplatinen und verband sie durchgehend mit Draht“.

Die CPU saß auf einer der Steckkarten. Verwendet wurde der Intel 8080-Prozessor mit einer Taktfrequenz von 2 MHz und einem Taktzyklus von 2 Mikrosekunden. Er verarbeitete 350.000 Befehle pro Sekunde.

Eine zweite Platine nahm den Speicher auf. Die Seriengeräte besaßen eine 1-KiB-Speicherkarte mit statischem RAM (1.024 Bit pro Baustein), die teilbestückt mit 256 Byte war. Dazu kam eine Karte, um die Lichter an der Front anzusteuern und Eingaben der Kippschalter entgegenzunehmen.

Weitere Platinen, die von MITS produziert wurden, waren Karten mit 4 KiB dynamischen RAM, Interfacekarten für parallele und serielle Ausgabe (für verschiedene Standards wie Fernschreiber oder die RS-232 Schnittstelle), eine Karte zum Anschluss von Kassettenrekordern als Massenspeicher oder für Lochstreifenleser. Später gab es auch (teilweise von Fremdherstellern) Anschlüsse für 8" Diskettenlaufwerke, Magnetbandgeräte, Modems und den Fernseher.

Als Peripheriegeräte gab es von MITS zuerst einen Fernschreiber, dazu kam eine Tastatur für die Eingabe von Oktalzahlen.

Die Ein- und Ausgabe war in der Basisausstattung das Hauptproblem. Das Bedienkonzept hatte MITS von der Data General Nova übernommen: An der Front gab es Kippschalter, in denen binär die Daten in Maschinensprache eingegeben wurden. Waren die Schalter in der korrekten Position, so legte man einen Übergabeschalter um und das nächste Byte konnte eingegeben werden. Die Ausgabe bestand aus LEDs, die für jeweils ein Datenbit standen. Eine zweite Reihe gab die Adresse binär aus, dessen Datenbyte gerade gelesen wurde. In der Grundversion gab es keine weiteren Eingabe- oder Ausgabemöglichkeiten.

Das Design des Altair war sehr schnell fertiggestellt worden und mit zahlreichen Mängeln behaftet. So hatten Leitungen mit unterschiedlichen Spannungen zu geringe Abstände auf den Platinen und es kam zu Kurzschlüssen. Die in der Mikroelektronik üblichen Spannungen von 5V und 12V musste jede Karte aus den Spannungen des Netzteils, das 8V und 18V lieferte, ableiten. Der Bus war nicht reguliert. Eine Karte konnte zu viel Leistung aufnehmen und so das System zu Absturz bringen. Das Netzteil war unterdimensioniert und konnte nicht alle 16 Karten mit Strom versorgen. Die einzelnen Platinen für das Bussystem mussten von Hand miteinander verbunden werden. Dazu gab es zwei unidirektionale 8-Bit-Datenbusse, aber nur einen bidirektionalen 16-Bit-Adressbus. Das gab Probleme beim Ausbau des Rechners, da nun gewährleistet sein musste, dass sich unterschiedliche Karten nicht gleichzeitig angesprochen fühlten. Die CPU-Karte hatte zudem Pins im Abstand von 0,15 Zoll, während die Stecker ein Raster von 0,156 Zoll aufwiesen. Die elektromagnetische Abschirmung des Gerätes war mangelhaft – ein populäres Programm störte den Radioempfang bei 600 kHz so, dass der Beatles Song „The fool on the Hill“ zu hören war. Es gab zudem keine Aussparungen für Anschlüsse, sodass man den Deckel nicht mehr schließen konnte, wenn an einen Altair Geräte angeschlossen wurden, da dann Kabel nach außen führten.

Als mit dem IMSAI 8080 der erste Nachbau erschien, brachte MITS sehr schnell verbesserte Versionen des Altair 8800 (Altair 8800A bzw. B) heraus, die zahlreiche Mängel abstellten. Der 8800A hatte ein leistungsfähigeres Netzteil. Das Motherboard nahm nun 18 Karten auf, ohne das Erweiterungsplatinen gekauft werden mussten. Der 8800B hatte ein verbessertes Frontpanel und verwandte für den Taktgenerator und das Ansprechen von dynamischen RAM zusätzliche Bausteine von Intel. Beide setzten den verbesserten 8080A Prozessor mit einem Takt von 2,5 MHz ein.

Ed Roberts war bei Konstruktionsbeginn der Einzige in der Firma, der einen Abschluss als Ingenieur in Elektrotechnik oder Elektronik vorweisen konnte. Das erklärt, warum es so viele Fehler im Design gab – es fehlte die Manpower, um alles zu prüfen und zu testen.

Es zeigte sich, dass die 16 Anschlüsse für Speicherkarten durchaus für ein vollständiges System benötigt wurden. (Der Nachbau IMSAI 8080 hatte sogar 22 Steckplätze). Eine Speicherkarte nahm maximal 4 KiB auf. Sowohl...