Vom Altair zum Apple II

Eigentlich erwarte ich um diese Zeit herum die Retro-Ausgabe der ct’. Die erschien in den letzten vier Jahren immer um diese Zeit. Vielleicht kommt sie noch, aber ich glaube eher nicht. Die letzten Ausgaben haben sich in der Geschichte schon sehr stark heute angenähert. Dabei hat schon die erste Ausgabe nicht direkt den Anfang der Heim-Computergeschichte behandelt, sondern fing mit dem Sinclair Spectrum an, also den frühen achtziger Jahren. Prinzipiell könnte man erheblich mehr schreiben, aber ich glaube das Problem liegt daran, dass die heutigen Redakteure die ganzen Rechner und Dinge über sie sie schreiben nicht aus eigenem Erleben kennen, dann schreibt man das zusammen was man in der Literaturrecherche findet und das ist dann eben kurz. So kann man in einem Heft mit einem Dutzend Artikeln gleich ein ganzes Jahrzehnt abdecken.

Ich habe mir vorgenommen die wesentlichen Stationen zwischen dem Beginn der Mikrocomputerrevolution und den ersten Rechnern, die wirklich nützlich waren abzustecken. Ich weiß das etliche Blogleser in meinem Alter oder ein wenig jünger sind, also die goldene Zeit der Heimcomputer in den Achtzigern noch selbst miterlebt haben. Der Beitrag wendet sich aber gerade an die, die diese Zeit nicht kennen. Und für die eine kleine Einführung.

In den Achtziger Jahren wurden Heimcomputer – eine etwas bieder klingende Übersetzung des englischen „Homecomputer“ erschwinglich und sie zogen schnell in die Wohnzimmer ein. Der Computer war komplett anders aufgebaut als heute. Es gab ein Gehäuse mit einer Tastatur, etwas höher als eine heutige Tastatur, denn in ihr steckte der ganze Computer, vor allem aber war das Gehäuse so hoch wegen der Anschlüsse an der Rückseite und teilweise an den Seiten. Technisch steckte darin das, was heute das Motherboards ist, allerdings ohne Steckplätze und ohne Laufwerke. Steckplätze hatten Homecomputer – mit wenigen Ausnahmen – keine. Sie boten standardisierte Schnittstellen an die man Peripherie anschließen konnten. Für beliebige Peripherie meist den Systembus der alle Leitungen des Mikroprozessors nach außen führte. Angeschlossen wurden sie an einen Fernseher, die wenigsten hatten einen Ausgang für einen Monitor, obwohl die Signale die erzeugt wurden zuerst die für einen Monitor waren, die dann durch einen TV-Modulator in die Frequenzsignale nach dem PAL oder NTSC-Standard umgesetzt wurden. Das Bild war durch diese Konvertierung eher bescheiden, auch ein Grund warum die Auflösung ebenfalls grob war. Als Massenspeicher schloss man einen Kassettenrekorder an, einen Ausgang dafür hatten fast alle Heimcomputer. Für die meisten gab es zusätzlich Floppy Disk Laufwerke als „echten“ digitalen Massenspeicher, die waren aber meist teurer als der Computer selbst. Das lag an zwei Faktoren. Zum einen wurden die Computer selbst in größeren Stückzahlen verkauft und sanken auch durch die Konkurrenz so rascher im Preis, zum anderen gab es bei den Floppy Disklaufwerken keine Konkurrenz und der Hersteller holte sich hier die Marge wieder rein, die er beim Computer verlor. Eine grafische Oberfläche gab es damals nicht, aber auch keine textuelle Oberfläche wie sie DOS hatte, das die etwas weniger Jungen noch kennen. Es begrüßte einen ein BASIC Interpreter. BASIC ist seine sehr einfache Programmiersprache in der man zum einen direkt befehle eintippen konnte wie „Print 5+6“ aber auch Programme schreiben indem man einem Befehl eine Zeilennummer voranstellte. Die Heimcomputer waren eigentlich nur dazu geeignet (und gedacht) BASIC zu lernen und darin zu programmieren. Für Anwendungsprogramme mussten sie mit Diskettenlaufwerken aufgerüstet werden und trotzdem hatten viele nicht die dafür notwendige Auflösung für die Textdarstellung. Sie waren deswegen so beliebt, weil es auch Spiele für sie gab. Verglichen mit heutigen Spielen waren die Computerspiele sehr einfach, aber damals das beste was die meisten gesehen hatten, die Videospielkonsolen wie das Atari System VCS 2600 waren noch viel schlechter. Vor allem wurden die Spiele auf Kassetten verkauft, weil die wenigsten Diskettenlaufwerke hatten. Kassetten kann man relativ einfach kopieren und Spiele so tauschen.

Trotzdem dauerte es zwei Jahre vom ersten Mikrocomputer bis zu den ersten dieser Heimcomputer. Das ist die kurze Geschichte dieser Zeit.

Der erste Mikrocomputer war der Altair 8800. Die Vorgeschichte des Altairs geht noch etwas weiter in die Vergangenheit zurück. Die Firma MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) fertigte seit Ende der Sechziger Jahre Tischrechner. Genauer gesagt, sie vertrieb Kits. Der Käufer musste den Tischrechner noch selbst zusammenbauen. Ein Tischrechner war ein Taschenrechner als Tischgerät, in gehobener Ausstattung mit einem kleinen Thermodrucker für die Ergebnisse. Anfang der Siebziger Jahre gerät MITS in Schwierigkeiten. Texas Instruments hatte Anfang der Siebziger Jahre den Mikroprozessor erfunden, wenngleich Intel etwas schneller auf dem Markt war. Anders als Intel war Texas Instruments aber Hersteller von Endverbrauchergeräten und sie bauten den Mikroprozessor in ihre Taschen- und Tischrechner ein. Binnen weniger Jahre sanken die Preise für diese Rechner rapide und TI als Hersteller der Bauteile konnte alle Konkurrenten unterbieten. Viele Firmen kamen in Schwierigkeiten, drunter MITS und Commodore, die später noch auf sich aufmerksam machen würde. Commodores Gründer Jack Tramiel folgte dem Beispiel Texas Instruments und kaufte ebenfalls einen Halbleiterhersteller auf, MITS suchte nach Produkten, für die es keine Konkurrenz gab. MITS Gründer und Chef Ed Roberts war befreundet mit dem Verleger der Zeitschrift Popular electronics und der bat ihn zahlreiche Baupläne zu untersuchen, die er von Bastlern bekam und die er veröffentlichen sollte. Roberts erkannte, das ein solcher Computer auf Basis eines Mikroprozessors das Produkt sein könnte, das seine Firma rettete und konstruierte auf Basis des gerade erschienen 8080 Mikroprozessors einen Computer, eben den Altair 8800.

Roberts blieb dem Firmenkonzept treu und bot den Computer als Kit und zusammengebaut an. Das hört sich heute befremdlich an, zumal man den Computer nicht einfach zusammenstecken konnte, sondern löten musste und ohne Digital-Multimeter oder sogar Oszilloskop kam man bei der Fehlersuche oft nicht weiter. Der Zusammenbau galt als Anspruchsvoll und viele scheiterten daran. Das war aber damals die Firmenphilosophie, schaut man sich Anzeigen in der Fachzeitschrift Byte aus dieser Zeit an, so findet man fast alle Rechner als „Kit“ oder „assembled“. Der Grund ist relativ einfach: selbst eine kleine Firma konnte für einen erschwinglichen Preis eine Platine nach vorliegendem Layout fertigen lassen. Bestückungsautomaten kamen erst Ende der Siebziger Jahre auf, vorher mussten alle Bauteile von Hand eingelötet werden und dauerte und kostete wegen der benötigten Arbeitszeit auch viel.

Der Altair 8800 bestand in das Basisausführung aus einem Gehäuse, das vorne Kippschalter und eine Reihe von Leuchtdioden hatte. Als Anschluss gab es nur die für das Netzteil. Intern bestand er aus einer Backplane wo durch Flachbandkabel Stecker mit je 100 Kontakten – dies sollte bald als S100 Bus Industriestandard werden – verbunden wurden. In der Standardausführung gab es zwei Karten. Eine mit der 8080 CPU und eine Karte mit 256 Byte RAM.

Was konnte man mit dem Altair 8800 anfangen? Nicht viel. Am Frontpaneel konnte man mit den Kippschaltern eine Adresse im Speicher wählen und mit anderen Schaltern ein Byte dort ablegen. Ein Schalter schaltet jeweils zwischen Schreiben und Lesen um. Hatte man so ein Programm in Binärform in der Maschinensprache des 8080 Prozessors eingegeben, so konnte man die CPU starten die bei Adresse 0 beginnend es ausführte. Zahlreiche Firmen brachten bald solche Mikroprozessor Kits auf den Markt, meist anders als der Altair auf einer Platine mit einer 7-Sgementanzeige (bekannt von Taschenrechnern) und einer echten Tastatur im Hexformat (0-9 und A-F). das war schon komfortabler, wenngleich man immer noch alles direkt in Maschinensprache programmierte. Populär war in den USA das KIM-1 von MOS Technologies mit dem 6502 Prozessor und in Deutschland der „Mikro Professor“.

Damit man etwas mit dem Altair 8800 anfangen konnte musste man ihn erweitern. MITS hatte aber nicht die Ressource dazu, die benötigten Karten schnell genug zu entwickeln, sie kamen schon mit dem Abarbeiten der Bestellungen nicht hinterher. Trotz Vorkasse mussten Käufer monatelang auf ihren Altair 8800 warten. Das führte zu dem Aufkommen einer Zubehörindustrie. Die Firma Prozessor Technologies begann als Garagenunternehmen. Die Gründer versuchten vergeblich von MITS zeitnah eine RAM Erweiterungskarte für die Altair 8800 zu bekommen. MITS hatte Probleme mit der Fertigung die sich wie sich aber erst später herausstellen sollte, an einem Fehler des 8080 Prozessors lag, der keinen zuverlässigen Refresh für dynamische RAM erzeugte. Die Firmengründe bauten einfach eine Speicherkarte mit statischen RAM auf. Das war teurer aber sie konnten diese liefern. Später wurde das wichtigste Produkt von Processor Technologies der VDM, Video Display Monitor, eine Karte die erstmals Text (64 x 16 Zeichen) auf einem Monitor darstellen konnte. Eine andere Firma war IMSAI. IMS Asscociates hatte von einem General Motors Großhändler den Auftrag bekommen ein „Workstation“ System zu entwickeln. Damit sollte er seine Aufträge verwalten. Sie fanden, dass der Altair 8800 sich als Basis eignen würde und sie nur die Zusatzkarten entwickeln müssten, die es von MITS nicht gab und die für das Projekt benötigt wurden. Doch MITS konnte nicht liefern und wollte auch keinen Rabatt für die Abnahme größerer Stückzahlen einräumen. So kaufte man einen Altair 8800 und baute ihn nach, der IMSAI 8080 war der erste „Clone-Computer“. Er wurde dann auch verkauft. Verbessert war nur das Netzteil, das beim Altair zu schwach war und der IMSAI war nicht handverdrahtet. Er war auch der erste Rechner auf dem das Betriebssystem CP/M – Version 1,3 – lief. Wer den Spielfilm „War Games“ geschaut hat – den Computer den der Hacker dort hat, ist ein IMSAI 8080. Es gab zahlreiche andere Rechner die nach dem ähnlichen Konzept entstanden, viele nutzten den S100 Bus Standard und noch mehr Firmen offerierten Zubehörkarten, denn die brauchte man. Damit man mit einem Altair zumindest etwas anfangen konnte brauchte man:

• Die Möglichkeit über eine Tastatur etwas einzugeben
• Die Möglichkeit etwas auszugeben entweder zu drucken oder auf einem Monitor
• Die Möglichkeit etwas zu speichern und zu lesen.

Die ersten beiden Dinge wurden damals durch eine Karte gelöst, mit der man einen Fernschreiber anschließen konnte. Ein Fernschreiber hatte schon eine Schreibmaschine integriert und alle eingetippten Zeichen lieferte er kodiert über eine Leitung. Er war so eingabe- und Ausgabegerät zugleich. Das Speichern war kompliziert. Zuerst wurden Karten für Papierstreifenleser verkauft. Damit konnte man immerhin fertige Programme lesen. Papierstreifenstanzer waren um einiges teurer. Da etablierte sich bald das Kassette Interface bei der die Bits als Töne von zwei vorgegebenen Frequenzen gespeichert wurden, und beim Einlesen jeweils der Ton durch Messen des Nulldurchgangs festgestellt wurde. Die Ausgabe auf einen Monitor erforderte schon eine eigene Karte mit 48 Bausteinen. Sie ist nicht trivial, denn die Schaltung muss während der Elekttonenstrahl das Bild aufbaut, die Bitmuster getaktet senden. Fällt das auch nur kurzzeitig aus, so gibt es Bildstörungen.

Als der erste Computer der die heutige Architektur hat, dahingehend das er komplett ist war der Sphere 1. In einem Gehäuse gab es einen Computer mit einem fest eingebauten BASIC Interpreter, RAM und Monitor. Es gab den Sphere in mehreren Versionen. Die größte beinhaltete auch Floppy Disk Laufwerke. Leider geriet die Firma sehr bald in Finanznot, sodass nur 1.300 Sphere 1 gefertigt wurden.

Als nächster Schritt zum Computer, den man nur einschalten musste, war der Sol. Der Sol-20 hatte zwar anders als der Sphere 1 keinen integrierten Monitor, aber er bestand anders als dieser aus einer einzigen Platine. Processor Technologies integrierten ihre Zusatzkarte VDM-1 mit einer CPU-Karte und einem Casetteninterface und einer seriellen Schnittstelle auf einem Board. Kaufte man einen Monitor hinzu und einen Kassettenrekorder, so hatte man einen vollständigen Computer. Der startete allerdings ein Terminalprogramm, weil der Sol ursprünglich als Terminal ausgelegt war,daher auch die Serielle Schnittstelle. Später gab es ein Modul mit BASIC, das jedoch einen größeren Speicher nötig machte. Der Sol verkaufte sich gut je nach Quelle 10.000 bis 12.000 mal wurde jedoch eingestellt, als die Firma in Schwierigkeiten kam. Es gab zum einen die Konkurrenz durch neuere Geräte, zum anderen stellte der Hersteller der Floppys ihre Produktion ein. Das so angekündigte System konnte nicht ausgeliefert werden.

1977, zwei Jahre nachdem Altair erschien, kamen dann die ersten Computer die so aufgebaut waren wie die Heimcomputer die bis in die frühen Neunziger Jahre die Wohnzimmer bevölkerten. Es waren nahezu zeitgleich der Apple II, Tandy TRS-80 und der Commodore PET. Alle drei hatten einen Basic Interpreter, der einen beim Start begrüßte. Der TRS-80 und Commodore PET wurden zusammen mit Monitor verkauft, den Apple konnte man an einen Fernseher abschließen. Alle drei hatten einen Anschluss für einen Kassettenrekorder als Speichermedium. Commodore PET und Apple II hatten für die Erweiterung interne Slots, der TRS-80 einen herausgeführten Systembus.

Der von Stephen Wozniak vorher entwickelte Apple I wird zwar von ihm als erster echter PC bezeichnet, war aber technisch noch dem Sol unterlegen. Der Apple I war nur eine Platine bestehend aus zwei Teilen. Einem Terminal, das Wozniak vorher entwickelt hatte und das Zeichen seriell, sehr langsam auf einem Fernseher ausgab und einem 6502 basieren Computer mit Monitorprogramm. Benutzer mussten selbst eine Tastatur anschließen und zwar direkt über Kabel, nicht als Stecker und noch ein Netzteil besorgen, dass die benötigte Gleichspannung erzeugte. Es wurden nur wenige Apple I verkauft, auch weil zwar Steven Jobs den Besitzer des Byte Computer Stores überreden konnte, den Rechner zu verkaufen, dieser aber einen vollständigen Rechner erwartete und nicht nur eine Platine.

Mit dem TRS-80 und Commodore Pet endete auch die Zeit der Kits (den Apple II gab es anfangs noch als Kit) und es gab nun den Computer den man benutzen konnte, ohne von Elektronik und dem Zusammenbau eine Ahnung zu haben. Das vergrößerte den potenziellen Kundenkreis enorm. Die Verkaufszahlen der Geräte explodierten. 1976 wurden weltweit 46.000 Rechner verkauft, 1977 waren es 150.000. Davon waren zwei Drittel TRS-80, was an dem konkurrenzlos niedrigen Preis lag. Allerdings korrespondierte dies auch mit der Fertigungsqualität, sodass der Rechner bald die Abkürzung „Trash 80“ erhielt. Der Sprung um den Faktor 3 wurde nie wieder erreicht (der Sprung von 1975 auf 1976 war von 5.000 auf 56.000 Geräten noch größer, das lag aber daran das es vor 1976 nur den Altair gab und MITS bis Jahresmitte 1975 keine Geräte liefern konnte).