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Der Sinclair ZX Spectrum

ZX Spectrum 48KAnfang der Achtziger Jahre hatte der britische Erfinder und Unternehmer Clive Sinclair Erfolg mit den beiden Heimcomputern ZX80 und ZX81. Die Geräte waren zu ihrer Zeit der billigste Einstieg, wenn man einen Heimcomputer kaufen wollte. Mitte 1982 kostete ein ZX 81 in Deutschland 375 DM, ein Commodore VC 20 725 DM, ein Ti 99/4a 925 DM und ein Video Genie I sogar 1.395 DM. Der ZX81 war also nur halb so teuer wie der nächste Konkurrent.

Sinclair erreichte dies, indem er überall sparte bzw. die Funktionalität auf ein Minimum reduzierte. Beide Rechner waren von den Fähigkeiten identisch, der wesentliche Unterschied lag im Innenleben: Der ZX80 verwendete für die Ansteuerung der Bausteine, Trennung von Adressen und den Bildschirmaufbau übliche Bausteine der 74xx Serie. Der ZX81 hatte alle Funktionen auf einem applikationsspezifischen Baustein, einem Gate Array auch ASIC, damals vor allem ULA (Uncommitted Logic Array) genannt integriert. Dies ist eine Matrix aus NOR oder NAND Gatter, die vom Hersteller noch ohne Verschaltung produziert werden. Die kundenspezifische Anpassung besteht in der Einführung einer neuen Ebene, welche mit Aluminium die einzelnen Gatter so verbindet, dass der Baustein die kundenspezifischen Aufgaben ausführt. Dies ist wie bei der Chipherstellung ein Prozess der Reinräume erfordert. Die Verdrahtung und die Funktion ist danach fest, und unveränderlich. Das ZLA kam beim Zx81 wie beim Spectrum von Ferranti. Er war beim Spectrum für die Verarbeitung der Eingabe von Tastatur und Kassettenrekorder und das Auslesen des Bildschirmspeichers zuständig.

Der ZX81 kam so mit nur vier integrierten Schaltkreisen auf. Das reduzierte zudem die Produktionskosten deutlich. Gespart wurde auch an der Tastatur. Sie war eine Folientastatur praktisch ohne haptische Rückkopplung, ob man die Taste auch richtig getroffen hatte.

Das RAM war beim ZX80/81 mit 1 KByte extrem klein, weshalb die meisten Käufer gleich eine RAM-Erweiterung hinzukauften. Die machte wegen des Bussteckers, auf dem sie nicht richtig saß, aber Probleme. Es gab weitere Einschränkungen so wurde der Bildschirminhalt beim Lesen und Speichern auf Kassette zerstört und der Rechner war da die Z80 auch den Bildschirmaufbau erledigen musste nicht sehr schnell.

Aufgrund des niedrigen Preises verkaufte sich der Rechner aber sehr gut, vor allem in England, wo Sinclair Research ihren Sitz hatte. Der Grund war, dass 375 DM damals viel Geld waren, in etwa so viel wie 500 Euro im Jahre 2020. Diese Summe nur auszugeben für ein Gerät, von dem damals der Normalbürger der noch nie Kontakt zu einem Computer hatte, keine Ahnung hatte, nicht mal, wofür es gut war, war eine Einstiegshürde. Immerhin fiel sie kleiner aus als bei den Konkurrenten, die das zwei- bis dreifache kosteten. Andere potenzielle Käufer, wie der Autor schreckten durch die Beschränkungen zurück. Als ich mir meinen ersten Heimcomputer kaufte, war der ZX81 auch eines der Geräte, dass ich mir angesehen habe, aber die äußere Erscheinung mit dieser Tastatur, dem kleinen klapprigen Gehäuse aus Kunststoff schreckte mich doch ab.

Für 1982 plante Sinclair ein neues Gerät. Mit ihm wollte Sinclair auch an einer Ausschreibung teilnehmen, die die Einführung von Rechnern an den Schulen, begleitend von einer 16-teiligen Fernsehserie der BBC, welche eine Einführung in die Programmierung beinhaltete. Sinclair unterlag aber dem Acorn A, der basierend auf dem schon existenten Rechner Acorn Atom entworfen wurde. Der Rechner erlangte unter der Bezeichnung BBC Mikro dann Bekanntheit. Hauptgrund war, das der Acorn in der Entwicklung weiter war, der Spectrum erschien den auch 1 Jahr nach Beginn der BBC-Serie. Für Sinclair wäre die Verwendung des Spectrums sehr verkaufsfördernd gewesen, wie man an den Verkaufszahlen des BBC-Mikros erahnen kann, der verkaufte sich gut, obwohl er um ein mehrfaches teurer als ein Spektrum, aber auch teurer als andere Rechner dieser Zeit war. Aufgrund des hohen Preises aber fast nur in England, da woanders die verkaufsfördernde Fernsehserie fehlte. Der BBC Mikro war aber auch mit dem Spectrum nicht zu vergleichen. Er übertraf alle Spezifikationen bei weitem, hatte einen für die damalige Zeit hervorragende Grafikauflösung war vernetzbar und sehr schnell.

Das Gerät wurde unter der Bezeichnung "ZX 82" entwickelt - also wie die beiden Vorgänger mit der Jahreszahl der Veröffentlichung im Namen - vor dem Verkaufsstart aber in ZX Spectrum umbenannt, um die Farbgrafikfähigkeit hervorzuheben, denn der ZX80 und ZX81 kannten nur eine Schwarz-Weissdarstellung.

Der Spectrum erschien im April 1982. Zu dieser Zeit waren Rechner mit 16 KByte Speicher Standard, zudem sollte der Rechner wie die beiden Vorgängermodelle preiswert sein. Daher wurde er mit anfangs nur 16 KByte Speicher ausgeliefert. Für die Darstellung wurde die Auflösung 256 × 192 Punkte in 8 Farben in zwei Helligkeitswerten gewählt. Speichert man für jeden Bildpunkt die Farbinformation, so belegt diese Darstellung 18 KByte Speicher, also mehr Speicher als der Spectrum in der Basisversion verbaut hat. Der Spectrum unterteilte daher den Bildschirm in 32 Spalten × 24 Zeilen, also wie bei einem reinen Textmodus und speicherte pro Zeichen jeweils eine Vorder- und Hintergrundfarbe ab. Damit benötigte er für die Farbe nur 768 Bytes RAM. Davon getrennt war die Darstellung der Pixel, die nur monochrom war, aber dafür nur 6.144 Bytes belegte. So belegte die Grafik nur 7 anstatt 18 KByte RAM und lies - wenn auch nicht viel Platz noch für eigene Programme bei nur 16 KByte Arbeitsspeicher (knapp 9 KByte).

Mainboard Issue 2Die Hardware war auf das Minimale reduziert, sie bestand beim 16-KByte-Modell nur aus folgenden IC:

Beim 48 K Modell kamen noch 8 weitere RAM Chips und vier weitere Bausteine des 74LS Serie hinzu, um die weiteren RAM Bausteine ansprechen zu können.

Auf der Platine, waren zumindest ab der zweiten Revision, alle Sockel für die IC vorhanden, damit man einen Spectrum auf 48 KByte aufrüsten konnte. Bei der ersten Revision musste man dazu den Rechner noch zu Sinclair einschicken, da die Sockel fehlten und eine Huckepackplatine wurde montiert. Da allerdings 1982/83 die Preise für Speicherbausteine rapide sanken, wurden bald nur noch die 48-KByte-Versionen verkauft. Die Begrenzung auf 48 KByte lag daran das der Spectrum kein Bank Switching (zumindest in den ersten versionen hatte). Zusammen mit dem 16 KByte großen ROM ergab sich so der Maximalausbau auf 64 KByte RAM, das Maximum das die Z80 adressieren konnte. Das war ehrlich, und der 48 K Spectrum hatte mit 41.515 Bytes sogar mehr Speicher frei als der Commodore C64, der nur auf 38.902 Bytes kam, obwohl er mit 64 KByte Speicher beworben wurde - das ROM verdeckte hier Arbeitsspeicher den man, wenn man unter BASIC programmierte, nicht nutzen konnte. Dabei war dessen Bildschirmspeicher mit 2.048 Byte sogar noch kleiner als der des Spectrums.

Ein Unikum war das bei der ersten Boardrevision die 16 KByte Speicher und die 32-KByte-Speichererweiterung beidesmal aus Bausteinen des Typs 32 KBit×1 bestanden. Acht dieser Bausteine haben aber 32 und nicht 16 KByte Kapazität. Der Grund: die erste Version des Rechners hatte Bausteine bei eine Hälfte des Bausteins defekt war. Sie wurden bei der Produktion ausgesondert. Sinclair kaufte diese Bausteine günstig auf und verbaute die Bausteine. Innerhalb eines Computers musste die gleiche Bank (untere oder obere) defekt sein. Diese kurzfristige Lösung erwies sich langfristig jedoch als ein Bumerang. Denn mit steigenden Verkaufszahlen gab es bald weniger ausgesonderte Bausteine, als man benötigte. Dazu kam, das man so für 48 KByte 16 Bausteine benötigte und die 48-KByte-Konfiguration war bald die normale Konfiguration. Besser wäre wohl ein Design mit 16 / 64 KByte Speicher gewesen, wobei bei der 64 KByte Version 64 KBit Chips einsetzt, und die 16 KByte Version 16 KBit Chips. Denn spätestens ab 1983 war dies billiger als die Lösung die Sinclair gewählt hatte. Ab Revision 2 der Hauptplatine wurden keine defekten RAM mehr verwendet sondern 16 KBit RAMs für die ersten 16 KByte und 32 KBit RAMs für die zweiten 32 KByte. Spätere Versionen des 48K Spektrums hatten denn auch 64 KByte Speicher verbaut, die aber so beschaltet waren, dass man nur 48 KByte ansprechen konnte.

Der BASIC-Interpreter, der damals in keinem Heimcomputer fehlen dürfte, war mit 16 KByte relativ groß. Er war abwärtskompatibel zu dem des ZX80/81, verfügte aber über zusätzliche Befehle für die Grafik und Sound. Ganze Teile dessen Interpreters wurden übernommen, so die mathematischen Routinen inklusive Routinen, die beim ZX Spectrum eigentlich nutzlos waren. In Benchmarktests war er für die Taktfrequenz eher durchschnittlich und in etwa so schnell wie ein VC20 oder C64, also 6502 Rechner mit 1 MHz Takt. Die krumme Taktangabe von 3,58 MHz rührte wohl aus der Tatsache her das man so aus einem gemeinsamen Takt die Taktfrequenzen für UHF Modulator und Prozessor ableiten konnte, indem man einen 18 MHz Takt durch fünf bzw. vier teilte. Ähnliche Tricks setzten auch andere Rechner ein, so der IBM PC. Die MSX-Serie hatte aus demselben Grund ebenfalls einen Z80A mit 3,58 MHz Takt.

Ohne dezidierte Chips für Grafik und Sound war die Programmierung von Spielen aufwendiger als z. B. beim C64 mit hardwareanimierten Sprites. Allerdings waren Sprites auch bei anderen Rechnern eher die Ausnahme. Folgenreicher war, dass das ULA nur einen Grafikmodus kannte. Andere Computer hatten oft mehrere die sich in Auflösung und Farbzahl unterscheiden, wobei der höchste Modus meist zwei Farben bot. Sound konnte der Rechner über einen kleinen Lautsprecher ausgeben. Er hatte aber keinen Soundchip und gab daher nur einen Ton zu einer bestimmten Zeit aus. Zwar waren die Soundfähigkeiten der damaligen Heimcomputer eher bescheiden aber Standard waren drei Tongeneratoren die - wenn z.B. Musik gespielt wurde, dann die Beats dreier Instrumente wiedergaben.

Hinsichtlich der Anschlüsse bot der Spectrum nur karge Kost. Er hatte nur einen Bus-Connector, der die ganzen Daten, Adress- und Signalleitungen der CPU auf 54 Leitungen nach außen führte und zwei Standardanschlüsse für Mikrofon und Line-in. An sie wurde ein Kassettenrekorder angeschlossen. Ein Computer dieser Zeit hatte deutlich weniger Anschlüsse als heute, aber zwei Anschlüsse vermisste man sofort: es gab keinen Druckeranschluss und keinen Gameport für Joysticks. Angeblich hatte Clive Sinclair den Rechner dafür konzipiert, damit die Benutzer mit ihm programmierten, daher auch die Abkürzung mit Befehlen auf der Tastatur. Dafür benötigte man keinen Sound und keine Gameports und keine Sprites. Entsprechend war die Hardware ausgelegt.

Peripherie

Wie bei den meisten anderen Computern gab es zuerst nur den Computer, erst später kam die Peripherie hinzu. Beim Spectrum dauerte es jedoch sehr lange, bis diese erschien. Dreh- und Angelpunkt war dabei das Microdrive. Computer dieser Zeit speicherten die Daten auf Kompaktkassetten und wurden durch die Line/Mic Anschlüsse an einen handelsüblichen Kassettenrekorder angeschlossen. Manche Hersteller verkauften sogar spezielle Kassettenrekorder, die sie dann "Datasetten" oder ähnlich nannten. Auch Software wurde auf Kassette vertrieben. Kassetten haben jedoch Nachteile. Die Datenrate war gering (beim Spectrum 1.500 Baud/s, das sind nur etwa 200 Zeichen/s) und es war praktisch unmöglich mehr als ein Programm auf einer Kassette zu speichern, weil man sonst leicht eines überschrieben konnte oder man musste große Lücken lassen und händisch den Zählerstand notieren. Datenverarbeitung, welche den wahlfreien und direkten Zugriff auf einzelne Datensätze vorsah, war praktisch unmöglich.

Microdrive mit ZX Interface 1Das alles leisteten Floppylaufwerke, die Anfang der Achtziger aber noch teuer waren, bei den meisten Heimcomputer kostete die Floppy mehr als der Computer selbst. So lag der Preis für ein nacktes BASF 6106 Laufwerk (250 KByte unformatiert ~ 160 bis 180 Kbyte formatiert) Ende 1983 bei 548 DM und damit teurer als ein Spectrum und dies war nur der Preis für das Laufwerk. Man benötigte noch einen Diskettenkontroller, einen eigenen Computer zur Ansteuerung des Laufwerks, Kabel und Netzteil. Sinclair hatte eine Idee diese teuren Laufwerke zu ersetzen. Für den Spectrum gab es Microdrives. Bei ihnen handelte es sich um Geräte, in die ein kleines Kartridge eingeschoben wurde. Das Cartridge beinhaltete ein 5 m langes Endlosband, das mit 70 cm/s vom Laufwerk am Schreib-/Lesekopf vorbeigezogen wurde. Wie ein Diskettenlaufwerk gab es eine Stelle für ein Verzeichnis, sodass man mehrere Programme auf einem Band unterbringen konnte. Die Lesegeschwindigkeit lag bei 15 bis 16 kByte pro Sekunde - durchaus vergleichbar mit einem Diskettenlaufwerk das maximal 22,5 KByte (bei einseitigen Laufwerken) lieferte, oftmals aber langsamer war, weil ein 8-Bit-Rechner Daten so schnell gar nicht verarbeiten konnte. Die Kapazität war mit "garantierten" 85 KByte kleiner als bei einem Diskettenlaufwerk (je nach Typ 160 bis 720 KByte). Je nach Anzahl der defekten Sektoren konnten es auch 100 KByte sein. Knackpunkt war die mittlere Zugriffzeit von 3,5 bis 4,5 s. Für die Verarbeitung von Daten, also Zugriff auf einzelne Records war das zu langsam. Zugriffszeit und Kapazität hingen zusammen - sie war die halbe Zeit, die ein Umspulen benötigte. Verlängerte man das Band (mehr Kapazität) so war die Zugriffszeit größer. Für den Zweck, für den die meisten Spectrum Benutzer einen Massespeicher hatten, nämlich das Speichern eigener, meist größerer Programme oder das Laden von Programmen wie Spielen spielte die Zugriffszeit keine Rolle. So wären die Microdrives eigentlich das ideale Medium für den Käufer eines preiswerten Computers gewesen, der dann sicher nicht viel Geld in ein Floppylaufwerk investieren wollte. Leider hatte das Konzept aber Tücken. Qualitätsprobleme waren ein Dauerproblem bei Sinclair. Schon bei den ZX 80/81 gab es eine hohe Rate an Rückläufern. Das blieb auch beim Spectrum so. Mechanik ist aber noch empfindlicher als Elektronik und so stellte sich bald heraus das die Microdrives unzuverlässig waren. Das man dies bei Sinclair wusste, sieht man auch an der "Mindestangabe" für die Kapazität, die defekte Sektoren zulässt. In Zeitschriften gab es daher auch den Tipp, das Band mehrmals zu formatieren, dabei dehnte es sich und die Kapazität wurde größer. Allerdings auch das Ausfallrisiko. Ein Computerabsturz konnte alle Daten auf einem Band überschrieben. Schon die 18 Monate zwischen Ankündigung und Verfügbarkeit zeigten, dass die Entwicklung schwierig war. Zudem war nur das Drive selbst preisgünstig. Die Cartridges waren deutlich teurer als Disketten, wodurch sich der günstige Anschaffungspreis auf Dauer relativierte. Auch die Anschaffung selbst war nicht ganz so günstig wie geplant. Denn da es nur einen Platinenstecker am Spectrum gab, musste dieser erst aufgerüstet werden, damit er weitere Schnittstellen wie sie das Microdrive benötigte, zur Verfügung stellte. Das ZX Interface 1 war dazu nötig, das es erlaubte bis zu 64 Spektrums zu vernetzen - ein Feature, das sonst wohl nur der BBC Mikro hatte und vielleicht ein später Versuch doch noch den Spectrum in die Klassenzimmer zu bekommen. Daneben hatte das ZX Interface 1 eine serielle (RS-242) Schnittstelle, über die nun endlich auch ein Drucker angeschlossen werden konnte. Das ZX Interface kostete aber wie ein Microdrive 50 Pfund, in Deutschland lagen die Preise bei der Einführung bei 250 DM für das Microdrive und 200 für das Interface. Damit war das Microdrive immer noch billiger als Floppylaufwerk, für das man Anfang 1984 als das Microdrive endlich verfügbar war, mindestens 1.000 meist aber eher 1200 Mark hinblättern musste. Floppy Disks wurden aber im Laufe der Jahre immer preiswerter und so relativierte sich der Preisvorteil. (Bild: Microdrive mit ZX Interface 1 und einem Kartridge).

Der Knackpunkt aber war die Mechanik. Das nur 2 mm breite Band musste präzise platziert sein, damit der Schreib-/Lesekopf es beschreiben oder auslesen konnte, es fing aber an, von der Mitte abzuweichen. Daneben war das abrupte Beschleunigen auf 70 cm/s eine starke mechanische Beanspruchung. So schreibt selbst das Handbuch zu dem Thema: "Microdrive cartridges will not last forever, and will eventually need to be replaced. The symptom of an ageing cartridge is that the computer will take longer and longer to find a program or file before loading it. So it is a good idea to keep back-up copies of important programs and files on another cartridge, or on a cassette.". Das ist eigentlich ein Ausschlusskriterium für einen Datenspeicher. Vor allem gab es ja kopiergeschützte Software, die man nicht kopieren konnte und da war der Ausfall dann noch bedeutender. Ein Cartdige kostete bei der Einführung 4,95 Pfund, ein Zehntel des Laufwerks. In Deutschland etwa 20 Mark. Für 50 Mark bekam man einen Zehnerpack Disketten die 3,6 Mbytes speicherten - zweieinhalb Microdrives für denselben Preis dagegen nur 210 KByte. Für die Verteilung von Kaufsoftware waren sie zu teuer, ein Spiel auf Kassette kostete damals zwischen 40 und 60 Mark, da konnte man nicht die Hälfte, bis ein Drittel für den Datenträger aufwenden. Zudem war das Massenvervielfältigen auf Microdrives aufwendig, während man Software auf Kassetten genauso wie Audiokassetten vervielfältigen konnte. Daran änderte auch eine Preissenkung der Cartridges auf 2 Pfund Anfang 1985 etwas. Die Mikrodrives konnten die mechanischen Mängel einfach nicht überwinden. Mit den Nachteil das man Dateien immer ganz einlesen und ganz überschreiben musste, hätten sicher viele User leben können die nicht Daten verarbeiteten, sondern nur eigene Programme schrieben, oder fertige Software luden.

Sinclair brachte solange die Firma im Eigentum von Clive Sinclair war nie ein Floppydisklaufwerk heraus. Es gab eine Reihe von Fremdanbietern, da der Bus ja alle Leitungen nach außen führte stand dieser Weg prinzipiell offen, aber es blieben dann Insellösungen, denn Software gab es eben nach wie vor nur auf Kassette. Daran änderte sich erst etwas, als die Firma 1986 on Amstrad übernommen wurde. Sie überarbeiteten die Spectrums und eines der Modelle hatte dann ein 3-Zoll-Laufwerk verbaut. Das war übrigens auch eine Insellösung, denn dieses Format setzte nur Amstrad ein, während die meisten neuen Computer auf das 3,5 Zoll Format setzten. Damit verspielte man auch die Chance das man auf dem Rechner CP/M einsetzen konnte - Dies war das Standardbetriebssystem für Geschäftsanwendungen und es gab etliche Programme für CP/M von der Textverarbeitung über die Datenbank zur Tabellenkalkulation und viele wären auch mit nur 48 KByte RAM gelaufen. Allerdings fehlten für die CP/M Fähigkeit auch noch andere Dinge wie eine echte Tastatur und 80 Zeichendarstellung.

Sinclair bemerkte auch sehr bald, das die durchschnittlichen Käufer eines Heimcomputers, vor allem seiner Heimcomputer nicht die waren, die Programmieren in BASIC lernen wollten, sondern die mit dem Gerät spielen wollten. Bei seinen Vorgängermodellen waren wegen der beschränkten Grafikfähigkeiten und dem kleinen Speicher Spiele praktisch nicht existent. So gab es bald ein ZX Interface 2, das zwei Anschlüsse für Standard-Joysticks hatte. Sie simulierten aber Tasten, weil das Betriebssystem von sich aus eben keine Joysticks kannte. Dummerweise aber die falschen Tasten also nicht die in Spielen bisher verwendeten, und so gab es bald eine zweite Erweiterung eines Fremdherstellers welche die Tasten simulierte die Spiele verwendeten. Als Folge fragten viele Spiele vor dem Start ab, welche Erweiterung man verbaut hatte. Es gab bald weitere Erweiterungen, die jedoch alle auf denselben Platinenstecker mündeten und so hintereinander gesteckt werden mussten. Das war mechanisch problematisch und meist sehr instabil.

ZX PrinterDie Sparpolitik von Sinclair setzte sich beim Drucker fort. Für die Vorgängermodelle hatte Sinclair einen Thermodrucker eingeführt. Er schrieb auf metallisiertes Papier und legte durch Erhitzen das Metall frei. Thermodrucker gibt es heute noch - an Kassen. Anders als bei diesen ist das Papier aber sehr teuer gewesen und auch beim Drucker wurde gespart. Anstatt das er die 8 Punkte, die ein Buchstabe in der Höhe hatte, mit acht Nadeln druckte war es nur eine Nadel, die rotierte und oft eben nicht den richtigen Punkt erwischte. Das Schriftbild des Rollendruckers der nur 256 Pixel in der Breite drucken konnte war daher unsauber, zittrig.

Es gab natürlich für alle Kritikpunkte Lösungen von Fremdanbietern, wie Interfaces für normale Drucker nach dem Centronics Standard, Floppylaufwerke und selbst Umbausätze, in denen man die Platine in ein Gehäuse mit echter Tastatur verbaute. Nur erreichten diese niemals die hohen Stückzahlen, die sie richtig preiswert machten und ein weiteres Manko war der geringe Grundpreis des Rechners. Da wollten Kunden nicht ein Vielfaches für Aufrüstoptionen bezahlen. Alleine die Aufrüstung eines Spectrum 48 mit einem Anschluss für einen Drucker hob den Preis auf den des C64 an.

Kritikpunkte

Die meiste Kritik die, der Spectrum hinnehmen musste, betrafen die Qualität der Verarbeitung. So übersteuerte der Spectrum das Videosignal, was neben einer Darstellung in Knallfarben auf Dauer zu einer Schädigung des Verstärkers (Tuner) im Fernseher führen konnte. Bei der ersten Serie blieb das Bild auch nicht stabil, sondern der Kanal (UHF 36) musste jede halbe Stunde manuell nachjustiert werden. Bei allen Rechnern von Sinclair gab es eine hohe Zahl an Rückläufern aus dem Verkauf, was bis zum QL ein Dauerproblem war. Das senkte das Renommee der Firma ab, die ja schon vorher wegen der billigen Verarbeitung keinen guten Ruf hatte, und schadete vor allem im Ausland den Verkäufen.

Mit Sinclairs Konzept der Tastenbelegung konnte sich nur ein kleiner Teil der Anwender anfreunden. Der Sinclair Spectrum hatte nur 40 Tasten. Auch wenn man die Tastaturen der damaligen Heimcomputer nicht mit einer heutigen PC Tastatur (mit 104 Tasten) vergleichen kann - es fehlte der Zehnerblock, die Funktionstasten und oft auch der Cursorblock) waren dies doch extrem wenige Tasten. Der VC 20 hatte z.B. 66 Tasten. Daneben hatte Sinclair vorgesehen, dass man die BASIC-Befehlswörter nicht eintippt, sondern über einen Tastendruck das ganze Wort übermittelt. Das vermeidet zwar Rechtschreibfehler, aber dadurch war bei nur 40 Tasten die Tasten bis zu sechsfach belegt mit den Ebenen musste man dann umschalten - bei einer PC-Tastatur sind es in der Regel zwei Belegungen, bei einigen Tasten auch drei.

Ein weiterer Kritikpunkt war die Tastatur selbst. Üblich war damals schon eine Tastatur, wie sie heute aufgebaut ist, aus Plastikkappen, die über einen Kontakt auslösen und einen gewissen Hub haben. Demgegenüber verwandte der Spectrum Weichgummitasten wie man sie von einem Taschenrechner kennt. Diese Tasten haben praktisch keinen Hub und es gab auch keinen Druckpunkt am Kontakt, sondern es war eine Folientastatur wie bei den Vorgängermodellen. Das Gefühl war daher schwammig, die Tasten waren klein und schwer zu treffen, immerhin gab der Spectrum einen Ton von sich, wenn man die Taste traf, eine Verbesserung gegenüber den Vorgängermodellen.

Die Ansteuerung des Bildschirmspeichers war für die Programmierer anspruchsvoll, denn die Farben galten jeweils für 64 Pixel. Das war weniger ein Problem für den unbeweglichen Hintergrund, den man entsprechend designen konnte, damit dieses Manko nicht auffiel. Es war aber verheerend für Spielfiguren, die sich ja fließend bewegen sollte und nicht von Position zu Position springen sollten. Sie veränderten dann ihre Farbe, wenn sie in ein anderes Zeichen gerieten oder der Programmierer passte kurzzeitig dessen Farbgebung an. Diese Farbfehler waren berüchtigt (Color Clash) und viele Spiele waren daher farbarm gestaltet, um den Fehler zu reduzieren.

Ebenso war der Zeichensatz des Spectrums ungewöhnlich. Wie viele andere Computer hatte er jenseits des Zeichencodes 128, dem ASCII-Standard Grafikzeichen für Blockgrafik. Das war nichts Außergewöhnliches zu dieser Zeit. Ungewöhnlich war aber die Gestaltung der Buchstaben. Obwohl das in einer 8×8 Matrix möglich war, wie andere Computer beweisen, waren die Unterlängen von Buchstaben verschoben, das heißt die Buchstaben g,p,q,y waren nach oben verschoben was das Schriftbild unruhig und auch schlecht aussehen lies.

Geschichte

Spectrum +In Großbritannien kam der Spectrum im April 1982 auf den Markt, in anderen Ländern deutlich später. Die größten Erfolge konnte er denn auch auf dem englischen Markt erzielen. Zum einen, weil die Engländer wohl patriotischer kauften - auch die Acorns und Oric Computer von britischen Herstellern verkauften sich in im Ausland deutlich schlechter als Zuhause. Vor allem aber lag es am frühen Erscheinen. Mit 48 KByte Speicher war er eine kurze Zeit ein Computer, der sowohl bezahlbar war, wie auch viel Speicher hatte. Konkurrenzmodelle, die zeitgleich erschienen, wie der Dragon oder Oric 1 hatten 16 oder 32 KByte Speicher. Ältere Rechner wie der VC20 oder Ti 99/4A noch weniger. Das änderte sich nachdem der C64 im Oktober 1982 auf den Markt kam. Während in England der Spectrum schon bekannt war und es so viele Nutzer und Spiele gab, erschienen bei vielen anderen Ländern C64 und Spectrum fast zeitgleich und in Sachen Tastatur, Spielefähigkeit, RAM und ROM sowie Ausbaufähigkeit punktete der C64 wenngleich er auch teurer war, doch die Preise fielen beim C64 deutlich schneller als beim Spektrum. Zudem waren die Preise für den Spectrum z.B. in Deutschland immer höher als in England. Im Dezember 1983 kostete in Deutschland ein Spectrum 48, der anfangs für 698 DM verkaufte wurde, noch 525 DM, ein C64, der anfangs für 1395 DM verkauft wurde, aber nur noch 674 DM. In den USA wurde der Spectrum wie seine Vorgänger von Timex in Lizenz gebaut. Allerdings gab es dort gravierende Änderungen, die weit über die notwenige Anpassung an den NTSC Standard hinausgingen, sodass Software in Maschinensprache auf dem Timex 2068 nicht auf einem Spectrum läuft. Einige Verbesserungen übernahm Sinclair später, so einen weiteren hochauflösenden Grafikmodus mit 560 x 192 Pixeln. Aufgrund des einfachen Aufbaus gab es auch illegale Nachbauten des Spectrums im Ostblock. Das ULA als Anwendungsbaustein war dabei kein Hindernis, denn die staatlichen betriebe konnten das Die aufsägen und unter dem Mikroskop die Verdrahtung erkennen und mussten diese dann nur kopieren. Für Ostblockstaaten die nicht jeden westlichen Chip kopieren konnten war der wesentliche Vorteil des Spectrums, das er neben Standardbauteilen eben nur den Z80 (den man im Osten schon kopiert hatte), den TV Modulator LM 1889N und das ULA enthielt. Andere Rechner enthielten noch einen Grafikprozessor oder einen Soundchip, sowie eine PIO für die Kommunikation mit der Außenwelt.

Den konkurrenten BBC Mikro konnte Sinclair übrigens sehr schnell ausstechen. Er war zwar technisch überlegen, schneller, mehr erweiterbar, höheren Grafikauflösung mit einer echten Tastatur, aber eben viel teurer - die 16 K Version kostete in Engalnd 235 Pfund (Sinclair 16 K: 125 Pfund), die 64 K Version 335 Pfund (Sinclair 48K : 175 Pfund). Außerhalb Englands trat Acorn erst ein Jahr nach Sinclair auf, Anfang 1984 und konnte dort ohne die BBC-Serie und Serienausstattung der Schulen nicht an die erfolge in England anknüpfen. Lediglich der preiswertere, aber auch technisch weniger anspruchsvolle Acorn Electron war außerhalb Englands erfolgreich.

Sinclair betrieb dann zuerst Modellpflege. Die erste Nachfolge war der Spectrum+. Bei ihm milderte man den Hauptnachteil, die miserable Tastatur ab. Er bekam ein größeres Gehäuse und eine neue Tastatur. Diese war noch immer keine Schreibmaschinentastatur, aber die Tasten waren größer und hart, hatten aber noch keinen Hub wie eine Schreibmaschinentastatur. Sie endeten noch immer auf die Folientastatur, nur jetzt ohne Mehrfachbelegung, wodurch eine Taste mehrere Tasten in der Originalfolie ersetzte. Das war gut gemeint, die ersten Spectrum+ verkauften sich auch gut, doch dann meldeten Händler eine Rücklaufquote von 30 %, während es bei den normalen Spectrum 48 nur 5 bis 6 % waren (was trotzdem im Vergleich zu anderen Rechnern sehr hoch war).

Zuerst nur in Spanien erschien der Spectrum 128 mit derselben Tastatur, aber 128 KByte Speicher. Spanien hatte Gesetze beschlossen, nach denen Computer unter 64 KByte Speicher eine zusätzliche Steuer fällig wurde und jeder in Spanien verkaufte Computer musste die spanischen Zeichen also Umlaute mit Akzenten wiedergeben. Dafür wurde der Spectrum angepasst, der Zeichensatz angepasst und man konnte die obersten 16 KByte des Speichers nun durch einen Befehl als Ramdisk nutzen, allerdings nur in festen 16 KByte Segmenten. Neu war auch der im Timex 2068 verbaute Soundchip vom Typ AY-8910, wie er in vielen anderen Computern dieser Zeit vorhanden war und eine Midi-Schnittstelle. Midi war damals ein Buzzwort, initiiert durch den Atari ST der ebenfalls eine Midischnittstelle hatte. Der Spectrum 128 verwandte das Gehäuse des Spectrum+ (Bild oben).

Spectrum 2AInzwischen war Sinclair Research in finanzielle Schwierigkeiten geraten. Das lag nicht am Spectrum, sondern dem Nachfolgemodell Sinclair QL (QL: Quantum Leap, Quantensprung). Der QL hatte wie die etwas später erschienenen Amigas und Atari ST einen 68000 Prozessor. Sinclair-typisch wurde aber wieder gespart: die Tastatur war dasselbe Modell wie beim Spectrum+, und auch hier waren nur Microdrives als Massenspeicher vorgesehen. Das akzeptierten die Kunden nicht und so wurden nur sehr wenige QL verkauft, was die Firma in die roten Zahlen brachte. 1986 wurde Sinclair Research fr 5 Millionen Pfund an den Amstrad verkauft, die zu dieser Zeit sehr erfolgreich mit ihrer CPC-Heimcomputerserie und dem PCW-Textverarbeitungssystem waren. Amstrad brachte denn auch einige neue Modelle heraus, welche die Nachteile beseitigten wie der Spectrum hatte. Den Anfang machte der Spectrum +2. Er hatte ein Gehäuse das sehr an den Amstrad CPC 464 erinnerte, mit eingebautem Kassettenrekorder wie dieses Modell, jedoch eine vollwertige Schreibmaschinentastatur mit echtem Druckpunkt. Er beinhaltete das Innenleben des Spektrums 128 und hatte endlich auch zwei Gameportanschlüsse. Später gab es noch den Spectrum +2A, der das Gehäuse des Spectrum +3 hatte, jedoch wieder einen Kassettenrekorder anstatt einem Diskettenlaufwerk.

Spectrum 31987 erschien dann der Spectrum +3. Er hatte als wuchtigstes Element nun ein eingebautes Diskettenlaufwerk - amstradtypisch ein 3-Zoll-Laufwerk, obwohl damals schon klar war, dass 3,5 Zoll der Standard sein würde. Das erlaubte es aber das Diskettenbetriebssystem der CPC-Serie die auch einen Z80 verwendete, zu übernehmen. Dazu gab es verbessertes Bank Switching, da nun zwei ROMs parallel geschaltet waren - das ursprüngliche und das DOS, was das Gerät aber teilweise inkompatibel zu vorheriger Hardware und auch vielen Spielen machte. Später gab es eine Boardrevision und die beiden Rechner (mit Kassettenrekorder oder Disclaufwerk liefen unter Spectrum +3A / +3B. 1990 stellte man die Produktion des Rechners mit Diskettenlaufwerk ein, die Kassettenvariante wurde bis 1992 produziert. Allerdings entfiel der Löwenanteil der Verkäufe auf die ursprünglichen Modelle vor Erscheinen des Spectrum+. Soweit ich weiß erschienen die Amstrad Modelle auch kaum noch außerhalb Englands, zumindest in Deutschland kamen sie nie auf den Markt.

Damals erschienen jedes Jahr neue Rechner. Commodore führte als der Spectrum+ erschien, den Commodore 128 ein, Amstrad selbst fürhrte innerhalb eines Jahres die Modelle CPC 464 (64 KByte Kassettenrekorder), CPC 664 (64 KByte, Floppy Disk), CPC 6128 (128 KByte, Floppy Disk) und PCW 256 (256 KByte, Floppy Disk) ein. Mit nur 48 KByte Speicher war der Spectrum einfach nicht mehr zeitgemäß und rutschte im Laufe der Zeit immer weiter in Richtung Einsteigersegment ab. Er war etwas für Kinder oder Schüler die Speile spielten und nur den nackten Computer benötigten und dann eben einen Kassettenrekorder anschlossen. So sollen die Modelle mit Diskettenlaufwerk auch nur 15 % der verkauften Spectrums stellen.

Acorn, Konkurrent beim BBC Mikro geriet nahezu zeitgleich ebenfalls in finanzielle Schwierigkeiten. Vom Nachfolgemodell Acorn Electron wurden weitaus weniger verkauft als produziert, sodass die Firma 250.000 gebaute, aber nicht verkaufte Electrons in den Lagern hatte. Die Kredite konnte sie nicht bedienen und wurde so 1985 von Olivetti aufgekauft. Insgesamt 1,5 Millionen Acorns aller Varianten wurden produziert.

Die Retrowelle

Spectrum VegaSeit einigen Jahren gibt es eine Rückbesinnung auf die alten Heimcomputer der Achtziger Jahre. Gebrauchte Computer sind bei Ebay immer teurer geworden, kosten teilweise heute mehr, als sie zum Produktionsende neu kosteten und es gibt neue Hardware, um z.B. alte Computer an Festplatten oder SD-Karten anzuschließen.

Im Zuge dieser Retrowelle erschienen auch einige Nachbauten des Spectrums. Den Anfang machte 2015 die unter der Leitung von Clive Sinclair gebaute Sinclair Vega Console. Sie war kein echter Nachbau des Spectrums, sie war eine Spielkonsole, vorinstalliert mit 1.000 Spielen, die man starten konnte. Von dem kompletten Keyboard waren nur 13 Tasten übrig geblieben, jene die Spiele üblicherweise nutzten. Obwohl die Konsole so sehr kompakt war, belegte das Motherboard mit nur vier Chips nur einen Teil des Platzes.

Als Follow On entwickelte Retro Computers die ZX Spectrum Vega+ Konsole. Sie wurde durch eine Crowdfunding Kampagne finanziert. Der offensichtlichste Vorteil war, das man sie nicht an einen Fernseher anschloss, sondern sie, wie eine Handheld Konsole einen eingebauten Bildschirm hatte, aber ebenfalls nur wneige Tasten. Die Entwicklung verzögerte sich zuerst stark, sodass die Crowdfunding-Plattform die Rückabwicklung des Projektes betrieb, als schließlich die Konsole 2018 erschien, hatte sie nur 18 anstatt 1000 Spiele und viele funktionierten nicht. Ein Test erinnerte an alte Sinclair Zeiten: "the few supplied sample games don't work" und das die "build quality's not the greatest". Am 5.2.2019 meldete Retro Computers Insolvenz an.

Spectrum Vega PlusEtwas weniger ambitioniert, dafür erfolgreicher war der Recreated ZX Spectrum. Anstatt die Hardware zu entwickeln die einen Spectrum emuliert, nutzte man einen Emulator. Solche gibt es für den Spectrum zu hauf. Designt wurde nur eine Bluetooth Tastatur mit dem Aufbau der Spectrum Tastatur, inklusive den Gummitasten. Sie kommunizierte mit einer App auf einem Tablett, in der der Emulator lief. Das war vergleichsweise preiswert. Die App wird aber seit 2015 nicht mehr weiterentwickelt.

Während man bei den vorherigen Projekten einen ZX Spectrum einfach emuliert, ist das Kickstarter Projekt ZX Spectrum Next vom anderen Kaliber. Unterstützt von ehemaligen Sinclair Mitarbeitern (aber ohne Clive Sinclair) will es den Spectrum als neuen zeitgemäßen Computer herausbringen, also keine Emulation, sondern mit einer Z80 CPU, die nach wie vor produziert wird, aber zeitgemäßen Features wie HDMI-Ausgang, SD-Karten-Slot, Echtzeituhr, WLAN-Modul und Erweiterungsport für ein Raspberry Pi Modul. Trotzdem soll er voll kompatibel zu der Software und den Erweiterungsmodulen des Spectrums sein. Es gab mehrere Konfigurationen, die von einem Ersatz des Mainboards in einem Spectrum bis zu einer Luxusvariante mit einem Rasperry Pi Zero als "Accelerator Board" reichen. Das ist allerdings keine Erweiterung des Spectrums, sondern ein eigenständiger Computer mit eigener SD-Karte für das Betriebssystem. Die erste Generation ist verkauft, ein zweites Kickstarter Projekt lief. Frei verkäuflich scheint der Rechner aber nicht zu sein.

Fazit

Der Spectrum ist bis heute einer der meistverkauftesten Computer, was verwundert, war in den Achtzigern der Computermarkt noch kein so großer Massenmarkt wie heute, aber es gab nur weniger Hersteller und Computer wurden lange produziert, der Spectrum in verschiedenen Modellvarianten über 10 Jahre. Insgesamt sollen es rund 5 Millionen Stück gewesen sein. Er hätte durchaus erfolgreicher sein können. Sicherlich war die Markteinführung kurz vor dem C64 unglücklich, doch der verkaufte sich nicht wegen des besseren Speichers besser, sondern weil er eine echte Tastatur hatte und vor allem die meisten Käufer mit dem Rechner nur spielen wollten, den Grafik und Sound konnte man beim C64 nicht mit BASIC Befehlen wie Line, Plot oder Circle ansprechen, dazu musste man die Chips mit Peek und Pike Befehlen mit Daten versorgen. Was eine noch glanzvollere Zukunft verhinderte, war das man am falschen Ende sparte bzw. Clive Sinclair auf das falsche Pferd setzte. Das ging los mit der Tastatur, die solange Clive Sinclair die Firma hatte, nur notgedrungen nachgebessert wurde - als Amstrad die Firma übernahm, gab es gleich eine richtige Tastatur und das sogar bei einem reduzierten Modellpreis. Es gibt hier die Parallele zu dem englischen Rechner Oric, der als Oric 1 mit einer ähnlichen Tastatur ausgeliefert wurde, dann aber recht bald durch den Oric Atmos mit einer Schreibmaschinentastatur ersetzt wurde. Oric verkaufte den Atmos etwa 50 Pfund (rund 200 DM) teurer und hatte damit vor allem Erfolg in Frankreich. Offensichtlich störten sich englische Käufer an dem Manko weitaus weniger als Kunden in anderen Ländern.

Spectrum nextEs ging weiter mit der Schnittstellenarmut und den Problemen, die dadurch Aufrüstungen bereiteten bzw., den nötigen Zusatzkosten. Vor allem aber meinte Sinclair, den Benutzern vorschrieben zu können, was gut für sie ist. Sie hätten ja Floppy Disks und Microdrives herausbringen können, der Benutzer hätte dann entscheiden können, was er einsetzen will. Aber es gab eben keine Floppy Disks und der offizielle Drucker war eben jener Thermodrucker und kein vollwertiger Nadeldrucker. Die Schnittstellenarmut hätte man durch den Einbau einer Z80 Pio oder eines I8255 beseitigen können - einem Baustein der im freien Handel etwa 10 DM kostete. Er liefert zwei 8 Bit und zwei 4 Bit Ports, die man dann nutzen kann um zwei Gamekontroller und zwei 8 Bit Schnittstellen, wie für Drucker bereitzustellen. Auch hier meint der Autor, hat man am falschen Ende gespart.

So kam der Spectrum aus seiner Ecke als Billigcomputer nicht richtig heraus. Selbst für Spiele war er wegen der Einschränkungen im Bildschirmspeicher und ohne Gamports und Piepssound nur bedingt geeignet. Er punktete eben vor allem durch den Preis, zumindest solange Rechner mit 64 KByte Speicher noch sehr teuer waren. Mit dem Preisverfall und dem Erscheinen neuer Rechner sank dann aber auch seine Marktbedeutung.

Links:

https://www.theregister.co.uk/2013/03/13/feature_the_sinclair_zx_microdrive_story/?page=1

Zum Thema Computer ist auch von mir ein Buch erschienen. "Computergeschichte(n)" beinhaltet, das was der Titel aussagt: einzelne Episoden aus der Frühzeit des PC. Es sind Episoden aus den Lebensläufen von Ed Roberts, Bill Gates, Steve Jobs, Stephen Wozniak, Gary Kildall, Adam Osborne, Jack Tramiel und Chuck Peddle und wie sie den PC schufen.

Das Buch wird abgerundet durch eine kurze Erklärung der Computertechnik vor dem PC, sowie einer Zusammenfassung was danach geschah, als die Claims abgesteckt waren. Ich habe versucht ein Buch zu schreiben, dass sie dahingehend von anderen Büchern abhebt, dass es nicht nur Geschichte erzählt sondern auch erklärt warum bestimmte Produkte erfolgreich waren, also auf die Technik eingeht.

Die 2014 erschienene zweite Auflage wurde aktualisiert und leicht erweitert. Die umfangreichste Änderung ist ein 60 Seiten starkes Kapitel über Seymour Cray und die von ihm entworfenen Supercomputer. Bedingt durch Preissenkungen bei Neuauflagen ist es mit 19,90 Euro trotz gestiegenem Umfang um 5 Euro billiger als die erste Auflage. Es ist auch als e-Book für 10,99 Euro erschienen.

Mehr über das Buch auf dieser eigenen Seite.

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© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.
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