Besuch bei ISER Erlangen

Heute geht es zu meiner alten Universität. Das Blaue Hochhaus hat sich seit meinem Weggang nicht groß verändert, aber vielleicht sind jetzt die Bäume etwas höher als damals:

Ich habe eine Führung durch die Informatik-Sammlung Erlangen (ISER) vereinbart, um diese filmisch zu dokumentieren.

Zuerst treffe ich mich mit dem Leiter der Sammlung, Dr. Guido Nockemann, …

… der mir die Dauerausstellung präsentieren wird, welche über die Flure auf zwei Gebäude verteilt ist:

Er berichtet von den Vor- und Nachteilen dieser Lösung: Eigene Räumlichkeiten wären zwar gut, um die Exponate schön zu präsentieren, aber die Ausstellung auf den Fluren ermöglicht den Kontakt mit Studenten, welche zufällig vorbeikommen und sich dadurch quasi im Vorbeigehen mit Computergeschichte befassen können.

Insgesamt gibt es 12 verschiedene Stationen und wir beginnen mit den ältesten Rechenhilfsmitteln. Als erstes sehen wir eine Replik eines römischen Abakuses:

Und zum ersten Mal erblickte ich ein Astrolabium, …

… mit dem man zum Beispiel aus der Position von Sternen und der Uhrzeit die Himmelsrichtung bestimmen konnte. Dann geht es zu den mechanischen Rechenmaschinen, wo eine Arithmomètre von Charles Xavier Thomas steht:

Sie ist das älteste Originalstück der Sammlung und wird wie alle ihrer Kollegen der Zeit mit einer Handkurbel betrieben:

Bei den Rechenhilfen treffen wir den “Educated Monkey”, …

… eines der ersten Spielzeuge, um das Multiplizieren zu erlernen. Die Ausstellung besitzt auch die berühmte Curta, …

… eine tragbare mechanische Rechenmaschine, die in den 1940er Jahren von dem Österreicher Curt Herzstark entwickelt wurde. Dann präsentiert Herr Nockemann die elektromechanischen Rechenmaschinen, …

… bei denen statt der menschlichen Hand, ein Elektromotor die Rechnungen antreibt. Anschließend werden die verschiedenen Computergenerationen beleuchtet, …

… von den Relais, …

… über Röhren …

… und Transistoren, …

… zu den Integrierten Schaltungen, …

… bis hin zum Mikrochip:

Die nächste Vitrine zeigt die verschiedenen Speichertechnologien, …

… vom Ferritkernspeicher …

… dem Laufzeitspeicher, …

… dem Trommelspeicher, …

… den gigantischen Wechselplatten, …

… bis hin zum 1 Zoll Microdrive:

Dann geht es weiter durch die Flure zu den Analogcomputern, wo ich einen sehr massiven Vorhalterechner bestaunen darf, …

… der zur Zieleinstellung von Kanonen auf Kriegsschiffen …

… verwendet wurde, dessen Innenleben aber eher wie eine skurile Telefonvermittlung aussieht:

Über Tischrechner, des ehemaligen Rüstungsbetriebes Diehl …

… und Taschenrechner …

… geht es weiter zu den ersten Mikrokomputern, wo natürlich Thunder.Birds geliebter Commodore C64 nicht fehlen darf:

Auf der nächsten Station werden die Computerarbeitsplätze der 60er bis 80er Jahre dargestellt …

… und bei der Gelegenheit wird auch noch etwas auf das damalige Frauenbild in der Werbung eingegangen:

An einer technischen Universität dürfen Vektorrechner natürlich nicht fehlen, zum Beispiel sehen wir hier eine Platine des SUPRENUM Forschungsprojekts, …

… oder die Topologie der Knoten bei MEMSY:

Zum Abschluss geht es dann noch ins zugangsgesicherte Rechenzentrum, …

… wo ehemalige Großrechner des Rechenzentrums Erlangen ausgestellt sind. Beim Anblick des Bedienpults fühle ich mich dabei fast, wie auf der Brücke vom Raumschiff Enterprise:

Aber auch die “Sauerkrautverdrahtung” der Control Data 3300 ist echt sehenswert:

Beendet wird unser Rundgang mit einer CRAY, wo insbesondere der etwas überdimensionierte rote Notausknopf, zum Nachdenken anregt:

Ich verabschiede mich von Herrn Nockemann …

… und begebe mich in den “Zuse-Raum”, wo dann sein Kollege Edwin Aures übernimmt und gleich einen analogen Streuwinkelrechner von einem deutschen U-Boot präsentiert:

Mehrere Größen, wie zum Beispiel Geschwindigkeit oder Abstand zum Ziel werden über kleine Rädchen eingestellt …

… und eine Nocke mit gebogener Oberfläche definiert für die mehrdimensionale Funktion die Ausgabe, …

… welche für die eingegebenen Werte dann den Winkel zwischen linkesten und rechtesten abzuschießenden Torpedo liefert. Das Exponat wurde übrigens von Prof. Wolfgang Händler beschafft, der wohl im 2. Weltkrieg als Funker auf einen deutschen U-Boot gedient hat und später dann auch maßgeblich für die Entstehung der ISER Sammlung verantwortlich war.

Als nächstes zeigt mir Edwin den englischen Creed 1000 Drucker, …

… dessen Nadeln über Hydraulikschläuche angetrieben werden:

Das Gerät war an der Z23 angeschlossen und die Erlanger verbesserten dafür den von Zuse gelieferten Treiber. Der Code wurde dann von der Zuse KG übernommen und anschließend auch für andere Kunden ausgeliefert. Also Open Source in Reinkultur schon in den 60er Jahren!

Als nächstes schauen wir uns den Programmschrank der Z23 an, …

… welcher wahrscheinlich der letzte seiner Art ist und hunderte von 5-Kanal Lochstreifen beherbergt:

Neben verschiedenen Programmen von Benutzern, …

… gibt es hier auch die von der Zuse KG bereitgestellte Programmbibliothek, …

… die verschiedene Grundfunktionen zur Verfügung stellt:

Die Zuse Z23 mit der Seriennummer 33 wurde 1962 beschafft, war 17 Jahre an der Universität im Einsatz und wurde von sehr vielen Instituten verwendet, sogar von den Musikwissenschaften. Da wäre es mal interessant herauszubekommen, was die damit so gemacht haben 🙂

Dann erklärt Edwin den Aufbau der Z23, die einen Trommelspeicher …

… mit 8192 Worten a 40 Bit besitzt. Verglichen mit einer heutigen 4 Terabyte Festplatte, …

… bräuchte man damit laut Edwins Berechnungen etwa 10.000 Fußballfelder, um die gleiche Speicherkapazität bereitzustellen – fast unvorstellbar, oder? Neben der Trommel besitzt die Z23 auch noch einen 256 Worte fassenden Ferritkernspeicher, …

… der deutlich schneller arbeitet und als eine Art Cache verwendet werden kann. Außerdem sind dort auch die internen Speicher, wie zum Beispiel Akkumulator oder Befehlsregister abgelegt. Dann öffnet Edwin den Z23 Schrank, …

… welchen er als “Begehbare CPU” bezeichnet. Hier sieht die Verkabelung doch wesentlich ordentlicher aus, …

… als die von der Control Data 3300, oder? Edwin berichtet von den verschiedenen Alterungsproblemen, …

… welche bei der fast 60 Jahre alten Dame erwartungsgemäß immer wieder auftreten. Dann ist es schließlich soweit und die Z23 wird eingeschaltet: Der Schalter befindet sich unter einem Papier mit der Aufschrift “TABU”:

Zuerst startet der Trommelspeicher mit ziemlich lautem Getöse:

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Die Lautstärke nimmt aber zum Glück nach kurzer Zeit wieder etwas ab, weil dieser Wirbelstrommagnet …

… die 20 kg schwere Trommel anhebt und zum Schweben bringt. Dann zeigt Edwin die Bedienung der Maschine, welche über diese Konsole gesteuert wird:

Der Feranti-Leser …

… wird verwendet, um Programme über Lochstreifen einzulesen, die mit dem Siemens Fernschreiber …

… erzeugt werden können. An der Konsole kann man das Befehlsregister (hier grün eingefärbt) setzen und den Inhalt des Akkumulators (hier rot eingefärbt) anzeigen:

Beide internen Speicher sind 40 Bit breit und das Befehlsregister hat laut Programmieranleitung folgenden Aufbau:

Hier die Beschreibung der einzelnen Elemente:

• Kennzeichen: Ist das Wort eine Zahl, Befehl, … ?
• Bedingung: Ist Akku oder Speicherzelle Null, positiv oder negativ?
• Operation: Addiere, Shifte, Springe, …
• Schnellspeineradresse: 0-255
• Trommeladresse: 0-8191

Als erstes überprüfen wir das Betriebssystem, das hier noch als Grundprogramm bezeichnet wird und die ersten 1024 Worte der Trommel belegt. Edwin tippt dafür genau einen Befehl in das Befehlsregister ein:

Das wäre also:

• Kennzeichen: Leer (Befehl)
• Bedienung: Leer (Keine)
• Operation: A=Addition
• Trommeladresse: Null

Außerdem wird noch eine Funktion aktiviert, die bewirkt, dass nach jedem ausgeführten Befehl die Trommeladresse automatisch um eins erhöht wird. Schließlich wird noch ein Watchpoint auf die Adresse 1024 gesetzt:

Das lässt die Z23 anhalten, sobald auf das Trommelwort 1024 zugegriffen wird. Hier das Listing des Grundprogramms, welches sich auf der Trommel befinden sollte:

Man sieht zum Beispiel, dass das erste (0) Wort Null ist und das zweite (1) den ersten Befehl enthält. Vor dem Start wird der Akkumulator gelöscht und beim ersten Schritt wird dann das Wort von Adresse Null auf den Akkumulator addiert. Da sowohl der Akku als auch das erste Wort Null sind, ändert sich dabei zunächst nichts:

Dann wird die Adresse automatisch um eins erhöht:

Bei der nächsten Addition wird nun der erste Befehl von Adresse eins …

… in den Akkumulator addiert, …

… der hinterher genau die Bit-Kombination des Befehls “CKB13+72” enthält, also zum Beispiel hier die Adresse 13 (8 + 4 + 1) im Schnellspeicher.

Dann schaltet Edwin auf den automatischen Modus und lässt sein Ein-Befehl Programm ablaufen, welches dann wegen des gesetzten Watchpoints, wie erwartet beim Zugriff auf Adresse 1024 anhält.

Das gesamte Grundprogramm wurde aufaddiert und das Endresultat im Akkumulator ist die Null. Das soll auch so sein, denn in den 1024 Worten sind Konstanten versteckt, welche dieses Ergebnis erzwingen. Wenn man im Code etwas ändert, müssen diese Konstanten entsprechend angepasst werden.

Im Folgenden zeigt Edwin dann noch weitere Programme, zum Beispiel ein Lauflicht, wo ein Doppel-Linksshift und ein Rechtsshift zu einem einfachen Linksshift kombiniert werden. Hier der mit dem Fernschreiber ausgedruckte Source-Code:

Bei “CLA0+1” ist “CL” der Linksshift und das “A0+1” eine Addition um Eins, weil sonst beim Schieben Nullen von rechts in den Akkumulator kommen würden. Das “QQN5000” prüft mit “QQ”, ob der Akkumulator negativ ist (wenn alle Lämpchen leuchten), nullt in diesem Fall mit “N” das Register und springt dann an den Anfang des Programms, welches bei 5000 steht. Ist der Akku nicht negativ, wird mit “E5000” unter allen Umständen an den Anfang gesprungen – das Programm endet also nie.

Das ganze bewirkt dann, dass die Lichter im Akkumulator sehr effektvoll von rechts nach links sausen:

Anschließend machen wir zur Sicherheit noch einen Reaktionstest, um unseren aktuellen Promillestand zu messen:

Danach legt Edwin das Testprogramm “Sinus-Anna” ein, …

… welches die Maschine ganz schön zum Rattern bringt …

… und zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Z23 hartnäckig versucht, “Sinus Quadrat plus Cosinus Quadrat” zu berechnen, wo dann in der Theorie die Eins herauskommen sollte:

Abschließend gibt es noch Musik von Werner Hilderbrand, der den von Konrad Zuse eigentlich zu Debugzwecken eingebauten Lautsprecher …

… “ausgetrickst” hat, um das Lied “Suse liebe Suse” abzuspielen:

Dann sind wir auch schon am Ende der Präsentation und Edwin zeigt mir noch eine Kiste, wo pro Führung jeweils ein Lochstreifen landet, hier zum Beispiel die ca. 100 Stück von 2018:

Damit ist die Show dann leider endgültig vorbei …

… und wir treffen uns noch mit Guido Nockemann zum abschließenden Gruppenbild vor dem Rechenzentrum:

Für mich hat es sich gelohnt, mal wieder meine alte Uni zu besuchen. Ich fand unsere Tour durch die Informatik-Sammlung wirklich sehr gelungen und hoffe insbesondere, dass uns die alte Dame Z23 noch lange so funktionstüchtig erhalten bleibt.

Liebe Grüße
Michael Holzheu

PS: Hier noch die beiden Filme, welche wir bei dem Besuch zusammen gedreht haben:

• Teil 1 – Durch die Flure: https://youtu.be/yftegOoQGtE
• Teil 2 – Die Zuse Z23: https://youtu.be/dqb-Kht1qRQ