Wenn Rechner sprechen könnten

Im Museum für Industriekultur steht die Zuse Z 23, einer der ersten Transistorrechner Deutschlands. Was der alte Computer wohl erzählen würde? „Wenn du doch nur antworten könntest.“

Edwin Aures blickt auf das Bedienpult der Zuse Z 23. Der Großrechner steht in der Ecke eines Raumes, in dem die Geschichte von Computern und Spielen gezeigt wird. Die Z 23 im Museum Industriekultur ist eine von drei funktionsfähigen Maschinen. Zwei der vor nunmehr sechzig Jahren entwickelten Rechner hat Aures restauriert und wieder zum Laufen gebracht. In den Augen des Informatikers, der normalerweise am Lehrstuhl für Rechnerarchitektur der Universität Erlangen arbeitet, glänzt Stolz: „Dabei hätte ich wirklich noch eine Menge Fragen.“

Die Z 23 ist ein Großrechner, der ab 1958 enwickelt wurde.

Die Z 23 steht im Museum für Industriekultur in Nürnberg Foto: Thomas Kiessling

Aures dreht sich um und beginnt seinen öffentlichen Vortrag. Er erzählt etwas über die Funktionsweise des Großrechners. Und über dessen Vorgeschichte. Die von der Zuse KG in Bad Hersfeld gebauten Z 23 waren für viele Ingenieurbüros und Universitäten die ersten Computer, damals, 1963, mit Kosten von bis zu 380 000 Mark deutlich teurer als ein Einfamilienhaus. Das Publikum lauscht aufmerksam. Der Raum ist voll. Sogar draußen in der Halle mit den Oldtimern stehen noch Leute, ein modisch gekleideter Familienvater mit einem iPhone in der Hand, eine Mutter im pinkfarbenen Hosenanzug. Die Z 23 gibt sich dezenter. Das Bedienpult, die beiden Rechenschränke und der Schrank mit dem Magnetspeicher sind in schlichtem Grau gehalten. Auch der Magnetspeicher selbst sticht nur durch seine zylindrische Form hervor. Lediglich die mit Transistoren bestückten Steckkarten und der Fernschreiber für die Datenausgabe sind in einem warmen Braunton lackiert.

 Zum Leben erweckt

„Gut, dann schalten wir mal ein.“ Edwin Aures legt einen Schalter um, eine Sicherung klackt. 380 Volt erwecken die Z 23 zum Leben. „Oh, hallo Edwin. Wie schön, dass du mich mal wieder besuchst“, gähnt der Zuserechner. „Du warst schon ganz schön lange nicht mehr hier.“

Vor dem Rechner steht eine junge Frau, die sich streckt.

Wie die Z 23 wohl als Mensch aussehen würde? Foto: Thomas Kiessling

Als Erstes beginnt der Umformer zu arbeiten. Das Aggregat liefert der Maschine Strom mit der richtigen Spannung und der richtigen Frequenz. Nach einigen Sekunden ertönt ein lautes Rattern. „Das ist die Trommel. Also eigentlich die Festplatte“, erklärt Aures. Einige der Zuschauer runzeln die Stirn. Einhundert Mal dreht sich die Trommel jede Sekunde und ist dabei ziemlich laut. Aures zieht die Schiebetür des Speicherschrankes zu. „Tschuldigung. Ich wusste ja nicht, dass du Besuch mitbringst. Und gleich so viele Leute. Wer sind die denn alle?“ Auf dem Magnetspeicher ist ein Wirbelstrommagnet angebracht. „Der Magnet hebt die 20 Kilo schwere Trommel aus dem Lager raus, sodass sie regelrecht schwebt“, erklärt Aures. Nach einer kurzen Anlaufzeit werde die Trommel deshalb leiser. „Viel leiser! Trotzdem hieß es früher immer: ´Die Zuse ist zu laut!´ Mein Speicherschrank wurde sogar manchmal in anderen Räumen gelagert“, zischt die Z 23 giftig.

Die Frau sitzt vor dem Schrank mit dem Trommelspeicher und zieht an einem Kabel.

Im Vergleich zu modernen Festplatten ist der Trommelspeicher der Z 23 sehr groß Foto: Thomas Kiessling

„Die Trommel funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie eine moderne Festplatte“, trägt Aures weiter vor. Wie bei einer modernen Festplatte können einzelne Punkte auf der Oberfläche des Magnetspeichers magnetisiert und mittels spezieller Leseköpfe ausgelesen werden. Jede Sekunde dreht sich die Magnetspeichertrommel einhundert Mal. Und jede Sekunde zischen die 256 Leseköpfe einhundert Mal haarscharf an dem magnetischen Zylinder vorbei. Nur so können die dünnen Metallstifte erfassen, ob ein Punkt magnetisiert und damit beschrieben ist. „Der Abstand der Köpfe zur Oberfläche der Trommel beträgt zehn Mikrometer“, erklärt der Informatiker.

„Jaja, da haben die Mechaniker manchmal ganz schön geflucht. Die mussten schon sehr genau arbeiten. Ist auch ein bisschen gruselig. Schließlich ist die Trommel hin, wenn ein Kopf drüberschleift.“ 

„Wenn man sich das überlegt, ist das wirklich sehr klein“, erklärt Aures. „Aber es ist eine wahnsinnig große Fläche gegenüber einer Vier-Terrabyte-Festplatte heute. Auf der Trommel sind grob gerechnet 40 Kilobyte. Um damit eine Vier-Terabyte-Festplatte zu realisieren, bräuchte ich zehntausend Fußballfelder.“ Einige ältere Herren im Publikum nicken zustimmend. Sie können sich noch an die Zeit der Großrechner erinnern. Die beiden Jungs in der ersten Reihe stecken die Köpfe zusammen. „Vierzig Kilobyte. Das ist ja gar nichts“, raunt der eine. „Da hat ja mein Telefon mehr Speicherplatz!“ Die Z 23 schnaubt beleidigt.

Der schnellste Rechner seiner Zeit?

Die junge Frau sitzt vor der Z 23 und hält eine Schnellspeicherplatte in der Hand

Zu Anschauungszwecken ist eine der handgefädelten Schnellspeicherplatten nicht im Rechner verbaut. Foto: Thomas Kiessling

„Das hier“, Aures zeigt auf einige größere Platten im Rechnerschrank, „ist der Schnellspeicher.“ Der Informatiker holt eine baugleiche Platte unter dem Bedienpult hervor. Sie ist etwa 30 Zentimeter lang und 15 Zentimeter breit. Auf der Platte sind dünne Kupferdrähte miteinander verflochten. „Das ist ein Ringkernspeicher. Die wurden damals in Bad Hersfeld per Hand aufgefädelt.“ Um jeden Punkt, an dem sich zwei der Kupferdrähte schneiden, ist ein kleiner Ring gelegt. Fließt durch beide Drähte Strom, wird der Ring magnetisiert und stellt – wie im Trommelspeicher – eine Eins dar. Die Z 23 schnaubt. „Es kribbelt jedes Mal, wenn etwas in den Speicher geladen wird! Jedes Mal! Und diese beiden Typen da vorne…“ Einer der beiden Jungs schenkt inzwischen dem Smartphone mehr Aufmerksamkeit als der Z 23.

„Und der Rest hier, die 2300 Transistoren, sind die CPU.“ Der Referent deutet auf die beiden großen, mit Steckkarten gefüllten Rechenschränke. „Zehn Jahre nach unserer Kiste war der komplette Prozessor hier drin.“ Der Informatiker hält einen gelben Prozessor hoch – kleiner als eine Scheckkarte. „Mein i7-Prozessor hat fast drei Milliarden Transistoren.“ Das Smartphone ist wieder eingepackt, der Junge schaut herausfordernd. „Klar, aber dein i7 lebt auch keine 60 Jahre, Kleiner. Und immerhin war ich der erste Rechner, in dem der alte Zuse Transistoren verbaut hat.“ Die Z 23 ist verärgert. So frech war schon lange keiner mehr. „Im Vergleich zu anderen Rechnern war er damals vom Preis-Leistungs-Verhältnis der schnellste“, springt Edwin Aures seiner Maschine bei.

Eine Nahaufnahme der Leiterplatten

Die Transistoren sind fest auf den Leiterplatten verlötet. Fällt ein Transistor aus, kann die Platte während des Betriebes gewechselt werden. Foto: Thomas Kiessling

Wie ein Klavierspieler sitzt der Informatiker am Bedienpult. Bevor die Z 23 Programme ausführen darf, lässt Aures die Maschine den Inhalt einiger Speicheradressen addieren. „Damit überprüft man, ob das Betriebssystem noch vorhanden ist.“ Ist das Ergebnis am Ende Null, ist alles in Ordnung. „Natürlich ist alles in Ordnung“, die Z 23 ist noch immer eingeschnappt. „Ich weiß doch, dass das System…. Oh. Ups!“ Ein Lämpchen am Bedienpult leuchtet auf. „Jetzt hab‘ ich ein Problem“, seufzt Aures. Der Test ist stehengeblieben. Der Informatiker runzelt die Stirn und steht vom Bedienpult auf. „Dafür gibt’s aber Testschalter.“ Er legt einige Schalter um und ein unangenehm lauter Ton ertönt. „Passt. Betriebssystem ist vorhanden“, sagt Aures. Er klingt erleichtert. „Sag‘ ich doch. War ja nur ein Versehen. Einmal kurz nicht aufgepasst, zack, verrechnet.“ Die Zuse kichert. „Als ob das euren tollen neuen Rechnern nie passieren würde.“

Musik und Spiele

Die Junge Frau hält einen Lochstreifen in der Hand

Die Programme wurden früher nicht heruntergeladen, sondern auf Lochstreifen gespeichert. Foto: Thomas Kiessling

„Dann holen wir mal ein Programm.“ Aures kramt eine kleine Papierrolle mit vielen Löchern hervor. „Ein Reaktionstest.“ Der Lochstreifenleser klackert und rattert, während er das Programm einliest. Aures winkt den vorlauten Jungen ans Bedienpult. Ein unangenehm hoher Ton, beinahe ein Pfeifen ertönt. „Wenn dieser hohe Ton in einen tiefen übergeht, muss man eine der Tasten drücken. Dann wird die Reaktionszeit gemessen.“ Noch während der Junge nickt, geht das Pfeifen in einen tieferen Ton über. Einen Augenblick stutzt der Junge, dann drückt er vorsichtig auf eine Taste.

Ha, langsam!“ „Sie haben 2,98 Promille“, liest der Junge vor. Während er etwas verlegen ins Publikum schleicht, ertönen einige Lacher. Die Z 23 summt zufrieden.

Das Bild zeigt den Startknopf des Bedienpultes.

Gestartet wurden die Programme über das Bedienpult. Foto: Thomas Kiessling

„Der Ton, den wir gehört haben, war ein 100-Hertz-Ton“, erklärt der Referent, während er in einer Schublade unter seinem Bedienpult kramt und einen neuen Lochstreifen hervorzieht. „Die Trommel dreht sich mit 100 Hertz und bei jedem Datenzugriff ertönt ein Knacksen. Zusammengefügt ergibt dieses Knacksen einen 100-Hertz-Ton.“ „Jaja. Das war, damit die Programmierer gemerkt haben, wenn ich irgendwo hängen geblieben bin. Kein Ton mehr – Z 23 hängt. So einfach war das“, schlaumeiert die Z 23. Bei einem Magnetspeicherzugriff pro Umdrehung ertönt ein Ton mit einer Frequenz von 100 Hertz, bei vier Zugriffen erhöht sich die Frequenz auf 400 Hertz. „440 Hertz ist die Frequenz des Kammerton A. Und so haben die Leute damit Musik gemacht.“ Aures legt den Lochstreifen ein und lässt das Programm starten. Nach einer kurzen Denkpause legt der Rechner los und spielt eine Melodie aus verschiedenen Tönen. „Das ist Ein-Bit-Musik.“ Aures genießt das Staunen des Publikums. Auch die Z 23 ist gut gelaunt. „Schön! Mit meiner Musik habe ich sogar nochmal die Aufmerksamkeit dieser zwei Typen gewonnen.“ Fröhlich blinkt sie die beiden Jungen durch das Bedienpult an.

„Letztendlich funktioniert die Z 23 genau wie ein moderner Rechner, nur dass sie keinen Bildschirm hat“, beendet Edwin Aures die Vorführung. Sein Publikum spendet großzügigen Applaus. Anschließend prasseln die Fragen auf ihn ein. Wie lange die Restauration wohl gedauert habe. Woher die Z 23 komme. Wofür sie genutzt worden sei. „Das waren schon zweieinhalb Jahre. Wir mussten ja erst verstehen, wie das ganze Ding überhaupt funktioniert“, antwortet Aures. „Das war nicht ganz einfach“, nickt die Zuse. Die Maschine habe der Technischen Hochschule Nürnberg gehört. Genutzt worden seien die Zusemaschinen für technische und naturwissenschaftliche Berechnungen. Einige Z 23 seien im Maschinenbau eingesetzt worden, andere im kaufmännischen Bereich, wieder andere beim Brückenbau. Die Zuse, vor der Aures sitzt, brummt nach jeder Antwort zustimmend. „Alles richtig. Gut gemacht, Chef.“ Nach einer Weile sind alle Fragen beantwortet. Bevor Aures die Z 23 bis zur nächsten Vorführung abschaltet, seufzt sie:“„Wenn du mich nur hören könntest... Ich hätte doch so viel zu erzählen.“

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