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Z80

The Ace of Jupiter

Einer der frühen Mikrocomputer, die ich schon seit langem auf meinem Wunschzettel habe, ist mir jetzt bei ebay in die Fänge gegangen: Der Jupiter Ace von der Firma Jupiter Cantab. Der Rechner, der nicht ohne Grund vom Aussehen an Sinclairs ZX-80 und ZX-81 erinnert, ist spartanisch ausgestattet: Z80A mit 3,25 MHz, 3 Kilobyte RAM, Gummitastatur und 8 KB ROM. Diese haben es allerdings in sich: Ein komplettes Forth-System. Der Jupiter Ace war einer der wenigen Homecomputer, die nicht mit BASIC ausgestattet waren.

Forth, ebenfalls eine imperative Sprache, ist konkatentativ: Man programmiert sie, indem man den Grundwortschatz erweitert. Erfunden wurde sie 1970 von Charles H. Moore (ursprünglich zur Steuerung eines Teleskops.) Mit Forth verband sich die Hoffnung, eine schnelle, sehr kompakte und sichere Programmiersprache für kleine Systeme (insbesondere Microcontroller) zur Verfügung zu haben. Heute wird Forth immer noch gepflegt und implementiert … allerdings nicht mehr in dem Maße, wie in den 1970er- und -80er-Jahren.

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Computeranatomie

An den vergleichsweise offenen Strukturen von 8-Bit-µPs lässt sich die integrierte Schaltlogik noch optisch differenzieren, wie Goran Devic mit The Anatomy of the Z80 zeigt.

Jupiter Ace

Nach vielen gescheiterten Versuchen ist es mir vor 3 Wochen endlich geglückt, einen der selteneren und exotischeren Homecomputer der 1980er-Jahre bei ebay zu ersteigern: den Jupiter Ace.

Die Besonderheit dieses spartanisch ausgestatteten, mäßig gut designten und billig verarbeiteten Rechners ist, dass seine Erfinder die Vision hatten, der seinerzeit allgegenwärtigen Programmiersprache BASIC etwas entgegen zu stellen – nämlich ein FORTH-System.

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Z1013

Eine Spende aus dem Nachlass eines Commodore-Sammlers: Ein Z1013 von Robotron. Das ist einer der bekanntesten Selbstbaucomputer der DDR. Ich habe ihn mit Schutzverpackung und einiger Peripherie bekommen. Getestet habe ich ihn noch nicht.

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Historische CPUs (aktuell)

Heute habe ich gleich drei interessante Nachrichten zu (teilweise) aktuellen Projekten mit historischen CPUs auf den Schirm bekommen:

Auf Basis der Software-Simulation der MOS-6502, die im Rahmen des Projektes visual6502.org vorgenommen wurde, hat Eric Schlaepfer einen Nachbau mit diskreter Transistor-Logik gewagt, den er auf der nächsten Makerfaire vorstellen wird. Das ist nicht allein eine medienepistemologisch interessante Neuigkeit, sondern auch ein großer Schritt in Sachen hardware preservation! Über das Projekt kann man auf evilmadscientist, tubetime (dem Blog Schaepfers) und der Projektseite MOnSter 6502 etwas lesen.

Mit dem Z80 beschäftigen sich gleich zwei Projekte:

Jesse Maroquin hat bereits 2008 „CP/M 50“, einen Computer für das CP/M-Betriebssystem, auf Basis der 50-Megahertz-CPU eZ80L92 konstruiert. Über das Projekt berichtet er auf der Projektseite nopLabs.

Das „ZAViouR Board“ ist ein Hybrid mit Z80- und AVR-CPU:

Der Entwickler Steve Smith hat es dediziert als Experimentier-Baord entwickelt, um zugleich historische und moderne Programmiermöglichkeiten zu verwirklichen. Bilder und Informationen zum „ZAViouR Board“ gibt es auf hackaday.io.

Lehre im Sommersemester 2016

Meine Lehrveranstaltungen im Sommersemester 2016

  • Hands on Commodore 64! Archäologie einer Computer-Plattform (BA Modul 1)
  • Artefakte des Medienarchäologischen Fundus (BA Modul IX)
  • Grafik- und Soundprogrammierung in Assembler (BA/MA Projektmodul)

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Assembler im Browser

Dank schneller Rechner und Betriebssysteme sowie den Interaktionsmöglichkeiten von Java und HTML5 kann man im Browser inzwischen so gut wie alles machen, wofür man noch vor ein paar Jahren spezielle Programme benötigte. Insbesondere die Möglichkeit, Emulatoren und daran angeschlossene Programmbibliotheken nutzen zu können, erleichtert die Arbeit mit alten Systemen (vor allem in der Lehre) sehr.

heise.de berichtet heute von einem Assembler für Browser, der mehrere alte Systeme emuliert: ASM80. Das sind natürlich Z80-Systeme. Der Assembler stellt allerdings eine gute Auswahl davon zusammen.

Neuzugänge

In den vergangenen Tagen sind wieder ein paar „neue“ Digitalcomputer in meine Sammlung aufgenommen worden:

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VTech Laser VZ200. Das BASIC-Handbüchlein hatte ich schon. Nun konnte ich auch den Rechner dazu bei ebay kaufen.

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Mikrocomputer für Ausbildung MFA 8085 von 1979. Seltener modularer Rack-Computer. Mal schauen, ob ich noch weitere Einschübe und eine ASCII-Tastatur dafür bekomme … und ob ich das Anzeige-Problem löse.

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Sharp CE-125 mit Plotter, Mikrokassetten-Laufwerk und 10 Kassetten mit Software

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… allerdings ist das LCD-Display beschädigt und ein paar Tasten sprechen nicht mehr an.

Sharp MZ-800

In der unten genannten Großspende befinden sich auch zwei Sharp-Computer, Modell MZ-800. Einer davon ist für den Anschluss eines Diskettenlaufwerks vorbereitet. Das Laufwerk, eine Controllerkarte und einige Disketten waren auch Bestandteil der Spende. Ich habe das System gestern einmal zusammengebaut und getestet. Erfreulich war, dass alle Disketten noch voll funktionsfähig waren: Eine BASIC-Startdiskette, mehrere Disketten mit BASIC- und Maschinenspracheprogrammen (u.a. Spiele und Demos) sowie eine CP/M-Diskette.

Sharp MZ-800

Wie man auf dem Bild erkennt, ist noch weitere Peripherie (ein Datenrekorder, der bereits in den Rechner eingebaut wurde, eine RS-232-Karte und ein Vierfarb-Plotter, der noch unbenutzt ist) sowie Software auf Kassetten und umfangreiche Literatur dabei. In den Semesterferien werde ich mir dieses System einmal genauer ansehen.

Pac-Man-Studies

In der vergangenen Woche habe ich Besuch von Volker Hann, einem Sammler und Restaurator originaler Arcade-Automaten, bekommen. „Volle“ hatte ein voll funktionstüchtiges „Pac-Man“-Board dabei, über das wir kürzlich auf der Retro-Börse gesprochen hatten und das er mir bis zum Ende des Semesters ausleiht. Zusammen mit einem angepassten Netzteil und einem Anschluss für einen Atari-kompatiblen Mikroschalter-Joystick ist das Board nun im Signallabor aufgestellt, wo es während meines feitäglichen Seminars „Pac-Man als epistemisches Spiel(-Zeug)“ von den Studierenden analysiert und bespielt werden darf.

Pac-Man-Board

Eine andere thematisch relevante Entdeckung habe ich bei der Suche nach dem Disassemblat der Atari-VCS-Version des Spiels gemacht. Der Informatiker Ben Fry, der im Rahmen seiner Dissertation bereits einige Retro-Projekte durchgeführt hat, hat auf seiner Internetseite eine Sammlung so genannter „Distellamap“ angelegt: Grafiken mit den kompletten Assembler-Codes einiger Spiele, auf denen die Verzweigungsstrukturen in Form von Verbindungslinien zwischen den Adressen angezeigt sind. Die scheinbare Linearität eines Maschinenprogramms wird so überaus deutlich denkonstruiert und in ihrer Zeitabhängigkeit vorgeführt. Die sechs Programm-Grafiken, unter denen sich auch der Code von „Pac-Man“ befindet, können dort auch als Ausdrucke bestellt werden.

Distellmap von "Pac-Man"

Schlepptop

Durch einen Bekannten bin ich darauf aufmerksam gemacht worden, dass hier in Berlin ein „Osborne 1“ ein neues Zuhause sucht. In einem Kellerschrank am Rande von Marzahn lagerte er. Für runde einhundert Euro und eine einstündige Fahrt quer durch Berlin habe ich nicht nur diesen Klassiker bekommen (noch interessanter als die Tatsache, dass der „Osborne 1“ der erste Tragbare Mikrocomputer ist, ist ja, dass Lee Felsenstein, Alan Kay und Namensgeber Adam Osborne damit die Homebrew-Bewegung endgültig „professionalisiert“ haben); es gab auch noch ein „Amstrad NC-100“, ein „Psion 3rd Generation“ und ein „KC-85/3“. Letzteren gibt es in der kommenden Ausgabe des Retro-Magazins im Rahmen eines Preisausschreibens zu gewinnen.

Der „Osborne 1“ hat sich beim Test kurz vor dem Verkauf mit Rauchzeichen verabschiedet. Grund dafür war ein explodierter Kondensator … unschwer sowohl am Geruch als auch an den Silberpapierfragmenten, die aus dem Gehäuse herausrieselten, zu erkennen. Meine Hoffnung, dass es sich um einen begrenzten Schaden auf der Netzteilplatine handelt, haben sich zum Glück bestätigt. Nach kurzer Demontage zeigte sich mir die Netzteilplatine mit verkohlten Kondensatorresten und Schmauchspuren:

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In der Mittagspause bin ich zu Conrad, um dort den Folienkondensator, eine neue Feinsicherung, sowie (vorsichtshalber) die angrenzenden Bauteile (Brückengleichrichter, Elko, Transistor) zu kaufen. Allerdings waren deren Beschädigungen nur äußerlich, so dass ich die Originalteile im Gerät lassen konnte. Nach ca. 1 Stunde Arbeit (Öffnung, Reinigung, Aus- und Einlöten der Bauteile, Verschluss) präsentierte sich der „Osborne 1“ in alter Frische:

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Jetzt muss ich wohl nur noch einmal die Diskettenlaufwerke reinigen, denn mal bootet der Computer, mal nicht. Scheint nichts gravierendes zu sein …

Mein erster Computer

Heute habe ich mein erstes Selbstbau-Computer-Projekt begonnen und nahezu abgeschlossen: Der N8VEM-Einplatinenrechner, den Bernd Ulmann in der Vortragsreihe vorgestellt hatte. Die Platine sowie sein ROM-IC hatte er mir freundlicherweise mitgebracht. Den Rest habe ich mir auf seiner Webseite zusammen gelesen und bei Reichelt gekauft. Die Kosten liegen in der Summe bei ca. 25 Euro. Jetzt brauche ich nur noch den Serial-Port sowie den Platinenstecker für die Spannungsversorgung, dann kann ich loslegen (falls ich nicht irgend etwas falsch gemacht habe).

Foto am 12.08.13 um 16.07

Der etwas konsternierte Gesichtsausdruck rührt von der frustrierenden Erfahrung, vier ICs in ihre Sockel zu bekommen, ohne sie dabei zu ruinieren. Mit einem Schlag habe ich mich wieder daran erinnert, warum ich als Jugendlicher die Finger von Elektronik-Projekten gelassen habe …

SymbOS: Ein grafisches Multitasking-Betriebssystem für Z80-Plattformen

Gestern trug Jörn Mika in der Vortragsreihe SHIFT – RESTORE – ESC über die Geschichte der GUI-Betriebssysteme und sein SymbOS, das auf Amstrad-CPC-, -Joyce- und MSX-Rechnern läuft, vor. Wir haben den Vortrag gefilmt und heute bei YouTube bereitgestellt:

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Seit ich für die Vorbereitung des letzten Game Circuit erstmals von den Soundfähigkeiten des und insbesondere der Sounderzeugung beim TRS-80 erfahren habe, lässt mich das Thema nicht mehr los. Der Computer verfügt weder über einen Soundchip noch einen eingebauten Lautsprecher und dennoch ist es Programmierern gelungen, nicht nur Sound, sondern sogar Sprachausgaben damit zu realisieren:

Der Trick steckt in der kreativen Umwidmung der vorhandenen Hardware: Der Z80 sorgt im TRS-80 dafür, dass Rechteckwellen entstehen, die mit den I/O-Bausteinen moduliert, als Tonsignal über den Kassettenport ausgegeben werden. Warum? Weil damit Daten auf das Magnetband geschrieben werden. In diesen Prozess greift der Programmierer ein und schließt anstatt eines Kassettenrecorders einen kleinen Verstärker am Port an.

Nach ein wenig Recherche in Ira Goldklangs Zeitschriftenarchiv bin ich auf eine handvoll Artikel gestoßen, die beschreiben, wie man diese Soundprogrammierung vornimmt. (Die Sprachausgabe ist freilich zu aufwändig, um sie in einem Zeitschriftenartikel abzuhandeln.) Auf einem TRS-80-FTP-Server habe ich nun eine kleine Bibliothek mit Büchern (zumeist Assembler- und BASIC-Bücher für den Rechner) gefunden, in welcher sich auch das Buch „33 Games for Adults“ befindet. Zwar sind die Abtippspiele nicht so „adult“, wie ich erwartet hatte, doch gleich zu Beginn finden sich kurze Sound-Programmier-Routinen für den TRS-80 (und den Apple II, der ganz ähnliche „Fähigkeiten“ besitzt – aber wenigstens einen Lautsprecher eingebaut hat).

Hands off the handheld!

Zum 15.000sten gab es eine ganze Reihe schöner Geschenke – darunter auch toller Elektroschrott: Von Dirk hab ich einen Atari Portfolio mit Software und Peripherie sowie zwei dicke Bücher zum Atari ST bekommen. Henry Westphal hat mir einen seltenen Intel Microcontroller (8751) geschenkt, Ingolf hat meine Programmiersprachen-Bibliothek um das Abacus-COBOL für den C64 erweitert.

Heute im Institut hat dann noch eine Neuerwerbung von eBay auf mich gewartet: ein Amstrad NC-100. Das ist ein recht komfortabler Z80-Handheld mit eingebauten Office-Programmen. Das Gerät ist nicht nur in exzellentem Zustand, sondern hat auch sein deutschsprachiges Handbuch dabei. Neben dem BBC-BASIC kann man ihn direkt in Assembler programmieren. Davon steht jedoch nichts im Handbuch, sondern (auf S. 203) unter der Überschrift „Z80-Assembler“ findet sich vielmehr folgende kurze Sentenz:

Im Gegensatz zu den Acorn-Rechnern, die auf dem 6502-Prozessor basieren, hat das Notepad einen eingebauten Z80-Prozessor. Infolgedessen erkennt der im Notepad eingebaute Assembler nur den Z80-Assembler-Code. Die Programmierung in Assembler ist so kompliziert und umfangreich, daß es unmöglich ist, dieses Thema in einem Handbuch dieser Größenordnung anzusprechen. Wir können Sie deshalb nur dringend ersuchen, die Finger von der Programmierung des Rechners in Assembler zu lassen, da derartige Versuche meist damit enden, daß die Maschine „abstürzt“ und alle gespeicherten Daten und Dokumente verlorengehen.

Irgendwie müssen dann aber doch Informationen über dieses hochbrisante Thema aus dem Firmensafe von Amstrad gestohlen und in die Öffentlichkeit „geleaked“ worden sein.

Z80 – Medienarchäologie meets Platform Studies

Am kommenden Mittwoche halte ich zusammen mit meinem Kollegen Johannes Maibaum im Kolloquium „Medien, die wir meinen“ einen Vortrag über unseren Assembler-Workshop und dessen mögliche, medienwissenschaftliche Perspektive:

Mit dem Erscheinen der ersten 8-Bit-Mikroprozessoren verändert sich die gesamte Welt der elektronischen Datenverarbeitung. Nachdem Intel 1974 mit dem 8080 einen Standard definiert hatte, hielten Mikroprozessoren in immer mehr günstige und kleine Computer-Plattformen Einzug. Das Resultat davon war eine ungeahnte Popularisierung des Mikrocomputers, der nun auch erstmals für rein private Zwecke – insbesondere zum Spielen und Programmieren – zur Verfügung stand. Der enormen Einfluss, den diese als Hobby betriebenen Tätigkeiten für die Entwicklung von Hardware, Software und Betriebssystemen hatten, ist noch nicht in Gänze (und erst recht nicht im Detail) untersucht.

1976 folgte dem Intel-Chip vom selben Ingenieur (Federico Faggin) konstruiert der Z80-Mikroprozessor, welcher mit schätzungsweise 600 Implementierungen in unterschiedlichste Computertypen bis Ende der 1980er-Jahre der erfolgreichste dieser Prozessoren war. Der Z80 definiert eine medienhistorisch hochinteressante Nische, weil er den 8080 ablöst und um etliche Funktionen erweitert, die ihn besonders komfortabel programmierbar machen. Zudem sorgen aber sein besonderer Konstruktionstyp sowie seine disparaten Implementierungsumgebungen dafür, dass die Kapazitäten von Z80-Plattformen selbst heute noch nicht in vollem Umfang erschlossen worden sind.

Im Vortrag stellen wir eine dieser historischen Plattformen – Amstrads 1984-85 erschienene CPC-Homecomputer-Reihe –, auf welcher seit zwei Semestern auch unser Assembler-Kurs durchgeführt wird, vor. An praktischen Beispielen maschinennaher Grafik- und Soundprogrammierung demonstrieren wir die Möglichkeiten dieser spezifischen Hardware-Umgebung und versuchen die historischen und elektronischen Besonderheiten der Z80-Plattform für eine medienarchäologische Erweiterung der jüngst in den USA (am MIT) von Ian Bogost und Nick Montfort gegründeten „Platform Studies“ zu diskutieren.

Wider „die herbeigeredete Angst vor Assemblern und Kaltstarts“! (F. Kittler)

Ort: Medientheater, Georgenstraße 47, Berlin-Mitte
Zeit: 18:00 Uhr ct.

µP – An Eye to the Future

Noch rechtzeitig vor meinem Vortrag übernächste Woche im Kolloquium, wo es um den Z80-Assembler-Kurs und die Anschlussfähigkeit der Platform Studies an die Medienarchäologie gehen wird, ist heute der kürzlich bei ebay ersteigerte „Microprofessor MPF-1b“ gekommen. Ein Einplatinenrechner auf Z80-Basis, der zu den am längsten und häufigsten verkauften Lehrsystemen gehört. In der Ausführung MPF-1b verfügt der Microprofessor über ein zusätzliches BASIC-ROM und etwas mehr RAM, so dass sich damit ganz rudimentäre Programme in dieser Hochsprache entwickeln lassen. Dazu gibt es eine Tastaturschablone, auf der die Befehls-Shortcuts abgedruckt sind sowie ein englischsprachiges Handbuch.

3 x 8 Bit im Juni

Schon mal im Voraus, damit die Planung funktioniert, kündige ich drei dicht aufeinander folgende Veranstaltungen im Juni an:

  1. Am 6. Juni stelle ich zusammen mit meinem Kollegen Johannes Maibaum im Kolloquium „Medien, die wir meinen“ (im Medientheater, Georgenstraße 47, Erdgeschoss) unseren mittlerweile recht erfolgreichen und gut fortgeschrittenen z80-Assemlberkurs vor. Neben der Frage, warum maschinennahe Programmierung von 8-Bit-Computern interessant für die Medientheorien sein kann, wird es dort eine Vorführung der Soundprogrammierung des Schneider/Amstrad-CPC-Soundchips „AY-3-8912“ in Assembler geben. Das Kolloquium beginnt wie üblich um 18 Uhr (c.t.), der Vortrag dauert eine dreiviertel Stunde, danach wird diskutiert und zusammen gegessen und getrunken.
  2. Tags darauf, am 7. Juni, zeigt das Computerspielemuseum den neuen Dokumentarfilm „8 Bit Generation – Playing the Revolution“. Die Veranstaltung beginnt um 20 Uhr im Museum (Karl-Marx-Allee 93a). Vorsichtshalber sollte man sich wohl dazu anmelden.
  3. Einen Tag später, am 8. Juni, findet der dritte Game Circuit im Signallabor des Bereichs Medienwissenschaft der Humboldt-Uni (Georgenstraße 47, 2. OG, Raum 2.26) statt. Anlass und Thema dieses mal ist der 30. Geburtstag des Commodore 64. Im Rahmen dessen wird Milo Mundt brandneue Spiele aus dem letztjährigen RGCD-Wettbewerb für den Brotkasten mitbringen, die simultan auf vier C64ern gespielt werden. Die Veranstaltung beginnt um 17 Uhr und endet voraussichtlich auch irgendwann wieder. Aufgrund des begrenzten Platzes wird um Anmeldung per E-Mail gebeten.

»Greeting to all Z80 programmers«

Rodnay Zaks hat heute eine kleine Grußbotschaft für das demnächst erscheinende LOAD-Magazin gesandt – angeblich, nachdem er von meinem Artikel über den Z80-Workshop erfahren hat. 🙂

Philips VideoWriter 250

Eigentlich wollte ich nur ein paar Rechnungsdaten bei ebay nachlesen als mir beim Aufruf der Seite eine Auktion mit dem Philips VideoWriter 250 angezeigt wird, die eine halbe Stunde später enden sollte und erst bei knapp 5 Euro steht. Das Gerät macht einen derartig skurrilen Eindruck auf mich, dass ich kurzerhand mitbiete und den Zuschlag für 10,50 Euro erhalte:

Eigentlich handelt es sich um eine elektrische Speicherschreibmaschine aus dem Jahre 1987 mit mehrzeiligem Bernstein-Röhrenmonitor. Der Drucker ist ein Thermo-Transferdrucker, für den es noch reichlich Farbbänder zu kaufen gibt. Im Inneren des VideoWriter 250 tickt ein Z80, was mich auf die Möglichkeit einer gewissen Programmierbarkeit hoffen lässt.