Benutzer:Robert Rohrbach

Die Rechenanlage ZUSE Z23

Die ZUSE Z23 verdankt ihren einfachen Aufbau und die große Flexibilität dem Prinzip, dass die elementaren Operationen wie Transporte von Zahlen, Additionen und Subtraktionen, Links- und Rechtsverschiebungen usw. durch einzelne Befehlszeichen ausgelöst und fast beliebig zu einem Befehl kombiniert werden können.

Die 40 Binärstellen eines Befehls enthalten:

2 Stellen für Stoppkennzeichen und Unterscheidung von Zahlen, Befehlen und Klartexten.

5 Stellen für Bedingungen

12 Stellen für die Elementaroperationen

8 Stellen für die Schnellspeicheradresse

13 Stellen für die Trommeladresse oder Zählwerke.

Aus solchen Befehlen setzen sich die Unterprogramme für die Rechenoperationen in gleitendem oder festem Komma in beliebiger Zahlendarstellung zusammen. Alle Unterprogramme sind durch einen einzigen Befehl (Rufbefehl) an jeder Stelle eines Hauptprogrammes einzuschalten. Im Fernschreibcode dienen die Zeichen +, -, x, : zur Darstellung der Rufbefehle für die Grundoperationen. In gleicher Weise kann der Benutzer Zeichen für beliebige eigene Unterprogramme z. B. SIN, COS für Sinus und Cosinus- Programme aufrufen. Innerhalb der Rechenanlage wird ein sehr flexibeler interner, außerhalb ein sehr bequemer externer Befehlscode verwendet. Der Externcode ist frei wählbar und jederzeit zu ändern. Die Umformung der im Externcode eingegebenen Daten in den Interncode übernimmt das Leseprogramm. Es stellt ferner selbstständig die Unterprogramme zu Hauptprogrammen zusammen und nimmt damit dem Benutzer einen großen Teil der Programmierungsarbeit ab. Für den in der Praxis bewährten „Freiburger Code“ wird ein Leseprogramm mitgeliefert. Umgekehrt sorgt ein Druckprogramm für die Rückübersetzung der im Intercode errechneten Daten in den Externcode und ihre Ausgabe auf Schreibmaschine, Drucker oder Locher. Auch die Zahlendarstellung der 40 Binärstellen ist völlig beliebig, sowohl für gleitendes als auch für festes Komma. Folgende Gleitkommakonvention hat sich im Freiburger Code bewährt und wird im Grundprogramm mitgeliefert: Vorzeichen 2 bit: Mantisse 30 bit = 9 Dezimalstellen; Exponent 8 bit = Zahlenbereich von 10-39 bis 10+38. Selbstverständlich können auch Konventionen für mehrfache Zahlenlänge aufgestellt werden. Bei der Anwendung des bewährten „Freiburger Codes“ wird der Systemspezialist immer wieder durch die Programmierungsmöglichkeiten der ZUSE Z23 überrascht. Wenn auch dieser an der Freiburger Universität entwickelte Code als einer der anschaulichsten gilt, empfiehlt sich für den allgemeinen Rechenbetrieb die Verwendung des einfach zu erlernenden ZUSE-Formelcodes. Auch wer sich nur flüchtig mit der Rechenanlage befassen kann, wird in kurzer Zeit die einprägsamen Anweisungen dieses Codes an dem Rechner beherrschen. Der ZUSE-Formelcode arbeitet direkt mit den mathematischen Formeln, wie beispielsweise die internationale Formelsprache ALGOL. Die Abkürzung ALGOL ist aus Algorithmic Language abgeleitet. Er ist jedoch auf die speziellen Möglichkeiten der ZUSE-Rechner abgestellt worden und gewährleistet daher ein besonders einfaches Programmieren. Darüber hinaus eignet sich die ZUSE Z23 durch ihren großen Speicherraum auch ausgezeichnet für die Verwendung der ALGOL-Formelsprache, die vor allem für den internationalen Programmaustausch von Bedeutung ist. Die notwendigen Formelübersetzer (Compiler) sind verfügbar. Weitere Vorteile der ZUSE Z23 sind Adressensubstitution in Trommel- und Schnellspeicher. Alle Schnellspeicherzellen sind als Akkumulatorzellen, Indexregister, Zählregister sowie Testspeicherzellen für Sprungbefehle verwendbar. Logische Operationen können als Negation, Disjunktion, Konjunktion und Intersektion ausgeführt werden. Optimaler Blocktransfer zwischen Trommel- und Schnellspeicher. Programmunterbrechung durch Interrupteinrichtung. Spezialbefehle für schnelles Tabellenlesen, universelle Erweiterungsmöglichkeiten.

Aufbau der Z23

Der programmgesteuerte volltransistorisierte Digitalrechner ZUSE Z23 ist eine binäre Serienmaschine mit 40 bit Wortlänge; das entspricht mehr als 11 Dezimalstellen. 2700 Transistoren, 6800 Dioden usw. sind auf steckbaren Bausteinen in gedruckter Schaltungstechnik angeordnet; die Stromversorgung ist elektronisch stabilisiert.

Datei:Zuse Z23 mit Bedienpult 1.jpg

Technische Hauptdaten

Leitwerk: Es sorgt für die Ausführung der Befehle nacheinander in der gespeicherten Reihenfolge, bis Sprungbefehle zu anderen Programmen überleiten.

Rechenwerk: Das Rechenwerk kann Addition, Subtraktion und logische Operationen ausführen. Die Resultate laufen entweder in eine der Speicherzellen oder in den Akkumulator, dessen Inhalt nach rechts oder links verschoben werden kann. Die mittleren Rechenzeiten betragen 20 Operationen Gleitkomma pro Sekunde und 30 Operationen Festkomma pro Sekunde.

Speicherwerk: Die Magnettrommel mit 8192 Worten Speicherkapazität rotiert mit 100 Umdrehungen pro Sekunde. Die mittlere Zugriffszeit beträgt 5 ms. Der Ferritkernspeicher (Schnellspeicher) mit 246 Worten Speicherkapazität und der Zusatzkernspeicher mit maximal 8191 Worten Speicherkapazität benötigen praktisch keine Zugriffszeit. Jede Schnellspeicherzelle kann auch als Akkumulator, Indexregister oder Testspeicherzelle benutzt werden. Mehrere Magnetbandspeicher mit je 1 Million Worte lassen sich anschließen.

Speicherkapazität: Schnellspeicher 246x11 (2706 Dezimalstellen), Trommelspeicher 8192x11(90112 Dezimalstellen), Zusatzkernspeicher 8191x11 (90101 Dezimalstellen), je Magnetbandspeicher 1000000x11 (11000000 Dezimalstellen).

Bedienungspult: Es enthält u. a. Tastaturen zur Einstellung von Befehlsregister und Akkumulator, 45 abfragbaren Bedingungen und Adressenstop zu Prüfzwecken sowie Anzeigen aller Registerinhalte.

Datei:Trommelspeicher 1.jpg Datei:Verdrahtungs- und Bestückungsseite 1.jpg Datei:Zusatzkernspeicher 8K 1.jpg

Ein- und Ausgabemöglichkeiten

Eingabe: Lochstreifenleser mit 300 Zeichen/s und 1000 Zeichen/s. Anschließbar sind Kartenleser mit 7200 Lochkarten/h und Analog-Eingabe.

Ausgabe: Fernschreibmaschine und Lochstreifenlocher mit 10 Zeichen/s Zeilendrucker mit 5 Zeilen/s Lochstreifenlocher mit 150 Zeichen/s Lochkartenlocher mit 7200 Karten/s Relais-Ausgabe für Steuerzwecke Analog-Ausgabe für Koordinatenschreiber und Sichtgerät, für höhere Ansprüche der lochstreifengesteuerte Zeichentisch GRAPHOMAT ZUSE Z64.

Streifenstation: Mit dem autonomen ZUSE-Programmierungstisch können Befehls- und Datenlochstreifen hergestellt, geprüft, kopiert und geändert werden. Die Streifenstation dient auch zum Ausdrucken von Ergebnissen die auf Lochstreifen ausgegeben wurden.

Anwendung der ZUSE Z23

Anwendung des Rechners: Bauwesen, Elektrotechnik, Elektronik, Nachrichtentechnik, Maschinenbau, Reaktortechnik, Optik, Vermessungswesen, Bergbau, sowie Behörden und Hochschulen.

Von dem Rechnertyp ZUSE Z23 wurden 80 Maschinen im Inland und 18 Maschinen im Ausland verkauft. Herstellungsort des Rechners war das Zuse-Werk in Bad Hersfeld. Der Produktionszeitraum der Maschine war von 1961 bis 1966. Die Rechner Z23 waren teilweise bis 1990 bei Kunden im Einsatz. Das Nachfolgemodell ZUSE Z26 kam nie zur Auslieferung an Kunden, da inzwischen die Firma SIEMENS bei Zuse das Sagen hatte.

Der Kaufpreis für die ZUSE Z23 betrug im Jahr 1961 DM 340.000,-- (€ 170.000,--). Die verbesserte Version Z23-V kostete mit Zeilendrucker, Lochkartengeräte und Magnetbandgeräte ca. DM 650.000,-- (€ 325.000,--).

Ein gut erhaltenes Originalmodell des Rechners ZUSE Z23-V mit dem Zusatzkernspeicher von 8191 Worten steht seit 1995 in Hünfeld, im „Konrad-Zuse-Museum“.