Der andere Technologiesprung um 1970 - Wang 450 und HP-25

Meine erste Rechenmaschine war nicht die Curta, sondern eine tadellos gepflegte elektromechanische Olympia 122-060  Addiermaschine im Design der Fünfzigerjahre, die irgend jemand Ende der Achtziger achtlos entsorgt hatte. Ich nahm sie in Pension, denn sie erschien mir als ein Stück vergangener Industriekultur. Erst später, als schon eine kleine Reihe weiterer Maschinen dazugekommen waren, merkte ich, dass die Revolution der Rechentechnik auch in anderen Menschen einen Impuls zum Sammeln und Bewahren des Alten ausgelöst hatte. Damals befand sich zwischen meinem Interesse an aktueller Computertechnik und dem an verflossener Rechentechnik ein tiefer Graben. Momentan aber sehe ich den Technologiesprung um 1970 nicht so sehr im Übergang von Mechanik zu Elektronik, sondern einfach im Erscheinen einer neuen Generation hoch intergrierter Chips.

Elektronenrechner am Arbeitsplatz

Der erste elektronische Tischrechner Anita wurde 1961 von der etablierten Rechenmaschinenfirma Sumlock auf den Markt gebracht und funktionierte noch mit Röhren. Sein stolzer Preis (4450 DM für ein Gerät ohne Drucker) verhinderte zunächst, dass er zu einer wirklichen Konkurrenz für die einstweilen noch deutlich billigeren, zuverlässigeren und vielseitigeren elektromechanischen Rechner wurde. Im Vergleich zu diesen rechnete er jedoch schneller. Noch nahmen die Hersteller der elektromechanischen Geräte das Wettrennen auf. Als aber die elektronische Konkurrenz immer kleiner und vielseitiger wurde, mussten sie schließlich kapiitulieren. Auch Marktführer wie Hamann und Walther scheiterten: der eine, weil die immer schnellere Mechanik schließlich zu kompliziert wurde, der andere, weil er mit der rasanten Entwicklung der Elektronik überfordert war. Andere klebten ihre vertrauten Warenzeichen gleich auf Importware.

Dafür tauchten im Büromaschinen-Lexikon 1970/71 neue Firmennamen auf: Hewlett-Packard und Wang. Der Chinese An Wang  war 1945 in die USA eingewandert. Er hatte in Harvard studiert, zusammen mit Computerpionier Howard Aiken geforscht und in den 50-er Jahren ein grundlegendes Patent zu Magnetkernspeichern erhalten. Im Jahre 1951 gründete er die "Wang Laboratories". Die Firma entwickelte elektronische Komponenten für industrielle Auftraggeber, etwa einen Blocksatzformatierer für Bleisatzmaschinen. Ab 1965 war sie mit dem LOCI (einem transistorbasierten Tischcomputer, der Multiplikationen über die Addition von Logarithmen ausführte) und einigen weiteren Modellreihen sehr erfolgreich am Markt. Die "Hewlett-Packard Company" war bereits 1939 gegründet worden, um einen Tongenerator zu produzieren. Ihr erster Rechner erschien 1968: der HP-9100A.

 

 

Der Wang 450 (5 kg) im Vergleich mit meinem HP-25 (170 g)

Im Computermuseum der Uni Stuttgart oder im Oldcalculatormuseum kann man die Rechner der 1960-er Jahre besichtigen. Ihre Funktionsvielfalt wuchs von der Implementation der Wurzelfunktion (die Friden allerdings schon 1958 mechanisch realisiert hatte) über logarithmische, trigonometrische und statistische Funktionen bis hin zur Programmierbarkeit. Die Hardwarebasis wandelte sich von Röhren (bei der Anita) über Transistoren und handgefädelten Magnetkernspeicher (z.B. im HP-9100 und im Wang 360) zu zunehmend höher integrierten Schaltkreisen. Mit den Fähigkeiten stiegen die Preise in den fünfstelligen Bereich, um dann gemäß Moores Law wieder zu sinken. Der Wang 450 wurde im Jahre 1972 in der Grundausstattung für 3275 DM angeboten.

Vor einiger Zeit bekam ich unverhofft einen Rechner dieses Typs geschenkt. Er hatte einst in einer Universitätsklinik zur statistischen Auswertung medizinischer Untersuchungsreihen gedient, die letzten Jahrzehnte aber in einer zugigen Garage verbracht. Dank eines stabilen und dichten Koffers überlebte er diese gefährliche Phase und erwachte gleich beim ersten Umlegen des Einschalthebels.  

Stetigkeiten und Sprungstellen

Das "Self-Teaching Manual" ist im Stil der damals modernen "programmierten Unterweisung" gestaltet.

Das Tastenfeld des Wang ähnelt dem einer komfortablen Zehntasten-Addiermaschine, und als solche macht der Rechner keine schlechte Figur. Links wie rechts der Zifferntasten findet sich ein Funktionsblock für Grundrechenarten. Jeder arbeitet mit einem separaten Speicher, was etwa das Aufsummieren von Produkten erleichtert. Beim Vergleich mit der Olivetti Divisumma 24 (15 kg Elektromechanik zum Preis von 2195 DM im Jahre 1972) wird man spontan den Drucker vermissen und die große Anzeige des Wang genießen (abgesehen von vielen unnötigen Nachkomma-Nullen, denn Festkomma ist nicht einstellbar).

Der Rest spricht für den Wang: Er arbeitet mit Gleitkommazahlen 13-stelliger Genauigkeit von 10-99 bis 1099 und ist umstellbar von Fließkomma- auf Exponentialdarstellung. Er verfügt schon in der Grundausstattung über insgesamt 16 adressierbare Speicher und ebenso viele festprogrammierte Funktionen. Außerdem kann er bis zu 64 Tastenbefehle (Funktionsaufrufe, Speicheroperationen, Bedingungen, Sprungbefehle) speichern oder alternativ bis zu 8 zusätzliche Zahlenspeicher adressieren. Natürlich ist der Wang leiser und schneller als die Olivetti, aber auch bei ihm künden die Antwortzeiten (Quadratwurzel: 200 ms, Logarithmus der Zahl x zur Basis a: 250 ms, Fakultät von 120: 700 ms) und auch die Lautstärke des Lüfters von der Komplexität seiner Aufgaben.

Die Anzahl  der fest programmierten Funktionen des Wang 450 ist recht überschaubar. Auf den weißen Feldern
bot das teurere Modell
452 zusätzliche trigonometrische, das Modell 462 statistische Funktionen.

Bis zur Rechnerserie 700 von 1970 hatte Wang auf Arbeitsspeicher und Festwertspeicher in Form von Magnetkernen gesetzt. In den Serien 500 (ab 1971) und 400 (ab 1972) kamen dagegen die inzwischen preiswerteren IC-Bausteine zum Einsatz. Mein Wang ist mit einer Speichererweiterungskarte ausgestattet. Die kostete damals 1040 DM extra und kann für 40 zusätzliche Zahlenspeicher oder für Programme mit maximal 320 Programmschritten verwendet werden. Nach meiner Rechnung entspricht das einem Speicherplatz von 1536 Bit in der Grundausstattung und 3584 Bit mit Erweiterungskarte, nach heutigen Begriffen knapp ein halbes Kilobyte RAM. 

Beim Ausschalten des Rechners werden (anders als bei den Vorgängern mit Magnetkernspeicher) alle Speicherinhalte und mit ihnen auch das eingegebene Programm gelöscht. Nicht nur deswegen sollte man selbst erstellte Programme sorgfältig auflisten und mit Speicherverwendungshinweisen und detaillierten Eingabeanweisungen versehen. Die reine Tastenfolge macht den Sinn eines Programms nicht transparent, noch weniger leisten dies die vom Rechner angezeigten numerischen Tastencodes. Alphanumerische Anzeigen, höhere  Programmiersprachen, sprechende Namen für Variablen und Prozeduren und erst recht Bildschirme und Matrixdrucker waren 1972 bei Arbeitsplatzrechnern erst am Horizont zu ahnen.

Kinderschuhe der Computertechnik

Notizen des Vorbesitzers zu einem selbst erstellten Programm für den Wang 450

Wenn ein Programm endlich funktionierte, so konnte man die Tastencodes der Programmschritte immerhin mit einem Bleistift in binärer Form auf Markierungskarten festhalten, um sie über einen "Marked Sense Card Programmer" (1560 DM) maschinell wieder einzulesen. Auf eine Karte passten 40 Programmschritte. Zusammen mit dem Rechner habe ich stapelweise selbst erstellte und vorgedruckte Karten geerbt. Aber das zugehörige Lesegerät 450-10 ist auf dem Weg zu mir leider verschollen. Wollte ich eins der vom Vorbesitzer erstellten Programme ausprobieren, so könnte ich das Listing verwenden oder - falls dies fehlt - die auf der Karte notierten vierstelligen Tastencodes eintippen. Um eine der von Wang mitgelieferten 69 Beispielanwendungen auszuprobieren, müsste ich, da im Begleitbuch die Listings und auf den gedruckten Karten die Zahlen fehlen, erst einmal die Bitmuster der Karte in Tastencodes übersetzen.

Eine von zwei Markierungskarten zum oben beschriebenen Programm

Alternativ zum optischen Kartenleser bot Wang einen "Punched Card Programmer" namens 450-11 an. Die dazugehörigen Lochkarten sollte der Benutzer laut Handbuch in einem "IBM Porta-Punch"-Plastikrahmen mit einem kugelschreiberförmigen Stift lochen. Das war sicher kaum weniger mühsam als das Markieren mit dem Bleistift.

Andererseits: Die binären Codes auf Markierungs- wie Lochkarten kann man heute noch entziffern. Wie viele meiner um 1980 archivierten Magnetkarten sind dagegen mittlerweile wohl komplett unlesbar?

Miniaturisiertung macht den Unterschied

Im Jahre 1972 konnte die Wang 400-Serie auf dem Markt als Spitzentechnik gelten. Aber ihr war kein langes Leben beschieden, denn ihre Architektur setzte auf fünf Platinen mit etwa 100 LSI-Schaltkreise auf (Large Scale Integrated: Auf jeden Chip passte eine drei- bis vierstellige Anzahl von Transistorfunktionen). Etwa gleichzeitig erschienen aber auf dem Markt bereits die mindestens 10-fach höher integrierten VLSI-Chips (Very Large Scale Integrated). Mit ihnen konnte man die komplette Logik eines Rechners samt Arbeitsspeicher und festprogrammierten mathematischen Funktionen auf ein bis zwei ICs unterbringen.

Der Wang 450 war kaum erschienen, da brachte die Konkurrenz den wissenschaftlichen Taschenrechner HP-35 heraus, der mit Akku abseits des Schreibtischs betrieben werden konnte. Über seine Entstehungsgeschichte lesen wir im HNF-Blog vom 04.01.2022: «Bill Hewlett war [...] der Inspirator des kleinen Rechners. Die Idee kam ihm im März 1968 in New York. Dort führte Hewlett den Tischrechner HP-9100A  dem Elektronik-Unternehmer An Wang vor, der ebenfalls solche Geräte herstellte. Wang war beeindruckt und verabschiedete sich mit den Worten: „Sie haben eine gute Maschine. Wir werden uns jetzt hinsetzen.“ Hewlett ahnte, dass die Konkurrenz ähnliche Produkte bauen würde, und er sagte zu Thomas Osborne, dem Chefentwickler des HP 9100A: „Ich denke, unser nächster Rechner muss ein Zehntel des Preises und ein Zehntel der Größe haben und zehnmal so schnell sein.“» Das war ein hoch gestecktes, aber keineswegs utopisches Ziel.

Nur ein Jahr später folgte dem HP-35 mit dem HP-65 ein programmierbarer Taschenrechner, dessen Programme auf kleinen Magnetkarten gespeichert wurden. Und das alles für einen Komplettpres von 2950 DM. Da konnte Wang nicht mithalten. Hatte im Handbuch des 450 noch gestanden "Wang Laboratories is dedicated to manufactoring the finest calculating equipment in the world", so resümiert heute die Wikipedia: "In den frühen 1970er-Jahren verließ Wang das Rechnergeschäft, da er glaubte, es würde zu wenig Gewinn abwerfen." An Wang hatte bemerkt, dass seine Kleincomputer nicht mehr konkurrenzfähig waren. Die Firma spezialisierte sich zunächst erfolgreich auf mehrbenutzerfähige Textverarbeitungssysteme, ging aber zehn Jahre später, bald nach dem Tod ihres charismatischen Gründers in einem anderen Konzern auf.

Im Gegensatz zur ziemlich verwickelten Eingabelogik des Wang hatte Hewlett-Packard schon beim HP-9100 auf ein neues, eingängiges System gesetzt, die "umgekehrte polnische Notation" UPN mit einem Stack aus vier Speichern und der charakteristischen Enter-Taste. Programme waren auf kleinen Magnetkarten sehr einfach zu speichern. Und der HP-65 brachte jede Menge fertiger Software mit. Gleich zu Beginn waren 15 Sammlungen mit 500 Programmen erhältlich (Finanzmathematik, Statistik, Navigation, Maschinenbau, Elektrotechnik, ...). Das Konzept wurde ein durchschlagender Erfolg. Es erlebte mehrere Modellgenerationen und blieb aktuell, bis um 1990 die ersten aktentaschengängigen Laptops erschienen. UPN allerdings blieb eine Spezialität von HP. Bei der Konkurrenz war es schon früh dem "algebraischen Operationssystem" AOS mit Klammern und Gleichheitszeichen gewichen.

Mein Vater mit dem HP-65. Darunter eine Magnetkarte aus seiner Sammlung.

Mein Vater, der bis dahin das Volumen und Gewicht gusseiserner Formstücke mit einem Rechenschieber und einer Olympia-Addiermaschine kalkuliert hatte, bekam von seinem Arbeitgeber als einer der Ersten in der Firma den gerade erschienenen HP-65 und später dessen Nachfolger HP-97 auf den Schreibtisch gestellt. Im Laufe seines restlichen Arbeitslebens füllte er ganze Magnetkartenbibliotheken mit selbst programmierten Formeln.

Der HP-65 faszinierte auch mich, aber für einen armen Lehramtsreferendar war er 1973 noch unerschwinglich. Als er aber 1975 einen kleinen Bruder bekam - mit 50 statt 100 Programmschritten und ohne Magnetkartenleser, doch zum Preis von nur 500 DM - da begann ich zu Hause am Schreibtisch kleine Programme zu schreiben. Wenn sie fertig waren, tippte ich sie bei Karstadt in ein Ausstellungsgerät ein, um sie zu testen. Schließlich konnte ich nicht mehr widerstehen und kaufte den Rechner. Ein paar Jahre später brachte ich es dann zu einem HP-41C mit alphanumerischer Anzeige, externem Magnetkartenleser und Drucker. Mein Programm "Auswertung der Schwierigkeit und Trennschärfe einzelner Aufgaben in Klassenarbeiten" wurde in den Katalog der "HP User's Library Europe" aufgenommen und ich bekam eine Ehren-Tastaturschablone als "Silver Programmer". Kurz darauf jedoch musste der HP-41C anderen Werkzeugen Platz machen und wurde verkauft. Mein kleiner HP-25 aber kam nach über 40 Jahren wieder zu mir zurück.

    

Das Innenleben von Wang 450 und HP-25. Beide Geräte spielen in etwa der gleichen Leistungsgsklasse.

Äpfel und Birnen?

Beim Durchblättern des Wang-Handbuchs kamen die Erinnerungen an meine ersten Programmierübungen mit dem HP-25. Und das weckte meinen Spieltrieb. Ich habe für beide Rechner dasselbe Programm geschrieben. Es untersucht die natürlichen Zahlen 3, 4, 5, 6, ...  der Reihe nach auf Teilbarkeit durch 2, 3, 4, 5, ... Wenn es einen Teiler findet (Divisionsrest 0), macht es mit der nächsten Zahl weiter und sobald kein Teiler mehr zu erwarten ist (Teilerkandidat ist größer als Wurzel der untersuchten Zahl), bricht es die Suche nach weiteren Teilern ab und erklärt die Zahl zur Primzahl. Diese zeigt es kurz an und macht dann weiter in Richtung unendlich.

Die Programmiermöglichkeiten beider Rechner sind wenn schon nicht identisch, so doch gut vergleichbar: Der Wang bietet 16, der HP nur 8 Speicher (allerdings plus 4 Stackregister und "LastX"). Das Angebot an festprogrammierten Funktionen ist beim HP-25 besser, er bietet  in der Grundausstattung trigonometrische Funktionen, die bei Wang dem teureren Modell 452 vorbehalten waren. Die Eingabe von Formeln und Programmen über die Tastatur gestaltet sich beim Wang wegen der willkürlich nummerierten Befehlscodes deutlich umständlicher als beim HP, der die Befehle mit der Position der Taste codiert. Dafür bietet der Wang die Möglichkeit, Sprungmarken zu setzen, was bei Programmänderungen das Neuberechnen des Sprungziels erspart, und er und speichert Rücksprungadressen, was Unterprogramme ermöglicht. Bedingte Sprünge müssen beim Wang umgekehrt formuliert werden wie beim HP, also heißt es "Überspringe die nächsten beiden Schritte, falls ..." statt "Führe den nächsten Schritt nur dann aus, falls...". Der HP bietet dafür acht Bedingungen, der Wang nur vier. Im Unterschied zum Wang 450 (und auch dem HP-65) verfügt der HP-25 bereits über "merged prefixes", d.h.jeder Befehl belegt nur eine Zeile. Beim Wang braucht man bis zu drei Programmzeilen für einen logischen Befehl.

Hier die beiden Programmversionen im Vergleich:

 

Wer das Rennen gewonnen hat, erkennt man nach wenigen Sekunden:
Der Wang läuft etwa drei Mal so schnell wie der HP. Da also gab es bei HP noch Nachholbedarf.

Und heute?

Rechnen kann man mit dem Wang immer noch. Aber nicht nur Größe, Gewicht und Geräusch, sondern auch die antiquierte Benutzerschnittstelle und der Stromverbrauch von ca. 70 Watt machen den Wang heute zum Fossil. Und obwohl sein elegantes Design durchaus nicht billig wirkt, taugt das nikotinvergilbte Plastikgehäuse kaum als dekoratives Schmuckstück fürs Wohnzimmer technikaffiner Zeitgenossen.

Mit dem HP dagegen würde ich im Rahmen seiner Möglichkeiten sofort wieder arbeiten, wenn in meiner Hosentasche nicht ein iPhone steckte. Dessen wissenschaftlicher Taschenrechner bietet für schnelle Rechnungen mehr Funktionen und eine höhere Genauigkeit als der HP-25. Programmierbar ist er leider nicht. Zum Glück kann man aber im Appshop einen HP-25-Emulator kaufen. Er heißt "RPN-25 CE" und kostet knapp drei Euro. Das abgebildete HP-25-Programm läuft darauf problemlos - und deutlich schneller als auf dem Original.

Rechenwerkzeug.de