Kapitel 8

PC-Hardware in den 80ern

Ein Mosaik der Architektur

Während sich das vorherige Kapitel auf das Phänomen des Commodore 64 und den dynamischen Heimcomputermarkt konzentrierte, wird in diesem Kapitel die Hardware, die die Personalcomputer der 1980er Jahre charakterisierte, einer Zeit großer Innovationen und technologischer Diversifizierung, detaillierter untersucht. Wir werden die grundlegenden Komponenten untersuchen, aus denen ein PC besteht, von Motherboards bis hin zu Speichergeräten, und dabei die Unterschiede zwischen den verschiedenen damals vorherrschenden Plattformen hervorheben, wie dem IBM-PC und seinen kompatiblen Geräten, dem Apple Macintosh und eher Heim-/Multimedia-orientierten Maschinen wie dem Commodore Amiga und dem Atari ST.

8.1 Das Motherboard und der Mikroprozessor:
Das schlagende Herz des Systems

Das Motherboard stellte das Rückgrat des Personalcomputers dar, die Hauptplatine, auf der der Mikroprozessor, der Speicher, unterstützende Chipsätze und Erweiterungssteckplätze für zusätzliche Karten untergebracht waren. Der Mikroprozessor war das „Gehirn“ des Systems, verantwortlich für die Ausführung von Softwareanweisungen. In den 1980er Jahren kam es zu einer rasanten Entwicklung der Mikroprozessoren:

• IBM PC und kompatible Geräte: Der IBM PC der ersten Generation (1981) verwendete den Intel 8088 Mikroprozessor, einen 16-Bit-Chip mit einem 8-Bit-Datenbus, der mit einer Taktrate von 4,77 MHz arbeitet.
• Obwohl dieser Prozessor nicht der leistungsstärkste seiner Zeit war, wurde er dank des Erfolgs von IBM zum De-facto-Standard für den PC-Markt. Anschließend führte die Einführung des Intel 80286 (im IBM PC AT von 1984) und des Intel 80386 (im Compaq Deskpro 386 von 1986) zu einer deutlichen Steigerung der Rechenleistung und Speicheradressierungskapazität. Die Prozessortaktraten stiegen im Laufe des Jahrzehnts kontinuierlich an und erreichten Ende der 1980er Jahre 16, 20 und sogar 33 MHz für 80386-Modelle.
• Apple Macintosh: Der ursprüngliche Macintosh (1984) basierte auf dem Motorola 68000 Mikroprozessor, einem 16/32-Bit-Chip, der dem Intel 8088 in vielen Vorgängen eine überlegene Leistung bot, insbesondere bei der Verarbeitung von Grafiken. Nachfolgende Macintosh-Modelle nutzten weiterhin die Motorola 68K-Prozessorfamilie, wie etwa der 68020 und der 68030, und boten eine zunehmende Leistung zur Unterstützung immer komplexerer grafischer Benutzeroberflächen und Anwendungen.
• Commodore Amiga: Der Amiga (1985) verwendete ebenfalls den Motorola 68000 Mikroprozessor, kombiniert mit benutzerdefinierten Grafik- und Sound-Chipsätzen, die ihm für seine Zeit fortschrittliche Multimedia-Fähigkeiten verliehen.
• Atari ST: Der Atari ST (1985) basierte ebenfalls auf dem Motorola 68000 und positionierte sich als direkter Konkurrent des Amiga.

Der Chipsatz auf dem Motherboard spielte eine entscheidende Rolle bei der Koordinierung der Kommunikation zwischen Mikroprozessor, Speicher und anderen Peripheriegeräten. In frühen PCs bestand der Chipsatz aus mehreren einzelnen Chips, aber mit der Weiterentwicklung der Technologie wurde seine Funktionalität in immer weniger Komponenten integriert, was die Effizienz steigerte und die Kosten senkte.

8.2 RAM-Speicher:
Die „Werkbank“ des Computers

Der Random Access Memory (RAM) war der Hauptspeicher des Computers, der zur vorübergehenden Speicherung von Daten und Anweisungen laufender Programme verwendet wurde. In den 1980er-Jahren variierte die Größe des Arbeitsspeichers in PCs je nach Modell und Preis stark. Die ersten IBM-PCs hatten eine Basiskonfiguration von nur 64 KB RAM, erweiterbar auf 640 KB (die von der ursprünglichen Architektur vorgegebene Obergrenze). Der ursprüngliche Macintosh verfügte über 128 KB RAM, der später in späteren Modellen erhöht wurde. Der Amiga und der Atari ST verfügten häufig über 512 KB oder 1 MB RAM, was ihren stärkeren Schwerpunkt auf Grafik- und Multimediafunktionen widerspiegelte.

RAM wurde typischerweise in Form von Chips DIP (Dual In-line Package) bereitgestellt, die in spezielle Sockel auf der Hauptplatine eingesetzt wurden. Gegen Ende der 1980er Jahre begannen sich SIMM-Module (Single In-line Memory Module) zu verbreiten, die den einfacheren Einbau größerer Speichermengen ermöglichten. Die Menge des verfügbaren RAM wirkte sich direkt auf die Fähigkeit des Computers aus, komplexe Software auszuführen und mehrere Anwendungen gleichzeitig zu verarbeiten.

8.3 Grafikkarten und Monitore:
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Die Grafikkarten (oder Videokarten) waren für die Erzeugung des an den Monitor gesendeten Videosignals verantwortlich. In den 1980er Jahren kam es zu einer rasanten Entwicklung der PC-Grafikstandards:

• MDA (Monochrome Display Adapter): Der ursprüngliche Standard für den IBM PC bot nur monochromen Text (normalerweise grün oder bernsteinfarben) mit guter Schärfe für textbasierte Geschäftsanwendungen.

• CGA (Color Graphics Adapter): Es wurde die Möglichkeit eingeführt, Farbgrafiken mit einer Auflösung von 320 x 200 Pixeln und 4 Farben oder 640 x 200 Pixeln in Schwarzweiß anzuzeigen. Die Bildqualität war begrenzt, aber sie ebnete den Weg für Farbspiele auf PCs.
• EGA (Enhanced Graphics Adapter): Es bot eine höhere Auflösung (640 x 350 Pixel) und eine 16-Farben-Palette, was die Grafikqualität im Vergleich zu CGA deutlich verbesserte und zum Standard für professionelle Anwendungen und einige Spiele wurde.
• VGA (Video Graphics Array): 1987 mit IBM PS/2 eingeführt, wurde VGA in den späten 1980er Jahren und darüber hinaus zum vorherrschenden Standard. Es bot eine Auflösung von 640 x 480 Pixeln mit 16 Farben oder 320 x 200 Pixeln mit 256 Farben und sorgte damit für eine deutlich höhere Grafikqualität.

Die Monitore , die in den 1980er Jahren mit PCs verwendet wurden, waren hauptsächlich vom Typ CRT (Cathode Ray Tube) . Abhängig von der verwendeten Grafikkarte können sie einfarbig oder farbig sein. Monitorqualität und Auflösung waren wichtige Faktoren für die Textklarheit und die Grafikwiedergabe.

Der Macintosh zeichnete sich durch seine integrierte grafische Oberfläche und Monitore aus, die oft eine höhere Auflösung boten als die damaligen PC-Standards. Der Amiga und der Atari ST verfügten über benutzerdefinierte Grafikchipsätze, die es ihnen ermöglichten, mehr Farben anzuzeigen und Sprites und Animationen effizienter zu verarbeiten, wodurch sie sich gut für Spiele- und Multimediaanwendungen eigneten.

8.4 Soundkarten und Lautsprecher:
Sound in der PC-Welt

Die Audiofunktionen früher IBM-PCs waren äußerst begrenzt und beschränkten sich oft auf einfache „Pieptöne“, die vom internen Lautsprecher ausgegeben wurden. Mitte der 1980er Jahre kamen jedoch die ersten dedizierten Soundkarten auf den Markt und verbesserten das Klangerlebnis auf PCs deutlich.

• AdLib: Als eine der ersten erfolgreichen Soundkarten für PCs nutzte sie einen Yamaha-Chip für die FM-Soundsynthese und bot die Möglichkeit, komplexere Musik und Soundeffekte in Spielen zu erstellen.
• Sound Blaster: Sound Blaster wurde 1989 von Creative Labs eingeführt und entwickelte sich schnell zum De-facto-Standard für PC-Soundkarten. Es unterstützte FM-Synthese, digitale Sample-Wiedergabe und bot Kompatibilität mit AdLib-Karten, was es zu einem unverzichtbaren Gerät für PC-Spieler machte.

Der Macintosh, der Amiga und der Atari ST verfügten über erweiterte Soundfunktionen, die direkt in das Motherboard integriert waren, oft mit speziellen Soundchips, die es ermöglichten, digitalisierte (gesampelte) Sounds in höherer Qualität abzuspielen als frühe PCs mit Soundkarten. Externe Lautsprecher ​​​​ waren erforderlich, um Audio zu hören, das von Soundkarten oder integrierten Audioschaltkreisen erzeugt wurde.

8.5 Speichergeräte:
Disketten, Festplatten und Magnetbänder

Personalcomputer der 1980er Jahre verwendeten verschiedene Arten von Geräten zum Speichern von Daten und Programmen:

• Diskettenlaufwerk: Die Diskette war das am häufigsten verwendete Wechselspeichermedium. In den frühen 1980er Jahren waren 5,25-Zoll-Disketten der Standard mit Kapazitäten zwischen einigen hundert Kilobyte und 1,2 Megabyte (für später eingeführte High-Density-Disketten).
• Gegen Ende des Jahrzehnts begannen 3,5-Zoll-Disketten , die 5,25-Zoll-Disketten zu ersetzen, die kleiner, robuster und mit größerer Kapazität (typischerweise 1,44 Megabyte) waren. Disketten wurden für die Softwareverteilung, Dateiübertragung und Datensicherung verwendet.
• Festplattenlaufwerke: Festplatten (Festplatten) boten eine viel größere Speicherkapazität als Disketten und schnellere Zugriffszeiten. Anfangs teuer und nicht immer in Low-End-PCs zu finden, wurden Festplatten im Laufe der 1980er Jahre immer zugänglicher und verbreiteter. Die Festplattenkapazitäten stiegen schrittweise an und stiegen bis zum Ende des Jahrzehnts von einigen Megabyte auf Dutzende und schließlich Hunderte von Megabyte. Durch das Vorhandensein einer Festplatte wurde die Nutzung des PCs erheblich komfortabler, da das Betriebssystem und Anwendungen direkt auf der Festplatte installiert und schnell auf Dateien zugegriffen werden konnte.
• Bandlaufwerke: Magnetbandlaufwerke wurden hauptsächlich zur Datensicherung eingesetzt und boten eine kostengünstige Lösung zur Speicherung großer Informationsmengen, allerdings mit sequenziellem Zugriff.