Wir werden uns nicht lange in der Vergangenheit umtun, aber zum besseren Verständnis auch heutiger Computer soll es sein. Erwähnt sei das im vorvorigen Jahrhundert entstandene Pianola, bei dem die Tastenkombinationen durch das Abtasten von Löchern auf einer Rolle Papier gesteuert wurden.

Der anfängliche Antrieb durch Fußbetätigung wurde etwas später natürlich durch einen Elektromotor ersetzt. Aber im Prinzip lassen sich schon hier die Eingabe durch das Lochmuster, die Verarbeitung als Umsetzung des Lochmusters in Tastendrücke und die eigentliche Ausgabe auf die Tasten gut voneinander unterscheiden.

Später wird das Lochmuster in Lochkarten gestanzt und die halten sich noch bis weit über die Mitte des nächsten Jahrhunderts hinaus. Also mit einem Stapel Lochkarten zum Rechenzentrum und dort ein paar Tage später einen ähnlichen Stapel wieder abholen. Aber die Art der Bearbeitung ist flexibel geworden, erstes Kriterium, den Bearbeiter als 'Computer' zu bezeichnen.

Konrad Zuse hatte in den 30er Jahren als erster die Möglichkeit einer speicherprogrammierbaren Steuerung geschaffen. Bis dato kannte man praktisch nur so eine Art Rechenmaschinen, die oft sogar nur mechanisch arbeiteten und bei denen es nur die Auswahl per Tastendruck zwischen festen Programmen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation oder Division gab.

Außer Daten hielten jetzt auch Programme Einzug in den Speicher, hier noch aus Relais bestehend. Nein, keine Arbeitsstromrelais, wie wir sie aus dem Kfz-Bereich kennen, sondern solche, die nicht nach einem Impuls in ihre Ausgangslage zurückfallen, etwa wie Weichen bei der Modellbahn. Sehr schnell wurden die dann erst durch Röhren und dann durch Transistoren ersetzt.

Sie können auch in den Speicher Ihres modernen Computers hineinschauen, es gibt nichts anderes als Bits. Ist von Bytes die Rede, so sind halt nur acht Bits zusammengefasst, was die Sache aber nicht grundlegend ändert. Meist wird Ihnen der Speicher in hexadezimaler Form angezeigt. Unten eine Umrechnung davon. Fassen wir zusammen, selbst die Oberfläche des Mars ist vermutlich abwechslungsreicher.

Schon Zuse musste wohl die Relais aufteilen, nämlich in solche für das Programm und solche für die Daten. Wehe, ein Datum wäre versehentlich in den Bereich des Programms gelandet und dieser Teil wäre irgendwann einmal abgearbeitet worden. Man sagt heute, in so einem Fall stürze der Computer ab oder, noch etwas unschöner, er habe sich aufgehängt. Landet übrigens ein Teil des Programms in den Daten, sind die Folgen meist glimpflicher.

Betrachten wir also den Teil mit dem Programm. Da erwartet der Computer immer zunächst einen Befehl, der sich, sagen wir einmal aus sechs Bits zusammensetzt. Nehmen wir einen sehr häufigen, z.B. den MOV-Befehl. Es kann also sein, dass Sie diesen Befehl häufiger finden, wenn Sie auf Bitebene durch den Programmspeicher stöbern. MOV heißt, hole den Inhalt einer Speicherzelle und deponiere sie in eine andere.

Dazu müssen natürlich die beiden Zellen exakt benannt werden, zunächst das Wohin und dann das Woher. Wie viele Bits dafür gebraucht werden? Das hängt von der Größe des Speichers ab und wie der organisiert ist, also vielleicht sogar 32 Bit und mehr. Aber das ist für jedes Betriebssystem mit entsprechendem Speicher festgelegt. Denn der Prozessor will wissen, wann er den nächsten Steuerungsbefehl zu erwarten hat. Findet er den nicht vor: Absturz.

Beim alten Commodore war sogar ein Teil des Speichers für den Bildschirm reserviert. Wenn man da hineinschrieb, konnte man auf direkte Art eine Ausgabe realisieren. Heute ist das wesentlich komplizierter, weil die Bildausgabe von einem eigenen Computer mit Speicher gesteuert wird. Auch die gewöhnliche CPU verfügt über Speicher, den sogenannten Registern. Deren Vorteil ist der direktere Zugriff, also nicht erst über den Bus zu dem/den Speicherbaustein/en.

Denn schon bei den MOV-Befehlen unterschieden sich die Zeiten für die Ausführung. Austausch nur zwischen Speicherstellen ist am langsamsten, zwischen Registern geht am schnellsten. Man spricht von Takten, die übrigens auch für die anderen Befehle wie beispielsweise ADD, bei dem zusätzlich auch noch beide Speicherstellen addiert werden. Aber die Addition übernimmt der Prozessor nicht selbst, sondern dafür ist seit den Modellen eines John v. Neumann ab 1949 ein sogenanntes Rechenwerk zuständig.

Aber wer arbeitet eigentlich das in den Speicher geladene Programm ab? Das wäre dann ein Urprogramm, die sogenannte Firmware oder auch das Betriebssystem. Wir kennen so etwas nur aus den Anfängen der Computerei, wo es auf einem separaten ROM-Baustein gespeichert, also nicht veränderbar war. Warum separat? Weil auch die Hersteller wohl dort noch laufend Veränderungen vornahmen.

Wir haben die dann ausgelötet und durch einen Sockel ersetzt, denn es gab eine ganze Menge schnellere Versionen auf RAM-Bausteinen, also immer wieder veränderbar. Aber auch hier galt, wird auch nur ein Bit beim sogenannten Flashen falsch oder nicht übertragen, ist u.U. die ganze Prozedur zu wiederholen. Warum das für heutige Verhältnisse noch wichtig ist? Wir wissen nicht, ob auch Teile des Betriebssystems bei einem Upload over the Air verändert werden, bestimmt nicht die Laderoutine selbst.

Aber wir können uns das schon als schwierig vorstellen, wenn die Routinen, auf die es ankommt, verändert werden, womöglich auch noch im Fahrbetrieb. Was ist, wenn bei der Übertragung etwas schiefgeht? Tesla z.B. verändert nur bei Fahrzeugen in Ruhe. Heißt das, ich kann solange nicht losfahren? Die Computerei ist mit der Vernetzung wahrlich nicht einfacher geworden. Vielleicht verstehen Sie jetzt, dass computerspezifische Beschreibungen oft einfacher klingen als deren Praxis.