February 17, 2014 0

transcomp – der Computer ohne Chips

By in Betriebsysteme, Computerarchitektur, Hardware, transcomp

Im Jahr 2008 hatte ich mit einem ehrgeizigen Projekt begonnen. Es erhielt von mir den Entwicklungsnamen transcomp und es ging dabei um die Entwicklung eines 8-Bit-Computers “from scratch”.
Das Interessante an diesem Computer sollte sein, dass er gänzlich ohne Integrierte Schaltkreise, also Chips auskommen sollte. Stattdessen sollten die Logik und der Speicher aus Transistoren aufgebaut sein – daher auch der Name transcomp alsKurzform von Transistor Computer.

Um es kurz zu machen: Der Computer wurde leider nie vollendet. Auch kann ich leider keine vollständige Bauanleitung liefern. Da ich in naher Zukunft nicht dazu kommen werde, daran weiterzuarbeiten, habe ich mich dazu entschlossen, die Unterlagen und Fotos, auf dieser Website zur Verfügung zu stellen.
Wenn jemand die Lust verspüren sollte, diesen Computer nachzubauen und selbst weiterzuentwickeln, kann er mir gerne eine Email (info@extremeprogrammer.de) oder einen Kommentar hinterlassen, ich helfe gerne, wo ich kann!

Ein Computer um zu lernen

Ein paar meiner Entwurfsskizzen

Worum ging es mir beim transcomp? Nun, dass das Ziel daraus bestand, einen funktionsfähigen Computer komplett selbst zu entwerfen, habe ich bereits erwähnt. Aber wozu sollte man so etwas tun? Kurz gesagt: Ich hatte Lust dazu!
Zum Zeitpunkt der Entwürfe hörte ich gerade eine Einführungsveranstaltung namens Grundlagen der Informatik III an meiner Alma Mater, der TU Darmstadt. Hier wurde unter anderem auf die ganz fundamentalen Bestandteile eines Betriebssystems und dessen Zusammenspiel mit der Hardware eingegangen.
Dieses Thema fand ich so spannend, da ich zwar schon seit meinen Teenager-Tagen programmiere, sich mir aber bis dato nie die zugrundeliegende Funktionsweise völlig erschlossen hatte.

So kam mir also die Idee einen Computer selbst zu bauen. Dass ich bei den Entwürfen eine Menge über Rechnerarchitektur gelernt habe, steht außer Frage. Ein weiteres Ziel war es von Anfang an, Unterlagen und Anleitungen zur Verfügung zu stellen, um Anderen die Möglichkeit zu geben, einen eigenen transcomp zu bauen und diesen spannenden Aspekt der Informatik auf ähnlich spielerische Weise zu ergründen, wie ich es getan hatte.
Aus diesem Grund habe ich während der Entwicklung und Konstruktion bereits angefangen eine Anleitung zu schreiben. Diese eignet sich sehr gut, um die Funktionsweise eines Computers zu lernen, auch wenn man nicht beabsichtigt, selbst einen Transistor-Computer zusammen zu löten.

Was fertig ist

Testplatine mit DIP-Schaltern

Folgende direkten oder indirekten Bestandteile des transcomp sind fertig gestellt worden:

  • 1 x 8-Bit-Register-Speicherbaustein (Bild oben)
  • Rechenwerk-Logikbaustein: Logisches NOT
  • Testplatine für Bausteine (Bild rechts)
  • Steckplatine für Register-Speicherbausteine
  • Ein VB.NET-Programm zur Simulation des transcomp
  • Anleitung (ersten sechs Kapitel)

Warum der Computer nie fertiggestellt wurde

Der Hauptgrund, warum der transcomp niemals einen lauffähigen Zustand erreichte, war anderen Projekten und schwindendem Interesse meinerseits geschuldet. Ich neige leider dazu, das Interesse an einem Thema zu verlieren, sobald mir ein anderes Thema oder Projekt in den Sinn kommt, dass mich mehr begeistert. Aus diesem Grund habe ich nicht mehr weiter am transcomp gearbeitet.
Ein weiteres Problem war sicherlich der hohe Produktionsaufwand: Das Zusammenlöten der einzelnen Komponenten nahm eine Menge Zeit in Anspruch. Für einen 8Bit-Register habe ich ca. 8 Stunden gebraucht.
Erschwerend kam während der Entwicklung hinzu, dass es mir an fundierten Kenntnissen im Bereich der Elektrotechnik bzw. Elektronik fehlte. Diese musste ich mir erst mühselig erarbeiten.
Was erstaunlicherweise kein Problem darstellte, war die Tatsache, dass ich mich mit aktueller Hardware nicht übermäßig gut auskenne (wenn es um aktuelle CPUs geht, informiere ich mich gerne hier: pcmasters.de).

Wie geht es weiter?

Wie schon gesagt, werde ich selbst den transcomp nicht weiter entwickeln aber vielleicht haben Sie ja Lust dazu!
Ich werde versuchen, in den nächsten Wochen meine Notizen ein wenig aufzupolieren und auf www.extremeprogrammer.de zu veröffentlichen.
Anfangen möchte ich mit den ersten Kapiteln der Bauanleitung für den transcomp.
Außerdem möchte ich Ihnen eine kleine Quellenangabe zur Verfügung stellen, die Ihnen eventuell nützlich sein könnte:

Quellen

Wer sich für den Bau eines eigenen Computers interessiert, dem lege ich neben Wikipedia, die folgenden Websites ans Herz:

Selbstgebaute Computer

Elektronik und Elektrotechnik

Neben den genannten Websites rate ich Ihnen dringend sich in die Materie einzulesen. Wenn man einen Computer von Grund auf selbst entwerfen möchte, muss man sich gleich in mehreren Gebieten hinreichend gut auskennen:

Betriebssysteme

Rechnerarchitektur

Elektronik / Elektrotechnik

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