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Vortrag zur Retroparty: Wie Computer wirklich funktionieren – erklärt am Z80

· von Alexander #z80#retroparty

Vortrag zur Retroparty: Wie Computer wirklich funktionieren – erklärt am Z80

Du drückst am Sinclair ZX81 die Taste H, und auf dem Fernseher erscheint ein H. Dazwischen liegen etwa 4.000 Takte Arbeit eines Zilog Z80 – und davon schauen wir uns die entscheidenden 14 an. Bei der Retroparty am 21. November 2026 gehen wir diesen Weg im Vortrag „Wie Computer wirklich funktionieren – erklärt am Z80“ gemeinsam durch, bis hinunter auf einzelne Pins des Prozessors.

Ein 40-poliger Mikroprozessor im DIP-Gehäuse auf einer grünen Platine eines Heimcomputers, in orangem und türkisem Licht

Zwei Maschinen, dieselbe Frage #

Der Vortrag beginnt mit einer Frage, die sich auf dem Smartphone keiner mehr ganz beantworten kann: Was passiert eigentlich bei einem Tap? Zwischen Touch-Controller, Kernel, Framework, JIT-Compiler und Pipeline liegen sechs Abstraktionsebenen und 10 Millionen bis 1 Milliarde Takte. Jede Ebene ist ein eigenes Fachgebiet.

Also gehen wir rückwärts, bis wir eine Maschine finden, die noch erklärbar ist. Der Amiga 500 fällt raus, weil sogar seine Tastatur einen eigenen Prozessor hat. Der C64 fällt raus, weil der Grafikchip die CPU anhält. Übrig bleibt 1981.

Vortragsfolie „Zeitreise: Gesucht wird ein einfacherer Computer“: Liste von iPhone 2007, PC mit Windows XP 2001, PC mit Pentium 1993, Amiga 500 1987 und Commodore 64 1982, jeweils mit dem Stempel „zu kompliziert“, darunter der Sinclair ZX81 von 1981 mit dem Stempel „einfach genug“

Sechsmal „zu kompliziert“, einmal „einfach genug“. Der ZX81 hat vier Chips: Z80A, ULA, 8 KB ROM und 1 KB RAM.

Dieselbe Frage stellen wir dann ihm. Ein Tastendruck löst dort rund 4.000 Takte aus, und jeder davon lässt sich nachvollziehen. Allein die Tastaturabfrage im ROM sind davon 755. Am Ende des Vortrags lösen wir genau diese Frage auf.

Vortragsfolie „Was passiert bei einem Tastendruck? (ZX81)“: schematische ZX81-Platine mit Z80A, SRAM, ROM und ULA, darüber die Folientastatur als 8-mal-5-Matrix, rechts ein Fernsehbild mit dem Buchstaben H und dem Cursor

Der ganze Weg auf einer Folie: von der Folientastatur über den Adressbus, den Z80A, das SRAM und die ULA bis zum H auf dem Fernseher. Im Vortrag läuft das Schritt für Schritt ab, hier siehst Du den Endzustand.

Was Du im Vortrag siehst #

  • Warum der Z80: iPhone, Windows XP, Pentium, Amiga 500, C64, mit keinem kann man Computer besser kennenlernen als am Z80. Und dann die Gegenfrage: Warum nicht mit noch älteren CPUs?
  • Die Vorläufer: Zuse Z3, ENIAC, Manchester Baby, TX-0, Apollo Guidance Computer und Pong. Jeder Meilenstein bringt einen Baustein mit, der heute noch in jedem Computer steckt.
  • 1971 bis 1976: Vom Intel 4004 über 8008, 8080, Motorola 6800 und MOS 6502 bis zum Z80, mit den Menschen dahinter: Federico Faggin, Masatoshi Shima, Ralph Ungermann und Chuck Peddle.
  • Wie es weiterging: Exxon übernimmt Zilog, und IBM kauft deshalb lieber bei Intel ein. Der Z80 lief trotzdem bis 2024 vom Band.
  • Der Z80 in acht Zahlen: 8.500 Transistoren auf 4,8 × 4,4 mm, 40 Pins, 158 Befehle, 14 Register, bisschen Facts.
  • Ein Bit ist schlicht ein Draht in einem bestimmten Moment: Eine Falle Bit-Falle die man Flip-Flop nennt. Acht davon nebeneinander sind ein Register, und der Z80 hat 14 Stück.
  • Drei Bytes, 14 Takte: Das reicht um H in den Bildspeicher zu schreiben.
  • Der komplette Tastendruck: Tastaturmatrix, ROM-Scanroutine, Busse, ULA und das Zeichen auf dem Bildschirm — am Ende noch einmal als Animation.

Vortragsfolie „Ein Bit ist ein Draht im Moment“: links acht Lampen als Bitmuster 0010 1101 mit der Erklärung, dass dies $2D und damit das H beim ZX81 ist, rechts ein RS-Latch aus zwei NOR-Gattern mit eingezeichnetem Rückkopplungspfad

Ganz unten angefangen: Acht Leitungen sind ein Byte, und 0010 1101 ist beim ZX81 das H. Rechts die Falle, die ein einzelnes Bit festhält.

Vortragsfolie „Ein Befehl, Takt für Takt“: links der Z80 von innen mit den Registern PC, A und HL als einzelne Bitfelder, in der Mitte der Chip mit seinen 40 Pins, rechts der Speicherinhalt und ein Bildschirm mit dem Buchstaben H, oben eine Leiste mit den Takten 1 bis 14

Und das sind die entscheidenden 14 Takte. Links der Z80 von innen, in der Mitte seine 40 Pins, rechts der Speicher und der Bildschirm. Die Leiste oben zählt mit, bis das H im Bildspeicher steht.

Alle Abläufe sind als Animation gebaut und laufen Schritt für Schritt. Du brauchst kein Vorwissen. Wenn Du selbst schon Z80-Assembler geschrieben hast, siehst Du den Code einmal aus der Sicht der Pins. Auch mal spannend.

Termin #

Wann: Samstag, 21. November 2026, im Rahmen der Retroparty (14:00 bis 22:00 Uhr). Der Vortrag beginnt um 20:00 Uhr und dauert etwa 45 Minuten.
Wo: Retro Computer Dresden e.V., Zwinglistraße 25, 01277 Dresden
Eintritt: frei

Alles Weitere zum Tag findest Du in der Ankündigung der Retroparty am 21. November.

Vorher reinschauen #

Mehr Systeme aus der Vereinssammlung laufen beim Retro-Mittwoch. Und wer nach dem Vortrag tiefer einsteigen will: Wir haben genug 8-Bit-Rechner da, um gleich selbst loszulegen.