Ein Prozessorchip ist noch kein Computer

Ein System wird in Funktionen gegliedert

Ein Taschenrechner muss Eingaben annehmen, Rechenschritte durchführen und Ergebnisse ausgeben. Eine zentrale Verarbeitungseinheit allein kann diese gesamte Aufgabe noch nicht erfüllen. Die Entwicklung des 4004 steht im Zusammenhang mit dem japanischen Rechnerhersteller Busicom und einer gemeinsam ausgearbeiteten Aufteilung solcher Funktionen. Der Entwicklungszusammenhang

Ted Hoff, Stanley Mazor, Federico Faggin und Masatoshi Shima tragen unterschiedliche Entwurfs- und Umsetzungsarbeiten bei. Ihre Beteiligung lässt sich genauer durch diese Aufgaben beschreiben als durch die Vorstellung einer einzigen Person, die einen vollständigen Computer unvermittelt auf ein Stück Silizium gesetzt hätte.

Was der Prozessor übernimmt

Das Datenblatt vom November 1971 stellt den 4004 als CPU einer Bausteinfamilie vor. Er verarbeitet die vorgesehenen Anweisungen und führt die entsprechenden zentralen Operationen aus. Die Programmfolge muss aber bereitgestellt werden, und veränderliche Daten brauchen einen Speicherplatz. Das zeitgenössische Systembild

Die Bezeichnung Vierbitprozessor beschreibt hier eine wesentliche Datenbreite. Sie bedeutet nicht, dass jeder Speicherinhalt, jede Anweisung und jeder Anschluss des ganzen Systems aus genau vier Bit besteht. Das Original unterscheidet beispielsweise den Programmspeicher mit seinen acht Bit breiten Einträgen von den anders organisierten Datenfunktionen. Verschiedene Breiten gehören zu verschiedenen Aufgaben.

Speichern, eingeben und ausgeben

Zur MCS-4-Familie gehören der 4001 als Programmspeicher, der 4002 als Datenspeicher und der 4003 als Schieberegister für weitere Ausgabemöglichkeiten. Der 4001 ist ein maskenprogrammierter Speicher: Sein Inhalt wird bei der Herstellung vorgegeben. Er ist nicht einfach eine im laufenden Betrieb beliebig umgeschriebene Programmdatei. Die Funktionen der Familie Bausteine und Verbindungen

Nicht jede kleinste funktionsfähige Zusammenstellung muss alle vier Typen enthalten. Der Umfang richtet sich nach der Aufgabe. Das ist für den Blick auf das historische Blockschema wichtig: Eine Übersicht angebotener Bausteine ist noch keine verpflichtende Stückliste jedes damit gebauten Geräts.

Dieselben Leitungen zu verschiedenen Zeiten

Zwischen den Bausteinen werden vier Leitungen zeitlich mehrfach genutzt. Informationen, die zu unterschiedlichen Schritten gehören, können dadurch nacheinander denselben Verbindungsweg verwenden. Die beteiligten Komponenten müssen erkennen, welche Bedeutung die gerade übertragenen Signale im vorgesehenen Ablauf besitzen. Zeitlich gegliederte Übertragung

Als eigene Denkstütze dient ein gemeinsamer Tisch, auf den erst eine Adresse und danach der dazugehörige Inhalt gelegt werden. Ohne eine bekannte Reihenfolge wäre die Zuordnung unklar. Das Beispiel erklärt die zeitliche Trennung; es ist weder ein elektrisches Schaltbild noch eine Behauptung, alle Befehle würden gleich lange dauern.

Die Grenze einer ersten Erfindung

Ob ein früher Baustein als erster Mikroprozessor bezeichnet wird, hängt auch davon ab, was genau verglichen wird: eine komplette CPU auf einem Chip, eine Prozessor-Teilschaltung oder ein aus mehreren Chips aufgebauter Rechner. Die institutionelle Geschichte nennt solche unterschiedlichen zeitgenössischen Ansätze. Die unterschiedlichen Vergleichsfälle

Die konkrete Leistung des 4004 wird durch diese Präzisierung nicht kleiner. Sie wird überprüfbarer: Eine bestimmte zentrale Funktion ist in einem einzelnen integrierten Baustein verfügbar und über ein beschriebenes System nutzbar. Daraus folgt weder, dass zuvor niemand integrierte Rechenfunktionen entwickelte, noch dass anschließend jedes Gerät auf dieser Familie beruhte.

Der nächste Schritt ist die Benutzung

Ein funktionierender Prozessor beantwortet noch nicht, wie ein Mensch Texte bearbeitet oder eine Kalkulation verändert. Dafür sind weitere Gerätefunktionen und Programme nötig. Die folgenden Stationen wechseln deshalb bewusst von der Systemgliederung zu zwei konkreten Arten der Benutzung. Die Grenzen des Bausteinbilds

Der Alto ist dabei eine andere Rechnerplattform, kein Anwendungsbeispiel des 4004. Sein Bildschirmarbeitsplatz zeigt, wie Auswahl, Darstellung und Befehle zusammenwirken. VisiCalc wiederum macht Beziehungen zwischen veränderlichen Zahlen sichtbar. Eine gemeinsame Geschichte der Computer enthält solche Verbindungen zwischen Fragen, ohne jedes Gerät in eine direkte technische Abstammungslinie zu zwingen.

Begriffe verstehen

Quellen und Nachweise

Die Quellen sind den Aussagen im Text zugeordnet. Originalstudien, Sammlungstexte und eigene Einordnung erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Einige Fachtexte sind beim Verlag nur teilweise frei zugänglich.

1. Eine CPU als einzelner Systembaustein

   Computer History Museum: Microprocessor Integrates CPU Function onto a Single Chip. The Silicon Engine.

   4004 und MCS-4 sowie Hoff, Mazor, Faggin, Shima und Busicom-Kontext getrennt; keine pauschale alleinige Ersterfindung.

   ← Zur Textstelle 1: Ein System wird in Funktionen gegliedert← Zur Textstelle 2: Die Grenze einer ersten Erfindung
2. Die Funktionen der 4000-Familie

   Federico Faggin: 4000 Family. Rückblick auf die Entwicklung der MCS-4-Bausteine.

   Beteiligtenrückblick. 4004, 4001, 4002 und 4003 nach Funktion unterschieden; kontrafaktische Wertungen nicht als Befund verwendet.

   ← Zur Textstelle: Speichern, eingeben und ausgeben
3. Das ursprüngliche MCS-4-Systembild

   Intel: MCS-4 Data Sheet. November 1971.

   Programm-ROM, Daten-RAM, CPU und Ein-/Ausgabe getrennt; Minimalkonfiguration nicht zwingend mit allen vier Typen. Keine pauschale Befehlsdauer aus dem Takt abgeleitet.

   ← Zur Textstelle 1: Was der Prozessor übernimmt← Zur Textstelle 2: Speichern, eingeben und ausgeben← Zur Textstelle 3: Dieselben Leitungen zu verschiedenen Zeiten← Zur Textstelle 4: Der nächste Schritt ist die Benutzung

Redaktion: Benjamin Metzig. Text und Quellen am 8. September 2026 geprüft. Generative KI diente als Werkzeug für Text und Bild.