IT & Technik

Die OPREMA – eine Erfindung mit Hindernissen

Oprema_Gedenktafel
Geschrieben von Felix Range

Im heutigen Blog-Artikel möchten wir euch auf eine kleine Zeitreise zu den Anfängen der digitalen Rechentechnik in der DDR mitnehmen. Welche Hürden mussten die Pioniere der IT – Wilhelm Kämmerer und Herbert Kortum – überwinden? Wie schrieben sie dennoch hier in Jena durch die Erfindung der OPREMA – des ersten Computers der DDR – Geschichte?

Ein schwieriger Start

Nach dem Zweiten Weltkrieg belasteten die Reparationszahlungen an die Alliierten Firmen wie Carl Zeiss Jena stark. Ausrüstung, Konstruktionsunterlagen, Patentschriften – vieles wurde inklusive der führenden Wissenschaftler bereits ab Juni 1945 nach Heidenheim in Baden-Württemberg zwangsweise ausgelagert. Einer dieser führenden Köpfe – Herbert Kortum – floh bedingt durch die dortigen Arbeitsbedingungen 1946 wieder zurück nach Jena. Doch kaum zurück, wurde er zusammen mit seinen wissenschaftlichen Mitarbeitern Wilhelm Kämmerer und Fritz Straube zur Zusammenarbeit mit dem sowjetischen Militär zwangsverpflichtet. An 5 Jahre Arbeit schlossen sich weitere 18 Monate Aufenthalt auf der “Insel des Vergessens” im Seligersee nahe Moskau an, um die Geheimhaltung der Forschungsergebnisse zu sichern. Diese Zeit nutzten die Zeissianer ebenfalls um bei ausgiebigen Spaziergängen ihren eigenen programmgesteuerten digitalen Rechenautomaten zu entwickeln. Aus anderen Ländern waren ähnliche „Computer“ bereits bekannt, sodass sie bei ihrer Rückkehr nach Jena der Werksleitung die Umsetzung ihres Projektes vorschlugen.

Die DDR-IT und OPREMA

Doch die Anfangszeit des IT-Sektors in der DDR gestaltete sich schwierig. Ein Gleichziehen oder gar Überholen westlicher Nationen wurde nie erreicht. Dies lag unter anderem daran, dass die DDR-Führung anfänglich die Bedeutung der EDV nicht erkannte. Noch bis 1959 lag der Fokus auf der allseits etablierten Büromaschinenindustrie. 70 % der Investitionsmittel wurden in diesem Bereich investiert und behinderten die Entwicklung der Rechentechnik.

Erst das in Russland geformte Konzept von Kortum und Kämmerer führte zu einem Umbruch im Denken. Die OPREMA war geboren. Diese OPtische REchenMAschine war ein auf Basis polarisierter Relais arbeitender elektromechanischer Rechenautomat, mit den gleichen Grundbausteinen wie Konrad Zuses Z3. Durch die neue Maschine konnten optische Berechnungen viel schneller durchgeführt werden. Sie ersetzte nicht nur den Rechenaufwand von 50 – 120 Mitarbeitern, die an anderen Stellen eingesetzt werden konnten, sondern rentierte sich auch, da sie die Entwicklungszeiten auf ein Zehntel verkürzte. Eine ökonomische Verbesserung, die die Bedeutung der Rechentechnik endlich auch in das Bewusstsein der DDR-Führung brachte.

 

Was machte die OPREMA so besonders?

Bei einer Taktzahl von 150 Hz, die im Grunde angibt, wie viele Operationen pro Sekunde möglich sind, brauchte die OPREMA beispielsweise für Addition/Subtraktion 120 ms, für Multiplikation/Division 800 ms, und das Wurzelziehen1200 ms. Zwar haben heutige Prozessoren Taktzahlen im GHz-Bereich (also Milliarde/Sekunde), dennoch war dies für eine Rechenmaschine, die auf Relais basiert zu dieser Zeit eine große Leistung. Die OPREMA bestand aus rund 17.000 Relais und hatte eine Verkabelung von rund 500 km Kabeln. Die Eingabe des Programms und der numerischen Daten erfolgte nach dem Vorbild von Lochkartenmaschinen über Stecktafeln.

Die Konzeptions- und Bauphase dauerte nur 7 ½ Monate (Beginn: Frühjahr 1954, Fertigstellung: Ende 1954). Die schnelle Fertigstellung der Anlage beruht vermutlich auch darauf, dass das Konzept bereits lange vorher in den Köpfen der Pioniere existierte und nur noch physisch umgesetzt werden musste. Der Versuchsbetrieb begann im April 1955. Es zeigte sich, dass die Maschine, deren zwei identische Rechner ihre Ergebnisse zu Prüfzwecken ständig miteinander verglichen, einwandfrei funktionierte. Schnell wurde entschieden, dass beide Rechner einzeln fungieren sollten. Somit standen zwei eigenständige Rechner für Berechnungen zur Verfügung. Die Zuverlässigkeit der beiden Rechner wurde gewährleistet, da die Relais im stromlosen Zustand geschaltet wurden. Dadurch hatte man beim Schalten keine Funkenbildung, was die Abnutzung der Relais stark verringerte. Beeindruckend ist außerdem, dass die 55 Quadratmeter große Maschine im Betrieb nur eine Leistungsaufnahme von ca. 40 Watt hatte, was in etwa der Leistungsaufnahme einer heutigen Deckenleuchte entspricht.

Fazit

Was können wir von unserer heutigen kleinen Zeitreise mitnehmen? Trotz der Tatsache, dass zur damaligen Zeit bereits andere digitale Rechenmaschinen existierten, war die OPREMA keinesfalls eine reine Kopie der aus dem Westen bekannten Maschinen. Kortum und Kämmerer entwickelten die OPREMA aus den schwer zugänglichen, stark reglementierten Bauelementen zur DDR-Zeit, ohne Import von technischem Know-How oder Werkstoffen aus dem Westen. Durch ihre Pionierleistung zeigten sie der DDR-Führung die Bedeutung von Investitionen in die digitale Rechentechnik und bewiesen gleichzeitig auf beeindruckende Weise, dass selbst mit begrenzten Mitteln vieles möglich ist. Leider war die OPREMA lange nicht allen Bürgern der DDR zugänglich und der Betrieb der Maschine nur Spezialisten vorbehalten. Dennoch ebnete sie bereits während ihrer Erprobung dem ersten serienmäßig gebauten Computer – ZRA 1- den Weg.

Mit der Entwicklung der OPREMA legten die Pioniere den Grundstein zur heutigen Bedeutung Jenas als innovativen und zukunftsorientierten IT-Standort in Mitteldeutschland. Auf diese Weise wurden schon damals die Voraussetzungen für heutige Arbeitsplätze und Forschungszentren geschaffen.

Über den Autor

Felix Range

Felix befindet sich in der Endphase seines Informatik Studiums. Als Werkstudent bei TowerConsult sammelt er nützliche Erfahrungen in der Praxis als Entwickler.