Entwurf des ersten Apple Macintosh: Die Geschichte der Ingenieure

Feb 28, 2024

Wie ein kleines Team wenig bekannter Designer die Computertechnik für immer veränderte

1979 kam der Macintosh Der Personal Computer existierte nur als Lieblingsidee von Jef Raskin, einem Veteranen des Apple II-Teams, der vorgeschlagen hatte, dass Apple Computer Inc. einen kostengünstigen Computer vom Typ „Gerät“ bauen sollte, der so einfach zu bedienen sein würde wie ein Toaster. Herr Raskin glaubte, dass der Computer, den er sich vorgestellt hatte und den er Macintosh nannte, für 1.000 US-Dollar verkauft werden könnte, wenn er in großen Stückzahlen hergestellt würde und einen leistungsstarken Mikroprozessor verwenden würde, der streng geschriebene Software ausführt.

Der Vorschlag von Herrn Raskin beeindruckte niemanden bei Apple Computer so sehr, dass er ihm viel Geld vom Vorstand oder großen Respekt von den Apple-Ingenieuren einbrachte. Damals hatte das Unternehmen dringlichere Sorgen: Das große Lisa-Workstation-Projekt kam gerade in Gang, und es gab Probleme mit der Zuverlässigkeit des Apple III, der überarbeiteten Version des äußerst erfolgreichen Apple II.

Dieser Artikel wurde zuerst als „Design-Fallgeschichte: Apples Macintosh“ veröffentlicht. Es erschien in der Dezemberausgabe 1984 von IEEE Spectrum. Eine PDF-Version ist auf IEEE Xplore verfügbar. Die Diagramme und Fotos erschienen in der Originaldruckversion. Der Autor sprach in den Monaten nach der Einführung des Macintosh im Jahr 1984 mit vielen Mitgliedern des Designteams, Steve Jobs gewährte jedoch kein Interview für diesen Artikel.

Obwohl die Chancen im Jahr 1979 schlecht schienen, gilt der Macintosh, der von einer Handvoll unerfahrener Ingenieure und Programmierer entworfen wurde, heute als technischer Meilenstein im Personal Computing. Der Macintosh war im Wesentlichen eine abgespeckte Version der Lisa-Workstation mit vielen ihrer Softwarefunktionen und wurde bei seiner Einführung Anfang 1984 für 2495 US-Dollar verkauft; Die Lisa wurde zunächst für 10.000 US-Dollar verkauft. Trotz der Kritik am Macintosh, dass ihm Netzwerkfähigkeiten fehlen, die für Geschäftsanwendungen geeignet sind, und dass er für einige Aufgaben umständlich zu verwenden ist, betrachtet Apple den Computer als seine wichtigste Waffe im Kampf mit IBM ums Überleben im Personalcomputergeschäft.

Von Anfang an wurde das Macintosh-Projekt von der engagierten Tatkraft zweier Hauptakteure im Projektteam vorangetrieben. Für Burrell Smith, der die digitale Hardware des Macintosh entworfen hat, stellte das Projekt für einen relativ Unbekannten die Gelegenheit dar, herausragende technische Talente unter Beweis zu stellen. Für Steven Jobs, den 29-jährigen Vorstandsvorsitzenden von Apple und Leiter des Macintosh-Projekts, bot es nach einem vorübergehenden Rückschlag die Chance, sich in der Unternehmenswelt zu beweisen: Obwohl er Apple Computer mitbegründet hatte, hatte sich das Unternehmen geweigert, ihm die Verwaltung zu überlassen Lisa-Projekt. Herr Jobs trug relativ wenig zum technischen Design des Macintosh bei, hatte aber von Anfang an eine klare Vision des Produkts. Er forderte das Projektteam auf, das bestmögliche Produkt zu entwickeln, und ermutigte das Team, indem er es vor bürokratischem Druck innerhalb des Unternehmens schützte.

Herr Smith, der 1979 als Mechaniker in der Wartungsabteilung des Apple II arbeitete, war einige Jahre zuvor bei einem Besuch im als Silicon Valley bekannten Elektronikindustriegebiet südlich von San Francisco von Mikroprozessoren begeistert gewesen. Er brach sein Studium der Geisteswissenschaften am Junior College of Albany, New York, ab, um sich mit den Möglichkeiten von Mikroprozessoren zu beschäftigen – es gibt nichts, was man mit diesen Dingen nicht machen kann, dachte er. Herr Smith wurde später Mechaniker in Cupertino, Kalifornien, wo er viel Zeit damit verbrachte, die kryptischen Logikschaltkreise des Apple II zu studieren, der vom Mitbegründer des Unternehmens, Steven Wozniak, entworfen wurde.

Mr. Smiths Geschicklichkeit in der Werkstatt beeindruckte Bill Atkinson, einen der Lisa-Designer, der ihn Mr. Raskin als „den Mann vorstellte, der Ihren Macintosh entwerfen wird“. Herr Raskin antwortete unverbindlich: „Das werden wir sehen.“

Allerdings gelang es Herrn Smith, genug über Herrn Raskins Konzept des Macintosh zu erfahren, um mit einem Motorola 6809-Mikroprozessor, einem Fernsehmonitor und einem Apple II einen provisorischen Prototyp zu erstellen. Er zeigte es Herrn Raskin, der so beeindruckt war, dass er ihn zum zweiten Mitglied des Macintosh-Teams machte.

Doch das junge Macintosh-Projekt steckte in Schwierigkeiten. Der Apple-Vorstand wollte das Projekt im September 1980 abbrechen, um sich auf wichtigere Projekte zu konzentrieren, doch Herr Raskin konnte einen dreimonatigen Aufschub erwirken.

Unterdessen hatte Steve Jobs, damals Vizepräsident von Apple, Probleme mit seiner eigenen Glaubwürdigkeit innerhalb des Unternehmens. Obwohl er versucht hatte, das Lisa-Computerprojekt zu leiten, hielten ihn die anderen Apple-Führungskräfte für zu unerfahren und exzentrisch, um ihm ein so großes Unterfangen anzuvertrauen, und er hatte keine formelle kaufmännische Ausbildung. Nach dieser Ablehnung „gefiel ihm der Mangel an Kontrolle nicht“, bemerkte ein Apple-Manager. „Er suchte seine Nische.“

Herr Jobs interessierte sich für das Macintosh-Projekt, und möglicherweise weil nur wenige im Unternehmen glaubten, dass das Projekt eine Zukunft hatte, wurde Herr Jobs zu seinem Manager ernannt. Unter seiner Leitung wurde das Designteam so kompakt und effizient, wie der Macintosh sein sollte – eine Gruppe von Ingenieuren, die in einiger Entfernung von allen Besprechungen und dem Papierkram des Mainstreams der Unternehmen arbeiteten. Als Herr Jobs die anderen Mitglieder des Macintosh-Teams rekrutierte, lockte er einige von anderen Unternehmen mit dem Versprechen potenziell lukrativer Aktienoptionen an.

Das Macintosh-Projekt „war im Unternehmen als ‚Steves Torheit‘ bekannt.“

Mit Herrn Jobs an der Spitze gewann das Projekt im Vorstand etwas an Glaubwürdigkeit – aber nicht viel. Laut einem Teammitglied war es im Unternehmen als „Steves Torheit“ bekannt. Aber Herr Jobs setzte sich für ein größeres Budget für das Projekt ein und bekam es. Das Macintosh-Team wuchs Anfang 1981 auf 20 Personen.

Die Entscheidung darüber, welche Form der Macintosh annehmen würde, wurde größtenteils der Designgruppe überlassen. Als Leitfaden dienten den Mitgliedern zunächst nur die von Herrn Raskin und Herrn Jobs dargelegten Grundprinzipien sowie das Beispiel des Lisa-Projekts. Die neue Maschine sollte einfach zu bedienen und kostengünstig herzustellen sein. Herr Jobs wollte genug Geld bereitstellen, um eine automatisierte Fabrik zu bauen, die etwa 300.000 Computer pro Jahr produzieren würde. Eine zentrale Herausforderung für die Designgruppe bestand daher darin, kostengünstige Teile zu verwenden und die Anzahl der Teile gering zu halten.

Um den Computer einfach zu bedienen, war umfangreiche Software für die Benutzer-Computer-Schnittstelle erforderlich. Vorbild war natürlich die Lisa-Workstation mit ihren grafischen „Fenstern“ zur gleichzeitigen Anzeige vieler verschiedener Programme. Anstelle kryptischer Computerbegriffe wurden „Icons“ oder kleine Bilder verwendet, um eine Auswahl von Programmen auf dem Bildschirm darzustellen; Durch Bewegen einer „Maus“, eines Kästchens in der Größe einer Zigarettenschachtel, manipulierte der Benutzer einen Cursor auf dem Bildschirm. Das Macintosh-Team hat die Software des Lisa von Grund auf neu gestaltet, um einen effizienteren Betrieb zu ermöglichen, da der Macintosh weitaus weniger Speicher als die 1 Million Bytes des Lisa haben sollte. Allerdings musste die Macintosh-Software auch schneller arbeiten als die Lisa-Software, die als langsam kritisiert wurde.

Das Fehlen einer genauen Definition für das Macintosh-Projekt war kein Problem. Viele der Designer zogen es vor, den Computer im Laufe der Zeit zu definieren. „Steve hat es uns ermöglicht, das Problem und die Lösung gleichzeitig zu kristallisieren“, erinnert sich Herr Smith. Die Methode stellte eine Belastung für das Designteam dar, da es kontinuierlich Designalternativen evaluierte. „Wir waren im Detail überfordert“, sagte Herr Smith. Aber diese Arbeitsweise habe auch zu einem besseren Produkt geführt, sagten die Designer, weil sie die Freiheit hätten, bereits in der Entwurfsphase Möglichkeiten zu nutzen, um das Produkt zu verbessern.

Diese Freiheit wäre laut mehreren Designern nicht möglich gewesen, wenn das Macintosh-Projekt bei Apple auf die herkömmliche Weise strukturiert worden wäre. „Niemand hat versucht, uns zu kontrollieren“, sagte einer. „Manche Manager übernehmen gerne die Kontrolle, und obwohl das für gewöhnliche Ingenieure gut sein mag, ist es nicht gut, wenn man selbstmotiviert ist.“

Ausschlaggebend für den Erfolg dieser Methode war die kleine, engmaschige Art der Designgruppe, wobei jedes Mitglied für einen relativ großen Teil des gesamten Designs verantwortlich war und die Freiheit hatte, andere Teammitglieder bei der Prüfung von Alternativen zu konsultieren. Beispielsweise traf Herr Smith, der mit den Preisen elektronischer Komponenten aus seiner frühen Arbeit zur Reduzierung der Kosten des Apple II bestens vertraut war, viele Entscheidungen über die Wirtschaftlichkeit von Macintosh-Hardware ohne zeitaufwändige Beratungen mit Einkäufern. Da die Kommunikation zwischen den Teammitgliedern gut war, tauschten die Designer ihre Fachgebiete aus, indem sie sich gegenseitig in den Arbeitsphasen berieten, anstatt auf eine abschließende Bewertung durch eine Gruppe von Fertigungsingenieuren zu warten. Die Unterbringung aller Mitglieder des Designteams in einem kleinen Büro erleichterte die Kommunikation. Beispielsweise war es für Herrn Smith einfach, bei Bedarf einen Einkäufer nach den Preisen für Teile zu fragen, da der Einkäufer im selben Gebäude arbeitete.

Andy Hertzfeld, der von der Apple II-Softwaregruppe wechselte, um die Macintosh-Betriebssystemsoftware zu entwerfen, bemerkte: „Bei vielen anderen Projekten bei Apple streiten sich die Leute über Ideen. Aber manchmal denken kluge Leute etwas anders. Jemand wie Burrell Smith würde einen Computer auf Papier entwerfen und die Leute würden sagen. „Das wird nie funktionieren.“ Stattdessen baut Burell es blitzschnell auf und bringt es zum Laufen, bevor der Typ etwas sagen kann.“

„Wenn eine Person den gesamten Computer entwirft, weiß sie, dass ein kleines, übrig gebliebenes Gate in einem Teil in einem anderen Teil verwendet werden kann.“ – Andy Herzfeld

Die Nähe der Macintosh-Gruppe ermöglichte es ihr, Kompromisse beim Design einzugehen, die in einer großen Organisation nicht möglich gewesen wären, behaupteten die Teammitglieder. Das Zusammenspiel von Hardware und Software war entscheidend für den Erfolg des Macintosh-Designs, da für die Ausführung komplexer Vorgänge ein begrenzter Speicher und wenige elektronische Teile verwendet wurden. Herr Smith, der für das gesamte digitale Hardware-Design des Computers verantwortlich war, und Herr Herzfeld wurden enge Freunde und arbeiteten oft zusammen. „Wenn eine Person den gesamten Computer entwirft“, bemerkte Herr Hertzfeld, „weiß sie, dass ein kleines, übrig gebliebenes Gate in einem Teil in einem anderen Teil verwendet werden kann.“

Um die Interaktion zwischen den Designern zu fördern, war eine der ersten Maßnahmen von Herrn Jobs bei der Übernahme des Macintosh-Projekts die Einrichtung spezieller Büroräume für das Team. Im Gegensatz zur Unternehmenszentrale von Apple, die durch das Firmenlogo auf einem Schild auf dem gepflegten Rasen gekennzeichnet war, gab es in den neuen Räumlichkeiten des Teams hinter einer Texaco-Tankstelle weder ein Hinweisschild noch einen Eintrag im Telefonverzeichnis des Unternehmens. Bei dem Büro mit dem Namen Texaco Towers handelte es sich um ein preisgünstiges Büro im Obergeschoss mit Gipskartonwänden und „kitschigem Teppichboden“, „wie man es in einer kleinen Anwaltskanzlei vorfindet“, so Chris Espinosa, ein Veteran des Büros ursprüngliches Apple-Designteam und ein früher Wehrpflichtiger für den Macintosh. Es ähnelte mehr einem Haus als einem Büro und verfügte über einen Gemeinschaftsbereich, der einem Wohnzimmer ähnelte, mit kleineren Räumen an der Seite, um mehr Privatsphäre beim Arbeiten oder Reden zu bieten. Die Einrichtung ähnelte teils einem Studentenwohnheim, teils einer Elektronik-Reparaturwerkstatt: Kunstplakate, Sitzsäcke, Kaffeemaschinen, Stereoanlagen und elektronische Geräte aller Art waren verstreut.

„Immer wenn ein Konkurrent ein Produkt herausbrachte, kauften wir es, zerlegten es und es wurde im Büro herumgewirbelt.“ – Chris Espinosa

Für die Entwicklung des Macintosh gab es keine festen Arbeitszeiten und zunächst nicht einmal einen Zeitplan. Wenn Herr Jobs in der Stadt war (oft war er es nicht), hielt er jede Woche ein Treffen ab, bei dem die Teammitglieder berichteten, was sie in der vergangenen Woche getan hatten. Eine Nebenbeschäftigung der Designer bestand darin, die Produkte ihrer Konkurrenten zu analysieren. „Immer wenn ein Konkurrent ein Produkt herausbrachte, kauften wir es, zerlegten es und es wurde im Büro herumgewirbelt“, erinnert sich Herr Espinosa.

Auf diese Weise erfuhren sie, was ihr Produkt nicht sein sollte. Herr Smith sah in den Produkten der Konkurrenz eine Tendenz zur Verwendung von Steckverbindern und Steckplätzen zum Einsetzen von Leiterplatten – einen Steckplatz für die Videoschaltkreise, einen Steckplatz für die Tastaturschaltkreise, einen Steckplatz für die Festplattenlaufwerke und Speichersteckplätze. Hinter jedem Steckplatz befanden sich Puffer, damit die Signale ordnungsgemäß auf die Leiterplatte übertragen und von dieser abgeleitet werden konnten. Die Puffer führten zu Verzögerungen im Computerbetrieb, da sich mehrere Platinen eine Backplane teilten und die enorme Kapazität, die für mehrere PC-Boards erforderlich war, die Backplane verlangsamte. Die Anzahl der benötigten Teile machte die Herstellung der Computer der Konkurrenz schwierig, kostspielig und weniger zuverlässig. Das Macintosh-Team entschied, dass ihr PC nur über zwei Leiterplatten und keine Steckplätze, Puffer oder Rückwandplatine verfügen würde.

Eine Herausforderung beim Bau des Macintosh bestand darin, anspruchsvolle Software mit möglichst wenigen und kostengünstigsten Teilen anzubieten.

Um die benötigten Komponenten auf die Platine zu bringen, plante Herr Smith, dass der Macintosh bestimmte Funktionen ausführt und nicht als flexibler Computer fungiert, der von Programmierern für eine Vielzahl von Anwendungen maßgeschneidert werden kann. Indem er die Konfiguration des Macintosh und die von ihm auszuführenden Funktionen streng definierte, eliminierte er viele Schaltkreise. Anstatt Steckplätze bereitzustellen, in die der Benutzer Leiterplatten mit Hardware wie Speicher oder Coprozessoren einsetzen kann, entschieden sich die Designer dafür, viele der Grundfunktionen des Computers in einen zuverlässigeren Nur-Lese-Speicher zu integrieren. Der Computer würde nicht durch Steckplätze, sondern durch einen seriellen Hochgeschwindigkeitsanschluss erweitert.

Die Softwareentwickler waren zu Beginn mit oft unrealistischen Zeitplänen konfrontiert. „Wir suchten nach einem Ort, an dem wir Code erbetteln, ausleihen oder stehlen konnten“, erinnert sich Herr Herzfeld. Der offensichtliche Ort, an dem sie suchen sollten, war der Lisa-Arbeitsplatz. Das Macintosh-Team wollte sich etwas von Lisas Software ausleihen, um Grafiken auf dem Bitmap-Display zu zeichnen. Im Jahr 1981 entwickelte Bill Atkinson die Lisa-Grafiksoftware namens Quickdraw weiter und begann nebenbei mit der Implementierung für den Macintosh.

Quickdraw war ein Schema zur Bearbeitung von Bitmaps, um Anwendungsprogrammierern die einfache Erstellung von Bildern auf der Bitmap-Anzeige des Macintosh zu ermöglichen. Das Quickdraw-Programm ermöglicht es dem Programmierer, einen Bereich zu definieren und zu manipulieren – eine Softwaredarstellung eines beliebig geformten Bereichs des Bildschirms. Ein solcher Bereich ist ein rechteckiges Fenster mit abgerundeten Ecken, das in der gesamten Macintosh-Software verwendet wird. Quickdraw ermöglicht es dem Programmierer außerdem, Bilder innerhalb definierter Grenzen zu halten, wodurch die Fenster in der Macintosh-Software den Eindruck erwecken, dass sie Daten enthalten. Der Programmierer kann zwei Regionen vereinen, voneinander subtrahieren oder sie schneiden.

Auf dem Macintosh sollte das Quickdraw-Programm streng in Code auf Assemblerebene geschrieben und dauerhaft im ROM gespeichert werden. Es würde als Grundlage für höherstufige Software zur Nutzung von Grafiken dienen.

Quickdraw sei „ein erstaunliches Grafikpaket“, bemerkte Herr Hertzfeld, aber es hätte die Fähigkeiten des 6809-Mikroprozessors, dem Herzstück des frühen Macintosh-Prototyps, überstrapaziert. Motorola Corp. gab Ende 1980 bekannt, dass der 68000-Mikroprozessor verfügbar sei, dieser Chip jedoch neu und in der Praxis noch nicht erprobt sei und mit 200 US-Dollar pro Stück auch teuer sei. Mit der Begründung, dass der Preis des Chips sinken würde, bevor Apple bereit war, mit der Massenproduktion des Macintosh zu beginnen, beschlossen die Macintosh-Designer, auf den Motorola-Chip zu setzen.

Eine weitere frühe Designfrage für den Macintosh war, ob das Lisa-Betriebssystem verwendet werden sollte. Da sich Lisa noch in einem frühen Entwicklungsstadium befand, wäre eine erhebliche Entwicklungsarbeit erforderlich gewesen, um das Betriebssystem an den Macintosh anzupassen. Selbst wenn die Lisa fertiggestellt worden wäre, wäre für den weitaus kleineren Speicher des Macintosh ein Umschreiben der Software in Assembler-Code erforderlich gewesen. Darüber hinaus sollte der Lisa über ein Multitasking-Betriebssystem verfügen, das komplexe Schaltkreise und Software verwendet, um mehr als ein Computerprogramm gleichzeitig auszuführen, was für den Macintosh zu teuer gewesen wäre. Daher wurde die Entscheidung getroffen, ein Macintosh-Betriebssystem von Grund auf zu schreiben und dabei auf den Grundkonzepten von Lisa zu basieren. Die Vereinfachung des Macintosh-Betriebssystems stellte das heikle Problem dar, die Speicherkapazität des Computers so weit einzuschränken, dass er kostengünstig blieb, aber nicht so sehr, dass er unflexibel wurde.

Der Macintosh hätte keine Multitasking-Fähigkeit, sondern würde jeweils nur ein Anwendungsprogramm ausführen. Im Allgemeinen verfolgt ein Multitasking-Betriebssystem den Fortschritt jedes der von ihm ausgeführten Programme und speichert dann den gesamten Status jedes Programms – die Werte seiner Variablen, die Position des Programmzählers usw. Dieser komplexe Vorgang erfordert mehr Speicher und Hardware, als sich die Macintosh-Designer leisten konnten. Die Illusion von Multitasking wurde jedoch durch kleine Programme erzeugt, die in die Macintosh-Systemsoftware integriert waren. Da diese kleinen Programme – beispielsweise eines, das die Bilder eines Taschenrechners auf dem Bildschirm erstellt und einfache Arithmetik ausführt – in von den Anwendungen getrennten Speicherbereichen arbeiten, können sie gleichzeitig mit Anwendungsprogrammen ausgeführt werden.

Die Einbettung der Macintosh-Software in 64 Kilobyte Nur-Lese-Speicher erhöhte die Zuverlässigkeit des Computers und vereinfachte die Hardware [A]. Etwa ein Drittel der ROM-Software ist das Betriebssystem. Ein Drittel davon nimmt Quickdraw ein, ein Programm zur Darstellung von Formen und Bildern für die Bitmap-Anzeige. Das verbleibende Drittel ist der Toolbox der Benutzeroberfläche gewidmet, die sich um die Anzeige von Fenstern, Textbearbeitung, Menüs und dergleichen kümmert. Die Benutzeroberfläche des Macintosh umfasst Pulldown-Menüs, die nur angezeigt werden, wenn der Cursor über dem Menünamen platziert und eine Taste der Maus gedrückt wird. Oben wählt ein Benutzer, der das Menü „Datei“ untersucht, den Befehl „Öffnen“, wodurch der Computer die Datei (angezeigt durch ein abgedunkeltes Symbol) von der Festplatte in den internen Speicher lädt. Die Macintosh-Software wurde entwickelt, um die Toolbox-Routinen für Programmierer optional zu machen. Das Anwendungsprogramm bietet die Möglichkeit, ein Ereignis zu behandeln oder nicht [B].

Da der Macintosh ein speicherzugeordnetes Schema verwendete, benötigte der 68000-Mikroprozessor keine Speicherverwaltung, was sowohl die Hardware als auch die Software vereinfachte. Beispielsweise verfügt der 68000 über zwei Betriebsmodi: einen Benutzermodus, der eingeschränkt ist, sodass ein Programmierer das Speicherverwaltungsschema nicht versehentlich stören kann; und einen Supervisor-Modus, der uneingeschränkten Zugriff auf alle Befehle des 68000 ermöglicht. Jeder Modus verwendet seinen eigenen Stapel von Zeigern auf Speicherblöcke. Der 68000 wurde so konfiguriert, dass er nur im Supervisor-Modus läuft, sodass kein zusätzlicher Stack erforderlich ist. Obwohl für den 68000 sieben Interrupt-Stufen verfügbar waren, wurden nur drei verwendet.

Eine weitere Vereinfachung wurde in der Dateistruktur des Macintosh vorgenommen, indem der kleine Speicherplatz mit nur einem oder zwei Diskettenlaufwerken ausgenutzt wurde. In Lisa und den meisten anderen Betriebssystemen greifen zwei Indizes auf ein Programm auf einer Diskette zu, was wertvollen Arbeitsspeicher verbraucht und die Verzögerung beim Abrufen von Programmen von einer Diskette erhöht. Die Designer beschlossen, nur einen Index für den Macintosh zu verwenden – eine Blockzuordnung im RAM, um den Speicherort eines Programms auf einer Festplatte anzuzeigen. Jede Blockzuordnung stellte ein Volumen an Festplattenspeicher dar.

Dieses Schema stieß auf unerwartete Schwierigkeiten und könnte in zukünftigen Versionen des Macintosh geändert werden, sagte Herr Hertzfeld. Ursprünglich war der Macintosh nicht für Geschäftsanwender gedacht, aber als sich das Design weiterentwickelte und klar wurde, dass der Macintosh mehr kosten würde als erwartet, verlagerte Apple seinen Marketingplan auf Geschäftsanwender. Viele von ihnen fügen dem Macintosh Festplattenlaufwerke hinzu, was das Blockmap-Schema unhandlich macht.

Im Januar 1982 begann Herr Hertzfeld mit der Arbeit an Software für den Macintosh, dem vielleicht markantesten Merkmal des Computers, das er „User-Interface-Toolbox“ nannte.

Die Toolbox war als eine Reihe von Softwareroutinen zum Erstellen von Fenstern, Pulldown-Menüs, Bildlaufleisten, Symbolen und anderen grafischen Objekten im Macintosh-Betriebssystem gedacht. Da der RAM-Speicherplatz auf dem Macintosh knapp sein würde (er sollte zunächst nur 64 Kilobyte haben), sollten die Toolbox-Routinen Teil der Betriebssoftware des Macintosh sein; Sie würden die Quickdraw-Routinen verwenden und im ROM arbeiten.

Es war jedoch wichtig, Anwendungsprogrammierer – die durch das Schreiben von Programmen den Verkauf des Macintosh steigern konnten – nicht dadurch zu behindern, dass sie auf nur wenige Toolbox-Routinen im ROM beschränkt wurden. Daher wurde der Toolbox-Code entwickelt, um Definitionsfunktionen – Routinen, die Quickdraw verwenden, um ein grafisches Bild wie ein Fenster zu erstellen – entweder von der Systemfestplatte oder einer Anwendungsfestplatte abzurufen. Auf diese Weise könnte ein Anwendungsprogrammierer Definitionsfunktionen für ein Programm hinzufügen, die Apple durch Modifizieren der Systemfestplatte in spätere Versionen des Macintosh integrieren könnte. „Wir hatten Bedenken, (die Toolbox) in ROM zu platzieren“, erinnert sich Herr Hertzfeld. „Wir wussten, dass Programmierer nach der Markteinführung des Macintosh Routinen zur Toolbox hinzufügen wollten.“

Obwohl der Benutzer jeweils nur ein Anwendungsprogramm bedienen konnte, konnte er mit einer Toolbox-Routine namens Scrapbook Text oder Grafiken von einem Anwendungsprogramm in ein anderes übertragen. Da sich das Scrapbook und die restlichen Toolbox-Routinen im ROM befanden, konnten sie zusammen mit Anwendungsprogrammen ausgeführt werden, was den Eindruck von Multitasking erweckte. Der Benutzer würde Text aus einem Programm in das Sammelalbum ausschneiden, das Programm schließen, ein anderes öffnen und den Text aus dem Sammelalbum einfügen. Auch andere Routinen in der Toolbox, etwa der Taschenrechner, könnten gleichzeitig mit Anwendungsprogrammen arbeiten.

Spät beim Entwurf der Macintosh-Software erkannten die Designer, dass für die Vermarktung des Macintosh in nicht englischsprachigen Ländern eine einfache Möglichkeit erforderlich war, Text in Programmen in Fremdsprachen zu übersetzen. Daher wurden Computercode und Daten in der Software getrennt, um eine Übersetzung zu ermöglichen, ohne ein komplexes Computerprogramm zu entschlüsseln, indem der Datenteil eines Programms gescannt wird. Für die Übersetzung wäre kein Programmierer erforderlich.

Der 68000 mit einem 16-Bit-Datenbus und 32-Bit-internen Registern sowie einem 7,83-Megahertz-Takt konnte Daten in relativ großen Blöcken erfassen. Herr Smith verzichtete auf separate Controller für die Maus, die Festplatten und andere Peripheriefunktionen. „Wir waren in der Lage, Slave-Geräte zu nutzen“, erklärte Herr Smith, „und wir hatten genug Durchsatz, um mit diesen Geräten so umzugehen, dass es für den Benutzer gleichzeitig schien.“

Als Herr Smith vorschlug, die Maus ohne separaten Controller zu implementieren, argumentierten mehrere Mitglieder des Designteams, dass die Bewegung des Cursors auf dem Bildschirm immer verzögert würde, wenn der Hauptmikroprozessor bei jeder Mausbewegung unterbrochen würde. Erst als Herr Smith den Prototyp in Betrieb nahm, waren sie davon überzeugt, dass er funktionieren würde.

Ebenso wurden beim zweiten Prototyp die Festplattenlaufwerke vom Hauptmikroprozessor gesteuert. „Bei anderen Computern“, bemerkte Herr Smith, „ist der Festplattencontroller eine Mauer zwischen der Festplatte und der CPU, und am Ende erhält man eine leistungsschwache, teure Festplatte, über die man die Kontrolle verlieren kann.“ Es ist, als würde man ein brandneues Auto mit einem Chauffeur kaufen, der darauf besteht, überall hin zu fahren.

Dem 68000 wurden viele Aufgaben des Festplattencontrollers zugewiesen und er war mit einer Festplattencontrollerschaltung verbunden, die Herr Wozniak für den Apple II gebaut hatte. „Anstelle eines schwächlichen kleinen 8-Bit-Mikroprozessors da draußen haben wir diesen unglaublichen 68000 – den besten Festplattencontroller der Welt“, sagte Herr Smith.

Die Schaltung für den direkten Speicherzugriff wurde entwickelt, um dem Videobildschirm die gemeinsame Nutzung des RAM mit dem 68000 zu ermöglichen. Somit hätte der 68000 während des Live-Teils der horizontalen Zeile des Videobildschirms mit halber Geschwindigkeit und während der Horizontalen mit voller Geschwindigkeit Zugriff auf den RAM und vertikaler Rücklauf. [Siehe Diagramm unten.]

Der 68000-Mikroprozessor, der exklusiven Zugriff auf den Nur-Lese-Speicher des Macintosh hat, ruft Befehle mit voller Geschwindigkeit – 0,83 Megahertz – aus dem ROM ab. Der 68000 teilt sich den Direktzugriffsspeicher mit der Video- und Tonschaltung und hat nur zeitweise Zugriff auf den RAM [A]; Es ruft Anweisungen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 6 Megahertz aus dem RAM ab. Die Video- und Tonanweisungen werden direkt in das Video-Schieberegister bzw. den Tonzähler geladen. Ein Großteil der „Klebstoff“-Schaltkreise des Macintosh ist in acht programmierbaren Array-Logik-Chips enthalten. Die Fähigkeit des Macintosh, vier unabhängige Stimmen abzuspielen, wurde erst relativ spät im Design hinzugefügt, als man erkannte, dass die meisten der benötigten Schaltkreise bereits in den Videoschaltkreisen vorhanden waren [B]. Die vier Stimmen werden per Software hinzugefügt und die digitalen Samples im Speicher abgelegt. Beim Videorücklauf werden Tondaten in den Tonpuffer eingespeist.

Beim Bau des nächsten Prototyps sah Herr Smith mehrere Möglichkeiten, digitale Schaltkreise einzusparen und die Ausführungsgeschwindigkeit des Macintosh zu erhöhen. Der Befehlssatz 68000 ermöglichte es Herrn Smith, Unterprogramme in das ROM einzubetten. Da der 68000 ausschließlich die Adress- und Datenbusse des ROM nutzt, hat er Zugriff auf die ROM-Routinen mit bis zu voller Taktrate. Das ROM dient gewissermaßen als Hochgeschwindigkeits-Cache-Speicher. Beim Bau des nächsten Prototyps sah Herr Smith mehrere Möglichkeiten, digitale Schaltkreise einzusparen und die Ausführungsgeschwindigkeit des Macintosh zu erhöhen. Der Befehlssatz 68000 ermöglichte es Herrn Smith, Unterprogramme in das ROM einzubetten. Da der 68000 ausschließlich die Adress- und Datenbusse des ROM nutzt, hat er Zugriff auf die ROM-Routinen mit bis zu voller Taktrate. Das ROM dient gewissermaßen als Hochgeschwindigkeits-Cache-Speicher.

Die nächste große Überarbeitung des ursprünglichen Konzepts des Macintosh erfolgte im Display des Computers. Herr Raskin hatte einen Computer vorgeschlagen, der an einen Standardfernseher angeschlossen werden könnte. Allerdings stellte sich schon früh heraus, dass die Auflösung der Fernsehdarstellung für den Macintosh zu grob war. Nach ein wenig Recherche stellten die Designer fest, dass sie die Bildschirmauflösung von 256 x 256 Punkten auf 384 x 256 Punkte erhöhen konnten, indem sie einen Bildschirm in den Computer einbauten. Dies erhöhte den geschätzten Preis des Macintosh, die Designer hielten es jedoch für einen vernünftigen Kompromiss.

Um die Teileanzahl gering zu halten, sollten die beiden Ein-/Ausgabeanschlüsse des Macintosh seriell sein. Die Entscheidung dafür war schwerwiegend, da der zukünftige Nutzen des Computers weitgehend von seiner Effizienz beim Anschluss an Drucker, lokale Netzwerke und andere Peripheriegeräte abhing. In den frühen Entwicklungsstadien war der Macintosh nicht als Geschäftsprodukt gedacht, was der Vernetzung eine hohe Priorität eingeräumt hätte.

„Wir hatten ein Imageproblem. Wir trugen T-Shirts und blaue Jeans mit Löchern in den Knien und waren wahnsinnig davon überzeugt, dass wir mit dem Macintosh Recht hatten, und das schreckte einige Leute ab.“ – Chris Espinosa

Der Schlüsselfaktor für die Entscheidung, einen seriellen Hochgeschwindigkeitsanschluss zu verwenden, war die Einführung des seriellen Kommunikationscontrollers 85530 der Zilog Corp. im Frühjahr 1981, einem einzelnen Chip, der zwei kostengünstigere herkömmliche Teile – „Vanilla“-Chips – ersetzte – auf dem Macintosh. Die Risiken bei der Verwendung des Zilog-Chips bestanden darin, dass er sich in der Praxis nicht bewährt hatte und mit fast 9 US-Dollar pro Stück teuer war. Darüber hinaus fiel es Apple schwer, Zilog davon zu überzeugen, dass das Unternehmen ernsthaft vorhatte, das Teil in großen Mengen für den Macintosh zu bestellen.

„Wir hatten ein Imageproblem“, erklärte Herr Espinosa. „Wir trugen T-Shirts und blaue Jeans mit Löchern in den Knien und waren wahnsinnig davon überzeugt, dass wir mit dem Macintosh Recht hatten, und das schreckte einige Leute ab. Außerdem hatte Apple noch keine Million Apple II verkauft. Wie sollten wir sie davon überzeugen, dass wir eine Million Macs verkaufen würden?“

Am Ende erhielt Apple von Zilog die Zusage, das Teil zu liefern, was Herr Espinosa auf das Verhandlungstalent von Herrn Jobs zurückführt. Die seriellen Ein-/Ausgabeanschlüsse „gaben uns im Wesentlichen die gleiche Bandbreite wie ein speicherabgebildeter paralleler Anschluss“, sagte Herr Smith. Peripheriegeräte wurden in einer Daisy-Chain-Konfiguration mit dem Apple-Busnetzwerk an serielle Schnittstellen angeschlossen.

Im Herbst 1981, als Herr Smith am vierten Macintosh-Prototyp arbeitete, begann der Entwurf für die Macintosh-Fabrik. Herr Jobs beauftragte Debi Coleman, die damals als Finanzmanagerin bei Hewlett-Packard Co. in Cupertino, Kalifornien, arbeitete, mit der Verwaltung der Finanzen des Macintosh-Projekts. Als Absolventin der Stanford University mit einem Master-Abschluss in Betriebswirtschaft war Frau Coleman Mitglied einer Task Force bei HP, die sich mit Fabriken, Qualitätsmanagement und Bestandsmanagement befasste. Dies war eine gute Schulung für Apple, denn Herr Jobs wollte mit solchen Konzepten eine hochautomatisierte Produktionsanlage für den Macintosh in den USA bauen.

Kurz erwog er, das Werk in Texas zu bauen, aber da die Designer in den späteren Phasen des Macintosh-Designs eng mit dem Fertigungsteam zusammenarbeiten sollten, beschloss er, das Werk in Fremont, Kalifornien, anzusiedeln, weniger als eine halbe Autostunde entfernt Apples Hauptsitz in Cupertino.

Herr Jobs und andere Mitglieder des Macintosh-Teams machten häufig Besichtigungen automatisierter Anlagen in verschiedenen Branchen, insbesondere in Japan. Bei langen Treffen im Anschluss an die Besuche diskutierte die Fertigungsgruppe darüber, ob bestimmte Methoden, die sie beobachtet hatten, übernommen werden sollten.

Die Macintosh-Fabrik übernahm Montageideen von anderen Computerfabriken und anderen Branchen. Eine Methode zum Testen der Helligkeit von Kathodenstrahlröhren wurde von Fernsehherstellern übernommen.

Das Design der Macintosh-Fabrik basierte auf zwei Hauptkonzepten. Bei der ersten handelte es sich um eine „Just-in-Time“-Inventarisierung, bei der die Lieferanten häufig Teile für den Macintosh in kleinen Mengen liefern mussten, um eine übermäßige Handhabung der Komponenten im Werk zu vermeiden und Schäden und Lagerkosten zu reduzieren. Das zweite Konzept sah Null-Fehler-Teile vor, wobei jeder Fehler in der Fertigungslinie sofort auf seine Ursache zurückgeführt und behoben werden konnte, um ein erneutes Auftreten des Fehlers zu verhindern.

Die Fabrik, die etwa eine halbe Million Macintosh-Computer pro Jahr produzieren sollte (die Zahl stieg weiter), war für den Bau in drei Schritten konzipiert: Zuerst wurde sie mit Stationen ausgestattet, an denen die Arbeiter einige Macintosh-Komponenten einsetzen konnten, die dann einfach an die Arbeiter geliefert wurden Roboter; zweitens mit Robotern zum Einsetzen von Bauteilen anstelle von Arbeitern; und drittens, viele Jahre in der Zukunft, mit „integrierter“ Automatisierung, die praktisch keine menschlichen Bediener erfordert. Beim Bau der Fabrik „war Steve bereit, alle traditionellen Vorstellungen über die Fertigung und die Beziehung zwischen Design und Fertigung aufzugeben“, bemerkte Frau Coleman. „Er war bereit, alles auszugeben, was es kostete, um in dieser Fabrik zu experimentieren. Wir hatten geplant, alle zwei Jahre eine größere Überarbeitung durchzuführen.“

Ende 1982, bevor Herr Smith den endgültigen Macintosh-Prototyp entworfen hatte, waren die Entwürfe der meisten wichtigen Unterbaugruppen der Fabrik eingefroren und die Montagestationen konnten entworfen werden. Etwa 85 Prozent der Komponenten auf der Digital-Logic-Leiterplatte sollten automatisch eingefügt werden, die restlichen 15 Prozent sollten oberflächenmontierte Geräte sein, die zunächst manuell und in der zweiten Phase der Fabrik durch Roboter eingefügt werden sollten. Die Produktionslinien für die automatische Bestückung wurden flexibel ausgelegt; Die Anzahl der Stationen wurde erst bei Probeläufen festgelegt. Das Materiallieferungssystem, das mit Hilfe von Ingenieuren von Texas Instruments in Dallas, Texas, entwickelt wurde, verteilte kleine und große Teile auf die Eingangstüren im Materialverteilungszentrum. Die fertigen Macintoshs, die das Förderband herunterkamen, sollten in Plastik eingewickelt und mit Geräten, die an Maschinen der Weinindustrie zum Verpacken von Flaschen angelehnt waren, in Kisten gestopft werden.

Die meisten diskreten Komponenten im Macintosh werden automatisch in die Leiterplatten eingefügt.

Mit fortschreitendem Fabrikbau wuchs der Druck auf das Macintosh-Designteam, einen endgültigen Prototyp zu liefern. Die Designer hatten lange gearbeitet, hatten aber keinen Termin für die Einführung des Computers festgelegt. Das änderte sich Mitte 1981, nachdem Herr Jobs einen strengen und manchmal unrealistischen Zeitplan auferlegte und das Team immer wieder daran erinnerte, dass „echte Künstler“ ein fertiges Produkt liefern. Als IBM Ende 1981 seinen Personal Computer ankündigte, begannen die Macintosh-Marketingmitarbeiter von einem „Fenster der Gelegenheit“ zu sprechen, das es dringend machte, den Macintosh an die Kunden zu bringen.

„Wir hatten zwei Jahre lang gesagt: ‚Wir werden in sechs Monaten fertig sein‘“, erinnert sich Herr Hertzfeld.

Die neue Dringlichkeit führte zu einer Reihe von Designproblemen, die den Macintosh-Traum zu gefährden schienen.

Ein Flaschenhals war die Schaltungsdichte des Computers. Mr. Smith hatte Schwierigkeiten, aus seinen ersten beiden Prototypen genügend Schaltkreise herauszuschneiden, um sie auf einer Logikplatine unterzubringen. Darüber hinaus benötigte er eine schnellere Schaltung für das Macintosh-Display. Die horizontale Auflösung betrug nur 384 Punkte – nicht genug Platz für die 80 Zeichen Text, die der Macintosh benötigte, um als Textverarbeitungsprogramm mithalten zu können. Eine vorgeschlagene Lösung bestand darin, mithilfe der Textverarbeitungssoftware eine Zeile mit 80 Zeichen durch horizontales Scrollen sichtbar zu machen. Allerdings konnten die meisten Standard-Computerdisplays 80 Zeichen aufnehmen, und die tragbaren Computer mit geringerer Kapazität waren sehr umständlich zu bedienen.

Ein weiteres Problem des Macintosh-Displays war seine begrenzte Punktdichte. Obwohl die analogen Schaltkreise, die vom Apple-Ingenieur George Crow entworfen wurden, 512 Punkte auf der horizontalen Achse unterbringen konnten, arbeiteten die digitalen Schaltkreise von Mr. Smith – die aus bipolaren Logikanordnungen bestanden – nicht schnell genug, um die Punkte zu erzeugen. Eine schnellere bipolare Schaltung wurde in Betracht gezogen, aber aufgrund der hohen Verlustleistung und der Kosten abgelehnt. Herr Smith konnte sich nur eine Alternative vorstellen: die Video- und andere verschiedene Schaltkreise auf einem einzigen maßgeschneiderten n-Kanal-MOS-Chip zu kombinieren.

Herr Smith begann im Februar 1982 mit der Entwicklung eines solchen Chips. In den nächsten sechs Monaten wuchs die Größe des hypothetischen Chips immer weiter. Herr Jobs setzte das Lieferziel für den Macintosh auf Mai 1983, aber angesichts eines Rückstands an anderen Designproblemen hatte Burrell Smith die Entwicklung des maßgeschneiderten Chips, der nach ihm benannt wurde, noch nicht abgeschlossen: den IBM-Chip (Integrated Burrell Machine).

Rückwandplatine

Eine gemeinsame elektrische Verbindung für zwei oder mehr Leiterplatten.

Bitmap-Grafiken

Eine Methode zur Darstellung von Daten in einem Computer zur Anzeige, bei der jeder Punkt auf dem Bildschirm einer Dateneinheit im Speicher zugeordnet wird.

Puffer

Computerspeicher zum vorübergehenden Speichern von Daten zwischen Prozessen.

Direkter Speicherzugriff

Ein Mechanismus in einem Computer, der die Zentraleinheit umgeht, um Zugriff auf den Speicher zu erhalten. Es wird häufig verwendet, wenn große Datenblöcke vom Speicher zum Computer übertragen werden.

Symbole

Kleine grafische Bilder auf einem Computerbildschirm, die Funktionen oder Programme darstellen; Beispielsweise bezeichnet ein Papierkorb einen Löschvorgang.

Speicherverwaltung

Ein Mechanismus in einem Computer zur Zuweisung des internen Speichers zwischen verschiedenen Programmen, insbesondere in Multitasking-Systemen.

Maus

Eine Schachtel in der Größe einer Zigarettenschachtel, mit der ein Cursor auf einem Computerbildschirm bewegt wird. Die Bewegung des Cursors entspricht der Bewegung der Maus. Die Maus verfügt möglicherweise auch über eine oder mehrere Tasten zum Auswählen von Befehlen in einem Menü.

Multitasking

Die gleichzeitige Ausführung von zwei oder mehr Anwendungsprogrammen auf einem Computer (auch Parallelität genannt)

Betriebssystem

Ein Computerprogramm, das grundlegende Vorgänge ausführt, z. B. das Steuern der Speicherzuweisung, das Akzeptieren von Interrupts von Peripheriegeräten sowie das Öffnen und Schließen von Dateien.

Programmierbare Array-Logik

Eine Reihe von Logikelementen, die ohne Verbindungen in Massenproduktion hergestellt und nach den Angaben des Benutzers zum Zeitpunkt des Kaufs miteinander verbunden werden.

Unterprogramme

Ein Abschnitt eines Computercodes, der symbolisch in einem Programm dargestellt wird.

Fenster

Ein rechteckig geformtes Bild auf einem Computerbildschirm, in dem der Benutzer Daten schreibt und liest, die ein Programm im Computer darstellen.

Inzwischen wurden die Macintosh-Büros von den Texaco Towers in geräumigere Räume am Apple-Hauptsitz verlegt, da die Macintosh-Belegschaft auf etwa 40 angewachsen war. Einer der neuen Mitarbeiter war Robert Belleville, dessen früherer Arbeitgeber die Xerox Palo Alto Research Corp. war Er hatte die Hardware für die Star-Workstation von Xerox entworfen – die mit ihren Fenstern Symbole darstellt. und Maus, könnte als früher Prototyp des Macintosh angesehen werden. Als Herr Jobs ihm einen Platz im Macintosh-Team anbot, wartete Herr Belleville ungeduldig auf die Genehmigung von Xerox, um mit einem von ihm vorgeschlagenen Projekt fortzufahren, das dem Macintosh ähnelte – einer kostengünstigen Version des Star.

Als neuer Leiter der Macintosh-Technik stand Herr Belleville vor der Aufgabe, Herrn Smith zu leiten, der sich auf einem Kurs befand, der immer mehr wie eine Sackgasse aussah. Trotz der drohenden Fristen versuchte Herr Belleville einen Soft-Selling-Ansatz.

„Ich habe Burrell gefragt, ob er den maßgeschneiderten Chip wirklich braucht“, erinnert sich Herr Belleville. "Er sagte ja. Ich sagte ihm, er solle darüber nachdenken, etwas anderes auszuprobieren.“

Nachdem Herr Smith drei Monate lang über das Problem nachgedacht hatte, kam er im Juli 1982 zu dem Schluss, dass „der Größenunterschied zwischen diesem Chip und dem Bundesstaat Rhode Island nicht sehr groß ist“. Anschließend machte er sich daran, die Schaltung mit einer schnelleren programmierbaren Array-Logik zu entwerfen – so wie er sechs Monate zuvor damit begonnen hatte. Er war davon ausgegangen, dass eine höhere Auflösung im horizontalen Video eine schnellere Taktrate erfordert. Er erkannte jedoch, dass er den gleichen Effekt durch den geschickten Einsatz schnellerer Bipolar-Logik-Chips erzielen konnte, die erst wenige Monate zuvor verfügbar waren. Durch das Hinzufügen mehrerer Hochgeschwindigkeits-Logikschaltkreise und einiger gewöhnlicher Schaltkreise steigerte er die Auflösung auf 512 Punkte.

Ein weiterer Vorteil bestand darin, dass es sich bei den PALs um eine ausgereifte Technologie handelte und ihre elektrischen Parameter große Abweichungen von den angegebenen Werten tolerieren konnten, wodurch der Macintosh stabiler und zuverlässiger wurde – wichtige Eigenschaften für ein sogenanntes Appliance-Produkt. Da die elektrischen Eigenschaften jedes integrierten Schaltkreises von denen anderer ICs abweichen können, die in unterschiedlichen Chargen hergestellt wurden, kann die Summe der Abweichungen von etwa 50 Komponenten in einem Computer groß genug sein, um die Integrität des Systems zu gefährden.

„Es entwickelte sich ein intensiver und fast religiöser Streit über die Reinheit des Systemdesigns im Vergleich zur Freiheit des Benutzers, das System nach seinen Wünschen zu konfigurieren. Wir haben wochenlang darüber gestritten, ob wir die Kosten für die Maschine um ein paar Cent erhöhen sollten.“ – Chris Espinosa

Noch im Sommer 1982, als eine Frist nach der anderen verstrichen war, fanden die Macintosh-Designer Möglichkeiten, dem Computer Funktionen hinzuzufügen. Nachdem sich das Team über die Wahl eines weißen Hintergrunds für das Video mit schwarzen Zeichen oder des typischeren Weiß-auf-Schwarz-Hintergrunds nicht einig war, wurde vorgeschlagen, dem Benutzer beide Optionen über einen Schalter auf der Rückseite des Macintosh zur Verfügung zu stellen. Dieser Kompromiss führte jedoch zu Debatten über andere Fragen.

„Es entwickelte sich zu einem heftigen und fast religiösen Streit“, erinnert sich Herr Espinosa, „über die Reinheit des Systemdesigns im Vergleich zur Freiheit des Benutzers, das System nach seinen Wünschen zu konfigurieren.“ Wir haben wochenlang darüber gestritten, ob wir die Kosten für die Maschine um ein paar Cent erhöhen sollten.“

Die Designer, die sich dem Macintosh verschrieben hatten, arbeiteten oft viele Stunden daran, das System zu verfeinern. Ein Programmierer verbringt möglicherweise viele Nachtstunden damit, die zum Formatieren einer Festplatte benötigte Zeit von drei Minuten auf eine zu reduzieren. Die Begründung war, dass der Zeitaufwand eines Macintosh-Programmierers im Vergleich zu einer Reduzierung der Formatierungszeit um zwei Minuten gering sei. „Wenn man zwei zusätzliche Minuten pro Benutzer, mal eine Million Leute mal 50 Festplatten zum Formatieren benötigt, ist das ein Großteil der Zeit der Welt“, erklärte Herr Espinosa.

Doch auch wenn das Engagement der Gruppe für Verfeinerungen sie häufig davon abhielt, Fristen einzuhalten, zahlte sich dies in spürbaren Designverbesserungen aus. „Es gab viel Konkurrenz dafür, etwas sehr Kluges, Kreatives und Erstaunliches zu schaffen“, sagte Herr Espinosa. „Die Leute waren so klug, dass es zu einem Wettbewerb wurde, sie in Erstaunen zu versetzen.“

Der Arbeitsansatz des Macintosh-Teams – „wie ein Chautauqua, mit tagelangen Angelegenheiten, bei denen die Leute saßen und darüber redeten, wie sie dies oder das tun würden“ – löste kreatives Nachdenken über die Fähigkeiten des Macintosh aus. Als beispielsweise ein Programmierer und ein Hardware-Designer darüber zu diskutieren begannen, wie der Soundgenerator implementiert werden sollte, gesellte sich zu ihnen eines von mehreren nicht-technischen Mitgliedern des Teams – Marketingmitarbeiter, Finanzspezialisten, Sekretärinnen –, die anmerkten, wie viel Spaß es machen würde, wenn Der Macintosh konnte vier verschiedene Stimmen gleichzeitig erklingen lassen, sodass der Benutzer ihn für die Musikwiedergabe programmieren konnte. Diese Möglichkeit begeisterte den Programmierer und den Hardware-Ingenieur so sehr, dass er zusätzliche Stunden in die Entwicklung eines Klanggenerators mit vier Stimmen investierte.

Der Erfolg solcher Gespräche mit nichttechnischen Teammitgliedern, sagte Herr Espinosa, „besteht darin, dass man sich all diese offensichtlichen Dinge einfallen lässt, auf die nur jemand kommen kann, der völlig unwissend ist.“ Wenn Sie in eine Gruppe eintauchen, die die technischen Einschränkungen nicht kennt, entwickeln Sie einen Gruppenwahn, der versucht, diese Einschränkungen zu leugnen. Man fängt an, das Unmögliche zu schaffen – und hin und wieder gelingt es einem auch.“

Niemand hatte auch nur daran gedacht, einen vierstimmigen [Klang]-Generator zu entwerfen – jedenfalls nicht, bis der „Gruppenwahn“ einsetzte.

Der Tongenerator im ursprünglichen Macintosh war recht einfach – ein Ein-Bit-Register, das an einen Lautsprecher angeschlossen war. Um den Lautsprecher zum Vibrieren zu bringen, hat der Programmierer eine Softwareschleife geschrieben, die den Wert des Registers wiederholt von eins auf null ändert. Niemand hatte auch nur daran gedacht, einen Vier-Stimmen-Generator zu entwerfen – jedenfalls nicht, bis der „Gruppenwahn“ einsetzte.

Herr Smith dachte über dieses Problem nach, als ihm auffiel, dass die Videoschaltung der Tongeneratorschaltung sehr ähnlich war. Da es sich bei dem Video um ein Bitmap-Bild handelte, repräsentierte ein bisschen Speicher einen Punkt auf dem Videobildschirm. Die Bits, aus denen ein vollständiges Videobild bestand, wurden in einem RAM-Block gespeichert und von einer Scan-Schaltung abgerufen, um das Bild zu erzeugen. Tonschaltkreise erforderten eine ähnliche Abtastung, wobei die Daten im Speicher der Amplitude und Frequenz des vom Lautsprecher ausgehenden Tons entsprachen. Herr Smith argumentierte, dass durch das Hinzufügen einer Pulsweitenmodulatorschaltung die Videoschaltung zur Tonerzeugung während der letzten Mikrosekunde des horizontalen Rücklaufs genutzt werden könnte – der Zeit, die der Elektronenstrahl in der Kathodenstrahlröhre des Displays benötigte Bewegen Sie sich vom letzten Punkt jeder Zeile zum ersten Punkt der nächsten Zeile. Während des Rücklaufs sprang die Video-Scan-Schaltung zu einem Speicherblock, der für den Amplitudenwert der Schallwelle vorgesehen war, holte Bytes, legte sie in einem Puffer ab, der den Tongenerator speiste, und sprang dann rechtzeitig zum Videospeicher zurück nächste Spur. Der Tongenerator war einfach ein Digital-Analog-Wandler, der an einen linearen Verstärker angeschlossen war.

Damit der Klanggenerator vier verschiedene Stimmen erzeugen kann, wurden Softwareroutinen geschrieben und in den ROM eingebettet, um Werte zu akzeptieren, die vier separate Schallwellen darstellen, und sie in eine komplexe Welle umzuwandeln. Somit könnte ein Programmierer, der Anwendungsprogramme für den Macintosh schreibt, jede Stimme separat spezifizieren, ohne sich um die Art der komplexen Welle kümmern zu müssen.

Im Herbst 1982, als die Fabrik gebaut wurde und sich das Design des Macintosh seiner endgültigen Form näherte, begann Herr Jobs, eine größere Rolle in den täglichen Aktivitäten der Designer zu spielen. Obwohl die Hardware für den Tongenerator entworfen worden war, hatte Herr Hertzfeld die Software, mit der der Computer Geräusche erzeugen konnte, noch nicht geschrieben, da er andere Teile der Macintosh-Software für dringlicher hielt. Herrn Jobs war gesagt worden, dass der Tongenerator beeindruckend sein würde, da die analogen Schaltkreise und der Lautsprecher so aufgerüstet wurden, dass er vier Stimmen aufnehmen kann. Aber da dies ein zusätzlicher Hardware-Aufwand war und zu diesem Zeitpunkt keine hörbaren Ergebnisse erzielt wurden, stellte Mr. Jobs eines Freitags ein Ultimatum: „Wenn ich bis Montagmorgen keinen Ton aus diesem Ding höre, reißen wir den Verstärker heraus.“ ”

Diese Motivation schickte Herrn Hertzfeld am Wochenende ins Büro, um die Software zu schreiben. Am Sonntagnachmittag arbeiteten nur noch drei Stimmen. Er rief seinen Kollegen Herrn Smith an und bat ihn, vorbeizukommen und bei der Optimierung der Software zu helfen.

„Willst du mir sagen, dass du Unterprogramme verwendest?“ rief Burrell Smith aus, nachdem er das Problem untersucht hatte. „Kein Wunder, dass man nicht vier Stimmen bekommen kann. Unterprogramme sind viel zu langsam.“

„Willst du mir sagen, dass du Unterprogramme verwendest?“ rief Herr Smith aus, nachdem er das Problem untersucht hatte. „Kein Wunder, dass man nicht vier Stimmen bekommen kann. Unterprogramme sind viel zu langsam.“

Am Montagmorgen hatten die beiden die Mikrocode-Programme geschrieben, um Ergebnisse zu erzielen, die Herrn Jobs zufrieden stellten.

Auch wenn der Beitrag von Herrn Jobs manchmal schwer zu definieren war, war laut den Designern sein Gespür für die Definition des Macintosh als Produkt wichtig für seinen Erfolg. „Er würde sagen: ‚Das ist nicht das, was ich will.‘ Ich weiß nicht, was ich will, aber das ist es nicht.'“, sagte Herr Smith.

„Er weiß, was großartige Produkte sind“, bemerkte Herr Hertzfeld. „Er weiß intuitiv, was die Leute wollen.“

Ein Beispiel war das Design des Macintosh-Gehäuses, bei dem Tonmodelle angefertigt wurden, um verschiedene Möglichkeiten zu demonstrieren. „Ich konnte den Unterschied zwischen zwei Modellen kaum erkennen“, sagte Herr Hertzfeld. „Steve kam herein und sagte: ‚Das hier stinkt und das ist großartig.‘ Und er hatte normalerweise recht.“

Da Herr Jobs großen Wert darauf legte, den Macintosh so zu verpacken, dass er wenig Platz auf dem Schreibtisch einnimmt, wurde ein vertikales Design verwendet, bei dem das Festplattenlaufwerk unter dem CRT platziert wurde.

Herr Jobs verfügte außerdem, dass der Macintosh keine Lüfter enthalten sollte, die er beim ursprünglichen Apple-Computer zu beseitigen versucht hatte. Am Macintosh-Gehäuse wurde eine Lüftungsöffnung angebracht, damit kühle Luft eindringen und die Wärme des vertikalen Netzteils absorbieren kann, während heiße Luft an der Oberseite entweicht. Das Logicboard wurde horizontal positioniert.

[Steve] Jobs gab zeitweise undurchführbare Befehle. Als er von den Designern forderte, die RAM-Chips auf einer frühen Leiterplatte neu zu positionieren, weil sie zu nahe beieinander lagen, „kicherten die meisten Leute.“

Herr Jobs erteilte jedoch zeitweise undurchführbare Befehle. Als er die Designer aufforderte, die RAM-Chips auf einer frühen Leiterplatte neu zu positionieren, weil sie zu nahe beieinander lagen, „kicherten die meisten Leute“, sagte ein Designer. Die Platine wurde so umgestaltet, dass die Chips weiter voneinander entfernt waren, aber das funktionierte nicht, da die Ausbreitung der Signale von den Chips über die größere Entfernung zu lange dauerte. Das Board wurde erneut überarbeitet, um die Chips wieder an ihre ursprüngliche Position zu bringen.

Als die Designgruppe begann, sich auf die Fertigung zu konzentrieren, bestand die anspruchsvollste Aufgabe darin, zu verhindern, dass Strahlung aus dem Kunststoffgehäuse des Macintosh austritt. Das Schicksal des Apple II hing einst in der Schwebe, als seine Designer erfolglos versuchten, die Emissionsstandards der Federal Communications Commission zu erfüllen. „Ich sah schnell, wie sich die Anzahl der Apple II-Komponenten verdoppelte, als den Leiterplatten mehrere Induktivitäten und etwa 50 Kondensatoren hinzugefügt wurden“, erinnert sich Herr Smith. Beim Macintosh jedoch fuhr er fort: „Wir haben die gesamte diskrete Elektronik eliminiert, indem wir auf ein stecker- und lötfreies Design umgestiegen sind; Wir hatten die FCC-Bestimmungen kennengelernt und wussten, wie wichtig das war.“ Die seriellen Hochgeschwindigkeits-E/A-Anschlüsse verursachten kaum Störungen, da sie leicht abzuschirmen waren.

Eine weitere Frage, die sich gegen Ende des Entwurfs stellte, war die Möglichkeit, den Macintosh zu testen. Im Einklang mit dem Null-Fehler-Konzept entwickelte das Macintosh-Team Software für Fabrikarbeiter, mit der sie Fehler in den Leiterplatten beheben konnten, sowie Selbsttestroutinen für den Macintosh selbst.

Der Festplattencontroller wird mit den Videoschaltkreisen getestet. An den Festplattencontroller gesendete Videosignale werden vom Mikroprozessor gelesen. „Wir können auf dem Bildschirm das Muster anzeigen, das wir empfangen sollten, und das Muster, das wir beim Lesen von der Diskette erhalten haben“, erklärte Herr Smith, „sowie andere Arten vorbereiteter Informationen über Fehler und deren Auftreten auf der Diskette.“ '

Um die Leiterplatten im Werk zu testen, entwickelten die Macintosh-Ingenieure eine Software für einen maßgeschneiderten Nagelbetttester, der jeden Computer in nur wenigen Sekunden überprüft – schneller als handelsübliche Tester. Wenn eine Platine ausfällt, wenn ein Fabrikarbeiter sie auf den Tester legt, wird die Platine einem anderen Arbeiter übergeben, der einen Diagnosetest daran durchführt. Ein dritter Arbeiter repariert die Platine und bringt sie zurück zur Produktionslinie.

Jeder Macintosh wird eingebrannt, also eingeschaltet und aufgeheizt, um vor dem Versand mögliche Frühausfälle zu erkennen und so die Zuverlässigkeit der tatsächlich ausgelieferten Computer zu erhöhen.

Als Apple den Bau der Macintosh-Fabrik mit einer Investition von 20 Millionen US-Dollar abschloss, verbrachte das Designteam die meiste Zeit dort und half den Fertigungsingenieuren, die Produktionslinien in Gang zu bringen. Aufgrund von Problemen mit den Festplatten Mitte 1983 musste Herr Smith seinen endgültigen Prototyp zweimal neu entwerfen.

Einige der Pläne für die Fabrik erwiesen sich laut Frau Coleman als problematisch. Das automatische Einfügeschema für diskrete Komponenten war unerwartet schwierig zu implementieren. Viele der genauen Spezifikationen für die geometrischen und elektrischen Eigenschaften der Teile mussten mehrfach überarbeitet werden. Es erwies sich, dass Maschinen erforderlich waren, um viele Teile vor dem Einsetzen auszurichten. Obwohl die Maschinen mit 2.000 US-Dollar pro Stück nicht teuer waren, wurden sie erst in letzter Minute benötigt.

Die Fabrik hatte bei ihrem ersten Versuchslauf im Dezember 1983 kaum größere Schwierigkeiten, obwohl die Frist für das Projekt im Mai 1983 überschritten worden war. Oft blieb die Fabrik ganz stehen, während die Ingenieure eifrig damit beschäftigt waren, die Fehler auf die Ursachen zurückzuführen – Teil des Null-Fehler-Ansatzes. Herr Smith und die anderen Konstrukteure lebten im Dezember praktisch in der Fabrik.

Im Januar 1984 lief der erste verkaufsfähige Macintosh-Computer vom Band. Obwohl die Produktionsrate anfangs unregelmäßig war, hat sie sich seitdem bei einem Macintosh alle 27 Sekunden eingependelt – etwa einer halben Million pro Jahr.

Laut Mike Murray, der 1982 als drittes Mitglied des Macintosh-Marketingteams eingestellt wurde, verlief die Vermarktung des Macintosh ähnlich wie die Vermarktung eines neuen Shampoos oder Erfrischungsgetränks. „Wenn Pepsi doppelt so viel Regalfläche hat wie Cola“, erklärte er, „werden Sie mehr Pepsi verkaufen.“ „Wir möchten in Ihrem Kopf Ablagefläche für den Macintosh schaffen.“

Um diesen Platz in einem Regal zu schaffen, das bereits von IBM, Tandy und anderen Computerfirmen überfüllt ist, startete Apple eine aggressive Werbekampagne – die teuerste aller Zeiten.

Herr Murray schlug Ende 1983 das erste offizielle Marketingbudget für den Macintosh vor: Er forderte 40 Millionen Dollar. „Die Leute haben mich buchstäblich ausgelacht“, erinnert er sich. „Sie sagten: ‚Was für ein Jo-Jo ist dieser Kerl?‘ „Er hat sein 40-Millionen-Dollar-Budget nicht bekommen, aber er ist nahe dran – 30 Millionen Dollar.

„Wir haben mit dem Macintosh einen Brückenkopf errichtet. Wenn IBM in ihrem tiefsten Inneren wüsste, wie aggressiv und ehrgeizig wir sind, würden sie uns sofort vom Strand stoßen.“ – Mike Murray

Die Marketingkampagne begann vor der Einführung des Macintosh. Fernsehzuschauer, die im Januar 1984 das Super Bowl-Fußballspiel verfolgten, sahen einen Werbespot, in dem der Macintosh Orwells Albtraumvision von 1984 überwand.

In anderen Fernsehwerbungen sowie in Zeitschriften- und Plakatwerbungen wurde der Macintosh als leicht zu erlernender Umgang dargestellt. In einigen Anzeigen wurde der Mac direkt neben dem Personalcomputer von IBM positioniert. Aufwändige farbige Faltblätter in großen Magazinen zeigten den Macintosh und Mitglieder des Designteams.

„Das Interessante an diesem Geschäft“, sinnierte Herr Murray, „ist, dass es keine Geschichte gibt. „Der beste Weg ist, wirklich schlau zu sein, die Grundlagen der Technologie und die Arbeitsweise der Softwarehändler wirklich zu verstehen und dann so schnell wie möglich loszulegen.“

„Wir haben mit dem Macintosh einen Brückenkopf errichtet“, erklärte Herr Murray. „Wir sind am Strand. Wenn IBM im tiefsten Inneren wüsste, wie aggressiv und ehrgeizig wir sind, würden sie uns sofort vom Strand stoßen, und ich denke, sie versuchen es. Die nächsten 18 bis 24 Monate sind für uns eine Zeit, in der es ums Überleben geht.“

Da die Verkäufe der Lisa-Workstation enttäuschend sind, setzt Apple darauf, dass der Macintosh überleben wird. Die Fähigkeit, eine erfolgreiche Produktfamilie herauszubringen, gilt als Schlüssel zu diesem Ziel, und das Unternehmen arbeitet an einer Reihe von Macintosh-Peripheriegeräten – Druckern, lokalen Netzwerken und dergleichen. Auch dies stellt eine technische und organisatorische Herausforderung dar.

„Sobald man von einem eigenständigen System zu einem vernetzten System übergeht, nimmt die Komplexität enorm zu“, bemerkte Herr Murray. „Wir können nicht alles auf den Markt werfen und uns von den Leuten sagen lassen, was daran falsch ist. Wir müssen gehen, bevor wir rennen können.“

Nur zwei Softwareprogramme wurden von Apple für den Macintosh geschrieben: Macpaint, mit dem Benutzer Bilder mit der Maus zeichnen können, und Macwrite, ein Textverarbeitungsprogramm. Apple setzt darauf, dass unabhängige Softwareanbieter Anwendungsprogramme für den Macintosh schreiben und vermarkten, die ihn zu einem attraktiveren Produkt für potenzielle Kunden machen. Das Unternehmen modifiziert außerdem einige Lisa-Software für die Verwendung auf Macintosh und erstellt Versionen der Macintosh-Software für die Ausführung auf dem Lisa.

Mittlerweile gibt es das kleine, zusammenhängende Macintosh-Designteam nicht mehr. „Heutzutage sind wir ein großes Unternehmen“, bemerkte Herr Smith.

„Das Pendel des Projekts schwingt“, erklärte Herr Hertzfeld, der sich von Apple beurlauben ließ. „Heute ist das Unternehmen eher eine Mainstream-Organisation, mit Managern, die auch Manager haben, die für sie arbeiten. Deshalb bin ich nicht dabei, weil ich bei der Arbeit im Macintosh-Designteam verwöhnt wurde.“