CTSS

CTSS steht für „Compatible Time-Sharing System“, auf Deutsch etwa „verträgliches Zeitteilungs-System“. Es war ein Programm, das einen sehr großen Computer der frühen 1960er Jahre verwaltete. Seine Besonderheit: Mehrere Menschen konnten diesen einen Computer gleichzeitig benutzen, jeder an seinem eigenen Schreibgerät mit Tastatur. Bis dahin gab man Rechenaufträge auf Lochkarten ab und wartete Stunden auf das Ergebnis. CTSS lief ab 1961 am Massachusetts Institute of Technology, kurz MIT, einer bekannten technischen Hochschule in den USA. Es war das erste System dieser Art, das im echten Alltag von vielen Leuten benutzt wurde.

Der Bruch mit dem Warteschlangen-Betrieb

Computer waren damals extrem teuer, oft mehrere Millionen Dollar. Ein einzelner Nutzer hätte so eine Maschine niemals ausgelastet. Denn während er nachdenkt oder tippt, rechnet der Prozessor nichts. Genau diese Leerlaufzeit füllte CTSS mit den Aufgaben anderer Nutzer.

Der Gewinn war aber nicht nur wirtschaftlich. Wer sofort eine Antwort bekommt, arbeitet völlig anders. Man kann ein Programm schreiben, es testen, den Fehler sehen und ihn direkt korrigieren. Dieser schnelle Wechsel zwischen Schreiben und Prüfen ist heute selbstverständlich. CTSS hat ihn erfunden.

Aus dieser Umgebung kamen außerdem Dinge, die wir noch täglich nutzen. Auf CTSS entstand eines der ersten E-Mail-Programme, damals nur für Nachrichten zwischen Nutzern derselben Maschine. Auch das Passwort als Zugangsschutz für persönliche Dateien wurde hier zur Selbstverständlichkeit. Und der erste Texteditor der Familie, aus der später viele Programmierwerkzeuge wurden, lief ebenfalls auf CTSS.

Wie sich ein Rechner in Zeitscheiben teilt

Der Trick heißt Zeitteilung, englisch Time-Sharing. Der Prozessor arbeitet immer nur an einer Aufgabe, aber jeweils nur wenige Millisekunden lang. Dann unterbricht ihn ein Taktgeber, und die nächste Aufgabe kommt dran. Weil dieser Wechsel viel schneller passiert, als ein Mensch merken kann, glaubt jeder Nutzer, die Maschine gehöre ihm allein. Ein Kellner, der zwanzig Tische gleichzeitig bedient, arbeitet nach demselben Prinzip.

Damit das klappt, muss das System bei jedem Wechsel den Zustand einer Aufgabe vollständig sichern. Alle Zwischenergebnisse werden weggeschrieben, später wieder geladen und die Arbeit läuft weiter. Reichte der Arbeitsspeicher nicht, verschob CTSS ganze Programme auf eine Magnettrommel als Zwischenlager. Dieses Auslagern nennt man Swapping, und moderne Betriebssysteme tun es bis heute.

Das „Compatible“ im Namen erklärt einen zweiten Teil der Idee. CTSS sollte die alte Betriebsart nicht abschaffen, sondern mittragen. Große Rechenaufträge im Stapelbetrieb liefen weiter, einfach als eine Aufgabe unter vielen. Die Hardware musste dafür umgebaut werden, unter anderem mit doppeltem Speicher: einer für das Steuerprogramm, einer für die Nutzer.

Was von CTSS in heutigen Systemen steckt

Dem Namen CTSS begegnet man heute fast nur in Technikgeschichte und Jubiläumsartikeln. Seinen Nachwirkungen begegnet man dagegen ständig. Aus CTSS entstand am MIT das Nachfolgeprojekt Multics. Aus der Kritik an Multics entwickelten Forscher der Firma Bell Labs dann Unix. Und Unix ist der direkte Vorfahr von Linux, Android und macOS.

Auch das Grundprinzip lebt weiter, nur in größerem Maßstab. Wenn du heute ein KI-Modell im Browser benutzt, teilst du eine sehr teure Grafikkarte in einem Rechenzentrum mit vielen anderen Nutzern. Die Anfragen werden gebündelt und abwechselnd bearbeitet, damit die Hardware nie leer läuft. Das ist derselbe wirtschaftliche Gedanke wie 1961: Teure Rechenleistung darf nicht warten.

Ein häufiger Irrtum: Time-Sharing ist nicht dasselbe wie ein Mehrkernprozessor. Bei echter Parallelverarbeitung laufen Aufgaben wirklich gleichzeitig, weil es mehrere Rechenwerke gibt. CTSS erzeugte Gleichzeitigkeit nur als Illusion durch schnelles Umschalten. Beide Ideen werden heute kombiniert, aber sie lösen unterschiedliche Probleme.