Geschichte.

Die boolesche Algebra ist nach George Boole benannt, da sie auf dessen Logikkalkül von 1847 zurückgeht, in dem er erstmals algebraische Methoden in der Klassenlogik und Aussagenlogik anwandte. Ihre heutige Form verdankt sie der Weiterentwicklung durch Mathematiker wie John Venn, William Stanley Jevons, Charles Peirce, Ernst Schröder und Giuseppe Peano. In Booles originaler Algebra entspricht die Multiplikation dem UND, die Addition dagegen weder dem exklusiven ENTWEDER-ODER noch dem inklusiven ODER („mindestens eines von beiden ist wahr“). Die genannten Boole-Nachfolger gingen dagegen vom inklusiven ODER aus: Schröder entwickelte 1877 das erste formale Axiomensystem einer booleschen Algebra in additiver Schreibweise. Peano brachte dessen System 1888 in die heutige Form (siehe unten) und führte dabei die Symbole formula_1 und formula_2 ein. Das aussagenlogische ODER-Zeichen formula_3 stammt von Russell 1906; Arend Heyting führte 1930 die Symbole formula_4 und formula_5 ein.  Den Namen "boolesche Algebra" () prägte Henry Maurice Sheffer erst 1913. Das exklusive ENTWEDER-ODER, das Booles originaler Algebra näher kommt, legte erst Ivan Ivanovich Žegalkin 1927 dem booleschen Ring zugrunde, dem Marshall Harvey Stone 1936 den Namen gab.

Definition.

Das redundante Axiomensystem von Peano (mit zusätzlichen ableitbaren Axiomen) charakterisiert eine boolesche Algebra als Menge mit Nullelement 0 und Einselement 1, auf der die zweistelligen Verknüpfungen formula_6 und formula_3 und eine einstellige Verknüpfung formula_8 definiert sind, durch folgende Axiome (originale Nummerierung von Peano):  Jede Formel in einer booleschen Algebra hat eine "duale Formel", die durch Ersetzung von 0 durch 1 und formula_6 durch formula_3 und umgekehrt entsteht. Ist die eine Formel gültig, dann ist es auch ihre duale Formel, wie im Peano-Axiomensystem jeweils (n) und (n').  Die Komplemente haben nichts mit inversen Elementen zu tun, denn die Verknüpfung eines Elementes mit seinem Komplement liefert das neutrale Element der jeweils "anderen" Verknüpfung.

Definition als Verband.

Eine "boolesche Algebra" ist ein distributiver komplementärer Verband. Diese Definition geht nur von den Verknüpfungen formula_6 und formula_3 aus und umfasst die Existenz von 0, 1 und formula_8 und die unabhängigen Axiome (1)(1’)(2)(2’)(11)(11’)(4)(9)(9’) des gleichwertigen Axiomensystems von Peano. Auf einer booleschen Algebra ist wie in jedem Verband durch formula_14 eine partielle Ordnung definierbar; bei ihr haben je zwei Elemente ein Supremum und ein Infimum. Bei der mengentheoretischen Interpretation ist formula_15 gleichbedeutend zur Teilmengenordnung formula_16.

Definition nach Huntington.

Eine kompaktere Definition ist das Axiomensystem nach Huntington:  Eine "boolesche Algebra" ist eine Menge formula_17 mit zwei Verknüpfungen auf formula_17, so dass für alle Elemente formula_19, formula_20 und formula_21 gilt:  Auch aus diesen vier Axiomen lassen sich alle oben genannten Gesetze und weitere ableiten. Auch lässt sich aus dem Axiomensystem, das zunächst nur die Existenz neutraler und komplementärer Elemente fordert, deren Eindeutigkeit ableiten, d. h., es kann nur ein Nullelement, ein Einselement, und zu jedem Element nur ein Komplement geben.

Schreibweise.

Die Operatoren boolescher Algebren werden verschiedenartig notiert. Bei der logischen Interpretation als Konjunktion, Disjunktion und Negation schreibt man sie als formula_6, formula_3 und formula_8 und verbalisiert sie als UND, ODER, NICHT bzw. AND, OR, NOT. Bei der mengentheoretischen Interpretation als Durchschnitt, Vereinigung und Komplement werden sie als formula_1, formula_2 und formula_32 (formula_33) geschrieben. Zur Betonung der Abstraktion in der allgemeinen booleschen Algebra werden auch Symbolpaare wie formula_34, formula_35 oder formula_36, formula_37 benutzt.  Mathematiker schreiben gelegentlich „·“ für UND und „+“ für ODER (wegen ihrer entfernten Ähnlichkeit zur Multiplikation und Addition anderer algebraischer Strukturen) und stellen NICHT mit einem Überstrich, einer Tilde ~, oder einem nachgestellten Prime-Zeichen dar. Diese Notation ist auch in der Schaltalgebra zur Beschreibung der booleschen Funktion digitaler Schaltungen üblich; dort benutzt man oft die definierbaren Verknüpfungen NAND (NOT AND), NOR (NOT OR) und XOR (EXCLUSIVE OR).  In diesem Artikel werden die Operatorsymbole formula_6, formula_3 und formula_8 verwendet.

Beispiele.

Zweielementige boolesche Algebra.

Die wichtigste boolesche Algebra hat nur die zwei Elemente 0 und 1. Die Verknüpfungen sind wie folgt definiert:  Diese Algebra hat Anwendungen in der Aussagenlogik, wobei 0 als „falsch“ und 1 als „wahr“ interpretiert werden. Die Verknüpfungen formula_41 entsprechen den logischen Verknüpfungen UND, ODER, NICHT. Ausdrücke in dieser Algebra heißen "boolesche Ausdrücke".  Auch für digitale Schaltungen wird diese Algebra verwendet und als Schaltalgebra bezeichnet. Hier entsprechen 0 und 1 zwei Spannungszuständen in der Schalterfunktion von AUS und AN. Das Eingangs-Ausgangs-Verhalten jeder möglichen digitalen Schaltung kann durch einen booleschen Ausdruck modelliert werden.  Die zweielementige boolesche Algebra ist auch wichtig für die Theorie allgemeiner boolescher Algebren, da jede Gleichung, in der nur Variablen, 0 und 1 durch formula_42 formula_3 und formula_8 verknüpft sind, genau dann in einer beliebigen booleschen Algebra für jede Variablenbelegung erfüllt ist, wenn sie in der zweielementigen Algebra für jede Variablenbelegung erfüllt ist (was man einfach durchtesten kann). Zum Beispiel gelten die folgenden beiden Aussagen (Konsensusregeln, engl.: "Consensus Theorems") über jede boolesche Algebra: In der Aussagenlogik nennt man diese Regeln Resolutionsregeln.

Mengenalgebra.

Die Potenzmenge einer Menge formula_47 wird mit Durchschnitt, Vereinigung und dem Komplement formula_48 zu einer booleschen Algebra, bei der 0 die leere Menge formula_49 und 1 die ganze Menge formula_47 ist. Der Sonderfall formula_51 ergibt die einelementige Potenzmenge mit 1 = 0. Auch jeder formula_47 enthaltende, bezüglich Vereinigung und Komplement abgeschlossene Teilbereich der Potenzmenge von formula_47 ist eine boolesche Algebra, die als "Teilmengenverband" oder Mengenalgebra bezeichnet wird. Der Darstellungssatz von Stone besagt, dass jede boolesche Algebra isomorph (s. u.) zu einer Mengenalgebra ist. Daraus folgt, dass die Mächtigkeit jeder endlichen booleschen Algebra eine Zweierpotenz ist.  Über die Venn-Diagramme veranschaulicht die Mengenalgebra boolesche Gesetze, beispielsweise Distributiv- und de-Morgansche-Gesetze. Darüber hinaus basiert auf ihrer Form als KV-Diagramm eine bekannte Methode der systematischen Vereinfachung boolescher Ausdrücke in der Schaltalgebra.  Weitere Beispiele für boolesche Mengenalgebren stammen aus der Topologie. Die Menge der abgeschlossenen offenen Mengen eines topologischen Raums bildet mit den üblichen Operationen für die Vereinigung, den Durchschnitt und das Komplement von Mengen eine boolesche Algebra. Die regulär abgeschlossenen Mengen und die regulär offenen Mengen stellen mit den jeweiligen regularisierten Mengenoperationen formula_54, formula_55 und formula_56 ebenfalls boolesche Algebren dar.

Andere Beispiele.

Die Menge aller endlichen oder koendlichen Teilmengen von formula_57 bildet mit Durchschnitt und Vereinigung eine boolesche Algebra.  Für jede natürliche Zahl "n" ist die Menge aller positiven Teiler von "n" mit den Verknüpfungen ggT und kgV ein distributiver beschränkter Verband. Dabei ist 1 das Nullelement und "n" das Einselement. Der Verband ist boolesch genau dann, wenn "n" quadratfrei ist. Dieser Verband heißt Teilerverband von "n".  Ist formula_58 ein Ring mit Einselement, dann definieren wir die Menge  aller idempotenten Elemente des Zentrums. Mit den Verknüpfungen  wird formula_61 zu einer booleschen Algebra.  Ist formula_62 ein Hilbertraum und formula_63 die Menge der Orthogonalprojektionen auf formula_62, dann definiert man für zwei Orthogonalprojektionen formula_65 und formula_66  wobei formula_68 gleich formula_69 oder formula_70 sein soll. In beiden Fällen wird formula_63 zu einer booleschen Algebra. Der Fall formula_72 ist in der Spektraltheorie von Bedeutung.

Homomorphismen.

Ein Homomorphismus zwischen booleschen Algebren formula_73 ist ein Verbandshomomorphismus formula_74, der 0 auf 0 und 1 auf 1 abbildet, d. h., für alle formula_75 gilt:  Es folgt daraus, dass formula_79 für alle "a" aus "A". Die Klasse aller booleschen Algebren wird mit diesem Homomorphismenbegriff eine Kategorie. Ist ein Homomorphismus "f" zusätzlich bijektiv, dann heißt formula_80 "Isomorphismus", und formula_61 und formula_17 heißen "isomorph".

Boolesche Ringe.

Eine andere Sichtweise auf boolesche Algebren besteht in sogenannten "booleschen Ringen": Das sind Ringe mit Einselement, die zusätzlich idempotent sind, also das Idempotenzgesetz formula_83 erfüllen. Jeder idempotente Ring ist kommutativ. Die Addition im booleschen Ring entspricht bei der mengentheoretischen Interpretation der symmetrischen Differenz und bei aussagenlogischer Interpretation der Alternative ENTWEDER-ODER (exclusiv-ODER, XOR); die Multiplikation entspricht der Durchschnittsbildung beziehungsweise der Konjunktion UND.  Boolesche Ringe sind stets selbstinvers, denn es gilt formula_84 und formula_85, so dass die Inversen-Operation definierbar ist. Wegen dieser Eigenschaft besitzen sie auch, falls 1 und 0 verschieden sind, stets die Charakteristik 2. Der kleinste solche boolesche Ring ist zugleich ein Körper mit folgenden Verknüpfungstafeln:  Der Potenzreihen-Ring modulo formula_86 über diesem Körper ist ebenfalls ein boolescher Ring, denn formula_87 wird mit formula_88 identifiziert und liefert die Idempotenz. Diese Algebra benutzte bereits Žegalkin 1927 als Variante der originalen Algebra von Boole, der den Körper der reellen Zahlen zugrunde legte, welcher noch keinen booleschen Ring ergibt.  Jeder boolesche Ring formula_89 entspricht einer booleschen Algebra formula_90 durch folgende Definitionen:  Umgekehrt wird jede boolesche Algebra formula_94 zu einem booleschen Ring formula_95 durch folgende Definitionen:  Ferner ist eine Abbildung formula_74 genau dann ein Homomorphismus boolescher Algebren, wenn sie ein Ringhomomorphismus (mit Erhaltung der Eins) boolescher Ringe ist.

Darstellungssatz von Stone.

Für jeden topologischen Raum ist die Menge aller abgeschlossenen offenen Teilmengen eine boolesche Algebra mit Durchschnitt und Vereinigung. Der Darstellungssatz von Stone, bewiesen von Marshall Harvey Stone, besagt, dass umgekehrt für jede boolesche Algebra ein topologischer Raum (genauer ein Stone-Raum, das heißt ein total unzusammenhängender, kompakter Hausdorffraum) existiert, in dem sie als dessen boolesche Algebra abgeschlossener offener Mengen realisiert wird. Der Satz liefert sogar eine kontravariante Äquivalenz zwischen der Kategorie der Stone-Räume mit stetigen Abbildungen und der Kategorie der booleschen Algebren mit ihren Homomorphismen (die Kontravarianz erklärt sich dadurch, dass sich für formula_100 stetig die boolesche Algebra der abgeschlossenen offenen Mengen in formula_101 durch "Urbildbildung" aus der von formula_102 ergibt, nicht umgekehrt durch Bildung des Bildes).

In der Mathematik ist eine boolesche Algebra (oder ein boolescher Verband) eine spezielle algebraische Struktur, die die Eigenschaften der logischen Operatoren UND, ODER, NICHT sowie die Eigenschaften der mengentheoretischen Verknüpfungen Durchschnitt, Vereinigung, Komplement verallgemeinert. Gleichwertig zu booleschen Algebren sind "boolesche Ringe", die von UND und ENTWEDER-ODER (exklusiv-ODER) beziehungsweise Durchschnitt und symmetrischer Differenz ausgehen.

在数学和数理逻辑中,逻辑代数(有时也称开关代数、布尔代数)是代数的一个分支,其变量的值仅为"真"和"假"两种真值(通常记作 1 和 0)。初等代数中变量的值是数字,而且主要的运算是加法、乘法和乘方(以及它们的逆运算),而逻辑代数的主要运算有合取"与",记为∧;析取"或",记为∨;否定"非",记为¬ 。因此,它是以普通代数描述数字关系相同的方式来描述逻辑关系的形式主义。


Geschichte.

Curium wurde im Sommer 1944 von Glenn T. Seaborg und seinen Mitarbeitern Ralph A. James und Albert Ghiorso entdeckt. In ihren Versuchsreihen benutzten sie ein 60-Inch-Cyclotron an der Universität von Kalifornien in Berkeley. Nach Neptunium und Plutonium war es das dritte seit dem Jahr 1940 entdeckte Transuran. Seine Erzeugung gelang noch vor der des in der Ordnungszahl um einen Platz tiefer stehenden Elements Americium.  Zur Erzeugung des neuen Elements wurden meistens die Oxide der Ausgangselemente verwendet. Dazu wurde zunächst Plutoniumnitratlösung (mit dem Isotop Pu) auf eine Platinfolie von etwa 0,5 cm aufgetragen, die Lösung danach eingedampft und der Rückstand dann zum Oxid (PuO) geglüht. Nach dem Beschuss im Cyclotron wurde die Beschichtung mittels Salpetersäure gelöst und anschließend wieder mit einer konzentrierten wässrigen Ammoniak-Lösung als Hydroxid ausgefällt; der Rückstand wurde in Perchlorsäure gelöst. Die weitere Trennung erfolgte mit Ionenaustauschern. In diesen Versuchsreihen entstanden zwei verschiedene Isotope: Cm und Cm.  Das erste Isotop Cm erzeugten sie im Juli/August 1944 durch Beschuss von Pu mit α-Teilchen. Hierbei entsteht in einer sogenannten (α,n)-Reaktion das gewünschte Isotop und ein Neutron:  Die Identifikation gelang zweifelsfrei anhand der charakteristischen Energie des beim Zerfall ausgesandten α-Teilchens. Die Halbwertszeit dieses α-Zerfalls wurde erstmals auf 150 Tage bestimmt (162,8 d).  Das zweite, kurzlebigere Isotop Cm, das ebenfalls durch Beschuss von Pu mit α-Teilchen entsteht, entdeckten sie erst später im März 1945:  Die Halbwertszeit des anschließenden α-Zerfalls wurde erstmals auf 26,7 Tage bestimmt (27 d).  Auf Grund des andauernden Zweiten Weltkriegs wurde die Entdeckung des neuen Elements zunächst nicht veröffentlicht. Die Öffentlichkeit erfuhr erst auf äußerst kuriose Weise von dessen Existenz: In der amerikanischen Radiosendung "Quiz Kids" vom 11. November 1945 fragte einer der jungen Zuhörer Glenn Seaborg, der als Gast der Sendung auftrat, ob während des Zweiten Weltkriegs im Zuge der Erforschung von Nuklearwaffen neue Elemente entdeckt worden seien. Seaborg bejahte die Frage und enthüllte damit die Existenz des Elements gleichzeitig mit der des nächstniedrigeren Elements, Americium. Dies geschah noch vor der offiziellen Bekanntmachung bei einem Symposium der American Chemical Society.  Die Entdeckung von Curium (Cm, Cm), ihre Produktion und die ihrer Verbindungen wurden später unter dem Namen "Element 96 and compositions thereof" patentiert, wobei als Erfinder nur Glenn T. Seaborg angegeben wurde.  Der Name Curium wurde in Analogie zu Gadolinium gewählt, dem Seltenerdmetall, das im Periodensystem genau über Curium steht. Die Namenswahl ehrte das Ehepaar Marie und Pierre Curie, dessen wissenschaftliche Arbeit für die Erforschung der Radioaktivität bahnbrechend gewesen war. Es folgte damit der Namensgebung von "Gadolinium", das nach dem berühmten Erforscher der Seltenen Erden, Johan Gadolin benannt wurde: "As the name for the element of atomic number 96 we should like to propose "curium", with symbol Cm. The evidence indicates that element 96 contains seven 5f electrons and is thus analogous to the element gadolinium with its seven 4f electrons in the regular rare earth series. On this basis element 96 is named after the Curies in a manner analogous to the naming of gadolinium, in which the chemist Gadolin was honored." Die erste wägbare Menge Curium konnte 1947 in Form des Hydroxids von Louis B. Werner und Isadore Perlman hergestellt werden. Hierbei handelte es sich um 40 μg Cm, das durch Neutronenbeschuss von Am entstand. In elementarer Form wurde es erst 1951 durch Reduktion von Curium(III)-fluorid mit Barium dargestellt.

Vorkommen.

Das langlebigste Isotop Cm besitzt eine Halbwertszeit von 15,6 Millionen Jahren. Aus diesem Grund ist das gesamte primordiale Curium, das die Erde bei ihrer Entstehung enthielt, mittlerweile zerfallen. Curium wird zu Forschungszwecken in kleinen Mengen künstlich hergestellt. Weiterhin fällt es in geringen Mengen in abgebrannten Kernbrennstoffen an.  In der Umwelt vorkommendes Curium stammt größtenteils aus atmosphärischen Kernwaffentests bis 1980. Lokal gibt es höhere Vorkommen, bedingt durch nukleare Unfälle und andere Kernwaffentests. Zum natürlichen Hintergrund der Erde trägt Curium allerdings kaum bei.  Über die Erstentdeckung von Einsteinium und Fermium in den Überresten der ersten amerikanischen Wasserstoffbombe, Ivy Mike, am 1. November 1952 auf dem Eniwetok-Atoll hinaus wurden neben Plutonium und Americium auch Isotope von Curium, Berkelium und Californium gefunden: vor allem die Isotope Cm und Cm, in kleineren Mengen Cm und Cm, in Spuren Cm. Aus Gründen der militärischen Geheimhaltung wurden die Ergebnisse erst später im Jahr 1956 publiziert.

Gewinnung und Darstellung.

Gewinnung von Curiumisotopen.

Curium fällt in geringen Mengen in Kernreaktoren an. Es steht heute weltweit lediglich in Mengen von wenigen Kilogramm zur Verfügung, worauf sein sehr hoher Preis von etwa 160 US-Dollar pro Mikrogramm Cm bzw. Cm beruht. In Kernreaktoren wird es aus U in einer Reihe von Kernreaktionen gebildet. Ein wichtiger Schritt ist hierbei die (n,γ)- oder Neutroneneinfangsreaktion, bei welcher das gebildete angeregte Tochternuklid durch Aussendung eines γ-Quants in den Grundzustand übergeht. Die hierzu benötigten freien Neutronen entstehen durch Kernspaltung anderer Kerne im Reaktor. In diesem kernchemischen Prozess wird zunächst durch eine (n,γ)-Reaktion gefolgt von zwei β-Zerfällen das Plutoniumisotop Pu gebildet. In Brutreaktoren wird dieser Prozess zum Erbrüten neuen Spaltmaterials genutzt.  Zwei weitere (n,γ)-Reaktionen mit anschließendem β-Zerfall liefern das Americiumisotop Am. Dieses ergibt nach einer weiteren (n,γ)-Reaktion mit folgendem β-Zerfall Cm.  Zu Forschungszwecken kann Curium auf effizienterem Wege gezielt aus Plutonium gewonnen werden, das im großen Maßstab aus abgebranntem Kernbrennstoff erhältlich ist. Dieses wird hierzu mit einer Neutronenquelle, die einen hohen Neutronenfluss besitzt, bestrahlt. Die hierbei möglichen Neutronenflüsse sind um ein Vielfaches höher als in einem Kernreaktor, so dass hier ein anderer Reaktionspfad als der oben dargestellte überwiegt. Aus Pu wird durch vier aufeinander folgende (n,γ)-Reaktionen Pu gebildet, welches durch β-Zerfall mit einer Halbwertszeit von 4,96 Stunden zu dem Americiumisotop Am zerfällt. Das durch eine weitere (n,γ)-Reaktion gebildete Am zerfällt wiederum durch β-Zerfall mit einer Halbwertszeit von 10,1 Stunden letztlich zu Cm.  Diese Reaktion findet auch in Kernkraftwerken im Kernbrennstoff statt, so dass Cm auch bei der Wiederaufarbeitung abgebrannter Kernbrennstoffe anfällt und auf diesem Wege gewonnen werden kann.  Aus Cm entstehen durch weitere (n,γ)-Reaktionen im Reaktor in jeweils kleiner werdenden Mengen die nächst schwereren Isotope. In der Forschung sind besonders die Isotope Cm und Cm wegen ihrer langen Halbwertszeiten beliebt. Die Entstehung von Cm auf diesem Wege ist jedoch sehr unwahrscheinlich, da Cm nur eine kurze Halbwertszeit besitzt und so weitere Neutroneneinfänge in der kurzen Zeit unwahrscheinlich sind. Dieses Isotop ist jedoch aus dem α-Zerfall von Cf zugänglich. Problematisch ist hierbei jedoch, dass Cf hauptsächlich durch Spontanspaltung und nur in geringem Maße durch α-Zerfall zerfällt. Cm zerfällt durch β-Zerfall zu Berkelium Bk.  Durch Kaskaden von (n,γ)-Reaktionen und β-Zerfällen hergestelltes Curium besteht jedoch immer aus einem Gemisch verschiedener Isotope. Eine Auftrennung ist daher mit erheblichem Aufwand verbunden.  Zu Forschungszwecken wird auf Grund seiner langen Halbwertszeit bevorzugt Cm verwendet. Die effizienteste Methode zur Darstellung dieses Isotops ist durch den α-Zerfall von Californium Cf gegeben, das auf Grund seiner langen Halbwertszeit in größeren Mengen zugänglich ist. Auf diesem Wege gewonnenes Cm besitzt eine Isotopenreinheit von 97 %. Etwa 35–50 mg Cm werden auf diese Art derzeit pro Jahr erhalten.  Das lediglich zur Isotopenforschung interessante reine Cm kann aus dem α-Zerfall von Californium Cf erhalten werden, welches in sehr geringen Mengen als Tochternuklid des β-Zerfalls des Berkeliumisotops Bk erhalten werden kann.

Darstellung elementaren Curiums.

Metallisches Curium kann durch Reduktion aus seinen Verbindungen erhalten werden. Zuerst wurde Curium(III)-fluorid zur Reduktion verwendet. Dieses wird hierzu in wasser- und sauerstofffreier Umgebung in Reaktionsapparaturen aus Tantal und Wolfram mit elementarem Barium oder Lithium zur Reaktion gebracht.  Auch die Reduktion von Curium(IV)-oxid mittels einer Magnesium-Zink-Legierung in einer Schmelze aus Magnesiumchlorid und Magnesiumfluorid ergibt metallisches Curium.

Eigenschaften.

Im Periodensystem steht das Curium mit der Ordnungszahl 96 in der Reihe der Actinoide, sein Vorgänger ist das Americium, das nachfolgende Element ist das Berkelium. Sein Analogon in der Reihe der Lanthanoiden ist das Gadolinium.

Physikalische Eigenschaften.

Curium ist ein radioaktives Metall. Dieses ist hart und hat ein silbrig-weißes Aussehen ähnlich dem Gadolinium, seinem Lanthanoidanalogon. Auch in seinen weiteren physikalischen und chemischen Eigenschaften ähnelt es diesem stark. Sein Schmelzpunkt von 1340 °C liegt deutlich höher als der der vorhergehenden Transurane Neptunium (637 °C), Plutonium (639 °C) und Americium (1173 °C). Im Vergleich dazu schmilzt Gadolinium bei 1312 °C. Der Siedepunkt von Curium liegt bei 3110 °C.  Von Curium existiert bei Standardbedingungen mit α-Cm nur eine bekannte Modifikation. Diese kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem in der mit den Gitterparametern "a" = 365 pm und "c" = 1182 pm sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle. Die Kristallstruktur besteht aus einer doppelt-hexagonal dichtesten Kugelpackung mit der Schichtfolge ABAC und ist damit isotyp zur Struktur von α-La.  Oberhalb eines Drucks von 23 GPa geht α-Cm in β-Cm über. Die β-Modifikation kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe mit dem Gitterparameter "a" = 493 pm, was einem kubisch flächenzentrierten Gitter "(fcc)" beziehungsweise einer kubisch dichtesten Kugelpackung mit der Stapelfolge ABC entspricht.  Die Fluoreszenz angeregter Cm(III)-Ionen ist ausreichend langlebig, um diese zur zeitaufgelösten Laserfluoreszenzspektroskopie zu nutzen. Die lange Fluoreszenz kann auf die große Energielücke zwischen dem Grundterm S und dem ersten angeregten Zustand D zurückgeführt werden. Dies erlaubt die gezielte Detektion von Curiumverbindungen unter weitgehender Ausblendung störender kurzlebiger Fluoreszenzprozesse durch weitere Metallionen und organische Substanzen.

Chemische Eigenschaften.

Die stabilste Oxidationsstufe für Curium ist +3. Gelegentlich ist es auch in der Oxidationsstufe +4 zu finden. Sein chemisches Verhalten ähnelt sehr dem Americium und vielen Lanthanoiden. In verdünnten wässrigen Lösungen ist das Cm-Ion farblos, das Cm-Ion blassgelb. In höher konzentrierten Lösungen ist das Cm-Ion jedoch ebenfalls blassgelb.  Curiumionen gehören zu den harten Lewis-Säuren, weshalb sie die stabilsten Komplexe mit harten Basen bilden. Die Komplexbindung besitzt hierbei nur einen sehr geringen kovalenten Anteil und basiert hauptsächlich auf ionischer Wechselwirkung. Curium unterscheidet sich in seinem Komplexierungsverhalten von den früher bekannten Actinoiden wie Thorium und Uran und ähnelt auch hier stark den Lanthanoiden. In Komplexen bevorzugt es eine neunfache Koordination mit dreifach überkappter trigonal-prismatischer Geometrie.

Biologische Aspekte.

Curium besitzt keine biologische Bedeutung. Die Biosorption von Cm durch Bakterien und Archäen wurde untersucht.

Spaltbarkeit.

Die ungeradzahligen Curiumisotope, insbesondere Cm, Cm und Cm eignen sich aufgrund der hohen Spaltquerschnitte prinzipiell auch als Kernbrennstoffe in einem thermischen Kernreaktor. Generell können alle Isotope zwischen Cm und Cm sowie Cm eine Kettenreaktion aufrechterhalten, wenn auch zum Teil nur mit schneller Spaltung. In einem schnellen Reaktor könnte also jede beliebige Mischung der genannten Isotope als Brennstoff verwendet werden. Der Vorteil liegt dann darin, dass bei der Gewinnung aus abgebranntem Kernbrennstoff keine Isotopentrennung durchgeführt werden müsste, sondern lediglich eine chemische Separation des Curiums von den anderen Stoffen.  Die unten stehende Tabelle gibt die kritischen Massen für eine reine Kugelgeometrie ohne Moderator und Reflektor an:  Mit Reflektor liegen die kritischen Massen der ungeradzahligen Isotope bei etwa 3–4 kg. In wässriger Lösung mit Reflektor lässt sich die kritische Masse für Cm bis auf 59 g reduzieren (Cm: 155 g; Cm: 1,55 kg); diese Werte sind aufgrund von Unsicherheiten der für die Berechnung relevanten physikalischen Daten nur auf etwa 15 % genau, dementsprechend finden sich in unterschiedlichen Quellen teils stark schwankende Angaben. Aufgrund der geringen Verfügbarkeit und des hohen Preises wird Curium aber nicht als Kernbrennstoff eingesetzt und ist daher in Abs. 1 des Atomgesetzes in Deutschland auch nicht als solcher klassifiziert.  Die ungeradzahligen Curiumisotope, hier wiederum insbesondere Cm und Cm, könnten ebenso wie für den Reaktorbetrieb auch zum Bau von Kernwaffen eingesetzt werden. Bomben aus Cm wären aber aufgrund der geringen Halbwertszeit des Isotops mit einem erheblichen Wartungsaufwand verbunden. Außerdem müsste Cm als α-Strahler durch die beim radioaktiven Zerfall freiwerdende Energie glühend heiß sein, was die Konstruktion einer Bombe sehr erschweren dürfte. Da die kritischen Massen zum Teil sehr klein sind, ließen sich so vergleichsweise kleine Bomben konstruieren. Bisher sind allerdings keine Aktivitäten dieser Art publik geworden, was sich ebenfalls auf die geringe Verfügbarkeit zurückführen lässt.

Isotope.

Von Curium existieren nur Radionuklide und keine stabilen Isotope. Insgesamt sind 20 Isotope und 7 Kernisomere des Elements zwischen Cm und Cm bekannt. Die längsten Halbwertszeiten haben Cm mit 15,6 Mio. Jahren und Cm mit 348.000 Jahren. Daneben haben noch die Isotope Cm mit 8500, Cm mit 8300 und Cm mit 4760 Jahren lange Halbwertszeiten. Cm ist dabei eine Besonderheit, da sein radioaktiver Zerfall zum überwiegenden Teil (etwa 86 %) in spontaner Spaltung besteht.  Die am häufigsten technisch eingesetzten Curiumisotope sind Cm mit 162,8 Tagen und Cm mit 18,1 Jahren Halbwertszeit.  Die Wirkungsquerschnitte für induzierte Spaltung durch ein thermisches Neutron betragen: für Cm etwa 5 b, Cm 620 b, Cm 1,1 b, Cm 2100 b, Cm 0,16 b, Cm 82 b, Cm 0,36 b. Dies entspricht der Regel, nach der meist die Transuran-Nuklide mit ungerader Neutronenzahl "thermisch leicht spaltbar" sind.  "→ Liste der Curiumisotope"

Verwendung.

Radionuklidbatterien.

Da die beiden am häufigsten erbrüteten Isotope, Cm und Cm, nur kurze Halbwertszeiten (162,8 Tage bzw. 18,1 Jahre) und Alphaenergien von etwa 6 MeV haben, zeigt es eine viel stärkere Aktivität als etwa das in der natürlichen Uran-Radium-Zerfallsreihe erzeugte Ra. Aufgrund dieser Radioaktivität gibt es sehr große Wärmemengen ab; Cm emittiert 3 Watt/g und Cm sogar 120 Watt/g. Diese Curiumisotope können aufgrund der extremen Wärmeentwicklung in Form von Curium(III)-oxid (CmO) in Radionuklidbatterien zur Versorgung mit Elektrischer Energie z. B. in Raumsonden eingesetzt werden. Dafür wurde vor allem die Verwendung von Cm untersucht. Als α-Strahler benötigt es eine wesentlich dünnere Abschirmung als die Betastrahler, jedoch ist seine Spontanspaltungsrate und damit die Neutronen- und Gammastrahlung höher als die von Pu. Es unterlag daher wegen der benötigten dicken Abschirmung und starken Neutronenstrahlung sowie seiner kürzeren Halbwertszeit (18,1 Jahre) dem Pu mit 87,7 Jahren Halbwertszeit.  Cm wurde auch eingesetzt, um Pu für Radionuklidbatterien in Herzschrittmachern zu erzeugen. Im Reaktor erbrütetes Pu wird durch die (n,2n)-Reaktion von Np immer mit Pu verunreinigt, in dessen Zerfallsreihe der starke Gammastrahler Tl vorkommt. Ähnliches gilt auch für aus Uran unter Deuteronenbeschuss gewonnene Pu. Die anderen gewöhnlicherweise im Reaktor in relevanten Mengen erbrüteten Curium-Isotope führen in ihren Zerfallsreihen schnell auf langlebige Isotope, deren Strahlung für die Konstruktion von Herzschrittmachern dann nicht mehr relevant ist.

Röntgenspektrometer.

Cm dient als α-Strahlenquelle in den vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz entwickelten α-Partikel-Röntgenspektrometern (APXS), mit denen die Mars-Rover Sojourner, Spirit und Opportunity auf dem Planeten Mars Gestein chemisch analysierten. Auch der Lander Philae der Raumsonde Rosetta ist mit einem APXS ausgestattet, um die Zusammensetzung des Kometen Tschurjumow-Gerassimenko zu analysieren.  Außerdem hatten bereits die Mondsonden Surveyor 5–7 Alphaspektrometer an Bord. Diese arbeiteten jedoch mit Cm und maßen die von den α-Teilchen aus dem Mondboden herausgeschlagenen Protonen und zurückgeworfene α-Teilchen.

Herstellung anderer Elemente.

Weiterhin ist Curium Ausgangsmaterial zur Erzeugung höherer Transurane und Transactinoide. So führt zum Beispiel der Beschuss von Cm mit Sauerstoff (O) beziehungsweise Magnesiumkernen (Mg) zu den Elementen Seaborgium Sg beziehungsweise Hassium Hs und Hs.

Sicherheitshinweise.

Einstufungen nach der CLP-Verordnung liegen nicht vor, weil diese nur die chemische Gefährlichkeit umfassen, die eine völlig untergeordnete Rolle gegenüber den auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren spielen. Auch Letzteres gilt nur, wenn es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.  Da von Curium nur radioaktive Isotope existieren, darf es selbst sowie seine Verbindungen nur in geeigneten Laboratorien unter speziellen Vorkehrungen gehandhabt werden. Die meisten gängigen Curiumisotope sind α-Strahler, weshalb eine Inkorporation unbedingt vermieden werden muss. Auch zerfällt ein Großteil der Isotope zu einem gewissen Anteil unter Spontanspaltung. Das breite Spektrum der hieraus resultierenden meist ebenfalls radioaktiven Tochternuklide stellt ein weiteres Risiko dar, das bei der Wahl der Sicherheitsvorkehrungen berücksichtigt werden muss.

Wirkung im Körper.

Wird Curium mit der Nahrung aufgenommen, so wird es größtenteils innerhalb einiger Tage wieder ausgeschieden und lediglich 0,05 % werden in den Blutkreislauf aufgenommen. Von hier werden etwa 45 % in der Leber deponiert, weitere 45 % werden in die Knochensubstanz eingebaut. Die verbleibenden 10 % werden ausgeschieden. Im Knochen lagert sich Curium insbesondere an der Innenseite der Grenzflächen zum Knochenmark an. Die weitere Verbreitung in die Kortikalis findet nur langsam statt.  Bei Inhalation wird Curium deutlich besser in den Körper aufgenommen, weshalb diese Art der Inkorporation bei der Arbeit mit Curium das größte Risiko darstellt. Die maximal zulässige Gesamtbelastung des menschlichen Körpers durch Cm (in löslicher Form) beträgt 0,3 μCi.  In Tierversuchen mit Ratten wurde nach einer intravenösen Injektion von Cm und Cm ein erhöhtes Auftreten von Knochentumoren beobachtet, deren Auftreten als Hauptgefahr bei der Inkorporation von Curium durch den Menschen betrachtet wird. Inhalation der Isotope führte zu Lungen- und Leberkrebs.

Kernreaktor-Abfallproblematik.

In wirtschaftlich sinnvoll (d. h. mit langer Verweildauer des Brennstoffs) genutzten Kernreaktoren entstehen physikalisch unvermeidlich Curiumisotope durch (n,γ)-Kernreaktionen mit nachfolgendem β-Zerfall (siehe auch oben unter Gewinnung von Curiumisotopen). Eine Tonne abgebrannten Kernbrennstoffs enthält durchschnittlich etwa 20 g verschiedener Curiumisotope. Darunter befinden sich auch die α-Strahler mit den Massenzahlen 245–248, die auf Grund ihrer relativ langen Halbwertszeiten in der Endlagerung unerwünscht sind und deshalb zum Transuranabfall zählen. Eine Verminderung der Langzeitradiotoxizität in nuklearen Endlagern wäre durch Abtrennung langlebiger Isotope aus abgebrannten Kernbrennstoffen möglich. Zur Beseitigung des Curiums wird derzeit die Partitioning-&-Transmutation-Strategie verfolgt. Geplant ist hierbei ein dreistufiger Prozess, in welchem der Kernbrennstoff aufgetrennt, in Gruppen aufgearbeitet und endgelagert werden soll. Im Rahmen dieses Prozesses sollen abgetrennte Curiumisotope durch Neutronenbeschuss in speziellen Reaktoren zu kurzlebigen Nukliden umgewandelt werden. Die Entwicklung dieses Prozesses ist Gegenstand der aktuellen Forschung, wobei die Prozessreife zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht erreicht ist.

Verbindungen und Reaktionen.

Oxide.

Curium wird leicht von Sauerstoff angegriffen. Von Curium existieren Oxide der Oxidationsstufen +3 (CmO) und +4 (CmO). Auch das zweiwertige Oxid CmO ist bekannt.  Das schwarze Curium(IV)-oxid kann direkt aus den Elementen dargestellt werden. Hierzu wird metallisches Curium an Luft oder in einer Sauerstoffatmosphäre geglüht. Für Kleinstmengen bietet sich das Glühen von Salzen des Curiums an. Meistens werden hierzu Curium(III)-oxalat (Cm(CO)) oder Curium(III)-nitrat (Cm(NO)) herangezogen.  Aus Curium(IV)-oxid kann das weißliche Curium(III)-oxid durch thermische Zersetzung im Vakuum (ca. 0,01 Pa) bei 600 °C erhalten werden:  Ein weiterer Weg ist durch die Reduktion von Curium(IV)-oxid mit molekularem Wasserstoff gegeben:  Weiterhin ist eine Reihe ternärer oxidischer Curiumverbindungen des Typs M(II)CmO bekannt.  Der größte Teil des in freier Natur vorkommenden Curiums (s. Abschnitt "Vorkommen") liegt als CmO und CmO vor.

Halogenide.

Von den vier stabilen Halogenen sind Halogenide des Curiums bekannt.  Das farblose Curium(III)-fluorid (CmF) kann durch Versatz von Cm(III)-haltigen Lösungen mit Fluoridionen erhalten werden. Das tetravalente Curium(IV)-fluorid (CmF) ist nur durch die Umsetzung von Curium(III)-fluorid mit molekularem Fluor zugänglich:  Eine Reihe komplexer Fluoride der Form MCmF (M = Alkalimetall) sind bekannt.  Das farblose Curium(III)-chlorid (CmCl) kann durch die Reaktion von Curium(III)-hydroxid (Cm(OH)) mit wasserfreiem Chlorwasserstoffgas dargestellt werden. Dieses kann genutzt werden, um die weiteren Halogenide, Curium(III)-bromid (hellgrün) und -iodid (farblos), zu synthetisieren. Hierzu wird Curium(III)-chlorid mit dem Ammoniumsalz des Halogenids umgesetzt:

Chalkogenide und Pentelide.

Von den Chalkogeniden sind das Sulfid und das Selenid bekannt. Sie sind durch die Reaktion von gasförmigem Schwefel oder Selen im Vakuum bei erhöhter Temperatur zugänglich.  Die Pentelide des Curiums des Typs CmX sind für die Elemente Stickstoff, Phosphor, Arsen und Antimon dargestellt worden. Ihre Herstellung kann durch die Reaktion von entweder Curium(III)-hydrid (CmH) oder metallischem Curium mit diesen Elementen bei erhöhter Temperatur bewerkstelligt werden.

Metallorganische Verbindungen.

Analog zu Uranocen, einer Organometallverbindung, in der Uran von zwei Cyclooctatetraen-Liganden komplexiert ist, wurden die entsprechenden Komplexe von Thorium, Protactinium, Neptunium, Plutonium und Americium dargestellt. Das MO-Schema legt nahe, dass eine entsprechende Verbindung (η-CH)Cm, ein "Curocen", synthetisiert werden kann, was jedoch bisher nicht gelang.

Curium ist ein künstlich erzeugtes chemisches Element mit dem Elementsymbol Cm und der Ordnungszahl 96. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Actinoide (7. Periode, f-Block) und zählt zu den Transuranen. Curium wurde nach den Forschern Marie Curie und Pierre Curie benannt.

<unk>(Curium)是一种放射性超铀元素,符号为Cm,原子序为96,属于<unk>系元素,以研究放射性的科学家玛莉·居礼(Marie Curie)和其丈夫皮埃尔·居礼命名。伯克利加州大学的格伦·西奥多·西博格等人在1944年7月首次专门合成<unk>元素。发现起初被列为机密,到1945年11月才公布于世。大部分的<unk>是在核反应炉中通过对铀或钚进行中子撞击产生的。每吨用尽的核燃料中含有大约20克<unk>。


Diätformen.

Seit Hippokrates wird als Diät eine spezielle Ernährung des Menschen bezeichnet, bei der längerfristig oder dauerhaft eine spezielle Auswahl von Lebensmitteln verzehrt wird.  Im deutschsprachigen Raum wird als Diät entweder eine "kurzfristige" Veränderung der Ernährungsform zur Gewichtsreduktion (z. B. bei Adipositas), in einigen Fällen auch zur Gewichtszunahme (z. B. bei Anorexie) oder eine "längerfristige" bis dauerhafte Ernährungsumstellung zur unterstützenden Behandlung einer Krankheit (z. B. bei Zöliakie, Lactoseunverträglichkeit, Fruchtzuckerunverträglichkeit) bezeichnet.  Fasten bedeutet dagegen den vorübergehenden Verzicht auf Lebensmittel aus religiöser (im Islam der Ramadan, in der christlichen Kirche die vorösterliche Fastenzeit) oder gesundheitlicher Motivation (das Heilfasten).  Jede Diätform, ob sie zur Gewichtsreduktion oder zur unterstützenden Krankheitsbehandlung dient, basiert auf einer Verminderung oder Vermehrung des relativen Anteils eines Nahrungsbestandteils (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße, Vitamine, Mineral- und Konservierungsstoffe) gegenüber den anderen und/oder einer Erniedrigung oder Erhöhung der zugeführten Gesamtenergiemenge (siehe: Physiologischer Brennwert) sowie ggf. einer bilanzierten Veränderung der Flüssigkeitszufuhr.  Einen ganzheitlicheren Ansatz verfolgt die kognitive Verhaltenstherapie, die von Psychologen in Kliniken zur Behandlung von Adipositas eingesetzt wird. Bei dieser Methode werden dysfunktionale Verhaltenroutinen und Essgewohnheiten identifiziert und umtrainiert. Bei starkem Übergewicht und Essstörungen gilt sie als die langfristig sinnvollste Methode zur Gewichtsreduktion.

Reduktionsdiäten.

Eine Reduktionsdiät zielt auf die Reduktion des Körpergewichts. Es gibt zahlreiche Reduktionsdiäten, die sich in ihren Methoden teilweise erheblich voneinander unterscheiden. Nur wenige Diätformen sind wissenschaftlich überprüft. Die Entwicklung und Propagierung der Reduktionsdiäten ist nicht nur den Veränderungen wissenschaftlicher Erkenntnisse, sondern auch Moden und Weltanschauungen unterworfen. Einige Diätformen gelten in der Medizin sogar als gesundheitsgefährdend.  Gemäß den Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung und der Deutschen Gesellschaft für Ernährungsmedizin sollten Reduktionsdiäten nur kurzzeitig erfolgen (und bei Extremformen nur unter ärztlicher Aufsicht). Allgemeiner Konsens ist, dass eine Reduktionsdiät nur dann dauerhaften Erfolg haben kann, wenn ihr eine dauerhafte Umstellung der Ernährung folgt, in der die Energiebilanz des Körpers ausgeglichen ist, d. h. in der nicht mehr Energie über Lebensmittel zugeführt wird als der Körper braucht. Eine Lebensumstellung hin zu vollwertiger Ernährung und vermehrter körperlicher Aktivität gilt als empfehlenswert. Beim Rückfall in alte Ess- und Lebensgewohnheiten kommt es meist zu einem Wiederanstieg des Körpergewichts, dem sogenannten Jo-Jo-Effekt, weil man in alte Essgewohnheiten verfällt, die nicht dem neuen geringeren Körpergewicht angepasst sind.  Es gibt zahlreiche Diäten mit unterschiedlichen Konzeptionen. Diese heißen zum Beispiel Low-Carb, Low-Fat, Trennkost oder Glyx-Diät. Bei einer Diät zur Gewichtsabnahme ist eine Minderung der Zufuhr an Kohlenhydraten genauso effektiv wie eine Minderung der Zufuhr an Fetten.  Nach einer im Jahr 2005 an Mäusen durchgeführten Studie des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung besteht ein Zusammenhang zwischen dem Konsum von Fruchtzucker (Fructose) und Übergewicht, der nicht auf der vermehrten Energieaufnahme beruht, sondern darauf, dass Fructose die Stoffwechseltätigkeit beeinflusst und auf diese Weise die Anreicherung von Körperfett begünstigt.  Die Selfish-Brain-Theorie, die auch einen Ansatz zur Erklärung von Adipositas enthält, stellt nicht die kurzfristige Wirkung von Reduktionsdiäten, wohl aber deren langfristigen Erfolg grundsätzlich infrage.

Diäten zur Krankheitsbehandlung.

Diäten werden als Einzelmaßnahme oder zusätzlich zur medikamentösen und evtl. operativen Therapie zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt. Mit der Entwicklung wirksamer Ernährungsstrategien beschäftigt sich die Ernährungsmedizin.  Bis in die 1980er Jahre gab es fast für jede Krankheit eine eigene Diät. Heutzutage wird für die meisten Erkrankungen, wie auch für die Allgemeinbevölkerung, eine, evtl. modifizierte, lactovegetabile Vollwertkost (s. o.) in Verbindung mit körperlicher Aktivität empfohlen. Insbesondere in der Diabetesbehandlung kam es seit den 1990er Jahren zu einem Paradigmenwechsel, der weg von einer sehr streng reglementierten Ernährung zu einer fast völligen Freigabe der Ernährungsempfehlungen führte („energiereduzierte Mischkost“).  Die Diätempfehlungen sind ständigen, wissenschaftlich begründeten Veränderungen unterworfen und werden in Leitlinien der medizinischen Fachgesellschaften wie z. B. der Deutschen Gesellschaft für Ernährungsmedizin veröffentlicht. Diäten zur Krankheitsbehandlung sollten besonders in der Anfangsphase unter ärztlicher Begleitung erfolgen.

Sonstiges.

Beispiele für Krankheiten, bei denen eine Diät die Heilung begünstigt oder den Verlauf verbessert, sind: Bei schweren Krankheiten wie Krebs kann eine Diät nur eine unterstützende Therapieform sein. Bei Essstörungen ist eine Psychotherapie erforderlich, zu deren Begleitung eine Diättherapie erfolgen kann.

Die Bezeichnung Diät kommt von und wurde ursprünglich im Sinne von „Lebensführung“/„Lebensweise“ verwendet. Die Diätetik beschäftigt sich auch heute noch wissenschaftlich mit der „richtigen“ Ernährungs- und Lebensweise. Im deutschsprachigen Raum bezeichnet der Begriff bestimmte Ernährungsweisen und Kostformen, die entweder zur Gewichtsab- oder -zunahme oder zur Behandlung von Krankheiten dienen sollen. Umgangssprachlich wird der Begriff in Deutschland häufig mit einer Reduktionsdiät (Reduktionskost) zur Gewichtsabnahme gleichgesetzt. Er bildet somit ein Synonym zur Schlankheitskur.

在营养学中的饮食是指人类或是其他生物摄取食物的总和,此一词语常用在为了健康或是体重管理而增加特别养份,或是特别调整的饮食。人是杂食动物,不过不同文化会对饮食有不同的喜好及禁忌,每个人对饮食的喜好也有不同。这些可能是因为个人的口味不同,也有可能是因为种族、习惯或是宗教的因素。个人的饮食选择可能是较健康的,也可能是较不健康的,


Geschichte.

Entwicklung.

Im Januar 1981 begann die frühere MOS Technology, jetzt als Commodore Semiconductor Group eine Tochter von Commodore International, mit der Entwicklung eines neuen Chipsatzes für Grafik und Audio für eine Spielkonsole der nächsten Generation. Die Arbeit an den beiden Chips VIC II (Grafik) und SID (Audio) war im November 1981 erfolgreich abgeschlossen. Im Anschluss entwickelte der japanische Ingenieur Yashi Terakura von Commodore Japan auf Basis der beiden neuen Chips den Rechner Commodore Max (in Deutschland als VC 10 angekündigt). Die Produktion wurde jedoch bereits kurz nachdem die ersten Commodore MAX in Japan

Vermarktung.

"Commodore Business Machines" (CBM) hatte vor dem C64 bereits erfolgreich den Bürorechner PET 2001 und seine Nachfolger, aber auch schon den Heimcomputer VC 20 eingeführt. Firmengründer Jack Tramiel prägte die Formel „We need to build computer for the masses, not the classes!“, was ihm mit dem C64 letztlich auch gelang.  Um die Neuentwicklung in das vorhandene Produktangebot einbinden zu können, entschied sich die Marketingabteilung für den Namen „C64“, was für „Consumer“ und die Größe des verwendeten Speichers in KB stehen sollte. Für den amerikanischen Markt waren bereits nach gleichem Schema benannte Modelle, der B(usiness)256 bzw. der P(ersonal Computer)128, geplant. Letzterer gehörte in die in Europa als Commodore CBM 500 veröffentlichte Reihe und ist nicht identisch mit dem später erschienenen C128.  Im September 1982 kam der C64 für 595 US$ auf den amerikanischen und Anfang 1983 zum Startpreis von 1.495 DM (in heutiger Kaufkraft €) auf

Technische Details.

Prozessor.

Der Prozessor ist ein 6510 (8500 beim C64C/II), eine Variante des 6502 von MOS Technology. Commodore hatte diese Firma Mitte der 1970er-Jahre aufgekauft, um über ein eigenes Halbleiterwerk zu verfügen. Der 6510 besitzt im Gegensatz zum 6502 einen 6 Bit breiten bidirektionalen I/O-Port, der sich über die Speicheradressen 0 und 1 ansprechen lässt und beim C64 unter anderem dazu genutzt wird, um in einzelnen Speicherbereichen zwischen RAM, ROM und dem I/O-Bereich durch Bank Switching umzuschalten.

RAM.

Der C64 verfügt über 64 KB RAM. Davon sind 38911 Bytes für BASIC-Programme nutzbar. Die Größe des Speichers war für die damalige Zeit üppig (der

ROM.

Der C64 verfügt über 20 KB ROM. Etwa 9 KB davon enthalten in nahezu unveränderter Form den BASIC-V2-Interpreter des älteren Commodore VC 20 (erschienen 1980), der ursprünglich von der Firma Microsoft stammt. In weiteren knapp 7 KB ist ein Betriebssystem, der sogenannte Kernal, untergebracht, welcher die Tastatur, den Bildschirm, die Kassettenschnittstelle, die RS-232-Schnittstelle sowie eine serielle IEC-Schnittstelle (den CBM-Bus) zur Ansteuerung von Druckern, Diskettenlaufwerken usw. verwaltet. Auch dieses stammt ursprünglich von älteren Commodore-Maschinen und wurde an die veränderte Hardware des C64

Grafik.

Der Grafikchip des C64 ist ein MOS 6569/8565 (PAL) bzw. MOS 6567 (NTSC) und wird VIC (Video Interface Controller) genannt. Er bietet:  Da der VIC nur 14 Adressleitungen besitzt, kann er nur 16 KB des zur Verfügung stehenden Speichers auf einmal ansprechen. Die zwei fehlenden Adressbits steuert der zweite im C64 verbaute CIA6526-Chip bei. Diese vier Speicherseiten zu 16 KB verhalten sich nicht gleich – im Speicherbereich codice_3 bis codice_4 (bzw. codice_5 bis codice_6) wird vom VIC stets das Zeichengenerator-ROM ausgelesen. In diesen Bereichen können daher auch kein Bildschirmspeicher (Text oder Bitmap) und keine Spritedaten abgelegt werden. Umgekehrt muss in den beiden anderen Speicherseiten im Textmodus ein Zeichengenerator im RAM abgelegt werden.  Das Farb-RAM, das aus Sicht des Hauptprozessors an den Adressen codice_7 bis codice_8 eingeblendet werden kann, ist aus Timinggründen ein einzelner 1024×4-Bit-SRAM-Chip (μPD2114), der

Ton.

Klänge werden über den dreistimmig polyphonen Soundchip MOS Technology SID 6581 (buskompatibel mit der Prozessorfamilie 65xx) erzeugt, welcher dem C64 damals revolutionäre, weit über andere Heimcomputer hinausgehende Möglichkeiten zur Klangerzeugung verlieh. Spätere C64-Varianten enthielten den 8580.  Der SID besitzt drei universell einsetzbare monophone Stimmen mit einer in 65536 Stufen einstellbaren Grundfrequenz von 0 bis 4000 Hz und 48 dB Aussteuerung, die "gleichzeitig" in subtraktiver Synthese vier Schwingungsformen (Dreieck, Sägezahn, Rechteck in 4096 Stufen einstellbarer Pulsbreite, sowie Rauschen) erzeugen können. Die Lautstärke jeder Stimme kann einzeln mittels dreier programmierbarer ADSR-Hüllkurvengeneratoren mit exponentiellem Kurvenverlauf eingestellt werden. Weiterhin ist eine Synchronisierung von zwei oder allen drei Oszillatoren möglich. Ein Ringmodulator ergibt weitere Effekte. Eine der Stimmen kann außerdem wahlweise ausschließlich zur Modulation der anderen Stimmen verwendet werden.  Weiterhin besitzt der SID ein subtraktives Multimode-Filter (Tiefpass, Hochpass, Bandpass oder Notch Filter), durch das die internen Stimmen sowie eine über die Monitorbuchse des C64 zumischbare externe Quelle geleitet werden können.  Da die Lautstärke der Tonwiedergabe in 16 Stufen eingestellt

Schnittstellen.

Der C64 bietet mehrere Schnittstellen und war daher

Peripherie.

Zum C64 konnte eine große Auswahl an Peripheriegeräten hinzugekauft werden.

Laufwerke.

Kassettenlaufwerk.

Das „Datasette“ (auch Datassette) genannte Bandlaufwerk war die günstigste Lösung für Datenspeicherung am C64. Es benutzt normale Kompaktkassetten. Meist war Software auf Kassetten günstiger als entsprechende Diskettenversionen. Anders als in Deutschland, wo das Diskettenlaufwerk (trotz höherer Anschaffungskosten) sehr verbreitet

51⁄4-Zoll-Diskettenlaufwerk.

Dieses Laufwerk vom Typ VC1541 war das Standardlaufwerk für den C64. Es benutzt die damals sehr weit verbreiteten 51⁄4-Zoll-Disketten mit doppelter Aufzeichnungsdichte "(Double Density)." Das Laufwerk arbeitet einseitig und bietet etwa 165 kB Speicherkapazität pro Diskettenseite, angegeben werden jedoch die zur Verfügung stehenden „Blöcke“, von denen es standardmäßig 664 gibt. Um die Rückseite beschreiben zu können, muss die Diskette dem Laufwerk entnommen und gewendet werden. Dafür gab es beidseitig beschreibbare Disketten; wenn sie speziell für die Verwendung mit dem C64 vorgesehen waren, so hatten sie auf beiden Seiten Aussparungen für die Schreibfreigabe. Es gab auch preisgünstigere, offiziell nur einseitig beschreibbaren Disketten, die mitunter auch auf der Rückseite beschrieben werden konnten. Bei diesen musste dazu immer vorher seitlich eine zweite Kerbe ausgestanzt werden, beispielsweise mittels eines Diskettenlochers oder mit einem Teppichmesser. Die Daten werden von den Laufwerken als schreibgeschützt erkannt, wenn diese Kerbe überklebt wird. Entsprechende Aufkleber lagen den Disketten bei.  Ältere Versionen der VC1541 hatten keine Möglichkeit zu erkennen, wann der Schreib–Lese-Kopf am unteren Ende („Spur 0“) angekommen

31⁄2-Zoll-Diskettenlaufwerk.

Das Laufwerk vom Typ VC1581 fristete im Zusammenhang mit dem C64 aufgrund seiner Inkompatibilität zur VC1541 nur ein Schattendasein – trotz seines gegenüber der VC1541 erheblich gesteigerten Speichervermögens von 800 kB auf 31⁄2-Zoll-DD-Disketten. Wegen Kopierschutzmaßnahmen erforderten sehr viele Programme das VC1541-Laufwerk, so dass dem Modell 1581 kein Erfolg beschert war. Wie die VC1541 war auch dieses Laufwerk technisch gesehen ein eigenständiger Computer.

Eingabegeräte.

Commodore-Maus 1350/1351.

Mäuse spielten als Eingabegeräte beim C64 eine eher untergeordnete Rolle, da sie sich erst Jahre nach ihrer Einführung

Joystick.

Neben der Tastatur sind Joysticks die wichtigsten Eingabegeräte am C64, denn fast alle Spiele und viele Anwendungen lassen sich nur mit ihnen steuern. Beim C64 wird der damals recht

Koalapad.

Grafiktablett für den C64, das für das Grafikprogramm

Lichtgriffel.

Lichtgriffel sind „Stifte“, die zum Zeichnen direkt auf dem

Lightgun.

Eine Lightgun ist von der Funktionsweise ähnlich wie die Lichtgriffel, jedoch meist

Paddle.

Paddles sind Eingabegeräte, die vor allem in den 1970er-Jahren bei vielen Videospielen verbreitet waren und so auch

Scanner.

Von der Firma Scanntronik waren ein Schwarz-Weiß-Scanner erhältlich, der auf den Druckkopf geeigneter Nadeldrucker aufgesteckt wurde und das zu scannende Bild zeilenweise abtastete, während es von der Druckerwalze transportiert wurde, sowie ein Handscanner.

Ausgabegeräte.

Drucker.

Commodore verkaufte seine eigenen Druckermodelle MPS 801, -802, -803 und -1230 (hauptsächlich Seikosha-OEM, z. B. der baugleiche GP 500 VC). Diese Matrixdrucker können im Textmodus aufgrund technischer Limitierungen (Unihammer-Technik beim MPS 801/803) bzw. der Tatsache, dass nur 8 der 9 verfügbaren Nadeln angesteuert wurden (MPS 802), keine echten Unterlängen drucken. Für dieses Problem gab es aber einige Softwarelösungen im Angebot. Fremdhersteller produzierten einige spezielle Drucker für Commodore-Rechner, die wie ein Diskettenlaufwerk am seriellen Bus des C64 angeschlossen werden, z. B. der sehr beliebte Star LC10. Weit verbreitet waren zwei weitere Lösungen: Man konnte gängige Drucker mit Centronics-Schnittstelle über einen speziellen Konverter an den seriellen IEC-Bus des C64 anschließen und dann wie

Fernseher/Monitor.

Mit Hilfe des HF-Ausgangs konnte der C64 über die Antennenbuchse an jeden Fernseher angeschlossen werden, so dass kein zusätzlicher Monitor für den Betrieb des Rechners nötig war. Die Bildqualität war aufgrund der Umsetzung

Plotter.

Weniger verbreitet war der Plotter Commodore VC-1520, ein einfacher Stiftplotter für Endlos-Rollenpapier. Die Papierrolle war ca. 10 cm breit. Das Gerät bot die Möglichkeit der einfachen Textausgabe in Rot, Grün, Blau und Schwarz. Außerdem konnten Zeichnungen in den gleichen Farben ausgegeben werden.

DFÜ-Geräte.

Akustikkoppler.

Damals war der Betrieb von nicht durch die Deutsche Bundespost zertifizierten – und das waren die meisten – Modems am deutschen Telefonnetz

Modems.

Es gab spezielle C64-Modems, die an den Userport des C64 angeschlossen

Netzwerkkarten.

2003 kam von "individual Computers" ein Netzwerkadapter für den C64 unter der Bezeichnung "RR-Net" auf den Markt. Für den Betrieb benötigt man allerdings das "Retro Replay Cartridge" oder das "MMC64", welches ebenfalls von individual Computers herausgebracht wurde.

Weitere Peripherie.

EasyFlash.

Ein auf Flashspeicher basierendes Modul, das viele ROM-basierende Module ersetzen kann. Die Grundidee war dabei, die „großen“ Ocean-Spielmodule ersetzbar zu machen, indem der Inhalt eines solchen Moduls in den Flashspeicher geschrieben wird und sich das EasyFlash dann wie ein Original-„Ocean-Modul“ verhält. In der Entwicklungsphase wurden dann noch weitere Modulformate implementiert, so dass ein EasyFlash fast alle Spielmodultypen korrekt emulieren

EPROM-Karten.

Diese Karten erlaubten den direkten Zugriff auf ein

Massenspeicher.

In den 1990er-Jahren entwickelte die Firma CMD neue Diskettenlaufwerke mit einer Speicherkapazität von bis zu 2880 kB. In den späten 1990er-Jahren entwickelten technisch versierte Bastler eine IDE-Schnittstelle. Sowohl

MMC64.

Das MMC64 ist ein Steckmodul für den C64, das es ermöglicht, mit dem C64 MMC- und SD-Speicherkarten zu lesen und zu beschreiben. Programme können direkt von der Speicherkarte geladen und ausgeführt werden. Jedoch können Programme nicht vom Speicher des C64 auf die SD-Karte (oder MM-Karte) geschrieben werden. Damit kann für

MP3@64.

Das MP3@64 ist

Multifunktionscartridges.

Sie waren sehr verbreitet. Das hat vor allem mit der geringen Ladegeschwindigkeit der 1541 zu tun, die sich per Software auf die 10- bis 20-fache Geschwindigkeit steigern ließ. Den Anfang machten einfache Schnelllader-Cartridges, schnell kamen weitere Funktionen dazu, so dass am Ende Cartridges wie "The Final Cartridge 3," "Hypra Load II" oder "Action Replay"

Relais-Karten.

Um den C64 zum Steuern von elektronischer Hardware zu benutzen, existierten

Reset-Taste.

Ein Steckmodul, das es ermöglichte, durch Drücken eines Tastenschalters den C64 zu resetten. Die überwiegende Anzahl der in Maschinencode geschriebenen Programme konnte nur verlassen werden, indem der

Schachcomputer.

Es gab eine Steckkarte für den C64, "The Final Chesscard," die einen vollständigen

Speichererweiterungen.

Es kam vor, dass für bestimmte Anwendungen die 64 KB Hauptspeicher des C64 nicht ausreichend waren, so dass zahlreiche Speichererweiterungen hergestellt wurden, die meistens an den Expansionsport angeschlossen wurden. Von Commodore selbst vertrieben wurde

Teleclubdecoder.

Als Bausatz wurden sogenannte Teleclubdecoder vertrieben. Damit

Turbokarten/Prozessorkarten.

Es gab einige wenige Versuche, dem C64 mit Hilfe eines schnelleren Prozessors zu mehr Leistung zu verhelfen. Als erstes kam die Erweiterung "Turbo Process" von "Roßmöller" auf den Markt, die einen 65C02-Prozessor mit 4 MHz hatte. Der direkte Nachfolger dieser Karte war die "Flash 8," mit einer 8 MHz schnellen 65816-CPU. Beide Karten sind teilweise inkompatibel zu existierender Software

Videotext.

Es gab Erweiterungen, mit deren Hilfe der C64 die Videotexttafeln der Fernsehsender auslesen konnte.

Produzierte Varianten.

Intern gab es 16 verschiedene Versionen des C64-Mainboards.

C64 (1982).

Der C64 wurde anfangs in einer beigefarbenen „Brotkasten“-Gehäuseform, zunächst mit orangefarbenen, dann mit dunkelbraunen Funktionstasten produziert.

Educator 64 (1982).

Der Educator 64 ist eine spezielle Version des C64 im PET-Gehäuse, er war vor allem für Schulen gedacht.

SX-64/DX-64 (1984).

Der SX-64/DX-64 ist eine tragbare Version des C64 mit einem (SX-64) oder zwei (DX-64) eingebauten 1541-kompatiblen Diskettenlaufwerken und eingebautem 5-Zoll-Farbmonitor. Der Rechner

C64 Gold (1986).

Die „Gold Edition“ des C64 besaß ein goldfarbenes Brotkasten-Gehäuse und war auf einer Acryl-Platte mit einem Emblem montiert. Anlass war der einmillionste verkaufte C64 in Deutschland. Produziert wurde die Kleinserie 1986 in sehr geringer Stückzahl von etwa 400 Stück, andere

C64C (1986).

Das Modell C64C hat ein neues, flacheres Gehäuse, das dem Gehäuse des C64-Nachfolger C128 nachempfunden ist und trägt

C64G (1987).

Der C64G besitzt wieder die alte Gehäuseform („Brotkasten“), diesmal grau/beige mit heller Tastatur und kostenreduzierter Hauptplatine. Die Grafikzeichen der Tastatur sind auf der

Aldi-C64 (1988).

Der Aldi-C64 ist dem C64G ähnlich. Er war nur in Deutschland erhältlich und der Vertrieb erfolgte über Discounter (zum Beispiel die Aldi-Gruppe). Durch das Wegfallen des 12-V-Spannungsreglers bei den 250469-Boards wurde in der Zeitschrift "64er" fälschlicherweise geschrieben, der neue SID 8580 würde ausschließlich 5 Volt Gleichspannung benötigen. Die 9 Volt Wechselspannung würde

C64GS (1990).

Der Commodore 64 GS (GS = Games System) ist ein 1987 als Spielkonsole herausgebrachter C64. Es war der Versuch, die Marke Commodore auch auf den Konsolen-Markt zu etablieren. Es besaß keine Tastatur

Vorgänger und Nachfolger.

Der Vorgänger des C64 war der 1981 zur Marktreife gebrachte, farbfähige VC 20, von dem erstmals in der Geschichte der Mikrocomputer über eine Million Exemplare verkauft wurden. Als offizieller Nachfolger des C64 wurde 1985 der Commodore 128 auf den Markt gebracht, welcher neben dem eigenen C128-Modus über einen C64- sowie einen CP/M-Modus verfügte. Die Produktion des Nachfolgemodells wurde jedoch wegen nicht zufriedenstellender Verkaufszahlen und hoher Produktionskosten schon 1989 und damit fünf Jahre vor dem Produktionsende des C64 eingestellt.  Die ab 1984 gefertigten Modelle der Commodore-264-Serie, der C16, C116 und Plus/4, konnten sich aufgrund ihrer Inkompatibilität

Nachbauten und Weiterentwicklungen.

Während der 8-Bit-Ära gab es vom C64, anders als bei vielen Konkurrenzmodellen, keine legalen oder illegalen Nachbauten durch andere Firmen. Die vielen speziellen Chips im C64, die nur von Commodore selbst beziehungsweise von deren Tochter MOS Technology hergestellt und die nicht an potenzielle Nachbauer verkauft wurden, verhinderten dies.

Web.it.

Im Jahre 1998 erschien von der belgischen Firma "Web Computers International" der "Web.it", ein PC-kompatibler Rechner mit Microsoft Windows 3.1 und vorinstalliertem C64-Emulator. Herz war ein AMD-Mikroprozessor auf 486-Basis (66 MHz), dazu kamen 32 MiByte RAM, 32 MiByte ROM. Der Web.it war

C-One.

Jeri Ellsworth und Individual Computers entwickelten den C-One oder auch "Commodore

C64 Stick/C64 DTV.

Ende 2004 brachte die englische Firma "The Toy:Lobster Company" den C64 Stick – auch als C64 DTV ("Direct To TV") bekannt – heraus, der auch in Deutschland erschien. Der Entwurf stammt ebenfalls von Jeri Ellsworth, es handelt sich im Wesentlichen um einen auf das Notwendigste reduzierten C-One.

Commodore 64x.

Im August 2010 veröffentlichte "Commodore USA" die Nachricht, die weltweiten Lizenzrechte für bisherige Commodore-Marken erworben zu haben, insbesondere für den C64 und den Amiga-Computer. Im Dezember 2010 wurde ein "Commodore 64" genanntes

Chameleon 64.

Der Chameleon 64 ist ein von "Individual Computers" entwickeltes Modul, das 2013 erschien. Es enthält unter anderem einen VGA-Port, PS/2-Anschlüsse für Maus und Tastatur und einen Slot für SD-Karten. Grundsätzlich stehen zwei Betriebsmodi zur Verfügung:  Wird das Modul

C64 reloaded.

Erstes Modell  Am 1. April 2014 kündigte individual Computers an, neue C64-Mainboards unter dem Namen "C64 reloaded" zu produzieren. Der Platinenentwurf folgte größtenteils dem Originalschaltplan mit der Commodore-Nummer 250466. Jedoch gibt es auch Abweichungen vom Schaltplan. So wurden Nullkraftsockel verbaut und eine 12V DC-DC Wandlertechnik hielt Einzug. Statt eines TV-Modulators wurde ein S-Video-Ausgang und eine 3,5mm Audio-Klinkenbuchse verbaut. Der C64 reloaded kann ohne

TheC64 Mini.

2017 wurde bekannt, dass die britische "Retro Games Ltd." und die österreichische Koch Media eine voll lizenzierte Mini-Version des C64 unter den Namen "TheC64 Mini" Anfang 2018 auf den Markt bringen wird. Das Gerät selbst lehnt sich an das Design des C64 an,

TheC64.

Im Dezember 2019 wurde schließlich unter dem Namen "TheC64" ein Gerät auf den Markt gebracht, dass das originale Brotkastengehäuse besitzt und im

Gehäuse für den C64C.

Im August 2016 wurde bekannt, dass "individual Computers" (icomp) neben der Lizenz für den Markennamen Commodore auch die originalen Gussformen des C64C-Gehäuses erworben hat und mit diesen neue Gehäuse produzieren will. Am 22. August 2017 wurde das Gehäuse auf der Gamescom der Öffentlichkeit präsentiert und

Software.

Anwendungssoftware.

Obwohl der C64 oft als „Spielcomputer“ und „Daddelkiste“ bezeichnet wurde, da der überwiegende Teil der Software Spiele waren, wurden für das Gerät – auch wegen seiner für die damalige Zeit gehobenen Hardware-Eigenschaften – auch viele „ernsthafte“ Programme produziert. Neben Office-Programmen wie der Textverarbeitung Vizawrite oder Textomat und den Tabellenkalkulationen Microsoft Multiplan und SuperCalc gab es für alle erdenklichen Anwendungen eine Vielzahl von Programmen, von denen hier stellvertretend nur einige aus dem deutschen Raum genannt seien: Für grafische Anwendungen waren Programme wie "Hi-Eddi" (für HiRes-Grafik) von Hans Haberl, "Amica Paint" von Oliver Stiller für Multicolor-Grafiken und "GIGA-CAD" von Stefan Vilsmeier für 3D-Modelle konzipiert. Ebenfalls von Hans Haberl und veröffentlicht von Scanntronik waren die Desktop-Publishing-Programme Printfox und Pagefox. Letzteres wurde als Steckmodul entwickelt und enthielt eine zusätzliche Speichererweiterung, um Zeichensätze, Grafiken und Text für eine ganze DIN-A4-Seite im Speicher halten zu können. Dabei standen alle üblichen Layoutfunktionen zur Verfügung, inklusive Spezialfunktionen wie Kerning.

Lernprogramme.

Auch etliche Lernprogramme wurden für den C64 produziert, wenngleich er kein typischer Rechner war, der im Schulunterricht zum Einsatz kam. Hier waren besonders der Apple II und seine Klone stark verbreitet.  Neben Lernprogrammen wie Vokabeltrainern, Mathekursen und Programmen zum Erlernen des Chemielernstoffes wurden auch Hardware-Erweiterungen angeboten, mit denen Schüler zum Beispiel mit der Fischertechnik-Schnittstelle 30562 für den

GEOS.

Im Jahr 1986 wurde das Betriebssystem GEOS (Graphic Environment Operating System) mit grafischer Oberfläche (GUI) für den C64 angeboten. Es wurde in mehreren Versionen veröffentlicht und enthielt sehr viele Anwendungsprogramme. Diese grafische Oberfläche erweiterte den C64 in seiner Anwendungsbreite stark. Das war notwendig geworden, weil ab Mitte der 1980er-Jahre grafische Oberflächen immer häufiger als Serienausstattung bei Heimcomputern zum Einsatz kamen, so zum Beispiel beim Commodore Amiga, dem Apple Macintosh oder beim Atari ST. GEOS wird auf unterschiedlichen Plattformen bis heute (Stand 2005) gepflegt und erweitert. Allerdings ist es sehr ressourcenaufwendig, so dass sich im Besitz des Anwenderkreises von GEOS auch am häufigsten moderne Hardware wie große Speichererweiterungen, Super-CPUs oder Festplatten befinden.  Darüber hinaus wurde für den C64 ein Unix-Derivat namens "LUnix" entwickelt. Aktuell weiterentwickelt wird das ebenfalls Unix-orientierte "Wings"-Betriebssystem für den C64.  Neue C64-Software und C64-Hardware wird auch heute noch von verschiedenen Firmen (zum Beispiel "Protovision") vertrieben und entwickelt.

Programmiersprachen.

Die wichtigsten Programmiersprachen für den C64 waren das eingebaute BASIC und Assembler. Daneben gab es eine Vielfalt an Programmiersprachen und -Dialekten für den C64:

BASIC.

Das eingebaute Commodore BASIC V2 bietet keinerlei Befehle, um die Grafik- und Soundmöglichkeiten des C64 anzusprechen, da diese beim VC20, von dem der Code übernommen worden war, noch nicht vorhanden waren. Das bereits vorhandene und bessere BASIC 4.0 der neueren PETs wurde beim C64 nicht verwendet, da man den PETs keine interne Konkurrenz machen wollte. Über die BASIC-Befehle codice_9 und codice_10 kann direkt auf die Hardware zugegriffen werden, weiterhin ist über den codice_11-Befehl das direkte Anspringen von Systemroutinen möglich: Beispielsweise bewirkt codice_12 einen Reset des C64. Sound und Grafik lassen sich nur in Assembler oder erweiterten BASIC-Varianten wie etwa Simons’ BASIC effektiv programmieren, die jedoch nicht Bestandteil des Lieferumfangs waren. Spiele für den C64 sind daher nahezu ausschließlich in Assembler programmiert. Bei späteren BASIC-Versionen, beispielsweise dem BASIC 3.5 des C16 und Plus4, ist der Befehlsvorrat wesentlich umfangreicher.  Neben dem eingebauten Commodore BASIC V2 gab es noch diverse Dialekte und Compiler. Eine Auswahl:

Assembler.

Assembler ist die wichtigste und – zusammen mit dem eingebauten BASIC – die am häufigsten genutzte Programmiersprache für den C64. Nur mit Assembler konnten die Fähigkeiten des Gerätes optimal genutzt werden. Es gab verschiedene Assembler-Entwicklungsumgebungen, die bekanntesten hießen TurboAss, Hypra-Ass und Giga-Ass. Für große Projekte wurden Cross-Assembler-Systeme eingesetzt. Diese bestanden aus zwei Computern, die mit einem Datenkabel verbunden waren: Einem C64, auf welchem das neu entwickelte Programm

Pascal.

Mit Oxford Pascal gab es eine Pascal-Implementierung, die in der Lage war, eigenständige Programme auf Diskette zu schreiben oder im Speicher zu halten. Sie war durchaus standard-konform. Auch von UCSD

Sonstige.

Zusätzlich zu den genannten Sprachen gibt es weitere Programmiersprachen, die aber eher exotisch sind. So gibt es einen C-Compiler (der allerdings nur eine Teilmenge von C implementiert), Forth und COMAL sind ebenfalls vertreten; es wurde sogar eine COBOL-Implementierung produziert. Auch Logo gibt es für den C64.  Weiterhin existiert das Betriebssystem Contiki, das eine Internet- und Ethernetanbindung über den C64 erlaubt.  Heute existiert mit cc65 ein leistungsfähiger Cross-Compiler für die Sprache C, der bis auf Gleitkommazahlen fast den ganzen ANSI-Standard abdeckt. Der Compiler selbst läuft auf den meisten modernen Plattformen.

Spiele.

Die Spiele für den C64 waren eines der besten Verkaufsargumente für den Rechner: Fast jedes bekannte Computerspiel in den 1980er- und teilweise in den 1990er-Jahren wurde für den C64 umgesetzt, darunter viele Arcade-Spiele, so auch Donkey Kong und Pac-Man. Schätzungen gehen von etwa 17.000 kommerziellen Spieletiteln für dieses Gerät aus, nicht mitgezählt die zahllosen Spiele, die C64-Besitzer selbst programmierten. Über 95 Prozent aller Spiele haben eine Auflösung von 160 × 200 doppelbreiten Pixeln.  Im Laufe der Jahre wurden insbesondere die Spiele immer komplexer und grafisch anspruchsvoller. Einige grafische Höhepunkte für den C64 sind unter anderem das Strategiespiel Defender of the Crown oder Manfred Trenz’ Actionspiel "Turrican II: The Final Fight", deren Grafiken teilweise an Amiga-Qualität heranreichen. Andere herausragende Beispiele sind Wizball (Rahmensprites), Stunt Car Racer (3D-Grafik mit ausgefüllten Polygonen) oder die "Last-Ninja"-Trilogie. Auch die Präsentation und Animation der beliebten Sportspiele der Firma "Epyx/U.S.Gold" ("Summer Games 1+2," "Winter Games", "California Games" und so weiter) konnten überzeugen. Das von Nintendos Mario-Serie inspirierte Great Giana Sisters erfreute sich ebenfalls großer Popularität.

Propaganda.

Schon in den 1980er-Jahren erprobten politische Gruppierungen die Möglichkeit, Computerspiele für ihre Zwecke zu nutzen. Diese technisch primitiven Spiele, die als Kopien auf Schulhöfen getauscht wurden, basieren meist auf der Technik des C64, etwa das von einem 17-Jährigen programmierte rechtsextremistische Spiel „Anti-Türken-Test“, in dem rassistische Fragen über die Tastatur zu beantworten sind oder das Spiel „KZ-Manager“, in dem ein Konzentrationslager möglichst effektiv geführt werden muss. Viele dieser Programme wurden in den 1980er- und frühen 1990er-Jahren durch die Bundesprüfstelle für jugendgefährdende Medien (damals noch Bundesprüfstelle für jugendgefährdende Schriften, kurz BPjS) indiziert und später durch Gerichtsbeschlüsse bundesweit beschlagnahmt.

Demoszene.

Der C64 trug besonders zur Entwicklung einer vielfältigen Subkultur bei, in der talentierte Programmierer Tricks entwickelten (zum Beispiel die Ausnutzung undokumentierter Hardwarefunktionen, darunter sehr viele Tricks für den Grafikchip), um die augenscheinlichen Limitierungen des Computers zu umgehen. Teile dieser Szene leben heute noch fort (siehe auch Demoszene) oder entwickelten sich weiter zu anderen Computersystemen wie Amiga oder PC. Die Demoszene entstand in den 1980er-Jahren aus der damaligen Crackerszene. Die Intros, die ursprünglich als Vorspann zwecks Präsentation der Fähigkeiten und Wiedererkennung vor gecrackte Spiele gesetzt wurden, nahmen stetig an Komplexität zu und wurden schließlich als Einzelwerke ("Demos") ohne dazugehörige gecrackte Software veröffentlicht.  Einem Außenstehenden erschließen sich die Schwierigkeiten dieser Programmierung häufig

Raubkopie.

Mit dem rasanten Aufstieg des Heimcomputers in den 1980er-Jahren im Allgemeinen und des C64 im Speziellen entstand auch ein Tauschmarkt für Raubkopien von Software für diesen Rechner. Auch Anwendersoftware, aber im überwiegenden Maße Spiele wurden zwischen den C64-Besitzern getauscht. Das war mit den ersten kommerziellen Programmen noch sehr einfach machbar. Doch schon bald versuchte die Softwareindustrie, durch verschiedene Kopierschutzmaßnahmen (mittels Datenträger, durch Papier-basierte Abfragen oder auch durch Laufzeitmaßnahmen) der Situation Herr zu werden. Das gelang kaum, da quasi gleichzeitig die Szene dafür sorgte, dass die Software einerseits mit ihren eigenen Programmen wieder kopierbar wurde, andererseits erzeugte man durch Decodieren und gezieltes Modifizieren der Originale ungeschützte Versionen, die sich mit jedem beliebigen Kopierprogramm duplizieren ließen. Es entstand eine Art „Hase-und-Igel“-Wettlauf zwischen der Softwareindustrie und den

Musik.

Der Soundchip des C64 war zum Verkaufsstart des C64 eine Sensation, da es bis dahin keinen vergleichbaren Heimcomputer gab, der eine solche Vielfalt an Klangvariationen bot. Durch diese technischen Möglichkeiten machten sich unzählige Programmierer daran, den C64 als Musikcomputer zu nutzen und entsprechende Musik auf ihm zu programmieren.  Für den deutschen Sprachraum besonders zu erwähnen ist das komplett auf dem C64 programmierte Stück „Shades“ von Chris Hülsbeck, der mit diesem Song im Jahre 1986 den Musikwettbewerb der Fachzeitschrift 64’er gewann und damit den Grundstock für seine Karriere im Bereich der Spielevertonung legte. Weitere bekannte C64-Komponisten waren Rob Hubbard, Martin Galway, Ben Daglish, David Dunn, Markus Schneider, Stefan Hartwig, Reyn Ouwehand, Jonathan Dunn, Matt Gray, Jeroen Tel, Jens-Christian Huus (JCH) und Charles Deenen (Maniacs of Noise).  Auch die professionelle Musikszene nutzte den C64 als Musikinstrument. So experimentierte der Musiker und Musikproduzent Michael Cretu in den 1980er-Jahren mit den Klängen des C64 und auch die Band von Inga Rumpf setzte

Magazine.

In Deutschland kamen ab Anfang der 1980er-Jahre verschiedene Computermagazine speziell für den C64 auf den Markt. Am bekanntesten war die „64’er“ vom Verlag „Markt & Technik“, der Heise-Verlag gab mit der „Input 64“ ein Magazin auf einem Datenträger (Kassette und Diskette) heraus. Auch bekannt und verbreitet waren die Diskettenmagazine „Magic Disk 64“ und sein Ableger „Game On“ sowie die „RUN“. Als inoffizieller Nachfolger der 64'er erschien von 1997 bis 2006 die „Go64!“ (CSW-Verlag, Winnenden), die in der „Retro“ aufging, welche seit 2006 vierteljährlich erscheint. Des Weiteren existieren gegenwärtig noch zwei deutschsprachige Amateur-Printmagazine, die „Lotek64“ (auch als kostenlose PDF-Version im World Wide Web erhältlich) und die „Return“. In England waren „Commodore Force“ und „Commodore

Der C64 in der DDR.

Ab Ende 1985 wurde der C64 im Intershop gegen „Westgeld“ oder Forumschecks verkauft, weitere Geräte fanden als Geschenk ihren Weg in die DDR. Gelegentlich konnte der C64 dank asiatischer Gastarbeiter im staatlich organisierten Gebrauchtwarenhandel („A & V“) für 8000 Mark

Emulatoren.

Heute gibt es etliche Commodore-64-Emulatoren, wie den VICE, den M.E.S.S., Power 64 (für Mac OS X und Mac OS 9), Frodo (u. a. für Symbian-Handys, sowie Apple iOS und Android) und den ccs64. Diese erlauben es, C64-Software auf moderneren Rechnern wie etwa einem Windows-PC auszuführen. Mit den Emulatoren kann neben Disk-Images auch Original-C64-Zubehör wie z. B. Disketten- und Datasettenlaufwerke angesteuert werden.

Literatur.

Originalliteratur der Firma Commodore  Geschichte  Allgemeines  Hardware  Programmierung  Spieleprogrammierung  Demoszene  Grafik  Musik  Spiele  Sonstiges  Zeitschriften

Der Commodore 64 (kurz C64, umgangssprachlich 64er oder „Brotkasten“) ist ein 8-Bit-Heimcomputer mit 64 KB Arbeitsspeicher.

康懋达64(英语:Commodore 64),也称为C64、CBM 64或在瑞典被称作VIC-64是由康懋达国际于1982年1月推出的8位元家用电脑(首次在1982年1月7日至10日,于拉斯维加斯消费电子展上展出。)。 它在吉尼斯世界纪录中被列为所有时间最畅销的单一电脑型号, 独立估计出售数量在1000至1700万台之间。批量生产始于1982年初,在同年8月以价格贩售。


Geschichte.

Die Skriptsprachen JavaScript im Netscape Navigator und JScript im Microsoft Internet Explorer ermöglichten schon Mitte der 1990er Jahre die ereignisbasierte Veränderung von Webseiten. Damals wurde der Begriff DHTML benutzt, um auf diese Fähigkeiten der damaligen Programmversionen hinzuweisen. Durch die Standardisierung des Document Object Model und das Platzen der damaligen Dotcom-Blase geriet der Begriff aus der Mode.

Techniken.

Dynamisches HTML umfasst die folgenden Techniken: Dabei müssen nicht unbedingt alle Techniken dieser Liste in einem Dokument verwendet werden (insbesondere die zur Datenübertragung nach dem ersten Laden nicht), um es als Anwendung von dynamischem HTML bezeichnen zu können.

Beispiele.

Ein einfaches Beispiel eines dynamischen HTML Abschnitts, bei dem sich der dargestellte Text beim Anklicken verändert:
Klick mich

Kritik und Nachteile.

Oft wird dynamisches HTML für effekt-orientierte Funktionen verwendet, bei denen der Nutzen nicht klar erkennbar ist und die eher stören.  In der Anfangszeit konnte DHTML nur über Browser-spezifische sogenannte "DHTML-Modelle" realisiert werden, die nicht zueinander kompatibel waren. Daher führten einige DHTML-Seiten unter bestimmten Browsern zu Fehlern. Dieser Ruf hängt dynamischem HTML bis heute an. Daher wird heute auch der Begriff "DOM Scripting" verwendet, mit dem man standardkonformes DHTML von Browser-spezifischen Varianten abgrenzen möchte.  Dynamisches HTML stellt teils hohe Anforderungen an die JavaScript-Fähigkeiten des Browsers, die nur von den neueren Browsergenerationen erfüllt werden. Wenn die Verwendung von JavaScript, z. B. aus Sicherheitsgründen, deaktiviert wird, kann dynamisches HTML nicht verwendet werden. Darüber hinaus kann sich die Zugänglichkeit für Anwender verschlechtern, die wegen körperlichen Einschränkungen auf alternative Eingabe- bzw. Ausgabemethoden zurückgreifen müssen (siehe Barrierefreies Internet). Es ist aber möglich, dynamisches HTML so zu verwenden, dass es nur bei Browsern verwendet wird, die damit auch umgehen können. Die übrigen Anwender können die Website dann verwenden, als ob diese gar kein dynamisches HTML einsetzen würde.

Die Begriffe DHTML, dynamisches HTML () oder auch DOM-Scripting bezeichnen bestimmte Webdesign-Methoden, bei denen während der Anzeige einer Webseite diese selbst, ausgelöst durch Benutzereingaben, verändert wird.

动态HTML(Dynamic HTML,简称DHTML、DHML)指的是网页内容随着用户或计算机程序提供的参数而变化的HTML,通过结合HTML、用户端脚本语言(Client Side Script,如JavaScript)、串接样式表(CSS)和文件物件模型(DOM)来创建动态网页内容。