🤷🏻 😀 🏸 Computerhistorie: Xerox Alto - Personal Computer 🤘🏽 🧛🏻 ↔️

Byte 1981. Xerox Alto.

1973 . , . ZX Spectrum 9 . Commodore Amiga 1000 1985-. , -, . , Xerox . . , . , — , , : .

Cover des Byte Magazine, September 1981

Es gibt viele interessante Artikel über den Xerox Alto. Das heutige Material ist jedoch besonders interessant. Es wurde 1981 von einem Journalisten für das Byte-Magazin geschrieben, und zwar in den Jahren der Relevanz von Alto, und gibt uns die Möglichkeit, es mit den Augen von Zeitgenossen zu sehen.

Das Material wird mit einigen geringfügigen Abkürzungen veröffentlicht. Am Ende werden wir Links zu Alto-Emulatoren und bessere Illustrationen als die in der Zeitschrift veröffentlichten bereitstellen.

Heutzutage stellt ein seltener Computer-Enthusiast oder Profi, der sich moderne Maschinen ansieht, nicht die Frage: Was wird als nächstes passieren?

Alto: Personal Computer

1972 beschloss die Xerox Corporation, einen Personal Computer für die wissenschaftliche Forschung freizugeben. Als Ergebnis wurde Alto geschaffen, an dem Ed McCraith, Chuck Tucker, Butler Lampson, Bob Sproull und Dave Boggs arbeiteten. Ihre Aufgabe war es, ein kompaktes Gerät zu entwickeln, das problemlos in ein normales Büro passt. Gleichzeitig muss es leistungsstark genug sein, um eine qualitativ hochwertige und zuverlässige Bedienung des Betriebssystems und des Grafikdisplays zu gewährleisten. Ziel der Entwickler war es, jeden Benutzer mit einem eigenen Computer auszustatten, der alle seine Bedürfnisse abdeckt, sowie mit einem Kommunikationsgerät für den schnellen Informationsaustausch.

1978 spendete Xerox 50 Alto-Computer an die Universitäten Stanford und MIT. Diese Maschinen fügten sich sofort in die Arbeitsabläufe der Wissenschaftler ein und wurden schnell zum Standard für alle anderen PCs.

Es ist zweifelhaft, dass sich jemand außerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft jemals den Kauf eines Alto leisten kann. Diese Computer sind nicht für den allgemeinen Verbraucher bestimmt, sondern für die interne Forschung von Xerox, sodass sie nicht in großen Mengen verkauft werden. Aber es lohnt sich, darüber zu sprechen, schon allein deshalb, weil viele PCs von morgen mit dem Wissen und der Erfahrung ausgestattet werden, die bei der Erstellung und Arbeit mit dem Alto gewonnen wurden.

Foto 1: Zwei Xerox Alto. Jeder Alto-Prozessor ist direkt unter zwei 3-MB-Festplatten im Rack montiert. Bitte beachten Sie, dass Computervideodisplays im Gegensatz zu Standardfernsehbildschirmen wie ein Blatt Papier vertikal gestreckt sind.

Ausrüstung

Der Alto besteht aus vier Hauptteilen: einem Grafikdisplay, einer Tastatur, einer Grafikmaus und einer Box mit dem Laufwerk und dem Prozessor. Jeder Alto ist in einem eleganten cremefarbenen Metallgehäuse untergebracht, das bereits auf seinen Preis von 32.000 US-Dollar hinweist. Mit Ausnahme der Systemeinheit auf dem Boden wird der Computer auf dem Desktop platziert.

Grafische Anzeige

Das Grafikdisplay ist die auffälligste Komponente des Alto. Es sieht aus wie ein um 90 Grad gedrehter Fernsehbildschirm. Rasteranzeige. Seine physischen Abmessungen betragen 8 Zoll horizontal und 10 Zoll vertikal. Auf dem Schwarzweißbildschirm können Sie mit 808 Pixel vertikal und 606 Pixel horizontal arbeiten. Die endgültige Auflösung beträgt ca. 80 dpi.

Das Bild wird durch bitweises Raster-Scannen ausgegeben. Dies bedeutet, dass jeder Punkt in der Anzeige einem bestimmten Bit im Speicher entspricht.

In Bezug auf die Anzeige von Text kann der Bildschirm bis zu 60 Zeilen mit jeweils 90 Zeichen aufnehmen (vorausgesetzt, jedes Zeichen hat 7 x 9 Pixel, wie bei den meisten Videoterminals). Alto hat keinen Hardware-Zeichengenerator. Der Zeichensatz kann vom Benutzer erstellt und dann angezeigt werden. Es sind auch gemischte Schriftarten zulässig, sodass Texte unterschiedlicher Größe und Form gleichzeitig auf dem Bildschirm angezeigt werden können.

Foto 2: Programm zum Testen der Tastatur. Jede Taste auf der Alto-Tastatur verfügt über ein eigenes Signalkabel, sodass mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt werden können. Im obigen Bild sind gedrückte Tasten schwarz markiert. Das kleine Quadrat über der Tastatur repräsentiert die Maus. Wie Sie sehen können, wird eine der Tasten gedrückt.

Da Bildschirmpixel nur einem Speicherbit entsprechen, unterstützt der Computer keine Farb- und Intensitätsabstufungen. Die hohe Pixeldichte und verschiedene Kombinationen davon erzeugen jedoch eine "Textur", die den Eindruck eines Grautons erweckt. Fotos in Zeitungen werden auf die gleiche Weise gedruckt.

Tastatur

Foto 3: Flipperspiel. Flossen werden mit zwei Umschalttasten gesteuert. Der Alto-Anschluss kann an einen Lautsprecher angeschlossen werden, um Spielgeräusche abzuspielen.

Ohne auf Details einzugehen, ist die Alto-Tastatur mit Ausnahme einiger Sondertasten genau wie eine normale Schreibmaschine. Es ist sehr bequem zu drucken und kann jederzeit abgenommen werden. Darüber hinaus verfügt jede Taste über ein eigenes Signalkabel, das zur Tastaturschnittstelle passt. Dadurch können Programme die sogenannten "Akkordbefehle" voll ausnutzen, bei denen der Benutzer eine oder mehrere Tasten gedrückt hält. Zum Beispiel erkennt der "Akkord" Shift + Control + E Alto so leicht wie A + B + C. Ein weiteres Plus ist die Möglichkeit, die Dauer eines Tastendrucks zu bestimmen. Zum Beispiel bestimmt "Flipper" die Kraft eines Schlags, indem der Benutzer den Knopf gedrückt hält. Es gibt natürlich auch andere Software, mit der Sie Ihre Tastatur konservativer verwenden können.

Grafische Maus

Foto 4: Mauseingabegerät. Der Bediener steuert mit der Maus die Position des Cursors auf dem Bildschirm. Es erkennt eine Änderung seiner eigenen Position und der Bediener "rollt" sie auf einer weichen Plastikmatte.

Die Maus ist eine kleine Box mit drei Tasten am oberen Rand. Die Verbindung zur Alto-Tastatur erfolgt über einen dünnen, flexiblen Draht. Die Tasten heißen "rot", "gelb" und "grün", obwohl sie alle schwarz sind. Die Maus befindet sich in der rechten Hand des Benutzers und rollt auf einer weichen Plastikmatte, die die Kugeln auf der Unterseite dreht.

Die Änderung der Position der Maus wird durch den Zustand eines dieser Bälle verfolgt und dann an den Computer gesendet. Der Cursor bewegt sich auf dem Display entsprechend. Die physische Position der Maus auf dem Tisch spielt keine Rolle, da nur die Tatsache ihrer Bewegung verfolgt wird. Die grafische Oberfläche der Maus ist viel praktischer als das Bitpad, der Joystick oder der Trackball. Viele Alto-Programme können nur mit der Maus ohne Tastatureingabe bedient werden.

Systemeinheit

Der Alto-Prozessor und der Festplattenspeicher befinden sich in einem kleinen, hüfthohen Rack-Schrank. Jeder Alto wird mit einem 3-MB-Laufwerk geliefert. Festplatten werden aufgrund ihrer Form und Größe häufig mit Pizzaschachteln verglichen.

Das "Gehirn" des Alto ist ein 16-Bit-Prozessor. Es besteht aus vielen mittelgroßen bis kleinen TTL-ICs (Transistor Logic Integrated Circuits). Der Prozessor kann ungefähr 400.000 Anweisungen pro Sekunde ausführen. Jeder Alto hat einen Adressraum von 64.000 16-Bit-Wörtern, einschließlich des Bildschirmbereichs. Durch die Verwendung einer Technologie namens "Bankauswahl" wird sie auf 256.000 Wörter erweitert. Computer mit erhöhtem Speicher werden als Alt mit großem Körper bezeichnet.

Der größte Teil der "Magie" in Alto geschieht auf Mikrocode-Ebene. Alto kann bis zu 16 Aufgaben gleichzeitig ausführen, und die Planung und E / A erfolgt im Mikrocode. Der Benutzer kann jedoch nur eine Aufgabe verwalten. Es hat die niedrigste Priorität und muss anderen Prozessen nach Bedarf Ressourcen "zuweisen", z. B. Programme, die die Anzeige, Festplatten, Tastatur, Maus und Ethernet-Verbindung steuern. Der Benutzer hat direkten Zugriff auf den Mikrocode und kann ihn bei Bedarf entsprechend seinen eigenen Anforderungen umschreiben.

Alto ad, 1979

Software

Alto verwendet Software für viele der häufigsten Hardwareaufgaben (z. B. zur Zeichengenerierung). Das Ergebnis ist eine sehr umständliche, aber flexible Architektur.

Jeder Alto ist mit einem Nur-Lese-Speicher (ROM) ausgestattet, der genügend Softwareinhalte enthält, um den Alto aus dem lokalen Netzwerk zu "laden". Dank dessen hat der Benutzer immer die Möglichkeit, "sicher" über Ethernet zu booten, wenn ein Systemprogramm nicht funktioniert. Jede Software für Alto kann über das Netzwerk bezogen werden.

Das Alto-Betriebssystem ist ein Programm, das grundlegende Tools für die Computerverwaltung bereitstellt. Es ist in BCPL geschrieben, einer Sprache, die C sehr ähnlich ist. Die meisten Programme werden direkt von Alto OS ausgeführt. Da der Adressraum von Alto klein ist, können BCPL-Programme mit einer speziellen Technik namens "Junta" zur Laufzeit unnötige Alto-Betriebssystempartitionen entfernen. Wenn diese Fragmente später benötigt werden, können sie durch Ausführen von "Counterjunta" wiederhergestellt werden.

Foto 5: Demonstration des Executive-Programms auf dem Alto.

Eines der BCPL-Programme, die auf dem Betriebssystem ausgeführt werden, heißt Alto Executive. Es kommuniziert direkt mit dem Benutzer und ermöglicht es Ihnen, Dateien zu bearbeiten und andere Programme zu starten. Ein interessantes Merkmal von Executive ist die Möglichkeit, den Dateinamen zu vervollständigen.

Wenn Sie nur den Anfang des Dateinamens und den Escape-Code eingeben, kann Executive ihn selbst hinzufügen. Programmierer können Dateien beschreibend benennen (z. B. GatewayInformation.press), aber nicht bei jedem Zugriff einen langen Namen eingeben. Das ausführende Programm erkennt die Datei, sobald es genügend Zeichen erhalten hat, um sie eindeutig zu identifizieren. Durch Eingabe eines Fragezeichens anstelle eines Escape-Codes erhalten Sie von Executive alle Dateinamen, die mit dem von Ihnen eingegebenen Text übereinstimmen.

Alto verfügt über ein sehr flexibles und zuverlässiges Dateisystem. Im Gegensatz zu vielen Dateisystemen (wie CP / M von Digital Research oder TRSDOS von Radio Shack), die Namen auf 6-8 Zeichen plus eine Erweiterung um 3 Zeichen beschränken, erlaubt das Dateisystem von Alto Dateinamen mit bis zu 31 Zeichen. Wenn Sie einen Dateinamen eingeben, wird dieser genau so gespeichert, wie er gedruckt wurde, auch mit Groß- und Kleinbuchstaben. Da Dateinamen sehr lang sein können, kann der Programmierer Groß- und Kleinbuchstaben verwenden, um die Lesbarkeit zu verbessern. Stimmen Sie zu, LongFileName.BigExtension ist für das Auge viel schöner als LONGFILENAME.BIGEXTENSION. Wenn ein Benutzer eine Datei von einem Computer anfordert, wird der Fall ignoriert. Jeder der beiden Namen in den vorherigen Beispielen ist gültig, ebenso wie longfilename.bigextension.

Dateien in Alto sind in Seiten unterteilt. Jede enthält eine kleine Überschrift, die die Seite beschreibt, angibt, zu welcher Datei sie gehört, und auf die Speicherorte verweist, die die nächsten und vorherigen Seiten derselben Datei enthalten. Dies macht das Dateisystem praktisch unzerstörbar. Und ein Programm namens Scavenger kann ein beschädigtes Dateisystem automatisch reparieren.

Foto 5b: NetExecutive (ähnlich wie Executive, erlaubt jedoch Daten über Ethernet)

Natürlich existiert Alto nicht im luftleeren Raum. Für die Arbeit mit Ethernet ist Software erforderlich. Einige dieser Software werden in Form von NetExecutive (siehe Foto 5b) und FTP (Dateiübertragungsprogramm) angezeigt. NetExec ist ein Programm, das Alto Executive sehr ähnlich ist, aber die Software über das Netzwerk und nicht von der Festplatte herunterlädt. Der Benutzer muss selten verwendete oder große Programme nicht lokal speichern. Sie können nur bei Bedarf über das Netzwerk heruntergeladen werden (mit ca. 800.000 Bit pro Sekunde). FTP führt fast die gleiche Aufgabe aus, ist jedoch viel flexibler.

Foto 5c: Mesa-Programm in Bravo bearbeitet. Beachten Sie, dass in der Liste unterschiedliche Schriftarten verwendet werden.

Obwohl der größte Teil der Alto-Software in BCPL geschrieben ist, wurde kürzlich ein neues Entwicklungstool entwickelt: Mesa. Es ist eine Pascal-ähnliche Programmiersprache. Es ist aufgrund einer Reihe von Mikrocode-Unterschieden nicht mit BCPL kompatibel. Es ist wahrscheinlich, dass Mesa die primäre Programmiersprache für Altos Nachfolger wird.

BCPL und Mesa sind die Alto-Systemsprachen, die Hauptdienstprogramme und viele Anwendungsprogramme sind in ihnen geschrieben. Es gibt jedoch andere auf dem Alto. Ein Großteil der Forschungssoftware ist in SmallTalk geschrieben. Es ist eine sehr leistungsfähige und leicht zu erlernende Programmiersprache. Darüber hinaus unterstützt der Computer LISP, das in der KI-Forschungsgemeinschaft beliebt ist.

Verwenden des Bildschirms

Foto 5d: Verzeichnisansicht im Neptune-Verzeichniseditor. Die markierten Dateinamen werden für weitere Vorgänge ausgewählt (Drucken oder Löschen). Der Cursor sieht aus wie ein Kreuz in einem Kreis.

Alto verfügt über hervorragende Grafikfunktionen. Der Bildschirm kann in Fenster unterteilt werden. Viele Alto-Programme werden nur mit der Maus und diesen Fenstern gesteuert. Beispielsweise wird Neptune verwendet, um mit dem Inhalt einer lokalen Festplatte zu arbeiten. Sie können eine Datei löschen, indem Sie mit der Maus darauf klicken und dann auf die Schaltfläche Löschen auf dem Bildschirm klicken. Sobald sich der Cursor in ein neues Fenster bewegt, kann er seine Form ändern: In einem Fenster sieht es aus wie ein "Pfeil" und in einem anderen wie ein "Pinsel".

Foto 5e: Bravo kann eine Vielzahl von Schriftarten verwenden (Alto hat Hunderte von Schriftarten, von gotischen bis zu elbischen Runen. Der mittlere Absatz auf dem Display ist in Griechisch).

Da Alto in der Büroautomationsforschung weit verbreitet ist, benötigt es einen guten Texteditor. Bravo ist ein Texteditor und Formatierer. In der Tradition der Bildschirmeditoren wird der aktuelle Status einer Benutzerdatei immer auf dem Bildschirm angezeigt. Bravo wird über Tastatur- und Mausbefehle gesteuert. Der Benutzer kann mehrere Dateien gleichzeitig in Windows öffnen. Text wird mit dem Mauszeiger und den Tastaturbefehlen hinzugefügt und entfernt. Bravo unterstützt viele verschiedene Schriftarten und ermöglicht dem Benutzer das einfache Wechseln zwischen ihnen. Darüber hinaus speichert Bravo die am Dokument vorgenommenen Änderungen und ermöglicht dem Benutzer, diese rückgängig zu machen.

Zusätzlich zu den Textbearbeitungsfunktionen benötigt der Benutzer möglicherweise Abbildungen. Dafür gibt es ein spezielles Programm, Draw.

Zeichnen ist ein interaktives Zeichenprogramm. Es verfügt über viele verschiedene Werkzeuge zum Erstellen und Bearbeiten von Bildern, die aus Linien, Kurven und Text "zusammengesetzt" sind. Zeichnen teilt den Bildschirm in mehrere Fenster (siehe Foto 6 unten). Auf der linken Seite des Bildschirms befinden sich ein Befehlsmenü und verschiedene Pinsel. Oben befindet sich der Benachrichtigungsbereich und die Texteingabe. Die Mitte des Bildschirms ist der Arbeitsbereich. Kurven können entweder von Hand oder durch Markieren einiger Punkte und durch mathematisches Vervollständigen der Linien gezeichnet werden. Sobald die Form fertig ist, können Sie mit Pinseln damit arbeiten. Es ähnelt der Arbeit von Künstlern und Kalligrafen: Der Benutzer hat Raum für Selbstdarstellung. Mit Maus und Tastatur können Sie ein Objekt duplizieren, drehen, dehnen oder komprimieren.

Foto 6a. Verwenden des Zeichenprogramms: Punkte werden mit dem Cursor platziert, und Kurven und Linien werden vom Programm gezeichnet.

Foto 6b. Verwenden des Zeichenprogramms. Linien können mit verschiedenen „Pinseln“ „gemalt“ werden (der Cursor hat sich in einen kleinen Pinsel geändert).

Foto 6c: Mit dem Programm Zeichnen werden die gepunkteten Linien mit dem Scherencursor erstellt.

Foto 6d. Verwenden von Zeichnen: Sie können das Bild mathematisch bearbeiten. Sie können eine neue Form erstellen, indem Sie eine Kopie des Originals umdrehen, neigen oder strecken.

Netz

Jedem Alto wird eine Ethernet-Adresse zugewiesen, die ihn im Netzwerk eindeutig identifiziert. Eine Standardadresse, zum Beispiel 50 # 100, sagt den meisten Menschen nichts. Daher wird jedem Alto ein eigener, einprägsamer Name zugewiesen. Zum Beispiel sind die Alto-Computer in Stanford nach den Flüssen und Bergen Kaliforniens benannt. Alto bei CMU ist nach Edelsteinen benannt, und Alto bei Xerox selbst ist nach prominenten Personen benannt. Das Ergebnis sind interessante Namen wie Cypress, Turquoise oder Machiavelli. Sie sind viel leichter zu merken als die herkömmlichen 50 # 100.

In Alto-Netzwerken geht es nicht nur um PCs. Andere Gerätetypen, z. B. Server, können ebenfalls mit dem Ethernet-Netzwerk verbunden werden.

Server sind Alto-Computer "ohne Benutzer", die ihre eigene enge Aufgabe haben. Beispielsweise könnte ein Server mit einem Drucker verbunden sein, und das Drucken einer Datei würde darin bestehen, entsprechende Nachrichten an den Druckserver zu senden. Ein weiterer gängiger Servertyp ist der Dateiserver. Diese Computer unterstützen sehr große Festplatten und sind Repositorys für Programme und Dateien, die zu groß sind oder zu selten verwendet werden, um auf normalen Computern gespeichert zu werden. Der Stanford-Dateiserver heißt Lassen.

Ein vollständig sauberer Alto mit leeren Laufwerken ab Werk kann mit einem Koaxialkabel an das Netzwerk angeschlossen werden und erhält innerhalb weniger Minuten einen vollständigen Satz Software. Der Alto kann auch getrennt, an einen anderen Port verschoben und erneut verbunden werden. Dies hat keine Auswirkungen auf die Netzwerkleistung oder den Computer selbst.

Foto 7: Trek-Multiplayer-Programm. Dieses Spiel ist vollständig mausgesteuert. Am unteren Rand des Bildschirms befindet sich ein Kurzstreckenradar. höher - leistungsstärkere Radar-, Navigations- und Waffensteuerungsfenster.

Es gibt mehrere Programme, die Ethernet-Funktionen verwenden. Die interessantesten davon sind Spiele. Trek ist ein Multiplayer-Weltraumspiel, das hauptsächlich von der Maus gesteuert wird (siehe Foto 7).

Mazewar ist ein weiteres Multiplayer-Labyrinthspiel (siehe Foto 8). Ein einzigartiges Merkmal dieser Spiele ist, dass mehrere Benutzer dem Spiel nach Belieben beitreten oder es verlassen können, ohne andere Spieler zu beeinträchtigen. Da alle Altos gleichzeitig dasselbe Paket abhören können (Informationsblock in Ethernet), läuft das Spielprogramm nicht auf einem koordinierenden Computer, sondern auf allen teilnehmenden Computern unabhängig voneinander.

Foto 8: Multiplayer Mazewar. Jeder Alto im Netzwerk kann jederzeit beitreten oder sich abmelden.

Ein Blick in die Zukunft

Der Alto kann auch eigenständig verwendet werden. Die effizienteste Konfiguration ist jedoch eine Gruppe von Alto, die über Ethernet verbunden sind. Da Ethernet ein lokales Netzwerk ist, wurde ein spezielles Gerät, ein Gateway, entwickelt, mit dem lokale Netzwerke mit anderen Ethernet-Netzwerken oder anderen Arten von Paketnetzwerken kommunizieren können. Viele Unternehmen entwickeln derzeit Netzwerkschemata, mit denen Pakete über Kabelfernsehleitungen übertragen werden können. Diese Kabel werden heute in vielen Haushalten und Büros installiert, sodass man sich eine Stadt der Zukunft mit einem dem Informationsnetz ähnlichen "Informationsnetz" leicht vorstellen kann. In Kombination mit einem E-Mail-System (der Alto verwendet heute einen Laurel-Prototyp) sind die Möglichkeiten atemberaubend.

Alto gibt es schon seit mehreren Jahren. Die Forschung steht jedoch nicht still und alte Technologien werden allmählich mit Staub bedeckt. Die neuen Produkte werden auf den unschätzbaren Erfahrungen aufbauen, die bei der Erstellung und dem Betrieb des Alto gesammelt wurden.

In naher Zukunft sollten wir eine deutliche Verbesserung der Qualität von PCs und die Entstehung neuer Möglichkeiten erwarten, diese miteinander zu verbinden.

Aber ohne Zweifel: Alto ist einer der ersten PCs, der die Anforderungen von Programmierern, Sekretären und Geschäftsleuten gleichermaßen erfüllt.

Nachwort

Insgesamt wurden mehrere tausend Alto-Computer produziert. Sie wurden sowohl intern von Xerox selbst als auch an mehreren großen Universitäten verwendet. Der Computer hat es nie auf den Massenmarkt geschafft. Jetzt ist es schwierig, den Innovationsgrad von Xerox zu überschätzen: Netzwerkfähigkeiten, ungewöhnliche Softwarelösungen, ein Formfaktor ähnlich dem modernen. Es scheint, dass 1973 jemand das Geheimnis einer Zeitmaschine entdeckte und den Computer der Zukunft "stahl".

Der Xerox Alto hat die Weltgeschichte der Computer maßgeblich geprägt. Die Schnittstelle wurde von Marktführern nachgeahmt. Seine Technologien und Erkenntnisse wurden in vielen neueren Computergeräten angewendet (1979 machte Steve Jobs eine Tour durch Xerox PARC , wonach er sich sofort entschied, das zu verkörpern, was er im Apple II sah).

Sie können Alto jetzt berührenauf dieser Seite mit einem Browser-Emulator. Hier sind einige unserer eigenen Screenshots von Alto-Spielen und -Programmen. Seien Sie gewarnt, der Emulator ist ziemlich langsam.

Es gibt auch einen "stationären" Alto-Emulator, ContrAlto, geschrieben in C #. Der Quellcode ist auf GitHub zu finden .

Am Ende des Artikels werden wir einige Screenshots veröffentlichen.