Sinclair ZX Spectrum

Когда вы читаете эти строчки, где-то наверняка светится экран монитора со знакомой до боли надписью «© 1982 Sinclair Research Ltd». А это значит, что ZX Spectrum, восьмиразрядный компьютер, придуманный без малого сорок лет назад, всё еще жив.

Одна из причин особого отношения людей к «Спектруму» — это, безусловно, ностальгия, и не только по нему, но и по всей технике и окружавшей её атмосфере рубежа восьмидесятых-девяностых годов. Те компьютеры с нынешних высот кажутся плохенькими и неказистыми, но для многих они были первыми компьютерами в доме — с первыми играми, бейсиками, фокалами, паскалями…

Мало кто знает, что сэр Клайв Синклер сначала создал компьютер ZX80 — еще более простой и доступный, чем Spectrum. Он был вот такой:

Это был первый компьютер, доступный в Великобритании по цене ниже 100 фунтов. Модель была доступна как в виде набора для сборки, покупатель которого должен был сам собрать и спаять компоненты, так и в виде готового компьютера, по несколько большей цене, для тех кто не обладал необходимыми навыками или не хотел собирать модель сам. ZX80 быстро стал очень популярен, в первое время после начала продаж желающим купить компьютер приходилось записываться в очередь и ждать несколько месяцев.

Компьютер был спроектирован Джимом Вествудом (Jim Westwood) на базе процессора Z80, работающего на частоте 3,25 МГц, и оснащён 1 КБ статического ОЗУ и 4 КБ ПЗУ. Компьютер не поддерживал вывод звука. В схеме использовались массово доступные ТТЛ микросхемы. Следующая модель, ZX81 позволила сократить число микросхем с 21 до 4 за счет использования заказной микросхемы ULA. В ПЗУ был зашит язык программирования Sinclair BASIC, редактор для него и операционная система. Бейсик-команды не вводились посимвольно, вместо этого команды выбирались нажатием одной клавиши, как на инженерном калькуляторе; каждой клавише был сопоставлен набор значений, которые выбирались в зависимости от нескольких клавиш-регистров.

В качестве дисплея использовался бытовой телевизор, компьютер подключался к нему через антенное гнездо; постоянной памятью служил бытовой кассетный магнитофон. Схема для генерации видеосигнала была сильно упрощена за счёт нестандартного использования процессора. В результате этого, ZX80 мог показывать картинку только когда был не занят выполнением программы пользователя, то есть тогда когда ждал нажатия клавиши. При запуске Бейсик-программы или даже при нажатии клавиши дисплей моментально гас до тех пор пока процессор вновь не освободится. Это сильно усложняло работу с графикой, поскольку программа должна была предусматривать паузы с ожиданием ввода просто для того чтобы показать очередной экран. Позже в ZX81 эта проблема была частично решена возможностью работы в «медленном» режиме, когда видеосигнал генерируется, и в «быстром» режиме когда видеосигнал не выдаётся (обычно при длительных вычислениях).

Компьютер поддерживал только вывод черно-белого текста. Без графики.

С появлением ZX81 для ZX80 стало доступно обновление, включающее чип 8 КБ ПЗУ от ZX81, плёнку для клавиатуры с новыми обозначениями и инструкцию для ZX81; обновление стоило около 20 % от стоимости полноценного ZX81. Достаточно было снять крышку ZX80, достать старое ПЗУ из разъёма, осторожно вставить микросхему нового ПЗУ и накрыть клавиатуру новой плёнкой, после чего ZX80 становился по функциональности почти таким же как ZX81, за исключением «медленного» режима, который нельзя было добавить без аппаратных переделок.

ZX Spectrum изначально назывался ZX82 — но потом год выпуска из названия решили убрать, сосредоточившись на главном усовершенствовании — компьютер стал выводить графику, да еще в цвете!

Из-за этой особенности ZX Spectrum стали очень популярны в Европе, они продавались миллионными тиражами. Хоть «Спектрумы» и не были особенно мощными, однако благодаря своей простоте, дешевизне и обилию доступного софта и игр стали просто идеальными домашними компьютерами.

Ценник Спектрума вы видите на рекламном плакате. Низкая стоимость компьютера была обусловлена рядом факторов: использованием технологии ULA, с помощью которой большая часть схемы размещалась в одном чипе; относительно низкими техническими и пользовательскими характеристиками по сравнению с более дорогими компьютерами того времени; использованием бытового телевизора в качестве монитора и магнитофона в качестве внешнего накопителя.

«ZX Spectrum 48» имел ПЗУ объёмом в 16 Килобайт, в котором был «прошит» диалект языка Бейсик, так называемый Sinclair BASIC. Эта же программа ПЗУ обеспечивала базовый ввод-вывод и пользовательский интерфейс. Системными процедурами (например, печатью на экран) можно было воспользоваться из машинного кода, вызвав их по абсолютным адресам. Архитекторами компьютера была принята политика не изменять программу ПЗУ, несмотря на наличие в ней ошибок. Расположение такой «операционной системы» и языка программирования в постоянной памяти обеспечивало перезагрузку компьютера за пару секунд, включая тестирование ОЗУ, и, что важно, уменьшало размер программ (программист мог использовать «стандартные» процедуры ПЗУ, не расходуя доступную оперативную память и не теряя при этом совместимость).

Использовался процессор Zilog Z80 частотой 3.5MHz, обратно бинарно совместимый по системе команд с Intel i8080, но имеющий расширенную систему команд и улучшенное быстродействие. В реальности в большинство Спектрумов (даже оригинальных) вместо Zilog ставились процессоры-клоны других производителей, но это непринципиально.

Оригинальная материнская плата «ZX Spectrum 48» выглядит вот так:

На ней распаяно два комплекта микросхем динамического ОЗУ — 8 микросхем по 16 килобит и 8 микросхем по 32 килобита, всего получается ОЗУ 48 килобайт. При этом для удешевления системы используются микросхемы, полученные методом отбраковки чипов 64 килобита — в первом случае так называемые «четвертинки», во втором случае — «половинки».

В СССР, разумеется, эту систему никто повторять не стал — все просто использовали 8 микросхем на 64 килобита, так что ОЗУ компьютера фактически имело размер 64 килобайта, из которых 16 килобайт перекрывалось с ПЗУ и не использовалось.

Не менее характерным был единственный графический режим компьютера при отсутствии текстового. Цвета (8 цветов и два уровня яркости, плюс атрибут мерцания) и собственно графика хранились в разных участках памяти. При этом, хотя графическое разрешение составляло 256×192 точек, цветовые атрибуты задавались по знакоместам. Каждое знакоместо размером 8×8 пикселей могло иметь только два приписанных ему цвета (называемые цветами «чернил» и «бумаги» в Sinclair BASIC) и по одному атрибуту яркости и мерцания. Таким образом, область 8×8 пикселей кодировалась 9 байтами ОЗУ (8 байт — побитовая картинка 8×8 пикселей, 1 байт — атрибуты цвета: 3 бита — цвет знака, 3 бита — цвет фона, 1 бит повышенной яркости и 1 бит мерцания знакоместа). Такая организация вызывала определённые сложности (конфликт атрибутов) при создании компьютерной графики, с другой стороны, малый объём экранной памяти (около 7 КБ) позволял быстрее обновлять экран и увеличивать долю ОЗУ, используемую собственно программой, что было существенно для компьютерных игр. Кроме того, особая организация графического режима позволяла существенно оптимизировать вывод текста при отсутствии текстового режима.

Сейчас это кажется смешным — но по тем временам такая графика была очень крутой. Напомню, что компьютер IBM PC получил графический адаптер CGA с 4 цветами и разрешением 320×200 точек в том же самом году, и это была первая видеокарта IBM, вообще поддерживающая цветное изображение. Причем техническое решение цвета, по сравнению со Спектрумом, было ужасным.

Да что уж там — сам IBM PC, первый массовый персональный компьютер производства фирмы IBM, выпущенный в 1981 году, имел процессор Intel 8088 с частотой 4,77 МГц (4/3 частоты поднесущей NTSC) и ёмкость ОЗУ 16 Кбайт в базе (расширяемую максимум до 256 килобайт). Да, это уже 16-битный процессор, но его производительность была не сильно выше, чем у Z80 на 3.5 МГц.

В отличие от поклонников не менее знаменитых на Западе компьютеров Commodore 64 и Apple II, любители ZX Spectrum обитают в основном в странах Восточной Европы. Российские спектрумисты-самоделкины не оставили эту платформу и в девяностые годы — когда производство фирменных компьютеров было давно свёрнуто. Как же появился «Спектрум» на просторах тогда ещё СССР, и почему именно он стал для нас символом компьютеров той эпохи?

Устройство ZX Spectrum 48K трудно описать иначе, как словами «гениальная простота». Здесь без лишних наворотов был реализован джентльменский набор функций: графика, интерфейсы к внешним устройствам, звук и 48 Кб оперативной памяти. Чтобы получить рабочий «Спектрум», не требовалось докупать периферию — подключить его можно было к обычному телевизору, а в качестве устройства внешней памяти использовался обычный кассетный магнитофон, который имелся у многих.

Почти сразу выяснилось, что большинство компонентов «Спектрума» можно заменить на отечественные, а это было очень важно при тогдашнем дефиците радиодеталей. Даже фирменную «секретную» микросхему ULA, в которой был прошит видеоконтроллер и некоторые другие узлы компьютера, в итоге взломали и повторили на обычной «рассыпухе». Единственной импортной деталью оставался центральный процессор Z80. Впрочем, отечественная промышленность вскоре освоила производство и его аналогов (например, зеленоградский Т34).

Не самое плохое компьютерное изделие отечественной промышленности «БК-0010» стоило тогда 600-650 рублей, тогда как средняя цена на самодельный клон ZX Spectrum 48K лишь немногим превышала 100 рублей и со временем только снижалась. При этом для Спектрума было навалом программ — от игр до всякого серьезного софта, включая компиляторы, спектроанализаторы и даже системы компьютерной трассировки печатных плат (серьезно, такие были — и вполне годные).

Хохлы утверждают, что якобы первыми Спектурм передрали они во Львове. На самом деле это не так — первым начал эту работу один товарищ в Новосибе, но к моменту, когда он приехал в командировку в Питер, у него был на руках только оригинальный ZX Spectrum 48K, причем нерабочий, со сгоревшей ULA, и некоторый макетик на рассыпухе, которым он эту ULA пытался заменить.

Питерские товарищи, к которым он обратился за помощью, включились в работу и довольно быстро объяснили новосибирцу, что при таком объеме исследований, которые приходится делать для замены ULA — проще собрать клон этого компьютера на отечественной рассыпухе. Что и было сделано. Таким образом, первый клон ZX Spectrum 48K был сделан в Питере, и одновременно начал изготавливаться в Питере и Новосибирске.

Это вот одна из питерских схем, довольно близкая к изначальной — в ней не хватает разве что формирователя вектора прерывания, ну и еще пары мелких деталей, назначения которых люди, копировавшие схему, просто не поняли.

Что же до Львовского клона — он появился позже, и по его схеме очень хорошо видно, что она построена не реверс-инжинирингом со схемы оригинального Спектрума, а копированием одной из «ленинградских» схем, причем неграмотно упрощенной — чего львовские хохлы опять же не поняли, поскольку не работали с оригиналом.

Ну вы же понимаете — не украл, не соврал — не хохол.

Один из самых неясных моментов в истории ZX Spectrum — падение его популярности в начале девяностых годов. Почему компания, выпускавшая настолько хорошо продававшийся компьютер, вдруг свернула производство, вместо того чтобы продолжать развивать платформу и делать более совершенные модели?

Умнейшие говорят, что ошибкой в случае с ZX Spectrum было то, что Клайв Синклер предпринял крайне неудачную попытку сделать из него офисный компьютер.

На это наложилась еще и потеря темпа. К примеру, у компании слишком много времени занял выпуск специализированного накопителя на магнитной ленте Microdrive, который позволил бы заменить подключавшиеся к «Спектруму» бытовые магнитофоны. Когда Microdrive был выпущен, оказалось, что его специфические кассеты и по качеству, и по цене уступают уже распространившимся к тому моменту пятидюймовым дискетам.

Компания Синклера тем временем была занята разработкой модели Sinclair QL — куда более дорогого и совершенного компьютера, предназначенного не для домашнего использования, а для офисов. Но пробиться на этот рынок не вышло: Sinclair Research не удалось вовремя договориться с поставщиками программного обеспечения, к тому же качество «железа» по-прежнему не дотягивало до корпоративных стандартов.

Иронично, что первая по-настоящему удачная и популярная модель со времён выпуска оригинального ZX Spectrum была одновременно и его первым «клоном». Spectrum 128 (со 128 килобайтами памяти вместо 48) разработали не непосредственно в Sinclair Research, а по инициативе испанской компании Investronica, производившей «Спектрумы» по лицензии.

В итоге компьютерный бизнес сэра Синклера так и не перешагнул стадию торговли полуфабрикатами и запчастями, а его основатель устремился к новым неосвоенным горизонтам — разработке инновационных транспортных средств. Где и сгинул.

Компьютерное подразделение же было продано британской компании Amstrad ещё в 1986 году. Для Amstrad это было вполне удачным приобретением: во-первых, одним конкурентом стало меньше, во-вторых «Спектрумы» ещё какое-то время продавались. Амстрадовский ZX Spectrum +2 был основан на ZX Spectrum 128 и имел встроенный накопитель на магнитных лентах, а ZX Spectrum +3 уже поставлялся с трёхдюймовым дисководом.

Последням компьютером, выпущенным под маркой Sinclair, стал PC200, выпущенный в 1988 году. Он был основан на процессоре Intel 8086, имел 512 Кб оперативной памяти и дисковод. По сути, это уже был не «Спектрум», а вполне стандартный бюджетный PC — на нём работали ОС MS-DOS версии 3.3 и графическая оболочка GEM.

Ну а вы можете вспомнить детство и молодость, и сыгрануть на Синклере ZX Spectrum в онлайне:

viva-games.ru/game/crystal-kingdom-dizzy-2017-edition

Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Читайте также:

46 Комментарий
старые
новые
Встроенные Обратные Связи
Все комментарии
Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.