Синклер ZX80: Первый доступный домашний компьютер в Великобритании

Введение

Дешевый домашний компьютер Sinclair, 1980

Sinclair ZX80 – домашний компьютер, представленный 29 января 1980 года компанией Science of Cambridge Ltd. (впоследствии более известной как Sinclair Research). Он примечателен тем, что стал одним из первых компьютеров, доступных в Великобритании по цене менее ста фунтов стерлингов. Он продавался в виде набора для самостоятельной сборки за 79,95 фунтов стерлингов, требуя от покупателя сборки и пайки, а также в готовом к использованию варианте за 99,95 фунтов стерлингов.

Оборудование

Внутри машина была разработана Джимом Уэствудом на базе центрального процессора Z80 с тактовой частотой 3,25 МГц и оснащалась 1 КБ статической оперативной памяти и 4 КБ постоянной памяти (ROM). Звукового выхода не было. ZX80 был построен на легкодоступных микросхемах TTL; единственной запатентованной технологией являлась прошивка. Машина помещалась в небольшой белый пластиковый корпус с цельной синей мембранной клавиатурой на передней панели. Существовали проблемы с долговечностью, надежностью и перегревом (несмотря на внешний вид, черные полосы на верхней задней части корпуса – это лишь косметический элемент, а не вентиляционные отверстия). Видеовывод был черно-белым, символьным. Однако набор символов ZX80 включал в себя некоторые простые графические символы, состоящие из блоков, что позволяло создавать простую графику, хотя и с определенными усилиями. Одним из преимуществ монохромного видео было то, что различные стандарты цветного вещания (например, PAL, SECAM) не представляли собой проблемы при продаже системы за пределами Великобритании. Отображение осуществлялось через радиочастотное соединение с бытовым телевизором, а простое автономное хранение программ было возможно с помощью кассетного магнитофона. Генератор видеосигнала ZX80 использовал минимальное количество аппаратных средств в сочетании с программным обеспечением для создания видеосигнала. (Некоторые утверждают, что эта идея была популяризирована Доном Ланкастером в его книге 1978 года "The TV Cheap Video Cookbook" и его "TV Typewriter". Однако в этой конструкции не использовался микропроцессор для генерации видео, и она не была похожа на ZX80 в других аспектах. ZX80 и ZX81 также использовали специфические особенности процессора Z80.) В отличие от более поздней модели ZX81, ZX80 мог генерировать изображение только в режиме простоя, то есть в ожидании нажатия клавиши. Поэтому при запуске программы BASIC или при нажатии клавиши во время редактирования изображение на экране телевизора на мгновение пропадало (терялась синхронизация), пока процессор был занят. Следовательно, программа BASIC должна была предусматривать паузу для ввода, чтобы отобразить следующее изменение графического вывода, что делало невозможной плавную анимацию. Это можно было обойти только с помощью очень хитрых трюков машинного кода, которые эффективно заменяли видеоподпрограммы в ROM и встраивали их в обычную логику программы с точной синхронизацией, что было чрезвычайно сложно. Тем не менее, несколько таких игр были разработаны опытными пользователями или программистами позднее.

Internally, the machine was designed by Jim Westwood around a Z80 central processing unit with a clock speed of 3.25 MHz, and was equipped with 1 KB of static RAM and 4 KB of read only memory (ROM). It had no sound output. The ZX80 was designed around readily available TTL chips; the only proprietary technology was the firmware. The machine was mounted in a small white plastic case, with a one piece blue membrane keyboard on the front. There were problems with durability, reliability and overheating (despite appearances, the black stripes visible on the top rear of the case are merely cosmetic, and are not ventilation slots). Video output was black and white, character based. However, the ZX80 character set included some simple block based graphics glyphs, allowing basic graphics to be accomplished, with some effort. One advantage to using monochrome video is that different colour broadcast standards (e. g. PAL, SECAM) simply weren't an issue when the system was sold outside the UK. Display was over an RF connection to a household television, and simple offline program storage was possible using a cassette recorder. The video display generator of the ZX80 used minimal hardware plus a combination of software to generate a video signal. (Some say this was an idea popularised by Don Lancaster in his 1978 book The TV Cheap Video Cookbook and his "TV Typewriter". However, that design didn't involve a microprocessor for video generation, and it wasn't really similar to the ZX80 in other aspects either. The ZX80 and ZX81 also employed very specific traits of the Z80 processor.) Unlike the later follow up, ZX81, the ZX80 could only generate a picture when it was idle, i. e. waiting for a key to be pressed. When running a BASIC program, or when pressing a key during editing, the tv display would therefore blank out (lose synchronisation) momentarily while the processor was busy. So a BASIC program had to introduce a pause for input to display the next change in graphical output, making smooth moving graphics impossible. This could be overcome only by very clever machine code tricks. These had to effectively replace the video rountines in ROM and embed the same in the normal program logic with exact timing, which is extremely cumbersome. However, a few such games were developed by skilled users or programmers later on.

Ферм-устройство

4 КБ ROM содержал язык программирования Sinclair BASIC, редактор и операционную систему. Команды BASIC вводились не набором символов, а выбирались, примерно как в программируемом графическом калькуляторе: каждая клавиша имела несколько функций, выбираемых в зависимости от контекста, режима и клавиши Shift.

Расширение

Кроме встроенных кассетных и видеопортов, единственным способом расширения был слот на задней панели корпуса, открывавший доступ к краевому разъему шины расширения на материнской плате. Та же шина была использована в ZX81 и позже в ZX Spectrum, что стимулировало развитие небольшого производства устройств расширения, включая модули памяти, принтеры и даже дисководы. Оригинальный модуль оперативной памяти Sinclair ZX80 вмещал 1, 2 или 3 КБ статической оперативной памяти, а более поздняя модель – 16 КБ динамической оперативной памяти (DRAM). После выпуска ZX81 появилась возможность обновить ZX80 до 8 КБ ПЗУ ZX81, что стоило примерно 20% от цены настоящего ZX81. В комплект входила тонкая накладка на клавиатуру и руководство ZX81. Просто сняв верхнюю крышку ZX80, извлекая старое ПЗУ из разъема и аккуратно вставляя новое, а также добавляя накладку на клавиатуру, можно было превратить ZX80 в устройство, практически идентичное ZX81, за исключением режима SLOW из-за различий в аппаратной части между двумя моделями. Этот процесс легко можно было обратить, чтобы вернуть ZX80 в исходное состояние. Распространенной модификацией среди любителей было подключение полноразмерной клавиатуры, а также, по желанию, перенос материнской платы в более крупный корпус. Это давало двойное преимущество: облегчало ввод текста и улучшало вентиляцию материнской платы.

Версии

Британская версия устройства была стандартной, и вносились лишь те изменения, которые были абсолютно необходимы для продаж на других рынках. Фактически, единственным существенным изменением на большинстве рынков была частота видеосигнала (в ZX80 использовался внешний трансформатор питания, поэтому различия в частоте сети переменного тока и типе розеток не влияли на само устройство). Как следствие, на устройстве присутствовали некоторые клавиши и символы клавиатуры, характерные для Великобритании: использовалась запятая (,) вместо точки (.), двоеточие (:) вместо кавычек (") или апострофа ('), а набор символов и клавиатура включали символ фунта (£).

Прием

ZX80 широко рекламировался как первый персональный компьютер стоимостью менее 100 фунтов стерлингов (около 200 долларов США). Журналу Kilobaud Microcomputing понравился дизайн предварительно собранной версии, и он отметил, что мерцание экрана во время ввода или вывода раздражает, но полезно как индикатор правильной работы компьютера. Документация была отмечена как отличная для начинающих, а также было подчеркнуто, что покупка компьютера обходилась дешевле, чем обучение на курсах BASIC в колледже. Журнал заключил, что "ZX 80 – это настоящий компьютер и отличное соотношение цены и качества", но только для начинающих, способных учиться по документации, или для программистов, имеющих опыт работы с Z80. BYTE назвал ZX80 "замечательным устройством". Он высоко оценил проверку синтаксиса BASIC в реальном времени и сообщил, что компьютер показал лучшие результаты в тестах производительности, чем некоторые конкуренты, включая TRS-80 Model I. Критике подверглись затемнение экрана во время выполнения программы, небольшой объем оперативной памяти, недостаточный встроенный BASIC от Sinclair и клавиатура. В обзоре не рекомендовалось покупать комплект для самостоятельной сборки из-за сложности сборки и отсутствия реальной экономии. BYTE заключил, что "ZX80 можно охарактеризовать как высокопроизводительную, очень недорогую и портативную персональную компьютерную систему – ZX80 – это хорошее начало". Продажи ZX80 достигли примерно 50 000 экземпляров, что внесло значительный вклад в лидерство Великобритании в мире по количеству домашних компьютеров в 1980-х годах. Благодаря несовершенной конструкции и склонности к перегреву, сохранившиеся в хорошем состоянии экземпляры пользуются большим спросом у коллекционеров и могут стоить дорого.

Клоны

Были также клоны ZX80, такие как MicroAce, и из Бразилии — Nova Eletrônica/Prológica NE Z80 и Microdigital TK80.