Maszyny badawcze 380Z

Maszyny badawcze 380Z
Deweloper	Maszyny badawcze spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
Typ	Komputer osobisty
Data wydania	grudzień 1977 ; 45 lat temu
Przerwane	1985
Głoska bezdźwięczna	Dyskietka 5¼-calowa lub 8-calowa
System operacyjny	CP/M
procesor	Z80 przy 4 MHz
Pamięć	64 KB (użyteczne 56 KB)
Grafika	320×192 piksele , 2 bity na piksel (opcjonalnie)

Research Machines 380Z (często nazywany RML 380Z lub RM 380Z ) był wczesnym 8-bitowym mikrokomputerem produkowanym przez Research Machines w Oksfordzie w Anglii od 1977 do 1985 roku.

Opis

Model 380Z wykorzystywał mikroprocesor Z80 (stąd nazwa) z maksymalnie 56 KB pamięci RAM użytkownika . Po wyposażeniu w opcjonalny dyskietek system działał pod kontrolą systemu operacyjnego CP/M . Podstawowy system był wyposażony w monochromatyczną kartę graficzną obsługującą tylko tekst , którą można było ulepszyć za pomocą karty graficznej o wysokiej rozdzielczości 320 × 192.

Dzięki dotacjom rządu brytyjskiego dla szkół za połowę ceny model 380Z był sprzedawany głównie instytucjom edukacyjnym w Wielkiej Brytanii, a niektóre także przemysłowi. W 1979 r. system z dwoma 8-calowymi dyskami i 56 KB pamięci kosztował 3266 funtów , a system oparty na kasecie 16 KB kosztował 965 funtów (bez VAT ).

Sprzęt komputerowy

Architektura

Model 380Z został zapakowany w dużą, czarną, 19-calową , prostokątną metalową obudowę do montażu w stojaku, zawierającą zasilacz, kilka płytek drukowanych i opcjonalne stacje dyskietek 5¼-calowych . Panel przedni miał parę mocnych uchwytów do przenoszenia, przełącznik kluczykowy i przycisk resetowania. Przełącznik kluczykowy kontrolował moc, a także włączał przycisk resetowania. Klawiatura była dostarczana w wytrzymałej metalowej obudowie.

Wczesne wersje znajdowały się w jasnoniebieskiej metalowej obudowie z białym przodem i miały jedynie interfejs kasetowy lub 8-calowe stacje dyskietek ; wyprodukowano tylko niewielką ich liczbę. opcjonalny 8-bitowy taśmy papierowej ASCII , ponieważ był to wówczas powszechny nośnik danych - gdzie poprzednie użycie komputera ograniczało się do telegrafu podłączonego do komputera głównego przez telefon.

W systemie zastosowano architekturę magistrali pasywnej bez płyty głównej – cała elektronika została zawarta na szeregu kart połączonych kablem taśmowym . Jedynym mikroprocesorem był Z80A 4 MHz .

Pamięć

Pamięć została zamontowana w maksymalnie czterech bankach pamięci RAM , każdy o wielkości 4 KB (4 × 1024 bajty ) lub 16 KB, chociaż nie każda permutacja była dozwolona. Typowe konfiguracje to 16 KB dla systemów kasetowych i 32, 48 lub 64 KB pamięci w systemach dyskowych. Pamięć główna nie była wykorzystywana przez karty graficzne ani tekstowe, chociaż pamięć na kartach graficznych została przełączona do dedykowanego bloku adresowego o wielkości 1,5 KB.

oprogramowanie sprzętowe o wielkości do 6 KB , zwane COS. W systemach wyposażonych w mniej niż 64 KB pamięci RAM COS rezerwował 1 KB systemowej pamięci RAM, pozostawiając resztę dostępną użytkownikowi. W systemie 64 KB RAM użytkownik miał do dyspozycji ogółem 56 KB, a pozostała część była wykorzystywana przez COS lub niedostępna ze względu na pamięć ROM oprogramowania sprzętowego, kartę graficzną i wejścia/wyjścia mapowane w pamięci .

Wideo

COS 3.4 (patrz poniżej ) i wcześniejsze systemy były wyposażone w podstawową kartę graficzną zapewniającą monochromatyczny wyświetlacz tekstowy 40 × 24 . Kompozytowe wyjście wideo zostało zapewnione dla zewnętrznego monitora, a wewnętrzny modulator RF zapewnił oddzielne wyjście do sterowania telewizorem. Późniejsze systemy były dostarczane z ulepszoną kartą graficzną, którą można było przełączać programowo między trybami znaków 40 × 24 i 80 × 24 i obsługiwała szereg atrybutów znaków (podkreślenie, przyciemnienie, odwrócone wideo). Obydwa typy kart zostały wyposażone we własną dedykowaną pamięć wideo.

Oprócz karty graficznej działającej w trybie tekstowym, system można rozbudować o kartę graficzną o wysokiej rozdzielczości (HRG). Płyta została wyposażona w dedykowany bank 16 KB pamięci wideo i obsługiwała dwa tryby graficzne:

Wysoka rozdzielczość: 320×192 pikseli , 2 bity na piksel (4 kolory), 1 strona .
Średnia rozdzielczość: 160×96 pikseli, 4 bity na piksel (16 kolorów), 2 strony.

Programowalna tabela przeglądowa z 8-bitowym wyjściem mapuje wartość piksela na jeden z 256 różnych kolorów (analogowe wyjście RGB ) lub intensywności (wideo kompozytowe). W trybie RGB każdy indeks palety można skonfigurować, określając ilość każdego koloru podstawowego. Możliwe zakresy to od 0 do 7 dla koloru czerwonego i zielonego oraz od 0 do 3 dla koloru niebieskiego (np. 000 generuje kolor czarny; 773 generuje kolor biały). To ustawienie jest znane jako 8-bitowy kolor i jest również używane na innych komputerach, takich jak MSX2 lub Atari Falcon .

Sygnał wyjściowy z karty graficznej został zmieszany z sygnałem wyjściowym z karty graficznej obsługującej wyłącznie tekst, co umożliwiło łatwe nakładanie tekstu i grafiki. Wyjście graficzne obejmowało tylko 20 górnych linii wyświetlanego tekstu, dlatego też w przypadku wyświetlania tekstu można było ustawić, aby korzystało tylko z 4 dolnych linii, jeśli nakładanie się nie było pożądane.

Składowanie

Pamięć masowa odbywała się za pośrednictwem kasety magnetofonowej lub dyskietki (co wymagało karty kontrolera dysku ). Interfejs kasety działał z szybkością 300 bitów/s ( CUTS ) lub 1200 bitów/s. Systemy COS 4.0 i nowsze nie były wyposażone w interfejs kasety.

Wczesne systemy można było wyposażyć w opcjonalną kartę kontrolera dyskietek o pojedynczej gęstości , którą można podłączyć do wewnętrznych stacji dyskietek 5¼-calowych lub zewnętrznych 8-calowych. Pojemność dysku wynosiła 80 KB na stronę w przypadku dysków 5¼-calowych i 250,25 KB na stronę w przypadku dysków 8-calowych. Napędy dysków dwustronnych traktowano jako dwa niezależne dyski z literą napędu po każdej stronie. Firma CP/M wykorzystała pierwsze 4 ścieżki na dyskach 5¼-calowych i pierwsze 3 ścieżki na dyskach 8-calowych, zmniejszając użyteczną pojemność jednostronnego dysku 5¼-calowego o pojedynczej gęstości do 72 KB.

Późniejsze systemy (określane jako 380Z-D) były wyposażone w inteligentny kontroler dysków (IDC) o podwójnej gęstości , który zwiększał pojemność dysku do 180 KB ( napędy 48 TPI ) lub 360 KB (napędy 96 TPI) na stronę przy 5¼- dyskach calowych i 500,5 KB na stronę na dyskach 8-calowych. Obsługa dysku twardego „Winchester” może być zapewniona przy użyciu inteligentnej karty interfejsu hosta (HIB), która zaimplementowała interfejs SASI . Systemy dysków twardych były używane głównie jako serwery plików w sieciowych systemach LINK 480Z .

Karty interfejsów

Magistrala pasywna umożliwiła zainstalowanie wielu kart w 380Z. Wszystkie wymagane systemy:

CPU/RAM – przechowuje procesor Z80A , ROM z oprogramowaniem sprzętowym i do 32 KB pamięci RAM. Karta zapewniała również równoległy port drukarki Centronics (nie zawsze podłączony).
Wideo, karta VDU-40 lub VDU-80 – zapewniająca odpowiednio wyświetlacz tekstowy 40×24 lub przełączalny 80×24/40×24 znaki.

Inne karty były opcjonalne i obejmowały:

RAM – druga płyta CPU/RAM, bez procesora i pamięci ROM, mieszcząca kolejne 32 KB pamięci RAM.
Kontroler dyskietek (FDC) – kontroler dysków o pojedynczej gęstości, który zapewnia również interfejs szeregowy RS-232 (SIO-4).
Inteligentny kontroler dysku (IDC) – kontroler dysku o podwójnej gęstości z własnym, dedykowanym mikroprocesorem.
Grafika o wysokiej rozdzielczości (HRG) – do 320×192 pikseli.
Karta interfejsu hosta (HIB) – do obsługi dysków twardych.
Karta interfejsu sieciowego 380Z (380Z-NET) – zastrzeżony interfejs sieciowy 800 kbit/s używany do łączenia się z siecią urządzeń LINK 480Z.
Interfejs szeregowy-1 (SIO-1) – dostępny jako SIO-1A (RS-232) lub SIO-1B ( pętla prądowa 20 mA ).
Interfejs szeregowy-2 (SIO-2) – dostępny jako SIO-2 (RS-232) lub SIO-2B/SIO-3 (pętla prądowa 20 mA).
Serial Interface-4C (SIO-4C) – zapewnia interfejs SIO-4 w systemach kasetowych bez karty FDC.
Interfejs IEEE-488 .
Płytka rozwojowa interfejsu PIO – zawierająca trzy moduły PIO Z80 i moduł CTC Z80.
Karta wejść/wyjść analogowych – zapewniająca 16 kanałów wejściowych i 2 kanały wyjściowe.

Oprogramowanie sprzętowe

Monitor rozruchowy

Oprogramowanie układowe systemu zawierało tylko podstawowy program monitorujący, znany jako COS (oznaczający Cassette Operating System w COS 3.4 i wcześniejszych systemach oraz Centralny System Operacyjny w późniejszych systemach tylko dyskowych). Monitor może być używany do ładowania programów użytkowych, takich jak BASIC , z kasety lub do uruchamiania dyskowego systemu operacyjnego. COS zapewnił również panel przedni oprogramowania umożliwiający wyświetlanie rejestrów i pamięci oraz obsługujący punkty przerwania i jednokrokowy kod maszynowy.

Monitor COS był przechowywany w 4 KB (COS 3.4 i starsze) lub 6 KB (COS 4.0 i nowsze) pamięci ROM; w tym drugim przypadku część pamięci ROM została przełączona na bank.

usługi COS

COS zapewniał szereg podstawowych funkcji sterowania sprzętem, takich jak wprowadzanie danych z klawiatury, zapisywanie tekstu na karcie graficznej oraz wejście/wyjście dysku . Funkcje COS wywoływano za pomocą pseudokodu operacji Emulator Trap ( EMT) , który wykorzystywał instrukcję Z80 RST 30H do wywołania funkcji obsługi EMT. Procedura obsługi EMT odczytała pierwszy bajt po instrukcji RST 30H, aby określić, która funkcja EMT była żądana; wszystkie parametry zostały przekazane do rejestrów. Zaimplementowano także względny pseudo-kod wywołania przy użyciu RST 28H .

Główne wersje COS

Wersje COS były głównie powiązane z obsługiwanymi przez nie nowymi funkcjami sprzętowymi.

COS 2.2 –
COS 2.3 - tylko kaseta, karta graficzna 40 × 24.
COS 3.0 – obsługa dyskietek.
COS 3.4 – główna wersja COS obsługująca dyski o pojedynczej gęstości i kartę graficzną 40×24.
COS 4.0 – wyświetlacz tekstowy 80×24, bez obsługi kaset.
COS 4.2 – dyski o podwójnej gęstości (380Z-D).

Oprogramowanie

System operacyjny

Głównym systemem operacyjnym dysku był CP/M , początkowo CP/M 1.4, a później CP/M 2.2. MP/M II zastosowano w wersji serwera plików, która obsługiwała sieć komputerów LINK 480Z wykorzystującą CP/NET.

Oprogramowanie

Dostępnych było wiele standardowych aplikacji CP/M, takich jak WordStar . Research Machines wyprodukowało także własny asembler (ZASM), edytor tekstu (TXED) i interpreter języka BASIC . Brian Reffin Smith , wówczas pracownik Royal College of Art w Londynie, napisał „Jackson”, jeden z pierwszych programów do malowania cyfrowego, który działał na urządzeniu 380Z i był rozprowadzany po szkołach w Wielkiej Brytanii.

Linki zewnętrzne