Восьмибитные компьютеры

Материал из Викитропов
Перейти к навигации Перейти к поиску

Восьмибитные компьютеры — первое в истории семейство игровых платформ, на которых зародились видеоигры как вид медиа. Поэтому восьмибитные компьютеры имеют огромное историческое значение для гейминга, а всякие индюшатники-хипстеры и поныне выпускают для современных систем имитации восьмибитных игр. Но что они собой представляли?

Первые ласточки

Восьмибитные компьютеры представляли собой первое поколение персональных компьютеров, в сердце которого лежали два процессора: Intel 8080 или Zilog Z-80 (или их аналоги), в общем называемые «80-ми». Но первым восьмибитным процессором был Intel 8008, предназначавшийся для программируемых терминалов, таких, как Datapoint 2200 (1970 год). Машина Datapoint 2200 уже во многом напоминала ПК-моноблок, у нее был и маленький монитор, и клавиатура, но по сути это был еще тонкий клиент — «умный» телетайпный аппарат, предназначавшийся для подсоединения к большим компьютерам-мейнфреймам и мало на что способный сам по себе. Микропроцессора как такового у него еще не было — эта машина была на транзисторах. Своего софта, который мог на ней выполняться отдельно от ЭВМ-«мамы», у неё не было. Именно на основе ее транзисторной схемы был разработан первый 8-битный микропроцессор 8008.

Следующей 8-битной машиной был Xerox Alto 1973 года. Это была уже куда более продвинутая машина, полноценный ПК, в котором был и свой софт (ОС, текстовый и графический редактор, и даже игра Alto Trek), монитор современных размеров, клавиатура, мышь и даже GUI. Ценой такой продвинутости была громоздкость, системный блок Alto представлял собой громадный «чемодан». Стоил комп огромных денег, и коммерческого успеха не снискал. Иногда кажется, что Alto придумал какой-то попаданец из нашего времени: настолько он похож на попытку сделать современный ПК на тогдашней материально-технической базе.

Первой коммерчески успешной 8-битной вычислительной машиной был Altair 8800 (1974 год), первый, в котором был использован процессор Intel 8080. Этот компьютер не пытался опередить свое время, он представлял собой не столько ПК современного типа, сколько крошечный мейнфрейм — чемодан с лампочками и рубильниками, к которому можно было подключаться с помощью стандартного для тех времен телетайпного аппарата. Машина стала очень популярной, именно на ней начал свою карьеру небезызвестный Билл Гейтс, написавший первый продукт Microsoft — интерпретатор Бейсика для этого компа. Своей ОС у «Альтаира» не было, загрузчик сразу загружал в желаемую прикладную программу (например, тот же самый Altair BASIC). Такую концепцию заимствовали многие другие компьютеры того времени.

Еще одной из «первых ласточек» был Wang 2200 1973 года. Этот компьютер примечателен тем, что он первый приобрёл форм-фактор, ассоциирующийся ныне со «старинной восьмибитной машиной» — моноблок из ЭЛТ-монитора и клавиатуры, а-ля «терминал из Фоллаута» (еще раньше такой облик имели собственно терминалы, компьютерами не являвшиеся). На борту были сборный из нескольких плат (не микросхема) процессор, несовместимый с 8080, от 4 до 32 кБ оперативки, кассетный привод, встроенный Бейсик и встроенный текстовый редактор, который и являлся главным достоинством машины: она рекламировалась как «ПК для написания и редактирования текстов». Надо сказать, что компания Wang выпускала машины со встроенным текстовым редактором и ранее (Wang 1200), но ПК они не являлись и были скорее электронными пишмашинками. Самое смешное, что Wang 2200 был четырехбитным компьютером: сборный процессор представлял собой набор калькуляторных 4-разрядных микросхем. Тем не менее, влияние на восьмибитные машины он оказал.

Формула успеха

В 1977 появились первые коммерчески успешные восьмибитные компьютеры современного типа: Apple II, Commodore PET и Tandy TRS-80. Они и заложили канон восьмибитного компьютера. На этих машинах запускалась полноценная однозадачная дисковая ОС CP/M (бабушка DOS и Win9x), которая быстро обросла полным набором прикладных программ. Тут были и текстовые редакторы (WordStar), и табличные программы (SuperCalc), и СУБД (dBase), и языки программирования (первый Turbo Pascal), и игры. CP/M не поддерживала графики, поэтому игры были преимущественно текстовые: рогалики, текстовые квесты, псевдографические игры. Для Apple II был разработан аналог CP/M — Apple DOS.

С 1980 года начинается бум «домашних компьютеров». Машины на Z80 и сходных процессорах начинают выпускать десятки производителей. Наиболее значимыми из них являются компьютеры Sinclair ZX Spectrum и Commodore 64. Отличительной особенностью этих компьютеров стали расширенные графические возможности. В играх появилась графика и звук! «Спектрум» показывал 15 цветов[1] в разрешении 256×192, «Коммодор» — 16 цветов в 160×200. Позднее графические возможности этих компьютеров были расширены до 256 цветов.

Игры, выпущенные для этих двух компьютеров, были чрезвычайно разнообразны, их были тысячи. Тут были и платформеры, и симуляторы, и аркадные головоломки, и графические квесты, и даже тактическая стратегия Laser Squad — предок этих ваших X-COM. А также космическая стратегия Reach for the Stars — предок Master of Orion.

В целом, компьютеры подразделились как бы на два лагеря: «рабочие лошадки» (предназначенные в первую очередь для запуска CP/M, не очень умеющие выводить графику и звук для игр) и «домашние» (с большим выбором игр и скудным — прикладных программ, зачастую даже лишенные дисковой операционной системы, как большинство моделей «Спектрума»).

«Тянитолкай» MSX

С появлением 16-битного IBM PC и операционной системы DOS японское отделение корпорации Microsoft разработало новую линейку восьмибитных компьютеров MSX, которые имели ограниченную совместимость с PC и упрощенный вариант DOS в качестве операционной системы. Компьютеры были вполне обычными восьмибитными, но умели читать дискеты для 16-битного PC и запускать софт для восьмибитной CP/M. Словом, и туда, и сюда.

Стандарт MSX получил распространение в Японии, его приняла корпорация Yamaha, которая стала производить эти компьютеры-«тянитолкаи». Распространился он также в Южной Корее, некоторое количество компьютеров Yamaha импортировалось также в некоторые европейские страны и СССР. А значима эта платформа тем, что именно под неё впервые появились некоторые японские игровые серии, такие, как Metal Gear и Bomberman.

А что в СССР?

В СССР еще под конец эпохи мейнфреймов отчаялись развить свою успешную линейку вычислительной техники и начали копировать западные образцы, создав серию мейнфреймов ЕС (копии машин IBM). Не стали исключением и восьмибитные ПК: некоторое количество советских восьмибитов представляло собой клоны Wang 2200 («Искра-226»), Apple II («Агат»), Yamaha («Сура», «Хобби»), ZX Spectrum. Несмотря на это, были и оригинальные разработки, например, семейство компьютеров на базе КР580ВМ80А — аналога Intel 8080, во многом разработанных любителями. Советский хардверный опенсорс, однако! Тут и «Радио-86РК», и «ЮТ-88», и «Микроша» — пошедший в серию с 1987 аналог любительского компьютера. Это было совершенно самобытное семейство компьютеров, для которого писались свои программы, и свои текстовые игры. Схемы компьютеров этого семейства публиковались в журналах, любой желающий мог их спаять, собрав детали.

Точно так же, своими силами, собирались многочисленные клоны «Спектрума». Но если для большинства компьютеров на базе КР580 графических игр почти не было, то клоны «Спектрума» позволяли запускать все те же игры, что и сам «Спектрум», что сделало их необычайно популярными в последние годы СССР и первой половине 1990-х. Был и своеобразный, химерический «АТМ-Турбо», представлявший собой помесь «Спектрума» и «Ямахи». А вот клонов Commodore 64 у нас не было, так как компания Commodore не публиковала открытые схемы своего компьютера, в отличие от Sinclair. Поэтому британец Spectrum стал невероятно популярен на постсоветском пространстве, вплоть до того, что на фразу «А у меня родители компьютер с играми купили» следовал ответ «А какой, IBM или Spectrum?», а американский Commodore остался почти неизвестен.

Отдельного упоминания среди отечественных восьмибитов достойно такое порождение сумрачного советского гения, как «Вектор-06Ц», серийно выпускавшийся с начала 1988 года. Данный компьютер выделялся на фоне одноклассников просто фантастическими для восьмибитного компа, собранного на клоне Intel 8080, графическими возможностями — до 16 цветов на экране из 256-цветной палитры в разрешении 256х256. Также благодаря особой организации памяти и отсутствию ограничений на отображение цветов в разных местах экрана (чем страдал нижеупомянутый «Спектрум» или компы типа «Суры», с ямаховской графикой), он мог выводить полноценные цветные фотографии, а в игровой графике не уступал восьмибитным приставкам NES, Sega Master System и уже 16-битному компьютеру Atari ST. Фактически за 750 рублей (а многие компьютеры стоили тогда значительно дороже, а на дешманских, вроде всё того же «Микроши», приходилось ограничиваться текстовыми играми) в последние годы существования СССР можно приобрести по-настоящему продвинутый, надёжный и ремонтопригодный (в нём использовались достаточно простые и бездефицитные компоненты) домашний компьютер. Неудивительно, что «Вектор» стал третьим по популярности в СССР и постсоветской России домашним компьютером, уступая только клонам «Спектрума» и 16-битной «Электронике БК0010», а количество вышедших на него за все годы игр перевалило за четыре сотни.

Конец эпохи

Восьмибитные компьютеры были наповал убиты 16-битными, которые были во всем лучше их — в первую очередь речь идет об IBM PC. Изначально выпущенный как чистая «рабочая лошадка» без графики, PC быстро превратился в абсолютного универсала благодаря своей модульной, расширяемой конструкции. Кое-кто, правда, сопротивлялся. Например, Commodore выпустил 16-битную линейку Amiga, которая еще какое-то время дрыгалась, фирма Atari выпустила почти аналогично мощный Atari ST, а Apple создали свой 16-битный ПК, знаменитый Macintosh, ставший любимцем графических дизайнеров и художников благодаря богатым графическим возможностям. Но эпоха восьмибитных компьютеров закончилась безвозвратно.

Был, однако, и последний всплеск своеобразных восьмибитных компьютеров в 90-е. Речь идет об эрзац-компьютерах на базе консоли NES, то есть клонах «Денди» с клавиатурой и памятью. Они выпускались как обучающие компьютеры для детей, в комплект входил «системный» картридж, несший на борту примитивное ППЗУ (как правило, имевшее вид обычной памяти с питанием от таблеточной батарейки), несколько прикладных программ (текстовый редактор, Бейсик, иногда даже табличный процессор и DOS-подобную командную оболочку) и набор обучалок для детей. Разумеется, поддерживались и игровые картриджи для обычной Денди. Выпускались сии поделия в основном в Китае и неплохо продавались бедным семьям в России и других постсоветских странах.

Современные аналоги

Восьмибитные процессоры изготавливаются и сейчас, но не как центральные процессоры, а как микроконтроллеры, например, AVR (используется, к примеру, в Arduino). Тем не менее, энтузиасты собирали простейшие восьмибитные компьютеры на базе этих современных чипов. По возможностям большинство восьмибитных компьютеров на базе AVR довольно примитивно и напоминает «Альтаир». На них запускаются допотопные интерпретаторы Basic, но невозможно создать для них операционную систему типа DOS — не хватает ресурсов. Впрочем, в 2020-е в России появился мелкосерийный восьмибитный компьютер-конструктор «Крисс» на китайских чипах AVR, в котором эта проблема решена, и он по возможностям не уступает серийным восьмибиткам 1975—1980 годов под CP/M (работает именно на этой операционке).

А Sinclair не так давно выпустили новую версию ZX Spectrum, которая даже неплохо продается. В комплекте — поддержка кое-какого современного оборудования, например, карт памяти, дуалбут между CP/M и Spectrum BASIC.

Аппаратура

  • Восьмибитный процессор, как говорит название. Памяти больше, чем 256 байт, поскольку для адресов используется регистровая пара, объединённая в один базовый регистр (BC+DE в 8080/Z80, или IX+IY в Z80).
  • Память — от 16 до 48 килобайт. Остальное шло она системную память, ПЗУ и прочее. Более высокие объёмы памяти требовали переключения банков и встречались, но редко.
  • Вертикальное разрешение — половина телевизионного за вычетом непоказываемых вылетов: до 256 пикселей на PAL/SÉCAM и до 200 на NTSC. Горизонтальное — как придётся: у поздних компьютеров вроде «Корвета» было до 512. Потому пиксель на большинстве машин неквадратный.
  • Обычно полноценной цветовой палитры под такое разрешение не было: где-то 4 или даже 2 цвета, где-то конфликтные зоны… Где-то у левого конца (ZX-Spectrum): 256×192, разделённые на 32×24 знакоместа 8×8, два цвета на знакоместо из 15 возможных, итого 6912 байт. Текста не было, выводился процессором в графическом виде, системный шрифт из ПЗУ содержал всего 128 позиций. Правый конец (Корвет): два слоя, в верхнем монохромный текст 64×16 со знакоместом 8×16 и кодировкой, близкой к КОИ-8, в нижнем графика 512×256×8 со сменной палитрой, без конфликтных зон, итого чуть больше 49 килобайт.
  • В некоторых моделях видеоадаптер позволял фирменные эффекты: спрайты с аппаратной проверкой столкновения, прокрутку…
  • Звук — для большинства компьютеров СНГ поначалу пищалка, но уже в 1986 году появился ZX Spectrum 128K с трёхканальным AY-3-8912. На Западе же, помимо подобных моделей (Apple II с пищалкой и возможностью поставить видеокарту с AY-3-8910), уже с конца семидесятых были компьютеры со встроенным многоканальным генератором звука — Atari 400/800 и, чуть позднее Commodore 64
  • Накопитель — в большинстве случаев кассетный магнитофон.
  • Клавиатуры невнятной конструкции, часто предельно сокращённые: на ZX-Spectrum было всего 40 клавиш. Механика была неотработана и дорога, а резиномембранную изобретут к 1990 — так что часто применялись чисто мембранная, резиновая, плохая механика. Хорошо, если геркон — не западает и свободный ход достаточный. Чтобы на этом чуде ещё и играть можно было, почти обязательный атрибут тогдашних компов — дискретный джойстик. Советские клоны ZX-Spectrum часто включали нормальные кнопки типа «перевёрнутое T» и гашетку где-то в сторонке, выведенные на интерфейс Kempston Joystick.
  • В ПЗУ записан интерпретатор Бейсика, как-то позволявший программировать прямо при включении, при полном отсутствии какой-либо ОС (фактически, выражаясь современным языком, интерпретатор был встроен в BIOS и сам выполнял функции OС, а собственно ОС на «бейсиковые» компьютеры по штату обычно не полагалось вовсе). Чтобы переключаться между встроенным Бейсиком и другим софтом, могут быть разные ухищрения: LOAD "" прямо из Бейсика в ZX-Spectrum 48K; загрузочное меню ZX-Spectrum 128K, позволявшее выбрать между кассетным загрузчиком, старым Бейсиком, новым Бейсиком и ещё кое-каким софтом; загрузка при вставленной дискете в «Корвете», либо сам Бейсик имел в составе какие-то специальные команды дисковой ОС или (для кассетных машин) перехода к исполнению программы, загруженной в память с кассеты.

Примечания

  1. Чёрный и светло-чёрный плохо различимы, так что считаем одним цветом.