Co jsou jednodeskové mikropočítače?



Nostalcomp.cz pojednává zejména o tzv. jednodeskových mikropočítačích. Toto označení ale může být poněkud matoucí, protože jednodeskové jsou od jisté doby prakticky všechny počítače. Jednodeskové byly populární domácí osmibity jako ZX 80/81/Spectrum. Součástky na jediné desce měly Atari, Commodory, Sordy a další. Jednodeskové jsou všechny současné notebooky a netbooky. Jednodeskový je pravděpodobně i váš kancelářský počítač. Možná doma jste si do písíčka vrazili pořádnou "grafárnu" na paření her a můžete tak směle tvrdit, že máte dvoudeskový systém:-) Takže jak to tedy vlastně je?

Kdo nezažil zlatou éru jednodeskových školních mikropočítačů tak v tom tápe. Ale v polovině 70. let byly i "malé" systémy pro počítačové nadšence a kutily několikadeskové systémy. Jedna deska obsahovala procesor a jeho podpůrné obvody. Další deska nesla paměti RAM, protože i na 1 KB jich byla potřeba moc. Například tehdy populární obvody 2102 měly organizaci 1024x1 bit. Na vytvoření 1KB paměti (1024x8 bitů) bylo potřeba 8 pouzder. Na 2KB šestnáct apod. Další deska nesla pevné paměti (ROM, PROM a později EPROM). Navíc desky s pamětmi často nesly i adresové dekodéry. A dále byly potřeba nějaké porty pro komunikaci s okolím, které byly na dalších deskách. Desky se zasouvaly do šasi které bylo opatřena tzv. mateřskou deskou s konektory.

mikropočítač Altair 8800
vnitřek počítače Altair 8800
mikropočítač Altair 8800
čelní panel počítače Altair 8800

Mohlo by se zdát, že současné, a zejména starší počítače PC jsou řešeny stejně, ale je tu jeden velký rozdíl. Tehdejší mateřské desky byly pasivní desky, které v podstatě jen nesly několik paralelně propojených mnohapinových konektorů. Maximálně byly osazeny tzv. sběrnicovými zesilovači (pak se procesorová deska musela strkat do jediného vyhrazeného konektoru). Takto byly řešeny třeba tehdy populární počítače ALTAIR 8800 či IMSAI 8080. V domácí literatuře se takovým řešením setkáte u systému SAPI 1 (AR B1,2/1983) nebo MIKRO-AR (AR A 1986-1987). Naproti tomu mateřské desky (motherboardy) počítačů PC jsou zároveň deskami procesorovými a nesou i paměti a porty.

Dále bylo tehdy obvyklé, že s počítači se komunikovalo buď prostřednictvím mnoha primitivních přepínačů a kontrolek (zejména systémy pro nadšence a kutily), nebo naopak prostřednictvím tzv. sériových terminálů s obrazovkovými displeji a alfanumerickými klávesnicemi (zejména počítače v institucích). Jenže terminály byly složitá, rozměrná a drahá zařízení a měl k nim přístup jen málokdo. Rozhodně terminály nebyly obvyklé v domácnostech počítačových nadšenců. Dnes je to jiné. Terminál máme na stole každý. Program HyperTerminal, který je standardní součástí Windows totiž může emulovat třeba populární standard mezi terminály: VT 100. Můžete tak ke své nadupané mašině připojit bezmála 40 let starý Altair a to vaše super PC tak bude jen pouhý hloupý sluha této počítačové legendy.

První jednodeskáč

A pak někoho napadlo vzít jen to nejnutnější a umístit to na jedinou desku. A aby se s tím dalo rovnou pracovat napadlo toho chytráka na stejnou desku umístit i displej s několika málo znakovkami a malou klávesničku s nejnutnějšími klávesami. Do maličké pevné paměti pak tenhle lupen ještě vypálil tzv. monitorovací program, aby se dal monitorovat stav registrů procesoru, paměťových buněk RAM a aby bylo možné do maličké RAM jednoduše zapisovat a spouštět jednoduché programy. A první jednodeskáč byl na světě! K jeho provozování stačilo pouze připojit napájení. Vše ostatní bylo na desce, včetně klávesnice a displeje. Údajně se toto odehrálo ve firmě MOS Technology a tím prvním opravdovým jednodeskáčem byl legendární KIM-1:

mikropočítač KIM-1
jednodeskáč KIM-1
mikropočítač KIM-1
schéma zapojení KIMa

KIM měl brzy pochopitelně spoustu konkurentů, a protože se takto vybavené počítače výtečně hodily na výuku mikroprocesorové techniky, začalo se jim říkat školní jednodeskové mikropočítače, nebo také mikroprocesorové tréninkové kity. Kity proto, že velmi často byly dodávány jako stavebnice (KIT), kterou se zájemce musel sám sestavit (osadit desku přiloženými součístkami).

Ono to sice zní vzletně, že školní jednodeskáče byly určeny pro výuku mikroprocesorové techniky, ale ve skutečnosti byl důvod jejich rozšíření a obrovské nabídky různých typů mnohem prozaičtější: šlo o prachy. Ve druhé polovině 70. let bylo na trhu mnoho typů mikroprocesorů od mnoha výrobců. Namátkou 8080, 8085, Z-80, 6502, 6800, 1802, 2650, 8060, TMS 900 atd. Aby si výrobce určitého typu mikroprocesoru zajistil odbyt, potřeboval si vychovat odborníky, kteří s jeho procesorem budou umět pracovat. A je mnohem efektivnější vrhnout mezi veřejnost jednoduchý mikropočítač s tím jejich správným mikroprocesorem, než pořádat nákladná školení na složitých systémech pro pár vybraných zájemců.

A tehdy byl po jednoduchých a levných mikropočítačích obrovský hlad. Lidé si je pořizovali a učili se. A co je důležité: takový primitivní počítač byli ochotni zaplatit peníze, pracně se pídit po informacích a pracovat se s ním učili ve svém volném čase! A dnes? Chce-li výrobce čipů podchytit nějakého vývojáře, musí mu zdarma poskytnout veškeré informace, nejlépe zdarma poskytnout vývojové prostředky a kity, pravidelně pořádat školení zakončená chlastačkou a žranicí a ještě ukecávat jeho zaměstnavatele, aby ho na ta školení pouštěl v pracovní době a poskytl mu služební auto, mobil a příplatky za přesčasy. Pak existuje určitá malá šance, že si ten vývojář jejich čipů všimne...

Firmě MOS se tehdy s KIMem povedl husarský kousek. Na hladový trh vrhla jednoduchý počítač a vydělala na tom. Lidé si ho kupovali a učili se pracovat s procesorem 6502. A protože to byli hlavně mladí lidé, stávali se z nich odborníci, kteří nastupovali do firem vyvíjejících a vyrábějících počítače. A protože tito odborníci dokonale ovládali procesor 6502, používali ho ve svých návrzích. A tak není divu, že CPU 6502 (a jeho novější varianty) určitou dobu dominoval mezi osobními počítači pro domácí použití (Apple, Atari, Commodore, Acorn). Tyto počítače se vyráběly v mnohamilionových sériích. A firma MOS měla odbyt. A firma MOS tak vydělala podruhé. To už se ovšem nejmenovala MOS, ale Commodore...

Z dnešního pohledu je to samozřejmost. Výrobci čipů se předhánějí v nabídce kitů od těch nejjednodušších až po složité. Pořádají semináře zdarma, kde tyto kity účastníkům nabízejí za dotované ceny. Na netu uvolňují dokumentaci, aby si takový kit mohl postavit kdokoliv. Jen ať proboha s jejich čipy někdo pracuje! A je celkem fuk jestli je to amatér nebo profík. Nabídka je obrovská a všichni vědí, že kdo jednou začne s nějakým obvodem, většinou se ho drží. Vždyť mnoho z vás z praxe ví, jaká nechuť provází vývojáře má-li změnit platformu. Už přechod mezi jednoduchými PICy a Atmely může být velký problém ovšem způsobený jen a pouze leností, jejíž míra však v lidstvu nezadržitelně roste).

6502

O obrovské popularitě procesoru 6502 svědčí i to, že se stále vyrábí (stav k 8/2010). V nabídce firmy The Western Design Center najdete, jak klasický 6502, tak 8/16-bitový 65816, který lze přepnout do režimu 6502 a pochopitelně jsou v nabídce i podpůrné obvody PIA, VIA a ACIA. A také mikrokontroléry (fuj, jednočipy to jsou) založené na jádře 6502. Jen RIOT (bohužel) chybí.

Z-80

Zajímavé ale je, že ke stejně masovému rozšíření jakého dosáhl 6502, pomohlo procesoru Zilog Z-80 něco úplně jiného. To se v roce 1979 jistý pan Sinclair rozhodl, že bude také vyrábět počítače, jako spousta jiných. Jenže on nechtěl svými počítači vychovávat budoucí odborníky. Ani nepotřeboval prosazovat svůj procesor (žádný neměl). On chtěl vyrábět "hotové" počítače, se kterými by mohli pracovat i "obyčejní lidé". A tak vymyslel ZX-80. Všichni víme jak to bylo dál. Sinclair by byl dnes monopol, kdyby... kdyby nezačalo prudce ubývat obyčejných lidí. Sinclair tehdy netušil, že za 30 let bude obyčejných lidí tak málo, že i v obyčejném Česku prohrají volby...

mikropočítač ZX-80
Sinclair ZX-80
mikropočítač ZX-80
schéma zapojení ZX-80


*** replika ZX-80 na Nostalcompu***

Vlna zájmu o staré počítače přinesla také repliku ZX-80 na stránky Nostalcompu. Replika je navržena jako dokonalá kopie originálu a dostala samostatnou stránku.


Počítače a mikropočítače, procesory a mikroprocesory.

Ještě malé vysvětlení, proč se na tomto serveru tak často používá slovo mikropočítač a mikroprocesor namísto běžného počítač a procesor. Opět to souvisí s dobou zlaté éry jednodeskáčů a osmibitů obecně. Před touto érou totiž počítače byly obrovská monstra, která se sotva vešla do jedné místnosti. To tedy byly počítače. Pak přišly počítače velikosti skříně. Těm se zase díky jejich miniaturizaci říkalo minipočítače. A v 70. letech se počítač vešel na stůl a později dokonce na jednu desku plošných spojů. Takto titěrný počítač už se musel nazývat mikropočítač. A označení mikropočítač vydrželo celou osmibitovou éru. Jenže mezitím zmizely sálové počítače i skříňové minipočítače. Zůstaly jen mikropočítače, kterým už se zase mohlo říkat počítače. Je to kratší...

Dalo by se sice namítnout, že mezitím vznikla kategorie jednočipových mikropočítačů, kterým by název mikropočítač opravdu slušel, jenže se jim začalo říkat mikrokontroléry či mikrořadiče. Ovšem obě slova považuje autor tohoto textu za odporná a proto se na nostalcompu setkáváte s označením jednočip. Jednočip je prostě jednočip a hotovo.

Podobné, jako s počítači a mikropočítači, je to i s procesory a mikroprocesory. Dokud byl procesor sestaven z diskrétních obvodů a byl umístěn na jedné či více deskách, byl to procesor. Jakmile se jej podařilo nacpat do jednoho pouzdra, stal se z něj mikroprocesor. A to přesto, že kolikrát jedno pouzdro nestačí a jsou potřeba nějaké ty "podpůrné" obvody. Ale jakmile definitivně zmizely procesory sestavené z diskrétních součástek a zůstaly jen mikroprocesory, svět se zase vrátil ke kratšímu označení procesor... Zkrátka a dobře. Procesor sestavený z řezů i3000, nebo z TTL obvodů řady 74xx, nebo dokonce jen z tranzistorů, je prostě procesor. Procesory 8080, Z-80, 8085, 6502, 6800 a další, jsou mikroprocesory. A procesory Pentium, Celeron, Core2Duo, Athlon, Sempron, Atom a podobné jsou už zase procesory. Byť jsou mnohem více mikro než mikroprocesory... Už tomu rozumíte? :-)


RET



Odladěno na MS IE 8.0 a Firefoxu při rozlišení min. 1024 x 768 pixelů
www.NOSTALCOMP.cz    2010  -  2017