«Курсор»: редкий советский компьютер с газоразрядным дисплеем
В конце 80-х в лексиконе советских граждан появилось множество новых красивых слов: «перестройка», «гласность», «ускорение», «хозрасчет». Одно из них — «конверсия»: множество предприятий ВПК, до этого выпускавших исключительно военную продукцию, начали осваивать производство изделий мирного назначения. Не исключением стало и производственное объединение «Квант» из города Невинномысск, в 1987 году наладившее выпуск очень необычного персонального компьютера под названием «Курсор».
В официальной документации это изделие называлось не ПЭВМ, как многие другие персоналки того времени, а «Устройство учебное микропроцессорное». Такое наименование было выбрано не случайно: компьютер действительно предназначался для обучения. Но не в составе КУВТ (комплекса учебной вычислительной техники) — тут все билеты уже давно были проданы, и руководство «Кванта» прекрасно понимало, что пробиться с «Курсором» в школьные кабинеты информатики сквозь бюрократические рогатки, да еще и пройти необходимые согласования в профильных министерствах будет попросту невозможно. «Курсор» предназначался для обучения по специальностям «автоматизация производства», «автоматизированные системы управления» и «вычислительная техника и автоматизированное управление», то есть, в первую очередь, для профессиональных училищ, вузов и техникумов, где студенты осваивали работу с промышленными роботами и станками, оборудованными ЧПУ.
Архитектура
Сердцем компьютера стал процессор КР580ВМ80 — функциональный аналог микропроцессора Intel 8080A образца 1974 года. Эта микросхема разрабатывалась в конце 70-х в качестве универсального устройства, которое могло бы использоваться в широкой номенклатуре изделий отечественной промышленности — от вычислительных систем до бытовой электроники. Лицензирование технологий в то время было невозможным из-за холодной войны, поэтому советские ученые прибегали к реверс-инжинирингу. Так и появился КР580ВМ80 — процессор, почти полностью копировавший оригинальный Intel 8080, но производившийся на отечественной элементной базе.
Процессор имел 8-разрядную архитектуру и поддерживал 16-разрядную адресацию, что позволяло адресовать до 64 килобайт памяти. Он включал в себя семь 8-битных регистров общего назначения (B, C, D, E, H, L и A), которые могли использоваться парами для операций с 16-битными данными.
Процессор использовал три шины: данных, адресов и управления. С точки зрения набора команд, микросхема предлагала богатый функционал: арифметические операции, побитовые манипуляции, управление потоком выполнения и работу с прерываниями. Для реализации схем на базе КР580ВМ80 требовались дополнительные микросхемы поддержки, такие как контроллеры памяти и периферийных устройств. Это делало микропроцессор более сложным в использовании, однако упомянутый недостаток компенсировался его доступностью и низкой стоимостью.
«Курсор» был оборудован всего лишь 8 килобайтами оперативной памяти и 16 килобайтами ПЗУ, где умещалась операционная система и интерпретатор «Бейсика». Имелся контроллер с разъемом для использования бытового магнитофона в качестве внешнего накопителя. ЭВМ выпускалась в массивном металлическом корпусе, оборудованном 16 портами для подключения внешних устройств с дискретным или аналоговым управлением (8 дискретных входов и 8 выходов, ЦАП и АЦП). Именно к ним можно было присоединить различное оборудование, с которым студенты выполняли лабораторные работы. Кнопки управления и индикаторы состояния этих входов и выходов располагались на лицевой панели корпуса. Сам корпус получился довольно тяжелым, поэтому имел по бокам специальные ручки для переноски — наследие его «военного» происхождения.
Клавиатура для этого «учебного устройства» располагалась в отдельном корпусе: причем «Квант» выпускал аж две модели: плоскую пленочную клавиатуру, и с обычными механическими клавишами (имелась даже модификация с модными кнопками из прозрачного пластика). У меня когда-то был «Спектрум» с пленочной клавиатурой, и я прекрасно понимаю, почему производитель в конечном итоге отказался от этого варианта: советские пленочные клавиатуры были не слишком надежными, клавиши зачастую реагировали далеко не на каждое нажатие, печатать на них было ужасно неудобно, а при выходе из строя менять приходилось не отдельную клавишу, а всю плату — она считалась неремонтопригодной.
Но самым интересным элементом «Курсора» был газоразрядный матричный дисплей «Электроника МС 6205» разрешением 100×100 точек. Такой дисплей мог отображать 10 строк по 16 символов. Каждый пиксел газоразрядного дисплея представляет собой небольшую герметичную ячейку, которая вспыхивает, испуская свет, когда на неё подаётся электрическое напряжение. Обычно для заполнения ячеек используются инертные газы, такие как неон, ксенон или смесь аргона с азотом. Электроды расположены с обеих сторон газового слоя, образуя пересекающиеся ряды и колонки. Для активации конкретного пиксела ток подается на соответствующие электроды, что позволяет управлять каждым элементом изображения в отдельности.
Газоразрядные индикаторы и дисплеи активно использовались в военной промышленности, а одним из наиболее заметных применений этой технологии стали осциллографы и специализированные терминалы. По всей видимости, на «Кванте» был налажен канал поставки таких устройств, поэтому их и задействовали при производстве «Курсора». Примечательно, что газоразрядный дисплей подключался через параллельный интерфейс к той же шине, что и клавиатура. Но существовала модификация «Курсора» с так называемым «адаптером телевизионного сигнала» — к такому компьютеру можно было подключить через композитный разъем монохромный ЭЛТ-дисплей «Электроника МС 6105» с разрешением 16 строк по 32 символа в строке в текстовом режиме (а графический режим «Курсор» не поддерживал).
Применение
Одной из ключевых особенностей «Курсора» была его универсальность. Устройство можно было программировать для выполнения самых разных функций: от контроля технологических процессов в промышленности до управления экспериментальными установками в научных исследованиях. Поскольку «Курсор» поддерживал подключение внешних устройств, таких как датчики и исполнительные механизмы, это делало его мощным инструментом автоматизации. ЭВМ можно было задействовать для управления конвейерами, станками с ЧПУ и системами контроля качества продукции. В учебных лабораториях этот компьютер применялся для обучения основам работы с программируемыми микропроцессорными системами.
Базовый набор ПО «Курсора» включал так называемую управляющую программу «Монитор», которая фактически и являлась операционной системой. «Монитор» давал пользователю возможность изменять содержимое памяти и регистров процессора, вводить программы с клавиатуры или загружать данные с магнитофонной ленты. Кроме того, в ПЗУ хранился набор тестов оборудования ЭВМ: тест команд микропроцессора, тест ПЗУ, тест ОЗУ, тест дисплея и клавиатуры, тест дискретного ввода-вывода, тест аналогового ввода-вывода, тест системного таймера и магнитофона. Еще в ПЗУ имелся интерпретатор весьма компактного диалекта языка «Бейсик». Все это вместе, напомню, умещалось в 16 килобайт.
Программа «Монитор» понимала оригинальный набор вводимых с клавиатуры команд, которые делились на категории: команды для работы с памятью, с магнитофоном, команды запуска и отладки программ, а также справочные команды. Всего насчитывалось несколько десятков таких команд. Например, чтобы запустить компиляцию набранной пользователем программы на языке «Бейсик», нужно было отдать «Монитору» команду «B J ADR», где ADR — адрес памяти, начиная с которого в оперативной памяти расположена эта программа. Чтобы задать адрес останова при отладке, использовалась команда «K ADR», а чтобы сохранить на магнитную ленту содержимое области памяти между известными адресами, следовало набрать «О ADR1, ADR2». С помощью программ на «Бейсике» можно было управлять устройствами, подключенными к дискретным входам и выходам «Курсора», которые были пронумерованы от 0 до 7. Например, вот так выглядела программа, измеряющая величину заданного на одном из входов АЦП напряжения, и выводящая это значение на экран устройства:
10 REM - КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
20 GOSUB 100:REM - К ДРАЙВЕРУ АЦП
30 L=INP(0):REM - КОНТРОЛЬ
40 IF L=255 GOTO 60:REM - ОКОНЧАНИЯ РАБОТЫ
50 STOP:REM - ОСТАНОВ ПРОГРАММЫ
60 PRINT 'U=';U:REM - ПЕЧАТЬ НАПРЯЖЕНИЯ
70 GOTO 20:REM - СЛЕДУЮЩЕЕ ИЗМЕРЕНИЕ
100 REM - ДРАЙВЕР АЦП
110 REM U - РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЯ
120 OUT 6,0
130 S=INP(4) AND 7
140 M=INP(5)
150 K=S*256+M
160 U=K/102.35-10
170 RETURN
Несмотря на свои достоинства, «Курсор» столкнулся с рядом технических проблем, которые помешали ему стать массовым продуктом. Высокая стоимость производства, сложность программирования и недостаточная доступность компонентов ограничили его распространение. К тому же в конце 1980-х годов на смену «Курсору» пришли более современные и мощные персональные компьютеры, на фоне которых эта ЭВМ с 8 килобайтами оперативной памяти выглядела настоящим анахронизмом. Точно неизвестно, сколько экземпляров «Курсора» выпустило НПО «Квант», но эта машина считается довольно редкой и встречается нечасто даже в коллекциях музеев вычислительной техники.
Автор выражает благодарность Сергею Фролову за фотографии этого удивительного девайса
Статья поддерживается командой Serverspace.Serverspace — провайдер облачных сервисов, предоставляющий в аренду виртуальные серверы с ОС Linux и Windows в 8 дата-центрах: Россия, Беларусь, Казахстан, Нидерланды, Турция, США, Канада и Бразилия. Для построения ИТ-инфраструктуры провайдер также предлагает: создание сетей, шлюзов, бэкапы, сервисы CDN, DNS, объектное хранилище S3.
IT-инфраструктура | Удвоение первого платежа по коду HABR
