Sinclair część II — MK 14 ojciec brytyjskich komputerów domowych

Wejście firmy Clive'a Sinclaira - Science of Cambridge - w świat komputerów nie był wcale taki oczywisty jakby się wydawało. Doświadczenia w tworzeniu kalkulatorów, oraz pasja Sinclaira w zakresie miniaturyzacji i upraszczania konstrukcji wydawała się świetną kombinacją do stworzenia komputera.

Istotnie, sam Sinclair bacznie obserwował postęp w dziedzinie elektroniki, a spadający popyt na kalkulatory i rosnące zainteresowanie komputerami w USA zapewne dawały mu już wiele do myślenia, jednak postrzegał on komputery jako przelotną modę w którą nie warto się zbytnio angażować. W 1977 roku do sprzedaży trafił Apple II, który pomimo swojej wysokiej ceny pretendował do miana komputera domowego i edukacyjnego ale także znajdował zastosowanie w świecie biznesu. Commodore PET, który pojawił się także w 1977 roku był z kolei pomyślany jako komputer dla edukacji i biznesu, ale w żadnym z tych zastosowań nie radził sobie tak, jak życzyliby sobie jego twórcy. Nieco ciekawszym pomysłem był komputer Atari 400 i Atari 800, które były pomyślane głównie jako maszyny domowe, służące do rozrywki. Choć dziś takie definicje jak komputer domowy, edukacyjny czy komputer dla biznesu wydają się dosyć oczywiste, wówczas owe różnicy były ledwo zauważalne, a sytuacja wyglądała tak, jakby ktoś przyniósł komputer i powiedział do nabywcy: - "zrób coś z tym, ja nie wiem do końca jak to wykorzystać.".

Gdy w 1977 roku powstaje Science of Cambridge Ltd. nieoficjalnie będącej własnością Clive'a Sinclaira staje jego zaufany współpracownik - Chris Curry. Sinclair pragnął aby nowa firma skupiła się na kieszonkowych telewizorach i elektrycznym samochodzie, którego stworzenie było największym marzeniem Sinclaira. Ponieważ Science of Cambridge nie dysponuje wielkimi funduszami, Sinclair zgadza się na podjęcie prac nad projektem komputera, którego sprzedaż miała zapewnić fundusze na bardziej ambitne projekty.

Hermann Hauser (po lewej) i Chris Curry (po prawej) w Cambridge.

Science of Cambridge MK 14

Prace nad pierwszym komputerem Sinclaira podjęto najprawdopodobniej w połowie 1976 roku, jeszcze w Sinclair Radnionics i początkowo miała to być coś, co przypominało bardziej zaawansowany, programowalny kalkulator. Sama nazwa urządzenia - MK 14 - najprawdopodobniej wywodziła się z faktu, iż byłby to czternasty model kalkulatora w ofercie firmy. Jednak firma była pod nadzorem National Enterprise Board i miała mocno ograniczone fundusze na nowe projekty. Przedstawiciele NEB nie wyrazili zgody na kontynuację prac nad MK 14, uznając że koszty badań są zbyt wysokie. Odchodząc z Sinclair Radionics do Science of Cambridge Ltd. Chris Curry zabrał projekt MK 14 ze sobą. Do prac nad rozwojem projektu werbuje swojego przyjaciela - Hermanna Hausera - studiującego w Cambridge Austriaka, interesującego się mikroprocesorami. Obydwoje rozwijają koncepcję MK 14 z formy rozbudowanego kalkulatora, do prostego komputera.

Komputer zbudowano w oparciu o układ firmy National Semiconductor INS8060 .

Ten 8‑bitowy układ został wprowadzony na rynek na początku 1976 roku. Firma National Semiconductor lokowała go w rodzinie układów SC/MP (nazywano je Scamp - "Łobuz"), czyli tanich budżetowych mikroprocesorów o całkiem niezłych jak na ówczesne mu czasy możliwościach, choć prostej budowy. INS8060 był taktowany zegarem 4.43 MHz i mógł zaadresować do 64 KB pamięci RAM, lecz korzystał z bloków o wielkości 4 KB. Posiadał dwa 8‑bitowe rejestry danych i cztery 16‑bitowe rejestry adresowe. Układ miał także ciekawą jak na ówczesne czasy cechę polegającą na tym, że mógł zwalniać dostęp do szyny adresowej, a to umożliwiało tworzenie maszyn wieloprocesorowych. Cechę tą wykorzystano w komputerze MK 13 w którym dołączona "karta graficzna" wkorzystwała właśnie owe przerwy w dostępie do szyny adresowej.

Mikroprocesor INS8060 posiadał 46 prostych jedno i dwubajtowych instrukcji, a do zrealizowania jednej instrukcji potrzebował czasem nawet kilku cykli zegara. Większość instrukcji był w stanie zrealizować w ciągu 5 do 9 cykli zegara, jednak niektóre instrukcje wymagały powyżej 10 cykli na realizację. Układ realizował około 85 tys. instrukcji logicznych ma sekundę i do 28 tys. operacji arytmetycznych i instrukcji związanych z obsługą pamięci na sekundę. Moc obliczeniowa IN8060 wynosił około 0.2 MIPS i była to zdecydowanie słabsza jednostka obliczeniowa niż układ Intel 8080 czy MOS6502.

Sinclair MK 14 wyposażono w 256 bajtów pamięci RAM o swobodnym dostępnie, można było zamówić także wersję z 640 bajtami pamięci RAM. Do komunikacji z komputerem użytkownik posiadał 20‑to klawiszową klawiaturę bardzo przypominającą te jakie Sinclair montował kalkulatorach oraz 8 lub 9 pozycyjny wyświetlacz diodowy, także analogiczny do tych, jakie Sinclair używał w swoich kalkulatorach.

Schemat MK 14 gdyby ktoś odczuł potrzebę wystrugania sobie takiego komputera.

Tym co jednak różniło MK 14 od klasycznego kalkulatora była możliwość podłączenia do niego urządzeń zewnętrznych. MK 14 wyposażono w 16 portów wejścia/wyjścia do obsługi których użyto innego układu National Semiconductor INS8154N oraz 128 bajtów pamięci RAM. Ich wyprowadzenie znajdowało się na górnej krawędzi płyty komputera w postaci złącza. Owo złącze pojawiało się w przyszłych komputerach Sinclaira jako "szyna krawędziowa". Klawiatura była urządzeniem podpiętym na stałe natomiast użytkownik mógł podpiąć kartę dźwiękową (klasyczny buzzer), monitor lub interfejs umożliwiający użycie magnetofonu kasetowego w roli pamięci masowej.

Wbudowany wyświetlacz diodowy umożliwiał komunikację z użytkownikiem w postaci kodów, a użytkownik pisał programy w języku maszynowym także wprowadzając odpowiednie instrukcje w postaci kodów maszynowych. Jakiekolwiek działanie na komputerze MK 14 wymagało posiadania zarówno listy kodów odpowiadających 46 instrukcjom mikroprocesora, oraz symboli wyświetlanych na ekranie diodowego wyświetlacza. Współczesnemu użytkownikowi komputera zapewne wydaje się to bardzo skomplikowane, dlatego pozwolę sobie przytoczyć przykładowy program:

Większość zadań związanych obliczeniami matematycznymi można było zrealizować przy przy użyciu wbudowanego wyświetlacza LED‑owego.

Komputer MK 14 posiadał jednak możliwość podłączenia do zewnętrznego monitora przy użyciu specjalnego interfejsu VDU, wówczas mógł on generować obraz w trybie tekstowym 16 linijek po 32 znaki lub w trybie graficznym o rozdzielczości 64 x 64.

Schemat VDU. Użytkownik kupował zestaw do samodzielnego montażu.

Interfejs VDU był zgodnie z założeniami Sinclaira maksymalnie uproszczony i tani. Operował on na dwóch 256 bajowych blokach pamięci z których każdy blok odpowiedzialny był za połowę ekranu (lewą lub prawą) co było przyczyną charakterystycznego migotania obrazu. Ponieważ komputer w podstawowej wersji posiadał 256 bajtów, użycie owej "karty" graficznej": najczęściej wiązało się z koniecznością rozbudowy pamięci do przynajmniej 640 bajtów. Generowany obraz był czarno-biały, a użycie owej "karty graficznej" redukowało prędkość komputera nawet o 60% gdyż mikroprocesor INS8060 musiał zwalniać dostęp do szyny adresowej. Użycie monitora i układu dźwiękowego dawało użytkownikowi znacznie większe możliwości. Mógł on sobie napisać program alarmu, który następował po określonym czasie, a nawet kilka gier. Instrukcja dołączona do zestawu zawierała całkiem sporo przykładowych programów, które użytkownik mógł samodzielnie wklepać przy pomocy klawiatury. Między nimi znalazły się także gry na MK 14, a był to:

• Moon Landing (niespełna 150 kodów do wklepania)
• Duck Shoot
• Mastermind
• Silver Dolar Game

Do komputera można było podpiąć pamięć masową w postaci kaset magnetofonowych, jednak aby uzyskać możliwość zapisywania i odczytywania programów potrzebny był specjalny interfejs, który także można było kupić jako zestaw do samodzielnego montażu lub samemu zbudować. MK 14 mógł być zasilany zarówno z baterii jak i zasilacza. Komputer znalazł się w katalogach na początku 1977 roku jako zestaw do samodzielnego montażu w cenie 39,95 Funtów.

Dołączona do niego instrukcja zawierała nie tylko wspomniane powyżej przykładowe oprogramowanie, ale także schemat komputera oraz dokładne informacje na temat jego budowy, co umożliwiało amatorom elektroniki budowanie rozmaitych urządzeń z jego wykorzystaniem. Jako że MK 14 kierowany był do hobbystów i amatorów, w jego instrukcji można było także znaleźć porady dotyczące praktycznych aspektów montażu komputera wraz z informacjami jak należy np. lutować poszczególne elementy, jak montować poszczególne układy elektroniczne do płytki. Instrukcja ta miała stanowić także praktyczny kurs dla osób nie mających wcześniej doświadczeń z montażem zestawów elektronicznych.

Komputer wzbudził spore jak na te lata zainteresowanie i sprzedano go około 50 tys. egzemplarzy, a jego repliki w bardzo przystępnych cenach są dostępne nawet dziś, choć nie sa to wierne kopie pierwowzoru ponieważ niektóre układy elektroniczne już od dawna nie są produkowane.

Tak wyglądał zestaw do samodzielnego montażu komputera MK 14.

Na potrzeby komputera MK 14 powstało wiele dodatkowych elementów umożliwiających jego rozbudowę. Większość z nich występowała jako zestawy do samodzielnego montażu.

• Zestaw do rozbudowy pamięci RAM o 256 bajtów, 128 bajtów lub 1.5 KB.
• Dodatkowa pamięć ROM zawierająca dodatkowo obsługę funkcji wejścia/wyjścia dla obsługi pamięci magnetofonowej, funkcje obliczeniowe które mogą być wykonane podczas jednego cyklu zegara.
• Generator dźwięku zbudowany w oparciu o układ ZX425.
• Karta umożliwiająca podpięcie MK 14 do monitora.
• Programator PROM-ów.
• Interfejs do magnetofonu.

Można by stwierdzić, że MK 14 nie prezentował sobą nic nadzwyczajnego na tle konkurencyjnych produktów. Nie zachwycił też Clive'a Sinclaira, który oficjalnie stanął na czele Science of Cambridge w 1978 roku. Sinclair celowo doprowadził do likwidacji pozostałych pod jego kontrolą działów Sinclair Radionics i tym sposobem jego pierwsza firma przestaje istnieć. Do Science of Cambridge wnosi swoje dotychczasowe projekty i pewien zapas gotówki umożliwiający prowadzenie dalszych badań i rozwijanie dotychczasowych projektów. Uważał on MK 14 za niezwykle prymitywny komputer, który nie ma prawa odnieść większego sukcesu na rynku, gdyż został stworzony głównie z myślą o maniakach elektroniki, a tych nie było aż tak wielu. Nie widział on też możliwości praktycznego zastosowania MK 14 przez potencjalnego użytkownika.

Clive Sinclair określając priorytety projektów na ich czele umieścił elektryczny samochód oraz rozwój telewizorów kieszonkowych, odrzucając projekt rozwoju MK 14. W związku z takim planem rozwoju o którego zmianie despotyczny Sinclair nie chciał nawet rozmawiać, Chris Curry wraz z Hermannem Hauserem odchodzą z Science of Cambridge Ltd. i zakładają własną firmę Acorn Computers Ltd. w grudniu 1978 roku.

Komputer MK 14 stał się platformą wyjściową dla przyszłych konstrukcji Sinclaira oraz komputerów Acorn, a także wielu innych, brytyjskich firm projektujących własne komputery. Stąd też w Wielkiej Brytani, MK 14 nazywany jest ojcem brytyjskich komputerów domowych, a dziś ciężko nie dopatrywać się w jego koncepcji protoplasty takich komputerów jak Raspberry Pi (ja mam takie wrażenie).

Continua a settimana...

Jeśli chcesz wesprzeć mojego bloga za pośrednictwem PayPal, serdecznie dziękuję.