Персональный компьютер Alto

Alto — это экспериментальный персональный компьютер, разработанный в Исследовательском центре корпорации Xerox (Xerox PARC) в 1973 году. Он считается первым компьютером, в котором была реализована концепция графического пользовательского интерфейса (GUI) с оконной системой, использованием мыши и WYSIWYG-редакторов, что оказало решающее влияние на развитие всей индустрии персональных компьютеров.

История создания

Предпосылки

В начале 1970-х годов в Xerox PARC под руководством Алана Кея (Alan Kay) разрабатывалась концепция «Dynabook» — портативного устройства с плоским экраном и стилусом для работы с информацией. Однако технические возможности того времени не позволяли создать такой портативный компьютер. Вместо этого инженеры лаборатории, включая Батлера Лэмпсона (Butler Lampson), Чарльза Такера (Charles Thacker) и Эда МакКрайта (Ed McCreight), решили построить настольную машину, которая могла бы служить платформой для исследований в области человеко-машинного взаимодействия.

Разработка и прототип

Проект Alto стартовал в 1972 году. Ключевой задачей было создание компьютера, который мог бы работать с растровой графикой и отображать текстовые документы в режиме реального времени. В отличие от существовавших тогда мейнфреймов и миникомпьютеров, Alto проектировался как индивидуальное устройство для одного пользователя. Первый рабочий прототип был собран в апреле 1973 года. Компьютер получил название «Alto» в честь города Пало-Альто, где находилась лаборатория Xerox PARC.

Распространение

Alto никогда не был коммерческим продуктом. Xerox не планировала его массовое производство. Вместо этого было изготовлено около 2000 экземпляров, которые использовались внутри корпорации Xerox, в университетах (в первую очередь в Стэнфордском университете и Массачусетском технологическом институте) и в нескольких государственных учреждениях США. Сотрудники Xerox PARC активно использовали Alto для повседневной работы, что позволило на практике отладить многие программные решения.

Технические характеристики

Аппаратное обеспечение

Alto имел необычную для своего времени архитектуру, ориентированную на высокопроизводительную обработку графики.

• Процессор: Микропрограммируемый процессор на дискретных микросхемах TTL (транзисторно-транзисторная логика) с разрядностью 16 бит. Тактовая частота составляла около 5,88 МГц. Микрокод хранился в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) и мог быть частично заменён.
• Память: Оперативная память (ОЗУ) на ферритовых сердечниках объёмом от 64 до 512 килобайт (базовая конфигурация — 128 КБ). Это было значительно больше, чем у большинства компьютеров того времени.
• Графическая подсистема: Bitmap-дисплей (растровый) с разрешением 606×808 пикселей (вертикальная ориентация экрана). Каждый пиксель кодировался одним битом (монохромный дисплей). Для обновления экрана использовался специальный контроллер, который считывал данные из ОЗУ.
• Накопители: Съёмные жёсткие диски (картриджи) типа «Diablo» ёмкостью 2,5 мегабайта каждый. Для загрузки системы и хранения данных использовались два дисковода.
• Ввод: Клавиатура и трёхкнопочная мышь, изобретённая Дугласом Энгельбартом и доработанная в Xerox PARC. Мышь подключалась через последовательный порт.

Программное обеспечение

Операционная система Alto OS была написана на языке BCPL. Система поддерживала многозадачность (хотя и в примитивной форме) и предоставляла доступ к сетевым ресурсам через протокол PUP (PARC Universal Packet).

Наиболее известными приложениями для Alto стали:

• Bravo — текстовый процессор с WYSIWYG-интерфейсом. Пользователь видел на экране документ таким, каким он будет напечатан, с различными шрифтами, размерами и начертаниями. Bravo стал первым в мире редактором такого типа.
• Smalltalk — объектно-ориентированная среда программирования и графическая оболочка, разработанная Аланом Кеем и Адель Голдберг. Smalltalk для Alto включал оконную систему, меню, иконки и поддержку мыши.
• Draw — программа для создания векторной графики.
• Markup — редактор для работы с растровыми изображениями.
• Ethernet — первая реализация протокола Ethernet, разработанного Робертом Меткалфом (Robert Metcalfe) и Дэвидом Боггсом (David Boggs). Alto использовался для тестирования этой технологии.

Влияние на индустрию

Вдохновение для Apple и Microsoft

В 1979 году делегация из компании Apple Inc. (включая Стива Джобса) посетила Xerox PARC. Джобс увидел работающий Alto и интерфейс Smalltalk. Под впечатлением от увиденного, Apple начала разработку коммерческого компьютера с графическим интерфейсом, что привело к созданию Apple Lisa (1983) и, впоследствии, Macintosh (1984). Аналогичный визит в Xerox PARC совершили представители Microsoft, что повлияло на разработку Windows.

Ключевые инновации

Alto стал платформой, на которой были опробованы и доведены до практической реализации следующие технологии:

• Графический пользовательский интерфейс (GUI) с окнами, меню и иконками.
• Компьютерная мышь как стандартное устройство ввода.
• WYSIWYG-редактирование текста и графики.
• Локальная вычислительная сеть (Ethernet).
• Объектно-ориентированное программирование (язык Smalltalk).
• Лазерная печать (прототипы принтеров Xerox 9700 подключались к Alto).

Неудача коммерциализации

Xerox не смогла своевременно вывести Alto на рынок. Руководство корпорации, ориентированное на рынок копировальных аппаратов, не видело коммерческого потенциала в персональных компьютерах. Более того, высокая стоимость производства (около 40 000 долларов США в ценах 1973 года, что эквивалентно более чем 250 000 долларов в 2020-х годах) делала Alto непригодным для массового рынка. В 1981 году Xerox выпустила коммерческий компьютер Xerox Star 8010, который использовал многие наработки Alto, но также не имел большого коммерческого успеха из-за высокой цены и сложности.

Интересные факты

• Alto не имел вентилятора и охлаждался пассивно, что было редкостью для компьютеров того времени.
• Мышь для Alto была деревянной и имела три кнопки. Первоначально она называлась «жучок» (bug).
• Компьютер весил около 45 килограммов и занимал значительную часть рабочего стола.
• В 2019 году исследователи из Стэнфордского университета восстановили работоспособность одного из сохранившихся экземпляров Alto, используя эмуляцию и ремонт оригинальных блоков питания.

Источники

• Thacker, C. P., McCreight, E. M., Lampson, B. W., Sproull, R. F., & Boggs, D. R. (1979). Alto: A Personal Computer. In Computer Structures: Principles and Examples.
• Hiltzik, M. A. (1999). Dealers of Lightning: Xerox PARC and the Dawn of the Computer Age. HarperBusiness.
• Kay, A. (1972). A Personal Computer for Children of All Ages. Proceedings of the ACM Annual Conference.
• Smith, D. K., & Alexander, R. C. (1988). Fumbling the Future: How Xerox Invented, Then Ignored, the First Personal Computer. William Morrow & Co.
• Документация Xerox PARC по проекту Alto (архивы Computer History Museum).