Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

IMLAC PDS-1 и PDS-4 были популярны графический дисплей системы в 1970 году . Они были сделаны IMLAC Corporation , небольшой компанией в Нидхэме, штат Массачусетс . IMLAC - это не аббревиатура, а имя поэта из романа Сэмюэля Джонсона « История Расселаса, принца Абиссинии» . [1] ПДС-1 дебютировал в 1970 году был первый недорогой [2] коммерческая реализация Иван Sutherland «ы Sketchpad системы высокоактивного интерактивных компьютерной графики дисплей с движением. При продаже за 8300 долларов без учета опционов его цена была эквивалентна стоимости четырех Volkswagen Beetle.. PDS-1 был функционально похож на более крупный IBM 2250 , который стоил в 30 раз дороже. Это был значительный шаг к созданию компьютерных рабочих станций и современных дисплеев.

PDS-1 состоял из ЭЛТ-монитора , клавиатуры, светового пера и панели управления на небольшом столе с большей частью электронной логики на пьедестале стола. Электроника включала в себя простой 16-битный миникомпьютер и 8-16 килобайт памяти на магнитных сердечниках , а также процессор дисплея для управления движением луча ЭЛТ.

Обновленный векторный дисплей [ править ]

Монитор представлял собой 14-дюймовый монохромный векторный дисплей , который постоянно обновлялся из локальной памяти. Его нормальное разрешение составляло 1024 на 1024 адресных точки и 2K x 2K в режиме масштабирования мелким шрифтом. Электронный луч ЭЛТ свободно перемещался в положениях и углах X и Y под управлением программы, чтобы рисовать отдельные наклонные линии и формы букв, подобно движениям ручки на бумаге в перьевом плоттере . Луч пропускал пустые области экрана. Вещи можно было рисовать в произвольном порядке.

Векторные дисплеи - это уже устаревшая альтернатива дисплеям растрового сканирования . В векторных дисплеях электронный луч ЭЛТ «рисует» только отображаемые линии и кривые. На дисплеях с растровой разверткой изображение представляет собой сетку пиксельных пятен («растровое» изображение), и луч ЭЛТ многократно перемещается по всему экрану в фиксированном горизонтальном порядке (как в телевизорах), независимо от того, какие точки включены. [3] Растровая графика требует гораздо больше памяти, чем векторная графика. Разрешение черно-белого изображения на уровне XGA 1024x768 требует 96 килобайт памяти для обновления видео, что в 12 раз больше, чем у базового PDS-1. В 1970 году такой объем оперативной памяти стоил около 8000 долларов. [4] (Сейчас она стоит всего 0,05 цента совместно используемой DRAM.)

Векторные дисплеи были хороши для отображения диаграмм данных, изменения линейных чертежей и диаграмм САПР , переворачивания трехмерных каркасных фигур, редактирования текста, компоновки распечатанных страниц и игры в простые игры. Но они не обрабатывали цвета, изображения, заполненные области, черно-белые экраны или WYSIWYG- верность шрифтам профессионально напечатанного текста.

Экран PDS-1 неоднократно обновлялся или перерисовывался 40 раз в секунду, чтобы избежать видимого мерцания. Но неравномерное движение луча было медленнее, чем устойчивое движение на растровых дисплеях. Отклонения луча вызывались магнитными катушками, и эти катушки боролись с быстрыми изменениями их тока. Экран мерцал при заполнении более чем 800 дюймами строк или более чем 1200 символами, потому что лучу тогда требовалось более 1/40 секунды, чтобы проследить все назад.

В конкурирующем более дешевом графическом терминале Tektronix 4010 использовалась альтернативная технология электронно-лучевой трубки для хранения данных, которая не требовала постоянного обновления и, следовательно, вообще не требовала памяти дисплея локального компьютера. Светящееся изображение запомнилось самим люминофором ЭЛТ. Но, как и в Etch A Sketch , накопленное изображение может быть изменено или перемещено только путем стирания всего экрана флэш-памятью, а затем замедленной перерисовки всего с данными, повторно отправленными с какого-то большого компьютера. [5] Это было гораздо менее интерактивным, чем PDS-1, и не могло показывать анимацию.

На других дисплеях этой эпохи текстовые шрифты были зашиты и не могли быть изменены. Например, консоли оператора CDC 6600 формировали каждую букву сразу, направляя электронный луч ЭЛТ Charactron через металлический трафарет с A-образным отверстием или через B-образное отверстие и т. Д.

Но на PDS-1 все формы, размеры и интервалы букв полностью контролировались программным обеспечением. Каждая желаемая форма буквы E имела свою собственную подпрограмму отображения, которая выполняла последовательность коротких векторных штрихов для этой буквы. Каждое появление буквы на экране было вызовом процессором дисплея подпрограммы для этой буквы. Эта схема обрабатывала произвольные шрифты, расширенные наборы символов и даже курсивные языки с написанием справа налево, такие как арабский. Мелкие шрифты, которые рисовались быстрее всего, были уродливыми, с ромбовидными приближениями округлых петель. Схема подпрограммы дисплея также обрабатывала символы электронного дизайна. [6]

Лицевая панель монитора PDS-1 была прямоугольной и была доступна в портретной или альбомной ориентации. Сетка точек размером 1К x 1К была растянута на 33% в более длинном направлении, чтобы текст и графика заполняли экран. Тогда все графические программы должны были учитывать неквадратные пиксели. Если система должна была использоваться в основном для графики, монитор можно было бы установить с нерастянутой сеткой, оставляя края экрана постоянно неиспользуемыми.

Двойные процессоры [ править ]

Процессор дисплея PDS-1 и его миникомпьютер работали одновременно, используя одну и ту же память.

Инструкции для процессора дисплея состояли из 1-байтовых инструкций с коротким ходом для букв и кривых, 6-байтовых длинных векторных инструкций и 2-байтовых безусловных переходов. Процессор дисплея не имел обычных инструкций ALU и никогда не изменял память. Прыжки поддерживают вызовы подпрограмм для повторяющихся объектов, таких как буквы и символы. Jumps также поддерживает объединение отображаемых объектов в связанные списки для быстрого редактирования. Позиции XY были только в целочисленной форме. Не было поддержки вращения или произвольного масштабирования на лету. Если символ пересекал край экрана, луч переходил на другую сторону, а не обрезался, создавая размытие. Таким образом, более высокие уровни приложения должны были провести тест отсечения с использованием отдельных структур данных. (Это было исправлено в более поздних моделях.) Программирование подпрограмм буквенного шрифта осуществлялось на языке ассемблера. Код для линейных чертежей и общий макет создавался «на лету» программами, работающими на локальном мини-компьютере или на большом удаленном компьютере.

Встроенный миникомпьютер PDS-1 [7] был необходим для быстрого реагирования на действия пользователя с клавиатурой и световым пером, без задержек при обращении за помощью к удаленному большому компьютеру с разделением времени . Основная задача миникомпьютера заключалась в создании и изменении списка отображения по мере необходимости для следующего цикла обновления. Для текста и двухмерной линейной графики это было легко и не требовало больших вычислений. Чтобы минимизировать затраты, Imlac разработала собственный простой мини-компьютер с минимальным количеством регистров и логических вентилей. Это была машина с одним аккумулятором, очень похожая на DEC PDP-8., за исключением использования 16-битных инструкций и данных вместо 12 бит. Не было инструкций целочисленного умножения / деления, инструкций с плавающей запятой, микропрограммирования, виртуальной адресации и кеша. Единственная форма модификации адреса была через косвенные указатели адреса, хранящиеся в памяти. При использовании некоторые ячейки указателя будут автоматически увеличиваться. Операции со стеком не поддерживаются.

Программирование этого миникомпьютера осуществлялось на языке ассемблера. Это не был объектный код, совместимый с чем-либо еще, и поэтому инструментальная поддержка была ограниченной. В конечном итоге Imlac добавил автономный компилятор Fortran с часовыми компиляциями из-за нехватки памяти. Некоторые модели PDS имели дополнительный дисковод для картриджей IBM 2310 или 8-дюймовый дисковод для гибких дисков. На них выполнялась элементарная дисковая ОС, поддерживающая программные наложения. Диски были исключены из более поздних продуктов.

Электроника PDS-1 была построена на интегральных схемах TTL низкой плотности серии 7400 , всего с дюжиной логических вентилей или 4 битами регистра на микросхему DIP . Маленькие печатные платы вмещали до 12 микросхем каждая. Неглубокий постамент стола вмещал три стойки или ряда карт по 25 карт в каждом ряду и объединительную панель с проволочной изоляцией, соединяющую все карты. Не было единой объединительной шины. Документация заказчика включала полные схемы [8]вплоть до уровня ворот, чтобы клиенты могли создавать свои собственные интерфейсные платы. Можно было увидеть, потрогать и понять каждую деталь того, как работает вся система. Время цикла для основной памяти составляло 2,0 микросекунды для PDS-1 и 1,8 микросекунды для PDS-1D. Логика TTL работала в 10 раз быстрее, с 10 тактовыми импульсами на цикл памяти ядра.

В базовый PDS-1 не входили дополнительные аппаратные платы для длинных векторов. Вместо этого миникомпьютер создал длинную последовательность коротких инструкций дисплея. Программа использовала быстрый метод Брезенхема для вычисления промежуточных точек наклонных линий без умножения или деления. Аналогично аппаратному обеспечению длинных векторов требовалась только схема сложения / вычитания. Если длинная векторная программа была ошибочно запущена на базовой машине без этой опции, процессор дисплея мог выйти из строя и потенциально сжечь люминофор монитора или усилители отклонения.

Приложения [ править ]

PDS-1 и PDS-4 были закуплены небольшими партиями научно-исследовательскими организациями и многими университетами. Они разработали новаторские компьютерные приложения и подготовили новое поколение дизайнеров графических систем. Система гипертекста FRESS имеет расширенные возможности и удобство использования при доступе из системы PDS-1; пользователь мог создавать гиперссылки световым пером и создавать их просто парой нажатий клавиш. Многооконное редактирование на FRESS также было возможно при использовании PDS-1. Системы PDS-1 использовались для разработки протокола сетевой графики Arpanet.

Системы отображения Imlac были включены в различные более крупные коммерческие продукты, включая визуальный дизайн и специализированное программное обеспечение. Imlac продавал систему верстки и набора газет с использованием PDS-1 под названием CES. Механическая CAD-система MCS Anvil использовала более поздние рабочие станции Imlac для интерактивного проектирования механических деталей, которые затем автоматически фрезеровались из металлической заготовки. [9]

Некоторые простые приложения, такие как текстовые редакторы, были полностью написаны на ассемблере Imlac и могли работать без особого участия на большом компьютере. Хофштадтер написал свою книгу « Гедель, Эшер, Бах» в редакторе Imlac. Но для большинства графических приложений требовалась сильная поддержка операций с плавающей запятой, компиляторы и файловая система. Эти приложения выполнялись в основном на дорогостоящем компьютере с разделением времени, который отправлял обработанные данные изображения в Imlac, который запускал небольшую программу на ассемблере, эмулирующую общий графический терминал. Типичным использованием была визуализация архитектурных чертежей и анимированных пошаговых руководств, которые ранее были нарисованы в автономном режиме. Использование PDS-1 сдерживалось в течение нескольких лет из-за отсутствия стандартной библиотеки программ, поддерживающей анимацию или интерактивное рисование и перетаскивание объектов.

Но в ночное время студенты были готовы писать большие объемы кода на ассемблере просто для удовольствия. Наиболее запоминающимися приложениями PDS-1 сегодня являются ранние интерактивные игры . Spacewar для двух игроков ! был перенесен из демки PDP-1. Freeway Crossing , ранний предшественник популярной аркадной игры Frogger , был создан на PDS-1 в рамках психологического эксперимента в 1971 году. [10] [11] Mazewar , первая многопользовательская онлайн-игра, была создана на паре игровых автоматов. ПДС-1. Позже, до 8 игроков побежали на PDS-1 станции или других терминалах в сеть с MIT хост PDP-10 компьютером под управлением Mazewar AI программу.[12] Игры Mazewar между Массачусетским технологическим институтом и Стэнфордом были основной нагрузкой на ранний Arpanet .

Развитие продукта Imlac [ править ]

  • 1968: Основание компании Imlac. Их бизнес-планом были интерактивные графические терминалы для биржевых трейдеров [13], чего не произошло.
  • 1970: PDS-1 представлен для общего рынка графики.
  • 1972: Представлен PDS-1D. Он был похож на PDS-1 с улучшенными схемами и объединительной платой. [14] [15]
  • 1973: Представлен ПДС-1Г.
  • 1974: Представлен ПДС-4. Он работал в два раза быстрее и отображал в два раза больше текста или графики без мерцания. [16] Его дисплейный процессор поддерживает мгновенное интерактивное увеличение с отсечением. У него была дополнительная надстройка с плавающей запятой.
  • 1977: Всего в США было продано около 700 систем PDS-4. [17] Они были построены по заказу, а не производились серийно.
  • 1978: Представлен Dynagraphic 3250. Он был разработан для использования в основном собственной графической библиотекой с кодом Fortran, работающей на больших компьютерах, без программирования пользователем внутри терминала. [18] [19]
  • ????: Представлен Dynagraphic 6220.
  • 1979: Imlac Corporation приобретена Hazeltine Corporation , производителем текстовых терминалов.
  • 1981: Представлена ​​серия Imlac Dynagraphic Series II от Hazeltine. Он был разработан для совместимости со стандартом библиотеки трехмерной графики SIGGRAPH CORE 1979. Его стоимость составляла 9000 долларов США в количестве OEM. Он имел разрешение 2Kx2K, 192 килобайта оперативной памяти и микропроцессор 8086, все внутри блока монитора. [20] [21]

Декабря GT40 был подобный дизайн и цены указывают на PDS-1D. Его настольная электроника была более компактной, и в качестве локального мини-компьютера использовалась серийная плата PDP 11/05 . Это автоматически дало ему гораздо больший набор инструментов программирования. Но это тоже обычно было вызвано приложениями, работающими в более крупных системах PDP.

Пиксели заменяют векторные дисплеи [ править ]

Плотность, емкость и цена компьютерной памяти неуклонно и экспоненциально улучшались на протяжении десятилетий, и эта инженерная тенденция называется законом Мура . Ограничения обновляемых или сохраняемых векторных дисплеев были приняты только в ту эпоху, когда эти дисплеи были намного дешевле, чем альтернативы растровому сканированию. Растровые графические дисплеи неизбежно взяли верх, когда цена в 128 килобайт перестала иметь значение.

Imlac PDS-1 на выставке Xerox PARC поразил их своей интерактивностью и графикой. Но его уродливый текст побудил Чака Такера разработать экспериментальную машину Xerox Alto с растровым отображением в 1973 году [22], за десять лет до того, как этот объем памяти был доступен для однопользовательских машин, не связанных с исследованиями. И Alto привел к революции графического интерфейса пользователя.

PDS-1 и аналогичные векторные терминалы были вытеснены в 1980-х годах (непрограммируемыми) терминалами с растровой графикой, такими как AED767. [23] [24] И с помощью легко программируемых персональных рабочих станций с растровой графикой, таких как Terak 8510 / UCSD Pascal машина и высокопроизводительная система PERQ Unix. На смену им пришли массовые Macintosh на базе микропроцессоров , ПК с Windows и игровые приставки . А теперь одиночными микросхемами внутри смартфонов .

Эмуляция [ править ]

В 2013 году был написан эмулятор Imlac под названием sImlac. [25] Обновленную версию этого эмулятора можно получить из репозитория GitHub компании Living Computers в Сиэтле : Museum + Labs .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Справочное руководство по системе ПДС-4: Предварительно. Корпорация IMLAC, 1974 г.
  2. ^ http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/topic/graphics/ComputerDisplayReview_Mar70.pdf
  3. ^ "Терминалы векторной графики" .
  4. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2012-10-26 . Проверено 27 октября 2012 . CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  5. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2008-06-13 . Проверено 10 апреля 2012 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  6. ^ http://www.chilton-computing.org.uk/acd/icf/terminals/p008.htm
  7. ^ http://www.bitsavers.org/pdf/imlac/PDS-1_TechnicalMan.pdf
  8. ^ http://www.bitsavers.org/pdf/imlac/PDS-1_Schematics.pdf
  9. ^ http://www.cadhistory.net/15%20Patrick%20Hanratty%20and%20MCS.pdf
  10. ^ https://classicreload.com/arcade-frogger.html
  11. ^ https://github.com/larsbrinkhoff/imlac-software/blob/master/washington/freeway.pdf
  12. ^ http://www.digibarn.com/collections/presentations/maze-war/The-aMazing-History-of-Maze.ppt
  13. ^ http://www.chilton-computing.org.uk/acd/literature/reports/p002.htm
  14. ^ http://www.dvq.com/ads/acm/imlac_acm_72.pdf
  15. ^ http://www.bitsavers.org/pdf/imlac/PDS-1D_ProgrammingGuide.pdf
  16. ^ http://www.digibarn.com/collections/instruction-set-guides/imlac-card-color/index.html [ постоянная мертвая ссылка ]
  17. ^ http://www.chilton-computing.org.uk/acd/literature/reports/p002.htm
  18. ^ http://www.chilton-computing.org.uk/acd/literature/reports/p012.htm
  19. ^ http://www.dvq.com/ads/imlac_mms_8_78.jpg
  20. ^ http://ieeexplore.ieee.org/iel5/38/35133/01674054.pdf
  21. ^ http://michmer.net/professional/cv_eng.html
  22. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 11 августа 2011 года . Проверено 20 апреля 2011 . CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  23. ^ http://www.dimka.com/daily/external-pages/spies.com-~aek-orphanage.html
  24. ^ http://www.digibarn.com/collections/systems/aed-graphics-workstation/index.html
  25. ^ Джош Дерш (2013-07-11). «BitRot: sImlac v0.0 готов к употреблению человеком» . Проверено 17 октября 2013 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • Восстановленный PDS-1D Тома Убана - Анатомия Imlac
  • В 14:36 ​​на этом видео показан используемый PDS-1 . Из документального фильма 1972 года «Компьютерные сети - Вестники совместного использования ресурсов». Обратите внимание на пятиклавишную клавиатуру Chorded , которая является прямым потомком той, что была введена для NLS (компьютерной системы) .
  • Slmalc, эмулятор Imlac Джоша Дерша
  • Библиотека программного обеспечения Imlac от Убана
  • Библиотека программного обеспечения Imlac Ларса Бринкоффа . Он сохраняет некоторые сканы современных распечаток кода.
  • Мигающий археологический институт - Imlac PDS-1
  • BitRot: введение в Imlac PDS-1