ZX Spectrum

Фирменный ZX Spectrum 48 (1982 г.)

ZX Spectrum — персональный компьютер, созданный английской компанией Sinclair Research Ltd на микропроцессоре Z80 фирмы Zilog.

Sinclair ZX Spectrum был представлен в апреле 1982 в двух вариантах — с 16 и 48 КБ оперативной памяти. Предшественником этого компьютера были Sinclair ZX80 и, в особенности, ZX81 (в частности, аналогичны арифметические процедуры и графика шрифта).

Модели

ZX Spectrum 128K (1986)

Оригинальные модели ZX Spectrum, выпущенные Sinclair Research (разработчик - английская фирма Nine Tiles):

• ZX Spectrum 16K/48K (1982)
• ZX Spectrum+ (1984)
• ZX Spectrum 128 (1986) (разработчик - испанская фирма Investronica)

Модели ZX Spectrum, выпущенные Amstrad после передачи прав на всю линию машин:

• ZX Spectrum +2 (1986)
• ZX Spectrum +3 (1987)
• ZX Spectrum +2A /+2B (1987)

Технические особенности

Стандартный ZX Spectrum 48 имел 16 Кб ПЗУ (последующие модели и клоны могли иметь больше), в которые был прошит весьма удачный (для компьютеров такого класса) «оксфордский» диалект языка Бейсик, так называемый Sinclair BASIC. Эта же программа ПЗУ обеспечивала базовый ввод-вывод и пользовательский интерфейс. BIOS как такового не было, системными процедурами (например, печать на экран) можно было воспользоваться из машинного кода, только вызвав их по абсолютным адресам. В связи с этим архитекторами компьютера была принята политика не изменять программу ПЗУ, даже с целью исправления ошибок (коих нашлось немало). Кроме того, дело осложнялось тем, что код ПЗУ разрабатывался сторонней фирмой Nine Tiles Ltd. Тем не менее, многие «клоны» имели изменённую «прошивку» — в частности, с русифицированной клавиатурой. Были даже варианты с переключаемым «на лету» (так называемым «теневым») ПЗУ. Расположение такой «операционной системы» и языка программирования в постоянной памяти обеспечивало перезагрузку компьютера менее чем за секунду.

Клавиатура заслуживает отдельного описания. Характерной особенностью ZX Spectrum была многофункциональность каждой клавиши (при том что всех клавиш в стандартном варианте всего 40). Каждая клавиша имела до пяти значений, выбираемых одним из режимов курсора. Такими режимами были: L — для ввода строчных букв; C — для ввода заглавных букв; K — для ввода основных ключевых слов BASIC; E — для ввода дополнительных ключевых слов и операторов; и G — для ввода псевдографических, управляющих символов и символов, определённых пользователем. Режим отображался прямо в знакоместе курсора и переключался как автоматически, так и с помощью управляющих клавиш Caps Shift и Symbol Shift. Например, в начале набора BASIC ждёт команду, потому курсор находится в режиме K. Однократное нажатие клавиши «G» в таком режиме приведёт к автоматическому вводу оператора GO TO. После этого курсор перейдёт в режим L и позволит набрать число, имя переменной по буквам или математическое выражение (в том числе с помощью режима Е). Расположение операторов языка по клавишам и режимам курсора было продумано так, что ввести синтаксически некорректное выражение было затруднительно. Несмотря на кажущуюся сложность, при некотором навыке набирать программы можно было весьма быстро. Более поздние модели (имеющие 128 Кб памяти и больше) позволяли, в качестве альтернативы, набирать команды языка по буквам (только в расширенном режиме).

Не менее характерным был единственный графический режим компьютера. Цвета (8 цветов и два уровня яркости, плюс атрибут мерцания) и собственно графика хранились в разных участках памяти. При этом, хотя графическое разрешение составляло 256×192 точек, цветовые атрибуты задавались по знакоместам. Каждое знакоместо размером 8×8 пикселей могло иметь только два приписанных ему цвета (и только один атрибут яркости и мерцания). Таким образом, область 8×8 пикселей кодировалась 9 байтами ОЗУ (8 байт - однобитовая картинка 8×8 пикселей, 1 байт - атрибуты цвета: 3 бита цвет знака, 3 бита цвет фона, 1 бит повышенной яркости и 1 бит мерцания знакоместа). Такая организация была изящным выходом при столь жёстких аппаратных ограничениях (вся экранная область занимала менее 7 Кб памяти!), позволяя, при творческом подходе, программировать 16-цветную графику весьма эффективно.

Первые модели ZX Spectrum имели однобитный выход звука. Воспроизведение музыки, особенно многоголосой, требовало использования почти всего времени процессора, так как звук генерировался полностью программно. В модели ZX Spectrum 128 была добавлена микросхема звукогенератора AY-3-8910, позволяющая воспроизводить трёхголосую музыку без больших затрат процессорного времени. Подключение этой микросхемы также было возможно и для 48 КБ моделей.

Клоны

Синклер лицензировал Spectrum американской компании Timex, которая выпускала собственный, в значительной степени несовместимый клон.

Первые ZX Spectrum появились в СССР в конце 1980-х и быстро завоевали популярность благодаря цвету, музыкальным возможностям и, главное, обилию игр. Попали в СССР они, вероятнее всего, из Польши, по крайней мере, первые игры и документация шли с примечаниями на польском языке.

Сразу же возникла идея сделать клон компьютера на советской элементной базе. Однако проблема заключалась в том, что «сердце» компьютера, процессор Z80 в CCCР на тот момент не производился, и его приходилось ввозить из за рубежа. Остальные комплектующие советская промышленность 1990-х, к счастью, выпускала. Через некоторое время отечественная электронная промышленность наладила выпуск клонов процессора Z80 : Т34ВМ1 и КР1582ВМ1.

Другая проблема заключалась в том, что практически вся схема ZX Spectrum размещалась в специализированном чипе ULA — аналог современного понятия «чипсет». Микросхема выпускалась на заводах Ferranti под строгим контролем. Поэтому создателям клонов пришлось эмулировать работу ULA на микросхемах малой и средней степени интеграции. Позднее советская электронная промышленность освоила и аналог микросхемы ULA: Т34ВГ1.

Пресса

Популярность ZX Spectrum привела к появлению множества бумажных и электронных изданий о нём. Наибольшее число электронных журналов и газет (несколько сот наименований) выходило в СНГ, самые известные из них - Spectrofon, ZX-Format, Adventurer, Echo. Ряд изданий существует до сих пор.

Эмуляторы

Благодаря большой базе готового программного обеспечения (в основном, игр) Sinclair ZX Spectrum является наиболее эмулируемой платформой в мире. Существует несколько десятков различных эмуляторов для всех распространённых операционных систем для ПК, для игровых приставок и мобильных телефонов.

Последняя официальная реинкарнация ZX Spectrum произошла в коммуникаторе Amstrad e-m@iler plus, выпускавшемся с февраля 2002 г. по сентябрь 2004 г. Компания Amstrad (владелец прав на использование торговой марки Sinclair ZX Spectrum) позиционировала эмуляцию спектрумовских игр как одну из основных особенностей своего устройства.

Ссылки

• См. статью в Википедии: ZX Spectrum
• Электроные версии книг по Спектруму
• SpeccyWiki

Документация

Оригинальный Spectrum

• ZX-Spectrum & TR-DOS для пользователей и программистов

• Архитектура ZX Spectrum 48
  • Системные порты
  • Прерывания
  • Организация памяти
  • Вывод на экран
• Архитектура ZX Spectrum 128
  • Организация памяти
  • Системные порты
  • Музыкальный процессор
• Система команд Z80
• TR-DOS изнутри
• Интерфейс Beta Disk