Специалист: различия между версиями

Версия от 02:50, 4 июня 2023

Этот документ распространяется на условиях лицензии CC-BY-SA 3.0
Данная статья основана на материалах из Википедии. См. оригинал, список авторов

«Специалист» — любительский 8-разрядный микрокомпьютер. Разработан в 1985 году А. Ф. Волковым, г. Днепродзержинск Днепропетровской области. Но схема и описание компьютера для самостоятельного повторения радиолюбителями были опубликованы в журнале «Моделист-Конструктор» лишь в начале 1987 года.

Технические характеристики:

Процессор: КР580ИК80А либо КР580ВМ80А (клоны i8080) на тактовой частоте 2 МГц
Память: ОЗУ — 32/48 КБ, ПЗУ — 2-12 КБ
Устройство вывода: бытовой телевизор
Режимы отображения: чёрно-белый графический 384 × 256 точек (драйвер в ПЗУ поддерживает текст 25 строк по 64 символа), цветной: 4 или 8 цветов при наличии внешнего контроллера цвета[1]
Клавиатура: матрица из 72-х клавиш плюс одна отдельная (в оригинале — плёночная)
Внешняя память: бытовой кассетный магнитофон, позднее — дисковод
Питание: блок питания от 220В, на выходе: +12В, +5В (1.5А), −5В, потребляемая мощность — 10 Вт

История «Специалиста»

Компьютер «Специалист» был разработан преподавателем СПТУ N4 г. Днепродзержинска Анатолием Федоровичем Волковым. В 1984 году, обладая необходимыми знаниями, полученные им работая ранее инженером, и по договорённости с директором училища, он взялся за разработку компьютера. Целью было разработать школьный компьютер и на его базе создать компьютерный учебный класс для училища. В результате был разработан компьютер «Школьник», который зимой 1985 г. экспонировался на выставке ВДНХ в Киеве. Однако компьютер получился слишком сложным. Он содержал до 300 микросхем и был выполнен на нескольких промышленно изготовленных печатных платах. Большое число микросхем получилось из-за малоёмких статических ОЗУ и использования сенсорной клавиатуры, что требовало нескольких микросхем для каждой клавиши. Было понятно, что необходимо существенное удешевление и упрощение схемы компьютера.

Вскоре автору удалось изобрести эффективный метод ручного монтажа, который не требовал изготовления промышленных плат и позволял вручную смонтировать целый компьютер в полсотни микросхем всего за три вечера. Также, чтобы добиться существенного удешевления, автор придумал плёночную клавиатуру, не требующую промышленных деталей и получаемую аккуратным расслаиванием до тонкой плёнки платы фольгированного стеклотекстолита и вырезанной из такой же плёнки маски, положенных на фольгированную печатную плату с вытравленными в фольге контактами. Используя эти наработки, талантливому инженеру удалось разработать один из самых удачных (и, без преувеличения, самый гениальный по своей простоте и эффективности) бытовой советский компьютер.

Компьютер, названный «Специалист-85» содержал менее 60 дешёвых микросхем (в основном уже устаревшей 155 серии), из них всего две недефицитных БИС 580 серии (к тому времени уже лет 7-8 как выпускаемых промышленностью). В качестве памяти использовались динамические ОЗУ К565РУ3, которые тоже с начала 80-х уже производились в стране. Их можно было ставить как 24 штуки, что давало для программ 36 Кб, так и всего 16, что приводило к фрагментированию памяти и давало 16 Кб сплошной памяти, впрочем и этого объёма вполне хватало для работы бейсика размером в 8 Кб.

Позднее (уже не А.Волковым) в схеме была проведена замена ОЗУ на более ёмкие, и она сократилась до всего 38 корпусов. Эта предназначенная для любителей кооперативная плата «Специалист-Экспресс» выпускалась в Новосибирске и продавалась в 1988 году в салонах «Электроника» за 38 рублей. Схемотехника узла синхронизации процессора и видеоконтроллера была оптимальной и не встречалась ни в западных, ни в отечественных промышленных изделиях, разработанных ни до, ни после. В частности, отечественные «Вектор» и «Львов», разработанные намного позже, не использовали данную идею синхронизации, отчего существенно проиграли в параметрах.

Автором был написан ROM-BIOS, а от популярного в те годы компьютера «Микро-80» был адаптирован бейсик, который был расширен графическими операторами. Разработка компьютера была полностью завершена в сентябре 1985 года. После чего автор приступил к разработке сетевого ПО и изготовлению необходимого количества машин для компьютерного класса. Машина ученика содержала всего 2 Кб ПЗУ, но имела возможность по радиальной линии скачать из машины преподавателя бейсик, который там хранился в резидентном ПЗУ.

В это же время журнал «Моделист-Конструктор», узнав о разработке из газет, обратился к автору с предложением. В итоге был опубликован цикл статей, по которым любой радиолюбитель мог собрать такой компьютер у себя на кухонном столе. Тем не менее в конце 80-х - начале 90-х клоны «Специалиста» производились десятком предприятий.

А. Волков не ставил целью создать домашний любительский компьютер, вероятно, потому и не обратился сразу с предложением о публикации и рекламе в журнал «Радио». А после стало поздно, так как там начался цикл статей о «Радио-86РК». Задачу по компьютеризации училища он выполнил, а продвижение и программное сопровождение компьютера, как любительского и бытового, уже не являлось его задачей и не входило в его планы. Тем не менее, редакции удалось убедить А. Волкова опубликовать в журнале достаточный для начала пакет системных программ (в том числе графический редактор и экранные шахматы, тоже кстати, адаптированные от «Микро-80»), а также очень простую аппаратную доработку, позволяющую добавить в компьютер цвет. После 1988 года публикации А. Волкова прекратились, и дальнейшие публикации на тему «Специалиста» уже худшего качества делали сами радиолюбители. Из опубликованных аппаратных доработок, имевших значение, можно упомянуть лишь доработку контроллера цвета (1990), увеличивающую число цветов с 4 до 8.

А.Волков придавал большое значение и возлагал большие надежды на метод «стежкового монтажа» и был разочарован, когда это не сработало. Предложенная автором технология не особо помогала любителям в сборке компьютера. Эта технология требовала определённого навыка, применения специальной резины, а главное, было необходимо наличие дефицитной самозалуживающейся проволоки. Почти всем любителям, собиравшим компьютер в 1987 году, пришлось монтировать аппарат во много раз более трудоёмким традиционным способом на макетке, используя обычный провод, зачищаемый скальпелем.

Вначале лишь в крупных городах любители имели возможность достать печатную плату и детали, но вскоре ряд кооперативов наладил изготовление и рассылку посылторгом печатных плат и комплектующих, что помогло подключиться любителям из сельской местности, где достать даже устаревшие и недефицитные радиодетали было невозможно. Но в крупных городах «Специалист» и другие отечественные самоделки вскоре были вытеснены клонами ZX-Spectrum, обладающим намного большим и существенно более качественным ПО. Потому «Специалист» больше собирали в сельской местности, особенно на Украине.

В 1991 году, после публикации в более массовом журнале «Радио» нового ПК «Орион-128», интерес к «Специалисту» начал падать, а в силу идентичности структуры экрана не составило проблемы часть игрового программного обеспечения «Специалиста» перенести на «Орион-128», где, в частности, несколько чёрно-белых исходно игр было оцвечено. Основным преимуществом «Ориона» стала лучшая архитектура, а именно наличие для программ сплошного участка ОЗУ в 61 Кб, что необходимо для установки на компьютер ОС CP/M, в то время как объёма доступного для программ ОЗУ в 36 Кб, имеющегося в Специалисте, для этого недостаточно.

Не считая промышленные и сделанные в кустарных мастерских кооперативные клоны «Специалиста», количество изготовленных любителями самодельных компьютеров хотя и существенно уступало другой популярной в те годы самоделке «Радио-86РК», но несомненно составило несколько тысяч.

В то время, как промышленность выпускала лишь полные клоны «Специалиста», простая и понятная схема «Специалиста», исходно лишённая цвета (опубликованного позднее) буквально подталкивала любителей к доработкам, которые были настолько просты и очевидны, что их мог сделать любой дилетант, лишь вчера прочитавший в журнале «Радио» о работе цифровых микросхем.

Множество любителей в разных городах сделали доработки до цвета, но лишь для себя. Известными и доведёнными до производства стали лишь две доработки. И рассказывая историю «Специалиста», нельзя не упомянуть о этих двух специалисто-производных компьютерах. Оба появились в Омске. Эти компьютеры нельзя считать клонами, они были несовместимыми, но их схемы на 85% повторяли схему «Специалиста», отличаясь лишь формированием видеосигнала.

В компьютере «Патисоник-580», появившимся первым, для получения цвета разрешение экрана было сокращено вдвое до 192*256, что дало возможность иметь 4 цвета при той же скорости видеовывода (эта же идея была также использована в промышленном клоне «Эврика»). Разработчиком был В. Г. Казаринов, а эти компьютеры мелкосерийно производились его кооперативом и использовались в первых игровых салонах (для чего были написано несколько игр, неотличимых от игр MSX), а также поставлялись в компьютерные классы в школы области. В 1991 В. Г. Казариновым была создана фирма Patisonic[2], которая в дальнейшем до середины 90-х выпускала ряд уникальных клонов ZX-Spectrum и MSX, а после занялась торговлей IBM-комплектующими.

Вторым специалисто-производным был компьютер Радуга, разработанный в том же 1988 году В.Пудовым и В.Тимофеевым в Омском авиационном техникуме. Компьютер Радуга в качестве производственной практики мелкосерийно выпускался учащимися в мастерских техникума для школ области. В этот компьютер цвет был введён уникальным, нигде не повторенным способом. Формат экрана был сохранён 384*256, но добавлено 16 цветов. В компьютере были применены 16 микросхем 32-х килобитных версий ОЗУ К565РУ5. Хотя таким образом компьютер имел 64 Кб; но из них лишь 32 Кб предназначались для программ и данных, ещё 16 Кб доступные процессору содержали графическую информацию (плоскость графики), а в оставшейся 16-ти килобайтовой странице хранилась информация о цвете (плоскость цвета). При этом, процессор не имел прямого доступа к странице цвета, но при занесении процессором байта в экранный буфер (то есть в плоскость графики) содержимое специального регистра цвета автоматически переписывалось в плоскость цвета. При чтении экранного байта байт цвета из другой плоскости автоматически сохранялся в регистре цвета. Если считанный экранный байт затем записать в другое место экрана, то переписывался и цвет. Таким образом при копировании по экрану цветных спрайтов и выводе цветного текста не возникало потерь ресурса процессора на цвет, что очень важно для небыстрого компьютера (во всех остальных компьютерах с тем же цветовым разрешением вывод в цвете замедляет вывод, как минимум, вдвое).

Печатные платы

Хотя автор А.Волков предложил вполне успешную методику позволяющую смонтировать компьютер на макетной плате всего за несколько вечеров, но таким способом (из-за недоступности самозалуживающейся проволоки) в 1987 году немного радиолюбителей сумело повторить компьютер. Однако уже в конце 1987 года на импровизированных радиорынках появились вот такие[3] печатные платы. Благодаря этому популярность «Специалиста» стала быстро расти.

В середине 1988 года в журнале МК был опубликован рисунок печати для несколько изменённого варианта оригинальной схемы (были добавлены буфера шин данных и адреса). Но этот вариант платы не получил большое распространение, разводка была сделана достаточно непрофессионально, а в буферах никакой нужды не было, т.к. намного проще проблема перегрузки шин решается применением 555/1533 серий, вполне доступных к тому времени. Да и при ИМС 155-той серии (даже с шестью ПЗУ 573РФ2 и вторым ППА) никаких проблем не было.

Видимо самой массовой для самодельщиков, и точно самой удачной, стала печатная плата «Экспресс» выпускаемая одним частным кооперативом из Новосибирска. Плата получила большое распространение благодаря тому, что не только продавалась по почте посылторгом (со 100% предоплатой), но и в 1988-1989 годах её можно было купить в магазинах «Электроника» (хотя цена была явно завышеной: 38 рублей). Эта плата была выполнена на более современном ОЗУ 565РУ5, что позволило резко сократить размер платы (почти вдвое меньше журнальной), а общее число микросхем упало до всего 38.

Вариантов плат «Специалиста» встречается много, но большинство было сделано на основе ранней (выше упомянутой) платы с 6-ю панельками ПЗУ. Вариантов плат содержащих контроллер цвета[4] вообще не было (вероятно потому, что контроллер цвета был опубликован в журнале МК слишком поздно, лишь в июле 1988 года). Из-за этого большинство игр «Специалиста» монохромные.

Программное обеспечение

На начальном этапе основным источником программ для пользователей стал журнал «Моделист-конструктор». В нём в виде требующих утомительного ручного ввода дампов было опубликовано базовое системное ПО: «Загрузчик» (начальный адрес C000), «Монитор» (с адреса C800), адаптированный от Радио-86РК, доработанный графическими операторами Бейсик А.Волкова, адаптация инструментального пакета «Микрон» от «Радио-86РК», графический редактор и несколько графических игр.

Редакция журнала программ не создавала и не могла удовлетворить ощущаемый пользователями в первые годы острый программный голод. Впоследствии программное обеспечение, созданное программистами-любителями, распространялась через кооперативы, а также через продажи и обмен на нелегальных радиорынках. Кроме написанных изначально для «Специалиста» графических программ, есть адаптации и от чисто текстовых машин. Наряду с авторскими разработками, 30-40 программ были адаптированы от «Микро-80», «Радио 86РК» и ZX-Spectrum.

Наличие у «Специалиста» графического экрана позволило адаптировать для него также с десяток игр от ZX-Spectrum, хотя это было весьма трудоёмко из-за процессора Z80.

Ряд самых известных игр компьютера «Специалист»: ZOO, Land, LodeRunner, Budy, Copter, Sky Scrapper, Saboteur, Digger, Tutanhamon, DTE, Manic-Miner, Jet-Set Willy. Из-за малого объёма оперативной памяти и сложности разработки без наличия дисковода, авторских игр, максимально использующих графические возможности компьютера, было немного, по качеству лучшими были адаптации с «ZX-Spectrum».

Для «Специалиста» было написано 7-8 вариантов базовых резидентных программ (ROM-BIOS) в разных городах страны (некоторые из которых были несовместимы с ПЗУ А.Волкова и не прижились), было адаптировано практически всё системное ПО Радио-86РК, отладчики, (диз-)ассемблеры, макро-ассемблер «Микроши», несколько текстовых редакторов, несколько музыкальных редакторов, синтезатор речи, несколько графических редакторов, программа для трассировки плат и прочие программы для практических целей радиолюбителей.

Языки программирования для компьютера «Специалист»: (макро-) ассемблер, Форт, Паскаль (Паскаль-ЛС), Си (Best-C), Бейсик-интерпретатор (с десяток вариаций). Но без дисковода компиляторы ЯВУ могли использоваться лишь для изучения ЯВУ, а не как серьёзный инструмент. Т.к. в ОЗУ одновременно должен был находиться редактор текста, компилятор, текст программы и буфер трансляции, то можно было странслировать лишь небольшие программы, содержащие не более полутора сотен строк.

В 1990—1992 гг. в Ленинграде, Москве и Магнитогорске (независимо) к «Специалисту» был подключен дисковод, хотя это и потребовало нетрадиционных аппаратно-программных решений (так как скорости процессора на такте 2 МГц не хватает, чтобы принять поток данных дисковода в DD-формате). Вначале дисковод был очень дорог и потому доступен лишь единицам, большее применение он получил лишь несколько лет спустя, но уже на «Специалисте» усовершенствованном по варианту MX Л.Афанасьева.

Стандартная для данного процессора ОС CP/M мало подходила для «Специалиста», т.к без доработок он обладает всего около 35 кб ОЗУ, чего недостаточно для большинства программ CP/M. Таким образом ОС CP/M можно было использовать лишь, как файловую систему. Лишь для хранения и запуска родных программ «Специалиста», а для фирменных пакетов и компиляторов ЯВУ не хватало объёма памяти. Опубликованный в 1990 году другой самодельный компьютер Орион-128 в этом плане обладал значительно лучшими возможностями, что привело вскоре к быстрому падению популярности «Специалиста».

Модификации и клоны

Все выпускавшиеся серийно промышленные клоны были полностью совместимы с базовым монохромным вариантом «Специалиста». Наиболее известный аналог — ПК «Лик». Промышленные клоны «Специалиста», которых было около десятка были 100% совместимы с оригиналом и почти все они были монохромными. А некоторые имели иной вариант цвета. Отчасти поэтому, а также потому, что контроллер цвета был не очень популярен (т.к. бытовые цветные мониторы были очень дефицитны, а в 80-тые годы не каждый мог себе позволить отдать цветной телевизор для нужд бытовой ЭВМ) процент 4-х цветных программ невелик, а 8-ми цветных вообще нет. Лишь в XXI веке известный программист А.Морозов (более известный на тематических форумах, как vinxru[5]) разработал несколько качественных 8-ми цветных игр для «Специалиста».

Лик

«Лик» незначительно отличался от основной (журнальной) модели:

Изменена раскладка клавиатуры
Своя программа «Монитор», облегчающая отладку программ
Мелкие отличия в схемотехнике

Заводской вариант был собран в пластиковом корпусе и имел дешевую и очень неудобную мембранную клавиатуру. На задней стенке имелся 3-х рядный разъём расширения, низкочастотный выход на монитор (телевизор) и гнездо для подключения магнитофона. В комплект поставки входило немного программ — четыре игры: «Реверси», «Питон», «Морской бой» и «Шахматы», причём последняя работала только в текстовом режиме. А также интерпретатор BASIC-а, транслятор ассемблера и простенький текстовый редактор. Дизассемблер был уже встроен в «Монитор» и вызывался горячей клавишей.

Так как ИМС ПЗУ были в то время достаточно дорогими, выпускалось несколько вариантов копьютера. В самом дешевом варианте устанавливалась одна микросхема 573РФ2 с «Загрузчиком». После включения компьютера пользователь загружал «Монитор» с магнитофона в ОЗУ (ниже RAMTOP) и только после этого компьютером можно было пользоваться. Второй вариант имел уже две микросхемы 573РФ2 c полноценным «Монитором» и компьютер был готов к работе сразу после включения. Третий вариант имел пять микросхем, три дополнительных содержали интерпретатор BASIC-а. При подаче команды бейсик загружался в ОЗУ из ПЗУ, что намного быстрее, чем его загрузка с магнитофона.

Специалист MX

В 1991 году в журнале Радио был отрекламирован вариант модернизации компьютера — Специалист MX. Печатная плата не предлагалась, доработки предлагалось делать вручную на плате оригинального «Специалиста». В брошюре описывается процесс модификации обычного компьютера до варианта «Специалист-МХ». Основные доработки:

несовместимый с базовым, вариант цвета дающий 16 цветов через Контроллер цвета
подключение DD-дисковода через Контроллер дисковода
RAM-диск на 62 КБ из добавленной банки 565РУ5
ROM-диск на 48 КБ и ОС RAMFOS для работы с квазидисками (имеется резидентный нортон)
таймер 580ВИ53 в качестве аппаратного генератора звуков

Эрик

Основная статья: Персональный компьютер «Эрик»

В журнале «Радиолюбитель» 4/94 была опубликована схема компьютера «Эрик», разработанного О.Ложкиным на основе схемы «Специалиста», и программно частично совместимого с ним. Он использовал более быстрый процессор Z80A на частоте 4 МГЦ, имел ОЗУ 64 КБ и ПЗУ 64 КБ, цветной графический режим (384×256, одновременное отображение 4 цветов из 2-х палитр, т.е всего 8 цветов), контроллер дисковода.

Несмотря на улучшенные параметры, компьютер не стал популярным. В 1994 году эпоха 8-ми разрядок подошла к концу (уже повсюду продавались импортные IBM PC 486), а наличие на рынке других бытовых компьютеров и игровых приставок, обладавших в сотни раз более богатым и качественным ПО, не оставили этому варианту «Специалиста» ни одного шанса. В итоге, этот вариант компьютера никем кроме автора не собирался, и соответственно, программно не был поддержан. ROM-BIOS поддерживающий все возможности машины также отсутствовал. Кроме того, возникла несовместимость ПО признанная самим автором компьютера.

Другие модели

Здесь описываются некоторые другие промышленные клоны «Специалиста». На базе схемы «Специалиста» были также разработаны два несовместимых с ним специалисто-производных компьютера.

В 1988 году в Омском авиационном техникуме В.А.Пудовым и В.В.Тимофеевым был разработан и мелкосерийно производился компьютер «Радуга», созданный на основе схемотехники «Специалиста». Он имел 64 КБ ОЗУ, причём 32 из них тратились на экран графики и цвета, а ОЗУ для программ сокращено до 32 КБ.

Тогда же и в том же городе предпринимателем В.Г.Казариновым был разработан и также мелкосерийно производился компьютер «Патисоник», который также был почти полной копией схемы «Специалиста» (не путать с «Патисоник-48», клоном «ZX-48К» с картриджами, выпускаемым той же фирмой в 1991-1994). Этот компьютер имел экранный формат 192*256 с 4-мя цветами на каждый пиксель (использовался в первых игровых салонах города). Оба эти компьютера схемно отличались от «Специалиста» только видеовыходом, - в обоих этих компьютерах был цвет, в обоих разный и несовместимый с журнальным цветом.

Публикации

Волков А. «Ваш помощник — компьютер». — журнал Моделист-Конструктор, 1987, №№ 2,3,5,6,7.
Ложкин О. Персональный компьютер «Эрик». — журнал Радиолюбитель, 1994, № 4, стр.9-12.

Ссылки

Документация

Файлы

Эмуляторы

Программы

@@ Строка 74: / Строка 74: @@
 == Модификации и клоны ==
 Все выпускавшиеся серийно промышленные клоны были полностью совместимы с базовым монохромным вариантом «Специалиста». Наиболее известный аналог — ПК «Лик».
-Промышленные клоны «Специалиста» (которых было около десятка), хотя и были 100% совместимы с оригиналом, но почти все были или монохромными или имели иной вариант цвета. Отчасти поэтому, а также потому, что контроллер цвета был не очень популярен (т.к. бытовые цветные мониторы были очень дефицитны, а в 80-тые годы не каждый мог себе позволить отдать цветной телевизор для нужд бытовой ЭВМ) процент 4-х цветных программ невелик, а 8-ми цветных вообще нет. Лишь в XXI веке известный программист А.Морозов (более известный на тематических форумах, как vinxru[http://alemorf.ru/]) разработал несколько качественных 8-ми цветных игр для «Специалиста».
+Промышленные клоны «Специалиста», которых было около десятка были 100% совместимы с оригиналом и почти все они были монохромными. А некоторые имели иной вариант цвета. Отчасти поэтому, а также потому, что контроллер цвета был не очень популярен (т.к. бытовые цветные мониторы были очень дефицитны, а в 80-тые годы не каждый мог себе позволить отдать цветной телевизор для нужд бытовой ЭВМ) процент 4-х цветных программ невелик, а 8-ми цветных вообще нет. Лишь в XXI веке известный программист А.Морозов (более известный на тематических форумах, как vinxru[http://alemorf.ru/]) разработал несколько качественных 8-ми цветных игр для «Специалиста».
 === Лик ===