Historie vývoje GUI (7): systém GEOS

9. 11. 2010

Doba čtení: 19 minut

Líbí se vám článek?
Podpořte redakci

V sedmé části seriálu o historii grafického uživatelského rozhraní se budeme zabývat systémem GEOS, jehož vývoj byl poměrně bouřlivý. První verze systému totiž byla určena pro osmibitové mikropočítače C64, další verze pak byly postupně vytvářeny pro počítače Apple II, IBM PC a později i pro mobilní telefony.

Obsah

1. Grafické uživatelské rozhraní na osmibitových počítačích

2. Systém GEOS na osmibitových mikropočítačích

3. Commodore C64 + GEOS = Macintosh za osminovou cenu?

4. GEOS na osmibitovém mikropočítači C64 a C128

5. Desktop systému GEOS

6. Základní aplikace pro GEOS

7. Systém GEOS na platformě IBM PC (PC/GEOS)

8. Portace systému GEOS na mobilní telefony

9. Odkazy na Internetu

1. Grafické uživatelské rozhraní na osmibitových počítačích

V předchozích částech seriálu o historii vývoje grafického uživatelského rozhraní jsme se zabývali především produkty určenými pro poměrně výkonné šestnáctibitové a 32bitové počítače založené buď na procesoru Intel 8088/8086 nebo na konkurenčním mikroprocesoru Motorola M68000. Ovšem systémy s grafickým uživatelským rozhraním byly vyvíjeny i pro osmibitové počítače, i když tyto počítače byly svým výpočetním výkonem a kapacitou operační paměti na samé hranici použitelnosti. O vývoj grafického uživatelského rozhraní se zajímala již firma Apple, která vytvořila několik prototypů GUI pro počítače řady Apple II založené na v té době velmi populárním osmibitovém mikroprocesoru MOS 6502 (alternativní systém byl vytvořen Jeffem Raskinem a jeho týmem, který se od firmy Apple oddělil). Později, konkrétně v roce 1986, tato firma dokonce rozšířila řadu Apple II o počítač Apple II GS, jenž však z celé produktové řady poněkud vybočoval, protože byl vybaven poměrně výkonným mikroprocesorem 65C816 taktovaným na 2,8MHz.

Obrázek 1: Počítač Apple GS.

Tento mikroprocesor obsahoval šestnáctibitovou aritmeticko-logickou jednotku (ALU), adresová sběrnice byla rozšířena na 24 bitů, což umožňovalo adresaci až 16MB paměti (reálně však bylo možné nainstalovat pouze 8MB RAM) a jeho největší předností bylo, že se dal přepnout do režimu, ve kterém byl plně kompatibilní s originálním osmibitovým mikroprocesorem MOS 6502, ovšem s výjimkou některých nedokumentovaných operačních kódů. Apple II GS byl poměrně výkonný počítač, který se však příliš nerozšířil. Částečně za to mohlo marketingové oddělení firmy Apple ovlivňované do značné míry Stevem Jobsem, které spíše propagovalo systém Macintosh (z hlediska operačního systému a technologických kvalit zajisté dělalo dobře), svoji úlohu zde však zajisté sehráli i tehdejší konkurenti na trhu, zejména firmy Atari, Commodore a IBM. Nicméně některé ze systémů, které původně vznikly na osmibitových počítačích, dokázaly přežít i přeskok na výkonnější počítačové platformy. O jednom z těchto systémů se dozvíme více informací v dalších kapitolách.

Obrázek 2: Osmibitový domácí mikropočítač Commodore C64, na němž vznikl dále popsaný systém GEOS.

2. Systém GEOS na osmibitových mikropočítačích

Prvním softwarovým produktem, o kterém se v dnešní části článku o historii vývoje grafického uživatelského rozhraní podrobněji rozepíšeme, je systém GEOS určený původně pro osmibitové domácí mikropočítače Commodore C64 a Commodore C128. Systém GEOS začal být pro tyto počítače nabízen v roce 1985, tj. necelé dva roky poté, co se světu představil v mnoha ohledech revoluční Macintosh se svým grafickým uživatelským rozhraním. Při pohledu do historie výpočetní techniky je možné říci, že příchod systému GEOS na osmibitové počítače Commodore nastal v poslední chvíli, protože ve druhé polovině osmdesátých let minulého století již začaly prodeje osmibitových domácích i osobních počítačů klesat a i mnozí prodejci tyto počítače inzerovali jako (pouhé:-) „herní stroje“, které byly nabízeny a prodávány v jiném segmentu trhu než mnohem výkonnější – a samozřejmě taktéž dražší – profesionální osobní počítače či dokonce pracovní stanice.

Obrázek 3: Jedna z variant základní desky počítače C64. Tento počítač byl postaven na mikroprocesoru MOS 6510, grafickém čipu VIC-II, zvukovém čipu SID a dvojici vstupně-výstupních čipů SIO.

Systém GEOS představoval jeden z pokusů, jak tento trend v odlivu uživatelů k výkonnějším počítačům alespoň na několik let pozastavit, i když – jak se dozvíme z dalšího textu – se to ne ve všech ohledech podařilo. V tomto ohledu měla výhodu například firma Apple, která vlastně při přechodu uživatelů z osmibitových Apple II na Macintoshe mohla jen vydělat. Systém GEOS, který byl z velké části vytvořen v ručně optimalizovaném assembleru, přinesl na obrazovku osmibitových počítačů Commodore plnohodnotné grafické uživatelské rozhraní, které využívalo prakticky všechny ovládací prvky, na něž byli zvyklí uživatelé počítačů Macintosh. Jednalo se o okna, menu (umístěné v horním levém rohu obrazovky), ikony, ale taktéž o ideu desktopu jako pracovní plochy, zjednodušenou formu multitaskingu atd. Všechny aplikace naprogramované pro GEOS samozřejmě používaly i shodné ovládací prvky, což ovšem není příliš překvapivé, protože většina aplikací (viz krátký seznam uvedený v následujících kapitolách) byla pro tento systém vytvořena firmou Berkeley Softworks, jejíž pracovníci naprogramovali i samotný systém GEOS.

Obrázek 4: Grafické uživatelské rozhraní systému GEOS na osmibitovém počítači Commodore C64.

3. Commodore C64 + GEOS = Macintosh za osminovou cenu?

Počítače Commodore s GEOSem byly skutečně v dobovém tisku poměrně často porovnávány s Macintoshi: plnohodnotný Macintosh se svým operačním systémem, pevným diskem, myší a monitorem byl zhruba osmkrát dražší, než základní sestava počítače Commodore C64 s disketovou jednotkou, joystickem a GEOSem (počítač byl v tomto případě připojený k běžnému televizoru). Reálné možnosti obou počítačů se samozřejmě poměrně diametrálním způsobem odlišovaly, protože zatímco počítače Commodore C64 (a později i Commodore C128) byly postaveny nad osmibitovým mikroprocesorem MOS 6502, resp. nad jeho upravenou variantou MOS 6510, s frekvencí nepřesahující 1 MHz a kapacita jejich operační paměti byla v základní sestavě pouze 64 kB, počítače Macintosh se pyšnily mikroprocesorem Motorola M68000 s hodinovou frekvencí zhruba 8MHz a kapacitou operační paměti 128 kB (cenově výhodná a nepříliš výkonná varianta) nebo 512 kB. Lišily se i grafické schopnosti počítačů a to v některých ohledech – možná poněkud paradoxně – spíše ve prospěch osmibitového Commodore C64.

Obrázek 5: Grafické uživatelské rozhraní prvních počítačů Macintosh vybavených monochromatickým grafickým režimem s poměrně velkým rozlišením 512×342 pixelů.

U počítačů Macintosh byl k dispozici pouze jeden grafický režim, ve kterém bylo možné zobrazit rastrový obraz o rozlišení 512×342 pixelů monochromaticky. Tvůrci počítače se v tomto případě rozhodli zbavit se nesnadno programovatelných grafických čipů používaných na jiných platformách, zcela vynechali možnosti barevného výstupu a namísto toho v operační paměti pouze vyhradili místo pro framebuffer o velikosti cca 20 kB, ze kterého si příslušný řídicí čip postupně načítal barvy jednotlivých pixelů – co pixel, to jeden bit (512×342/8=21888 bajtů vyhrazených v operační paměti). Naproti tomu osmibitové počítače C64 byly vybaveny čipem VIC-II, který podporoval jak několik grafických režimů (hi-res, multicolor), tak i umožňoval použití spritů či pokročilejších technik, při nichž byly řídicí registry tohoto čipu „přeprogramovávány“ v průběhu zobrazování jednotlivých obrazových řádků (příkladem pokročilejší práce s VIC-II je „režim“ FLI či možnost zobrazení většího množství spritů).

Obrázek 6: Statický obrázek vytvořený v režimu FLI.

4. GEOS na osmibitovém mikropočítači C64 a C128

Původní verze systému GEOS z roku 1986 sice dokázala pracovat i na počítači Commodore 64 v základní sestavě, tj. pouze s disketovou jednotkou a joystickem, ale práce nebyla příliš rychlá ani komfortní, protože systém musel neustále (průběžně) načítat množství informací z diskety. Jednou z největších předností tohoto systému však byla podpora různých rozšíření a vylepšení počítače, takže GEOS pracoval i s myší připojenou k C64 (myš je pro práci s GUI samozřejmě mnohem výhodnější než klasický digitální joystick), s rozšířenou operační pamětí na 128kB a více, s druhou disketovou jednotkou (v zahraničí poměrně častá kombinace, ostatně i počítače PC byly v nejjednodušších případech používány s dvojicí disketových jednotek a bez pevného disku) atd. Poměrně oblíbená byla v zahraničí konfigurace Commodore C64 s větším RAM-diskem s kapacitou například 256 kB nebo 512 kB, z něhož se aplikace spouštěly mnohem rychleji než z diskety.

Obrázek 7: Přebal knihy o systému GEOS.

Tím se dostáváme k dalšímu tématu, o kterém se musíme zmínit – k aplikacím, které byly pro systém GEOS k dispozici. Firma Berkeley Softworks vytvořila GEOS původně jako zcela uzavřený systém (což pravděpodobně vyplývalo z toho, že se jednalo o optimalizovaný program napsaný v assembleru) a tato filozofie se promítla i do aplikací, které pro tento systém byly vyvinuty. Velká část aplikací, která pro GEOS vznikla, například obsahovala pouze omezené možnosti importu a exportu dat a navíc bylo poměrně komplikované vytvořit si vlastní aplikaci. Z tohoto důvodu byla většina programového vybavení pro GEOS vytvořena přímo firmou Berkeley Softworks, což se však v delším časovém horizontu ukázalo být poměrně velkou překážkou v rozšiřování tohoto systému, protože sama firma Berkeley Softworks a pouze několik dalších výrobců (třetí strany) jednoduše nedokázaly v dostatečné míře reagovat na požadavky uživatelů.

Ostatně podobným problémem trpěl již dříve popsaný systém s grafickým uživatelským rozhraním Visi On (kupodivu Microsoft Windows byly v tomto ohledu mnohem více otevřeným systémem, což se týkalo jak dostupnosti SDK, tak i API). Nicméně i přesto vzniklo pro GEOS na počítači C64 několik zajímavých a použitelných aplikací, které budou zmíněny v následující kapitole.

Obrázek 8: „About dialog“ se jmény autorů jádra systému GEOS.

5. Desktop systému GEOS

Systém GEOS obsahoval několik základních komponent a aplikací, které jsou vypsány níže. Prakticky nedílnou součástí tohoto systému byl deskTop tvořící základní uživatelské rozhraní celého GEOSu. Desktop umožňoval práci s diskovými médii (popř. s RAM-diskem) a soubory, spouštění aplikací a v neposlední řadě i nastavení základních parametrů celého GEOSu. Ikony jednotlivých diskových médií byly zobrazeny po pravé straně, ve středu obrazovky bylo umístěno pracovní okno a nad ním menu – podobně jako u Macintoshů, i zde bylo menu všech aplikací umístěno do stejného místa obrazovky a jeho obsah se tudíž při přepínání aplikací průběžně (kontextově) měnil.

Obrázek 9: Další pohled na pracovní plochu systému Desktop. Po pravé straně můžeme vidět ikony diskových médií (popř. RAM-disku) a koš, uprostřed se nachází pracovní okno s osmi ikonami a „listovacím“ rožkem. V horním levém okraji obrazovky je menu.

Na desktopu byla umístěna také klasická ikona koše. Okno pro práci se soubory a aplikacemi mohlo v jeden okamžik zobrazit maximálně osm ikon, přičemž na ikony dalších souborů se mohl uživatel dostat pomocí „listování“ – celé okno tedy představovalo jakýsi poznámkový blok, v němž bylo možné otáčet listy (číslo vybraného listu bylo v okně zobrazeno dole uprostřed – viz též obrázek umístěný nad tímto odstavcem). Kromě spouštění aplikací bylo možné soubory přejmenovávat, kopírovat i mazat, podobně jako na dobovém Macintoshi či dalších systémech s grafickým uživatelským rozhraním.

Obrázek 10: Vzhledem k tomu, že systém Windows 1.0 byl vydán zhruba ve stejnou dobu jako GEOS, tj. v roce 1985, není jisté, zda BSOD (Blue Screen of Death) předcházelo „vynálezu“ chybových hlášení GEOSu nebo zda tomu bylo právě naopak :-)

6. Základní aplikace pro GEOS

Další součástí GEOSu byla aplikace nazvaná geoWrite. Jednalo se o poměrně jednoduchý textový procesor, který se snažil naplňovat ideu WYSIWYG, což byl pro osmibitový počítač takřka revoluční přístup (připomeňme si, že například uživatelé IBM PC ještě v této době používali především textové procesory bez WYSIWYG, například WordStar, WordPerfect nebo Microsoft Word, které pracovaly v textovém režimu). Textový procesor geoWrite využíval, jak bylo na jednodušších systémech zvykem, bitmapové fonty. Vzhledem k tomu, že grafický režim počítače Commodore C64 umožňoval zobrazit zhruba pouze padesát znaků na řádku, prováděl se při psaní na širší stránku automatický scrolling. Ovšem geoWrite obsahoval, podobně jako další textové procesory, i možnost náhledu na celou stránku, neboli preview – viz též oba screenshoty zobrazené pod tímto odstavcem.

Obrázek 11: Editace textu v textovém procesoru geoWrite.

Obrázek 12: Náhled na celou tiskovou stránku v textovém procesoru geoWrite.

Vedle textového editoru geoWrite se v systému GEOS nacházel i program geoPaint, který se svými parametry příliš nelišil od MacPaintu z Macintoshe (ten ovšem nepodporoval práci s barvami) či PaintBrushe z Microsoft Windows (popř. ,pokud zůstaneme na půdě osmibitů, zde lze jmenovat například Art Studio pro počítače ZX Spectrum). Jak již název tohoto programu naznačuje, jedná se o poměrně jednoduchý rastrový grafický editor se základními editačními schopnostmi. Při kreslení bylo možné používat celou barvovou paletu čipu VIC-II (šestnáct barev), samozřejmě s určitým omezením vynuceným způsobem uložení pixelů a barev v obrazové paměti. Dále bylo možné kreslit štětci s výběrem 32 tvarů či vyplňovat nakreslené obrysy jedním z 32 vzorů.

Obrázek 13: Uživatelské rozhraní editoru geoPaint. Na nakresleném obrázku jsou patrné vizuální „chyby“ vzniklé omezením grafického režimu čipu VIC-II.

Kromě obou výše zmíněných relativně samostatných aplikací a taktéž zmíněného deskTopu se v systému GEOS nacházelo i několik spíše malých a jednoúčelových utilit typu hodiny, kalkulačka, poznámkový blok a dokonce i relativně jednoduché fotoalbum. Zajímavější byla utilita umožňující přenos dat po sériové lince, popř. programy vytvořené dalšími výrobci.

Obrázek 14: Dobová reklama na počítače Commodore C64.

7. Systém GEOS na platformě IBM PC (PC/GEOS)

Systém GEOS byl o několik let později portován i na osmibitové osobní počítače Apple II, které byly – i přes mnohé technologické a architektonické odlišnosti v porovnání s Commodore C64 – taktéž založeny na osmibitovém mikroprocesoru MOS 6502, což znamenalo, že se z větší části mohly využít původní zdrojové kódy (programátoři ovšem tvrdili, že grafické rutiny pro VIC-II byly do kernelu GEOSu „zadrátovány“, takže se stejně větší část zdrojových kódů celého systému musela ručně upravit). Ovšem na přelomu osmdesátých a devadesátých let minulého století již začalo být zřejmé, že se zájem uživatelů přesunul od domácích osmibitových počítačů k počítačům šestnáctibitovým. Právě pro tyto počítače byl v roce 1990, tj. pět let po vydání původního „osmibitového“ GEOSu, vyvinut systém PC/GEOS, jenž byl později přejmenovaný na GeoWorks Ensemble a ještě později na NewDeal Office a Breadbox Ensemble. PC/GEOS se sice spouštěl z (MS-)DOSu, ale ve skutečnosti se jednalo o zcela samostatný systém, jenž byl opět naprogramovaný v ručně optimalizovaném assembleru.

Obrázek 15: Grafické uživatelské rozhraní systému PC/GEOS.

Největší předností PC/GEOSu byla podpora multitaskingu i na obyčejném PC XT či PC AT a taktéž celková vyšší rychlost systému, například v porovnání s v té době již několik let existujícím systémem Microsoft Windows. Ovšem poměrně velkým problémem PC/GEOSu byl, podobně jako v jeho osmibitové verzi, komplikovaný a taktéž drahý vývoj aplikací. První problém, se kterým se vývojáři, kteří chtěli vytvářet aplikace v PC/GEOSu, setkali, byly relativně velké prvotní investice do SDK, protože pouze manuál k celému SDK byl prodáván za cenu přibližně 1000 dolarů. Dalším problémem bylo složité programování a zejména ladění aplikací – debugging byl možný pouze s využitím druhého PC propojeného s laděným počítačem pomocí sériového portu (podobným způsobem bylo mimochodem řešeno ladění ovladačů v Microsoft DDK). Z tohoto důvodu – opět stejně jako v případě „osmibitového“ PC/GEOSu – vzniklo poměrně málo aplikací třetích stran, což se ukázalo být jednou z největších nevýhod PC/GEOSu.

Obrázek 16: Systém GEOS v mobilním zařízení Nokia Communicator 9110.

8. Portace systému GEOS na mobilní telefony

Ovšem i přes tento nedostatek vydržel PC/GEOS na počítačích IBM PC poměrně dlouhou dobu, i když už bylo zřejmé, že se vítězem na trhu s operačními systémy vybavenými GUI stal systém Microsoft Windows. Jádro PC/GEOSu bylo například využito v DOSovém klientovi firmy AOL (jednalo se o komunikační program s mnoha funkcemi), ovšem později firma AOL (America Online) portovala svoje aplikace na Windows. Navíc se ještě v polovině devadesátých let minulého století systém PC/GEOS, nyní pod novým názvem NewDeal Office, nabízel těm uživatelům PC, kteří měli méně výkonný počítač (vybavený procesory 80386, 80486 nebo Intel Pentium), na němž nebylo možné efektivně provozovat ani Windows 95 ani Windows 98. Na druhou stranu tito uživatelé většinou zůstali u „grafické nadstavby“ Windows 3.1, protože pro tento systém vzniklo velké množství aplikací (shareware, freeware), jednalo se o systém podporovaný prakticky všemi výrobci periferních zařízení atd.

Obrázek 17: Nokia Communicator mohl být použit i jako terminál, přes nějž se mohly konfigurovat servery, spouštět vzdálené programy atd. Právě z tohoto důvodu měli toto zařízení v oblibě například administrátoři, kteří mohli své servery či síťová zařízení ovládat doslova z pláže nebo hospody :-)

Aby GEOS vůbec přežil, musel zcela opustit platformu IBM PC a najít si jiné počítače (či další zařízení), na němž by ho bylo možné provozovat a kde by se projevily jeho přednosti: malé požadavky na výkon mikroprocesoru a kapacitu operační paměti. Vhodná platforma se skutečně objevila – jednalo se o mobilní zařízení vyráběné především firmou Nokia, ale taktéž například firmou HP (OmniGO). V roce 1996 byl vydán systém PEN/GEOS verze 3.0 pro známý Nokia 9000 Communicator vybavený mikroprocesorem Intel 80386EX (jde o 80386 se zmenšenou adresovou sběrnicí na 26 bitů) s hodinovou frekvencí 24 MHz a pamětí o kapacitě 4 MB. Toto velmi oblíbené zařízení bylo kromě klávesnice vybaveno i displejem s rozlišením 640×200 pixelů se čtyřmi odstíny šedi (2bpp). V roce 1998 následoval Nokia 9110 Communicator, taktéž s GEOSem verze 3.0, v němž byl použit výkonnější mikroprocesor AMD Elan SC450 486 s hodinovou frekvencí 33 MHz. Později byla odlišná větev GEOSu (GEOS-SC a GEOS-SE) portována na 32bitové RISCové procesory používané například v mobilních telefonech v Japonsku nebo v různých zařízeních s dotykovým displejem (například se jedná o některé kopírky).