Obsah
1. Mikroprocesor Motorola M68000
2. Vývoj mikroprocesorové řady 68k
4. Grafické režimy počítače Atari 520 ST i jeho následovníků
5. Atari 260 ST a Atari 130 ST
6. Atari 1040 STF a Atari 1040 STFM
9. Obsah dalšího pokračování seriálu
1. Mikroprocesor Motorola M68000
Jak předminule a minule popsané osobní počítače Apple Macintosh, tak i počítače řady Atari ST, kterými se zabýváme v dnešní části, byly založeny na mikroprocesoru Motorola M68000. Tento typ mikroprocesorů, který byl na trh uveden v září roku 1979 (což mj. znamená, že slavíme kulaté výročí!), byl mezi výrobci počítačů i programátory velmi oblíbený, především kvůli jeho snadnému programování (velký počet adresových a datových registrů, snadné adresování – žádné offsety, téměř ortogonální instrukční sada) i poměrně příznivé ceně. Původní Motorola M68000 měla maximální hodinovou frekvenci 8 MHz a interně se jednalo o třicetidvoubitový mikroprocesor, na rozdíl od konkurenčních procesorů Intel 8086 a Intel 80286 (procesor obsahoval dvě šestnáctibitové ALU pracující paralelně). Aby se však snížila celková cena čipu i počítačů, které ho používaly, byla externí datová sběrnice M68000 pouze šestnáctibitová a adresová sběrnice 24bitová, což jeho tvůrcům umožnilo, aby mikroprocesor obsahoval pouze 64 pinů aniž by se musely adresy a data multiplexovat (přenášet po jedněch vodičích v časově oddělených okamžicích).
Obrázek 1: Mikroprocesor Motorola M68000.
2. Vývoj mikroprocesorové řady 68k
Další vývoj této řady mikroprocesorů, jenž se také souhrnně označovaly jako řada 68k, se ubíral dvěma směry – ke zjednodušení (a především zlevnění) a směrem k vyššímu výkonu a dalším funkcím (matematický koprocesor, podpora pro virtuální paměť atd.). Cenově výhodnější varianta označená M68008 měla datovou sběrnici zúženou na osm bitů a adresovou sběrnici na bitů dvacet, což umožnilo zmenšit velikost pouzdra a především počet pinů (větší množství pinů znamená i vyšší cenu celého počítače a zvýšenou poruchovost). Naopak mikroprocesor M68020 a následně i M68030 a M68040 byly již plně třicetidvoubitové. Mikroprocesor obsahoval šestnáct 32bitových pracovních registrů rozdělených na osm adresových a osm datových registrů, přičemž se jeden adresový registr používal jako ukazatel na vrchol zásobníku (ST – Stack Pointer). Právě poměrně velký počet pracovních registrů a ortogonální instrukční sada zapříčinily velkou oblíbenost této procesorové řady, takže se M680×0 používala jak v již popsaných počítačích Apple Macintosh, tak i v Atari ST, Amigách, pracovních stanicích firmy Sun atd. (s nadsázkou lze říci, že prakticky všude kromě IBM PC :-).
Obrázek 2: Mikroprocesor M68030 na základní desce desce osobního počítače Macintosh Color Classic.
3. Atari 520 ST
Osobní mikropočítač Atari 520 ST představoval svým výkonem a také cenou základní model z celé vývojové řady Atari ST (označení ST je odvozeno od sousloví Sixteen/Thirty Two, i když se traduje, že se jedná o iniciály Sama Tramiela, syna majoritního akcionáře firmy). Vyráběn byl od roku 1985 a jeho design byl podobný jako například u známé Amigy 500, tj. počítač i disketová mechanika (v některých modelech) byly zabudovány přímo v klávesnici. Při porovnání s minule popsanými Macintoshi můžeme vidět několik rozdílů – Macintosh měl zabudovaný monitor i disketovou jednotku (ta se u Atari používá v modelech s písmenem F v názvu) a jeho klávesnice byla ochuzena o mnoho funkčních kláves; v prvních modelech dokonce i kláves kurzorových (podle Steva Jobse se na pohyb v textu měla používat pouze myš). Naproti tomu Atari ST mají plnohodnotnou klávesnici, ale monitor musel být externí (barevný či monochromatický), popřípadě bylo možné u modelů označených písmenem M použít i běžnou televizi, protože obsahovaly VF modulátor, podobně jako Amigy či většina osmibitových počítačů.
Obrázek 3: Osobní mikropočítač Atari 520 ST.
Počítače řady ST jsou na první pohled snadno rozeznatelné svými typickými zešikmenými funkčními klávesami, které se v minulosti objevily už u počítačů Atari 800XE a Atari 130XE – ostatně celý design tohoto počítače vychází ze svých (v tomto ohledu velmi kvalitních) osmibitových předků navržených designérem Irou Valenskim. Technické parametry počítače Atari 520 ST odpovídaly jeho určení – k dispozici byly různé modely rozlišované písmeny v názvu, ST je základní model, STF obsahuje disketovou jednotku (označení použito v souvislosti s 1040 STF), STM modulátor pro připojení k televizoru a STFM jak disketovou jednotku, tak i VF modulátor. Částečné rozšíření přinesl model Atari 520 ST+, který byl nabízen s 1 MB RAM, zatímco původní Atari 520 ST obsahovalo půl megabajtu operační paměti. Ve všech konfiguracích Atari 520 ST se objevoval výše popsaný mikroprocesor Motorola 68000 (tj. základní typ), jenž byl taktovaný na 8MHz. Jako operační systém byl použit TOS (The Operating System, též Tramiel's Operating System) s grafickou nadstavbou GEM. Poněkud netypicky byl celý operační systém uložen v paměti ROM, jež měla kapacitu 192KB a později (u dalších modelů) i 256KB.
Obrázek 4: Další pohled na počítač Atari 520 ST.
4. Grafické režimy počítače Atari 520 ST i jeho následovníků
V této části seriálu nás zajímají, podobně jako v jeho předchozích částech, především grafické schopnosti popisovaných počítačů. V porovnání s Amigami jsou na poněkud nižší úrovni, počítače řady ST se v tomto ohledu spíše blížily nasazení v kanceláři (viz dále popisovaný monochromatický režim). Na druhou stranu však nabízely STčka mnohem více možností než druhý konkurent Apple Macintosh, jenž disponoval jediným monochromatickým režimem s rozlišením 512×342 pixelů (první IBM PC na tom byly, co se týče grafických možností, ještě hůře). Kapacita obrazové paměti (dnes bychom spíše řekli framebufferu) byla u počítačů Atari ST ve všech třech podporovaných režimech rovna 32KB, díky čemuž bylo možné použít následující grafické režimy:
- Barevný grafický režim o rozlišení 320×200 pixelů v šestnácti barvách, jednotlivé barvy mohly být vybrány z palety 512 barev. Obnovovací frekvence obrazu byla rovna buď 50 nebo 60Hz, připojit bylo možné téměř jakýkoli kompozitní monitor. Tento grafický režim byl používán především ve hrách – viz screenshoty uvedené dále v tomto článku.
- Barevný grafický režim o rozlišení 640×200 pixelů ve čtyřech barvách. Barvová paleta má opět rozsah 512 barev, stejné jsou i obnovovací frekvence obrazu. Jednalo se o často používaný režim při práci s kancelářskými aplikacemi v případě, že nebyl k dispozici firemní monochromatický monitor.
- Monochromatický grafický režim o rozlišení 640×400 pixelů. Pokud počítač pracoval v×tomto režimu, bylo nutné připojit firemní monochromatický monitor. Obnovovací frekvence byla rovna 72Hz, což je (zejména s ohledem na dobu prodeje tohoto typu počítače) ergonomická hodnota. Zejména díky tomuto režimu a kvalitní klávesnici i monitoru je možné ještě dnes vidět počítače Atari řady ST v provozu (skutečně!), používají se například jako terminály (na rozdíl od PCček nemají větrák a jsou stylové :-).
Obrázek 5: Legendární Dungeon Master běžící na počítači Atari ST v šestnáctibarevném režimu.
Výše uvedené informace obsahují popis prakticky všech grafických schopností těchto počítačů. Na rozdíl od Amig nebyl původně podporovaný ani hardwarový scrolling ani sprity, což kladlo vyšší nároky na mikroprocesor při provádění graficky složitých operací, například ve hrách. Tento nedostatek byl odstraněn až u dalších modelů z této řady zařazením takzvaného Blitteru (viz následující díl tohoto seriálu). Textový režim odpovídal monochromatickému a šestnáctibarevnému grafickému režimu (resp. jejich rozlišení), takže bylo možné zobrazovat 25 řádků textu, přičemž jeden textový řádek mohl obsahovat buď 80 znaků (to odpovídá 640 pixelům na mikrořádek) či 40 znaků (320 pixelů na každém mikrořádku). I operační systém TOS používal textový režim, zatímco jeho nástavba GEM již byla postavena na režimech grafických.
Obrázek 6: Další známá hra – Xenon the Megablast. Atari verze opět pracovala v šestnáctibarevném režimu, což je možná při pohledu na screenshot neuvěřitelné.
5. Atari 260 ST a Atari 130 ST
Počítač Atari 260 ST vznikl v roce 1986 jako levnější varianta k výše popsanému modelu Atari 520 ST. Jedná se o počítač určený především pro Evropský trh, který však svými vlastnostmi odpovídá původnímu modelu Atari 520 ST s 512 kB operační paměti, tj. jedná se o model bez zabudované disketové jednotky i bez VF modulátoru. Původně se sice plánovalo, že počítač bude osazen pouze 256 kB operační paměti (což by odpovídalo jeho názvu), ale ukázalo se, že samotný operační systém by si pro svoje potřeby alokoval tak velké množství paměti, že by pro aplikace zůstalo pouze cca 64 kB (Atari tento model vydalo jen kvůli tomu, že se již vydaly inzeráty se jménem 260 ST). Model Atari 130 ST měl obsahovat pouze 128 kB operační paměti a mělo se tak jednat o nejlevnější model z celé řady. Ve skutečnosti nebyl tento počítač nikdy prodáván, což znamená, že naprostá většina modelů řady ST obsahovala minimálně 512 kB operační paměti, s čímž také počítala většina aplikací.
Obrázek 7: Osobní mikropočítač Atari 260 ST.
Obrázek 8: Odlišný (a mnohem zajímavější) design klávesnice osobního mikropočítače Atari 260 ST. Povšimněte si především upravených funkčních kláves.
6. Atari 1040 STF a Atari 1040 STFM
Počítač Atari 1040 STF(M) z roku 1986 představoval rozšíření předchozích modelů, a to jak po designové stránce, tak i v některých technických parametrech (například zdroj byl zabudovaný přímo do těla počítače a nikoli v samostatné krabičce, disketová jednotka byla vždy interní atd.). Tyto počítače byly původně dodávány s jedním megabajtem operační paměti, přičemž maximálně je bylo možné osadit až čtyřmi megabajty RAM. Varianta s jedním megabajtem se prodávala za 995 dolarů – jednalo se o první počítač s 1MB RAM, který byl prodáván za cenu pod tisíc dolarů, což firma Atari samozřejmě nezapomněla zdůrazňovat ve svých reklamách (zmiňovala se v nich rovnice 1 KB RAM = $1). Kapacita využitelné grafické paměti zůstala rovna 32KB, stejně jako podporované grafické režimy (popsané v předchozích kapitolách). Modely STF a STFM se od sebe lišily přítomností (resp. nepřítomností) VF modulátoru.
Obrázek 9: Osobní mikropočítač Atari 1040 STFM.
7. Atari Mega ST
Počítač Atari Mega ST představuje další rozšíření vývojové řady ST. Ve skutečnosti byly vyráběny tři typy – Atari Mega ST 1, Atari Mega ST 2 a Atari Mega ST 4. Jediný rozdíl byl v kapacitě operační paměti, která byla rovna buď jednomu, dvěma nebo čtyřem megabajtům. Procesor zůstával stále stejný, tj. obligátní Motorola M68000. Taktovací frekvence se také nezměnila, byla tedy rovna 8MHz, což je, zejména v porovnání s novějšími Amigami, nedostatečné (ovšem díky relativně nízké ceně se Mega ST staly velmi oblíbenými modely, zejména v Evropě).
Kapacita grafické paměti (framebufferu) také zůstala z předchozích modelů řady ST zachována – 32 KB, stejně jako tři dostupné grafické režimy a počet maximálně zobrazitelných barev: 320×200 pixelů šestnáctibarevně, 640×200 pixelů čtyřbarevně a 640×400 pixelů monochromaticky. Přibyl však Blitter, což je čip používaný pro samostatné blokové přenosy dat (zejména grafických) bez účasti procesoru. Teprve s použitím Blitteru bylo možné zobrazovat kvalitní a rychlé animace bez nežádoucího „trhání“ obrazu. Blitter bylo možné také použít pro celoobrazovkový scrolling, emulaci spritů atd.
Poznámka: Blitter by se podle dobové literatury měl psát s některými písmeny velkými, tj. jako BLiTTER; podle mého názoru se však nejedná o akronym, proto zůstávám u malých písmen (slovo blit vzniklo ze zkratky operace BitBlt, což zase vzniklo ze sousloví Bit Block Transfer, jež bylo poprvé použito v systémech založených na programovacím jazyku Smalltalk).
Obrázek 10: Osobní mikropočítač Atari Mega ST s firemním monitorem a laserovou tiskárnou.
8. Odkazy na Internetu
- Atari ST http://en.wikipedia.org/wiki/Atari_st
- Atari Museum http://www.atarimuseum.com/
- Atari ST and TT http://www.atarimuseum.com/…1632bit.html
- The ST Computer Line http://www.atarimuseum.com/…/atarist.htm
- Atari MEGA STE http://en.wikipedia.org/…ari_MEGA_STE
- Blitter http://en.wikipedia.org/wiki/Blitter
Obrázek 11: Populární hra Populous využívající šestnáctibarevný grafický režim 320×200 pixelů.
9. Obsah dalšího pokračování seriálu
V následující části seriálu o architekturách počítačů si popíšeme další typy osobních počítačů a pracovních stanic vyráběných firmou Atari. Jedná se zejména o řadu Atari TT využívající rychlejší mikroprocesor Motorola M68030, který navíc obsahoval i jednotku pro práci s chráněnou a virtuální pamětí, a dále pak velmi zajímavou (i když komerčně nepříliš úspěšnou) grafickou stanici nazvanou Atari ABAQ, jež byla založena na počítači Atari ST doplněného o výpočetní jednotku obsahující transputery T800 firmy Inmos. Jedním z důvodů, proč tato velmi výkonná a především levná pracovní stanice nebyla úspěšná, byl poměrně složitý, nebo spíše neobvyklý přístup při programování transputerů a z toho vyplývající nedostatečný počet aplikací, které by výpočetní sílu transputerů využily. Také se začneme zabývat asi největším konkurentem STček – slavnými počítači Amiga, především popisem grafických možností těchto počítačů, které byly z velké části založeny na součinnosti několika specializovaných čipů.
Obrázek 12: Volné pokračování hry Populous – Powermonger, jenž taktéž zobrazuje herní prostředí v grafickém režimu 320×200 pixelů.
