Sinclair ZX Spectrum

ZX Spectrum — 8-разрядный домашний компьютер, созданный английской компанией «Sinclair Research Ltd» на основе микропроцессора Zilog Z80. В ходе разработки компьютер назывался «ZX81 Colour» и «ZX82», название «ZX Spectrum» должно было подчеркнуть одно из главных отличий от его предшественника ZX81 — цветное изображение. Почитатели этого компьютера часто называют его «Спекки» (англ. Speccy).

В начале 1980-х «ZX Spectrum» был одним из самых популярных компьютеров в Европе, а его многочисленные клоны в начале 1990-х получили широкое распространение на территории бывшего СССР/СНГ. Благодаря невысокой цене, за первые 17 месяцев было продано более миллиона этих машин. Низкая стоимость компьютера была обусловлена рядом факторов: использованием технологии ULA, с помощью которой большая часть схемы размещалась в одном чипе; низкими техническими и пользовательскими характеристиками по сравнению с более дорогими компьютерами того времени; использованием бытового телевизора в качестве монитора и магнитофона в качестве внешнего накопителя.

В 1980-х основным соперником ZX Spectrum на европейском рынке был «Commodore 64». Другими важными конкурентами были 8-битные «Atari», «BBC Micro», «Amstrad CPC» и в некоторых странах MSX.

«Sinclair ZX Spectrum» был представлен в апреле 1982 года в двух вариантах — с 16 и 48 килобайтами оперативной памяти[6].

Плата ZX Spectrum 48

«ZX Spectrum 48» имел ПЗУ объёмом в 16 Килобайт, в котором был «прошит» диалект языка Бейсик, так называемый Sinclair BASIC. Эта же программа ПЗУ обеспечивала базовый ввод-вывод и пользовательский интерфейс. Системными процедурами (например, печатью на экран) можно было воспользоваться из машинного кода, вызвав их по абсолютным адресам. Архитекторами компьютера была принята политика не изменять программу ПЗУ, несмотря на наличие в ней ошибок. Расположение такой «операционной системы» и языка программирования в постоянной памяти обеспечивало перезагрузку компьютера за пару секунд, включая тестирование ОЗУ, и, что важно, уменьшало размер программ (программист мог использовать «стандартные» процедуры ПЗУ, не расходуя доступную оперативную память и не теряя при этом совместимость).

Первая модель «ZX Spectrum» имела недорогую в производстве клавиатуру, состоявшую из 40 резиновых клавиш. Характерной её особенностью была многофункциональность: алфавитно-цифровые клавиши имели до семи значений в различных режимах.

Режим переключался как автоматически, так и с помощью управляющих клавиш Caps Shift и Symbol Shift. Например, в начале набора BASIC ждёт номер строки или команду, поэтому курсор находится в режиме K. Однократное нажатие клавиши «G» в таком режиме приводит к автоматическому вводу оператора GO TO. После этого курсор переходит в режим L и позволяет набрать число, имя переменной по буквам или математическое выражение (в том числе с помощью режима Е). Более поздние модели (начиная с «ZX Spectrum 128») позволяли в качестве альтернативы набирать команды языка по буквам.

Не менее характерным был единственный аппаратный графический режим компьютера при отсутствии текстового. 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 (называемые цветами «чернил» и «бумаги» в Sinclair BASIC) и по одному атрибуту яркости и мерцания. Таким образом, область 8×8 пикселей кодировалась 9 байтами ОЗУ (8 байт — побитовая 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 вызывала определённые сложности (конфликт атрибутов) при создании компьютерной графики. С другой стороны, малый объём экранной памяти (около 7 КБ) позволял быстрее обновлять экран и увеличивать долю ОЗУ, используемую собственно программой, что было существенно для компьютерных игр. Кроме того, особая организация графического режима позволяла существенно оптимизировать вывод текста при отсутствии текстового режима.

Программистам ZX Spectrum удавалось обойти ограничения стандартного аппаратного видеорежима, и были разработаны программные видеорежимы, такие как GigaScreen, 3xColor, MultiColor и другие.

Первые модели «ZX Spectrum» имели встроенный динамик, осуществлявший однобитный выход звука. Воспроизведение музыки, особенно многоголосной, требовало использования почти всего времени процессора, так как звук полностью генерировался программно. В модели «ZX Spectrum 128» была добавлена микросхема звукогенератора AY-3-8912, позволяющая воспроизводить трехканальный звук (плюс канал шума и огибающей) без больших затрат процессорного времени. Подключение этой микросхемы также было возможно и для моделей с объёмом памяти 48 КБ.