Войти
 Компьютерный терминал Tektronix 4014 | |
| Производитель | Tektronix |
|---|---|
| Тип | Компьютерный терминал |
| Дата выпуска | 1972 (1972) |
| Дисплей | накопительная трубка |
| Вход | Компьютерная клавиатура |
| Связь | RS-232, токовая петля, другие |
На этом изображении показан пример файла, генерирующего карту смежных штатов США на Tektronix 4014. Серия Tektronix 4010 была семейством текстовых и графических компьютерные терминалы на основе технологии трубки хранения, разработанной Tektronix. Несколько членов этого семейства были представлены в 1970-х годах, самые известные из которых - 11-дюймовые 4010 и 19-дюймовые 4014, а также менее популярные 25-дюймовые 4016 . Они широко использовались на рынке автоматизированного проектирования в 1970-х и начале 1980-х годов.
Серия 4000 была намного дешевле, чем более ранние графические терминалы, такие как IBM 2250, потому что не требовалось дополнительной электроники для поддержания отображения на экране; изображения, нарисованные на экране, оставались там, пока не были намеренно удалены. Это устранило потребность в компьютерной памяти для хранения изображений, что было чрезвычайно дорого в 1970-е годы.
Серия оставалась популярной до появления недорогих графических рабочих станций в 1980-х. Эти новые графические рабочие станции использовали растровые дисплеи и выделенные экранные буферы, которые стали более доступными по мере удешевления микросхем твердотельной памяти .
Накопительная трубка прямого обзора Tektronix была впервые использована в осциллографе Tektronix 564 в 1963 году, а в 1968 году - в мониторе 601, а не в осциллографе. Ряд графических терминалов на основе этой трубки и были разработаны другие устройства серии 600, в том числе Advanced Remote Display Station от MIT Project MAC и KV8I (позже KV8E) от Digital Equipment Corporation с использованием 11-дюймовой диагонали 611. Они состояли только из трубки и соответствующей базовой электроники; Программное обеспечение на главном компьютере должно было создавать дисплей путем непосредственного управления элементами управления.
Tektronix решила выйти на рынок терминалов самостоятельно, представив 4002 в 1969 году и обновленный 4002A в 1971 году. за 9400 долларов в 1973 году (54138 долларов в 2019 году) и требовал хост-адаптера за 150 долларов. Они были похожи на более ранние терминалы сторонних производителей, по сути объединяя одну из своих трубок хранения со схемой, необходимой для декодирования инструкций от хоста и превращения их в управляющие входы. Однако у 4002 была уникальная особенность, заключающаяся в том, что только часть экрана была трубкой для хранения, а небольшая часть была отведена для обычного рисования на основе обновления. Эта область использовалась для сообщений о состоянии и ввода команд. Поскольку они не включали аппаратное обеспечение растрового сканирования или любую форму памяти, достаточно быстрое обновление этой области для уменьшения мерцания зависело от главного компьютера.
Начиная с 1972 года, 4002 был впервые вытеснен а затем заменен на 4010. Благодаря ряду изменений и упрощений они стали намного дешевле. Первоначально они стоили 3950 долларов (22750 долларов в 2019 году) и еще 290 долларов за хост-адаптер. Другие модели серии 4010 включали 4012 с добавлением символов нижнего регистра и 4013 с набором символов APL. Они были реализованы с помощью сменных плат, которые также можно было добавить к базовой модели 4010. В 1980-х годах была выпущена версия, использующая встроенный порт RS-232 и ряд отсутствующих функций, под названием 4006, которая была достаточно маленькой, чтобы поместиться на столе, и продавалась за 2995 долларов в 1980 году (9293 долларов в 2019 году).
Модель 4014 присоединилась к линейке в 1974 году по цене 8450 долларов (43807 долларов в 2019 году), представив больший 19-дюймовый экран, а также более эргономичную компоновку. У него также был широкий спектр новых функций, которые сделали его намного более эффективным во многих контекстах и стали особенно распространенными в автоматизированном проектировании (CAD). Обновления настолько распространены, что серию 4014 иногда считают отдельной линейкой от 4010 или, альтернативно, канонической моделью для всего семейства. 4015 был 4014 с картой APL от 4013. 4016, представленный в 1979 году, был версией с 25-дюймовым экраном и несколько иной механической компоновкой, чтобы обеспечить место для гораздо большей трубки. Он был намного дороже: базовая модель продавалась за 19 500 долларов в 1980 году (60 508 долларов в 2019 году).
Было доступно большое количество периферийных устройств, которые работали с некоторыми или всеми из этих моделей. Первая линейка, представленная в модели 4010, включала графический принтер 4610 Hard Copy Unit. При этом использовалась система в мониторе для построчного сканирования дисплея, который затем отправлялся на принтер, где ЭЛТ высотой в одну строку дублировал изображение на термобумаге. Обычно продаваемая за 3550 долларов, версия за 3950 долларов позволяла использовать принтер совместно с четырьмя терминалами. Адаптер принтера может быть предварительно установлен в 4010, что делает его 4010-1, и он был предустановлен как на 4012, так и на 4013, которые, похоже, не использовали обозначение -1 для обозначения этого. Модель 4631 была версией модели 4610 с устройством подачи листов и более высокой скоростью. Правильно оснащенный 4014 может также управлять плоттером через карту расширения, включая интерактивный цифровой плоттер 4662 на основе GPIB и версию 4663 C. Плоттеры предлагали выбор цветного пера, который можно было встроить в графические данные.
Для хранения системы могли записывать поток символов, когда они были получены от хоста, позволяя их воспроизводить локально для воссоздания дисплей. Варианты хранения включали 4911 перфоленту, 4912 с использованием кассетных лент на основе механизма Sykes TT120, а позже добавили 4923 на основе цифровой ленты 3M DC300
Другие устройства в линейке включали 4901 и 4903 Interactive Graphic Unit, которые рисовали перекрестие на 4002, но позже были встроены в более поздние модели, и 4951 Joystick. Также можно использовать световое перо 4551, изначально разработанное для модели 611.
Серия 4010 также использовалась в качестве основы для двух автономных систем. Серия Tektronix 4050 использовала 4010 или 4014 с внутренними процессорами и ленточным накопителем DC300 для создания простого настольного устройства. В исходном 4051 на основе 4010 было три модели с 8-битным процессором, 4052 с 16-битным процессором и 4054, в котором экран 4014 сочетался с логикой 4052. 4081 был версией со мини-компьютером, встроенным в офисный стол, который использовался ограниченно. Tektronix продолжала продавать трубки для хранения данных OEM-производителям, 19-дюймовую версию как GMA101 и 102 (первая предлагает примерно вдвое большую скорость рисования) и 25-дюймовую как GMA 125.
Tektronix также продавал набор графических процедур в FORTRAN, известных как PLOT10, которые преобразуют простые входные данные, такие как списки чисел, в графический дисплей, например диаграмму. Другим распространенным решением была система, которая была адаптирована для работы на 4010.
Формат команд для отправки графики на терминалы был очень простым и вскоре был скопирован рядом других поставщиков терминалов. Позже они перешли на традиционные видеотерминалы, использующие дисплеи с растровой разверткой, хотя они, как правило, предлагали более низкое разрешение, возможно, вдвое меньше, чем у 4010. Некоторые из них также понимали цветовые коды терминала растрового сканирования Tektronix 4105, который добавлен цвет в исходный набор команд 4010. Эту эмуляцию продолжают использовать и копировать новые терминалы по сей день; NCSA Telnet и xterm эмулируют 4014 (xterm -t).
Обычные видео дисплеи состоят из серии изображений или кадров, представляют отдельные моментальные снимки во времени. Когда кадры обновляются достаточно быстро, изменения в этих изображениях создают иллюзию непрерывного движения. Это делает обычные телевизионные трубки непригодными для компьютерных дисплеев, где изображение, как правило, статично в течение длительных периодов времени (так как оно есть пока вы читаете это). Решение состоит в том, чтобы использовать дополнительное оборудование и компьютерную память для хранения изображения между каждым обновлением, раздел памяти, известный как кадровый буфер.
. В 1960-х годах на основе памяти на ядре было чрезвычайно дорого, обычно оценивалось в долларах или центах за бит. Если кто-то хотел сохранить экран текста в 80 столбцов по 25 строк и с использованием 7-битного ASCII, один потребует 80 x 25 x 7 бит = 14 000 бит, что сделает стоимость терминала непомерно высокой. Стоимость будет еще больше, если термин инал необходим для отображения графики. Например, для графического терминала, поддерживающего 1-битные точки (вкл. / Выкл.) С разрешением 1024 на 768, потребуется 1024 x 768 x 1 бит = 786 432 бит памяти, что, вероятно, больше, чем стоимость компьютера, к которому он подключен. Одним из решений для уменьшения объема необходимой памяти было представление изображения не в виде точек, а в виде линий. В этом случае в памяти должны храниться только конечные точки, а для отображения между ними требуется дополнительное оборудование. Координата в том же пространстве разрешения 1024 требует 10 бит (2), поэтому, если дисплей может содержать всего 1000 строк, он требует 1000 строк x 2 конца x 2 координаты на конец (X и Y) x 10 бит = 40 000 бит. Это решение использовалось в графическом терминале IBM 2250, который в 1970 году был продан за 280 000 долларов.
Система Computervision CAD, около 1979 года, с использованием накопительных трубок Tektronix 19 дюймов. слабое свечение по всему экрану, типичное для дисплея трубки хранения. Компания Tektronix изначально разработала свои трубки хранения в конце 1950-х годов как способ хранения изображений на дисплеях осциллографов для изучения, хотя такая же система уже использовалась в
45>отображает радар. В базовой концепции используется обычная схема ЭЛТ, но с двумя наборами электронных пушек. Одна, наводочная пушка, обеспечивает постоянный поток электронов низкой энергии по всему экрану, заставляя его слегка светиться. Второй, пишущий пистолет, является обычным пистолетом для черно-белого телевизора, и его луч перемещался по поверхности дисплея обычным способом с помощью электромагнитов. Однако этот пистолет настроен на более высокую чем обычная энергия. Когда его луч попадает на экран, он вызывает эффект, известный как фотоэмиссия. ion, который выталкивает электроны из фосфора к передней части дисплея, где они улавливаются тонким прозрачным электродом. Эта область теперь содержит меньше электронов, чем обычно, что придает ей положительный заряд по сравнению с окружающей средой. Это приводит к тому, что некоторые электроны наводнения сильно притягиваются к этому месту, что позволяет ему светиться. Дисплей, использующий эту технику, мгновенно распознается по яркой вспышке луча пишущего пистолета, когда он движется по дисплею.
Поскольку сама трубка хранит изображение, нет необходимости в каком-либо встроенном компьютере память, что значительно снижает стоимость терминала. 4010 стоил 3950 долларов, что почти на два порядка дешевле, чем решение IBM. Это сделало графику практичной для гораздо более широкой аудитории. Подход Tektronix также имеет преимущество в том, что нет ограничения на количество отображаемых векторов, их можно просто продолжать отправлять на дисплей, тогда как решение, подобное терминалу IBM, имело фиксированное количество векторов, которые он мог отображать. Ранние системы CAD, созданные такими компаниями, как Computervision, использовали эту возможность и могли отображать произвольно сложные проекты.
Основным недостатком трубок для хранения данных является то, что после сохранения изображения, его можно удалить только путем стирания всего изображения. Это делает этот дисплей непригодным для работы с прокручивающимся текстом, анимацией или любым другим дисплеем, где части изображения меняются. Тек представил концепцию сквозной записи для несохраняемых векторов, но, поскольку в самом терминале не хватало памяти, они должны были постоянно обновляться хост-компьютером. Это ограничивало количество этих объектов скоростью связи между терминалом и хостом и часто находилось в диапазоне нескольких десятков. Еще один недостаток заключается в том, что изображение остается на экране в течение короткого времени, что ограничивает скорость рисования изображения. Tektronix называл это сохраненной скоростью записи и измерял ее в векторных дюймах в секунду, причем числа от 1500 до 4000 являются типичными для их дисплеев.
Серия 401x состояла из большого монитора, установленного на колесной тележке. Тележка вмещала большую часть электроники в вертикальном футляре сзади. Его можно открыть спереди для доступа к различным переключателям и перемычкам, а также для доступа к картам расширения. Внутри тележки карты расширения подключались по системе «Микроавтобус» с помощью 36-контактного разъема для карт с 8-битной шиной данных. В дополнение к коммуникационной карте и различным усовершенствованиям, комплект для настольного монтажа позволил разместить ЭЛТ на столе, когда тележка была подключена к нему с помощью кабеля на расстоянии до 10 футов (3,0 м).
В 4010 использовалась карта Minibus для обработки связи с главным компьютером, и было доступно большое количество интерфейсов хоста. Терминал 4014 обычно поставлялся с установленным стандартным интерфейсом связи, предлагающим соединение RS-232, хотя были подключены только важные контакты. Настройка полностью выполнялась перемычками, поэтому терминал не мог изменить эти настройки во время подключения. В качестве альтернативы интерфейсу связи интерфейс TTY позволял подключать терминал к интерфейсу телетайпа с токовой петлей, который все еще широко использовался мэйнфреймами той эпохи. Прямые интерфейсы с использованием настраиваемых последовательных или параллельных подключений также были доступны для большинства систем мэйнфреймов.
В альфа-режиме 4010 отображает 35 строк по 74 символа. Терминал был «тупым» по стандартам того времени, в нем отсутствовали различные функции интеллектуального терминала, такие как адресуемое позиционирование курсора. В терминале также отсутствует значительная буферизация, и многие операции могут привести к потере данных. Примечательно, что возврат каретки занимал от 100 до 200 мкс, а операция очистки экрана намного дольше. Главный компьютер должен был отложить дальнейшие данные, чтобы избежать их потери в эти периоды.
Одна интересная особенность - это второе поле у 35-го символа, позволяющее ограничивать строки между левой стороной экрана. и эта точка для поля 0, или эта точка и правая сторона экрана для поля 1. Это полезно для смешивания графики и текста или отображения двух столбцов текста. Переключение между столбцами осуществлялось путем перехода к самой последней строке в любом заданном столбце и нажатия клавиши перевода строки. После этого курсор снова появится в верхней части следующего столбца. Не было попыток ограничить рисование в пределах этих границ, поэтому программное обеспечение хоста должно было обеспечить, чтобы линии оставались в пределах полей, вставляя символы CR / LF в соответствующие места. Строки, записываемые в поле 0, будут занимать всю длину экрана, если CR / LF не был отправлен для переноса до 35-го символа, хотя любые данные в области поля 1 в той же строке, записанные позже, будут нарисованы сверху.
Терминалы также опционально поддерживают второй набор символов через вставные печатные платы, выбирая между ними с помощью символов ASCII SIи SO.
4010 не является растровым дисплеем и, таким образом, имеет практически неограниченное разрешение, но схема декодирования команд ограничивает это значение 1024 на 1024. Поскольку экран имеет геометрию 4: 3, по вертикали было видно только 780 точек. Источник находится в нижнем левом углу.
Для кодирования значений от 0 до 1023 требуется 10 бит; 2 ^ 10 = 1024. Эти значения были закодированы в ASCII с использованием 5 бит на символ и, следовательно, требовалось два символа на значение или 4 символа для полной координаты X, Y. Схема кодирования была разработана для безопасной передачи координатных символов по последовательным каналам путем присвоения каждого значения из набора печатаемых символов ASCII. Значениям X были присвоены 32 символа от 64 до 95 десятичных знаков, в основном прописные буквы. Координаты Y имеют аналогичный диапазон от 96 до 127, в основном это строчные буквы. Чтобы преобразовать местоположение в код символа ASCII, вы добавляете 64 к значению X и 96 к значению Y. Старшие биты для обоих были одинаковыми, от 32 до 63, в основном цифры и знаки препинания.
Итак, полная формула для вычисления точек по символам:
X = 32 x (старшее значение ASCII символа X - 32) + (младшее значение ASCII символа X - 64) Y = 32 x (старшее значение ASCII символа Y - 32) + (младшее значение ASCII символа Y - 96)
Хотя в руководствах всегда показано вычисление X перед Y, а младший символ перед старшим, четыре символа должны быть отправлены в обратном порядке, начиная с высокого Y, затем низкого Y, высокого X и, наконец, низкого X. Например, рассмотрим координату (23, 142). Координата X находится в диапазоне от 0 до 31, поэтому смещения не требуется. Добавление 23 к 64 дает 87, что является символом ASCII W, и, поскольку сдвиг не требуется, «символ сдвига» составляет пробел. Для координаты Y 142 вам нужно будет снова переместить число в диапазон от 0 до 31, что можно сделать путем вычитания 128. В результате останется 14. Добавление 14 к 96 для получения первого символа дает 110, или р. Это потребовало сдвига на 128, что составляет 4 x 32, поэтому символ сдвига является пятым в последовательности (первый - нулевой сдвиг, пробел) или $. Теперь символы упорядочены shift-Y, Y, shift-X, X, поэтому полная координата (23, 142) будет закодирована как $ p W.
Каждый из этих четырех координатных символов сохраняется в буфере. в терминале, который удерживает их до тех пор, пока не будет получена полная координата, а затем нарисована. Процесс рисования запускается приемом символа low-X, который терминал ищет, ожидая битовой комбинации, указывающей, что он находится в правильном десятичном диапазоне. Это позволяет более быстрым способом отправлять точки, которые имеют общую координату Y, отправляя только координаты X, даже только низкие координаты X, если высокие значения X не изменились. Это может значительно уменьшить общее количество символов, отправляемых на терминал, если программист упорядочивает данные таким образом, чтобы минимизировать изменения Y по заданному набору координат, и даже больше, если они группируют вместе точки, которые меняются только с низким X и низким Y. Общий эффект может примерно вдвое сократить объем данных, отправляемых на терминал.
Графика рисуется путем перехода в режим графика путем отправки символа разделителя групп ASCII (GS) (Control+ ⇧ Shift+M). После этого каждый набор из четырех (или менее) символов, полученных терминалом, используется для определения координат X, Y. Первые четыре после GS позиционируют графический курсор, каждая точка после этого рисует вектор на дисплее. Система возвращается в текстовый режим (альфа-режим в их документах) с помощью ряда команд, обычно Unit Separator (US, Control+ ⇧ Shift+O), но ряда других последовательностей также имеют тот же эффект, включая Return.
. Поскольку система рисует векторы от точки к точке в графическом режиме, для рисования разделенных линий командам приходилось многократно входить и выходить из графического режима. Одиночная точка рисуется путем перехода в режим графика по желаемой координате, рисования вектора нулевой длины по той же координате.
Для ввода графики терминал использовал пару колесиков на клавиатуре для управления положением курсора . Курсор отображался с использованием более низкой интенсивности электронного луча, имеющего недостаточную энергию для срабатывания системы хранения. Курсор динамически обновлялся электроникой терминала. Курсор был включен с помощью ESC(Control+ ⇧ Shift+K) (который также отключил графический режим, если он был включен), а затем SUB(Контроль+Z). Положение было отправлено обратно в компьютер с использованием той же кодировки X, Y, что и графические команды. Это можно сделать в интерактивном режиме, отправив ESC+ SUBи затем нажав клавишу на клавиатуре, или сразу же отправив хостом ESC+ ENQ..
В серию 4014 внесен ряд незначительных изменений и еще несколько серьезных улучшений.
В альфа-режиме шрифт можно масштабировать для получения строк разных размеров. Исходные 35 строк по 74 символа в стиле 4010 были по умолчанию или могли быть выбраны специально с помощью Esc+8. Esc+9рисовал глифы меньшего размера для создания 38 строк из 81 символа, Esc+:для 58 на 121 и Esc+;для 64 на 133. Все это можно было смешивать на экране.
В 4010 курсор и графическое перекрестие были интерактивными и использовали темный режим для перемещения про экран без записи в память. Это было достигнуто за счет записи с меньшей энергией в луче, достаточной для того, чтобы ее можно было увидеть, но недостаточной для ее сохранения. В 4014 добавлены escape-коды, позволяющие пользователю сознательно выбирать этот режим, отправляя любую из последовательностей от Esc+pдо Esc+w. Это было особенно полезно в графическом режиме, так как позволяло системе рисовать подвижные объекты, хотя и за счет необходимости постоянно обновлять их по последовательной связи примерно 30 раз в секунду, чтобы избежать мерцания. Это можно использовать, например, путем рисования контура шкалы и маркеров шкалы, как правило, для их сохранения, а затем интерактивного рисования иглы в темном режиме. Его также можно было использовать для перемещения графического курсора в новое место без необходимости выхода и повторного входа в графический режим, ранее это был единственный способ сделать это. Отправка Esc+hчерез Esc+oпереводит терминал в режим расфокусировки, в котором происходит рисование с меньшей интенсивностью за счет увеличения ширины луча и распределения энергии по более широкой области. Наконец, Esc+`- Esc+gвернул терминал в нормальный режим хранения.
4014 внес изменения в способ ввода графических точек, добавив символ выполнения, который означает, что конкретная координата была полной. Это позволило, например, изменить координату X или Y без изменения ранее сохраненного местоположения для другого. Это было полезно для рисования прямоугольников или особенно серии линий, таких как ось, или рисования точки на экране, отправляя тот же адрес, что и последний сохраненный или перемещенный в темном режиме. Поскольку в координатах X и Y используются отдельные символы, терминал все равно будет замечать последовательность координат, отправляемую в более старом формате 4010, и рисовать их по мере поступления, обеспечивая обратную совместимость.
С установленным модулем расширенной графики, был доступен дополнительный набор функций. Основным среди них было добавление 12-битной адресации, которая увеличила разрешение до 4096 на 4096, причем верхняя часть оси Y выше 3120 была невидимой. Любой адрес можно отправить в 12-битном режиме, просто отправив дополнительный байт между старшим и младшим символами Y, используя тот же диапазон символов, что и младшие адреса Y. На терминале серии 4010 или 4014 без расширенного графического модуля этот дополнительный байт будет немедленно перезаписан фактическим адресом младшего разряда, который поступил в качестве следующего символа, и, таким образом, не будет иметь никакого эффекта. С расширенным графическим модулем терминал будет использовать биты 1 и 2 для добавления к началу обычно 5-битного старшего адреса X и биты 3 и 4 для добавления к старшему адресу Y.
Еще одной особенностью расширенного графического модуля была схема, которая периодически прерывала луч, когда он рисовал вектор, что позволяло создавать пунктирные линии. Всего было пять паттернов; линии, точки, штрих-точки, короткие и длинные штрихи. Они были полезны для рисования осей и шкал, особенно в сочетании с режимом расфокусировки для снижения интенсивности и с использованием функции изменения одной координаты для их быстрого рисования. Они были выбраны с использованием тех же escape-символов, что и при выборе режима рисования обычного 4014, в диапазоне от Esc+`до Esc+w. Например, без установленной расширенной графики отправка любого символа из ,в dвыбран нормальный режим рисования линий, в то время как с установленным модулем ,был обычным рисованием, aбыл нормальным с пунктирными линиями и т. Д.
Инкрементальный график, введенный с помощью символа разделителя записей ASCII (RS), заменял нормальные координаты односимвольными направлениями. Например, отправка Eпереместилась вверх ("север"). Это было особенно полезно для рисования управляющих стрелок и аналогичных движущихся дисплеев и значительно сокращает объем информации, который должен быть отправлен на терминал с течением времени.
Расширенный графический модуль представил двухточечную графику Режимы. При переходе в обычный режим точечного построения с помощью разделителя файлов ACSII (FS) вместо RS для графического режима отображаются только точки в отправляемых координатах, а не векторы между ними. На графике специальных точек, введенном с помощью Esc+FS, к координате добавлен символ интенсивности, который позволял точкам иметь различную яркость и при необходимости расфокусировать луч.
| Конструкция: | Пьедестал с клавиатурой |
| Дисплей : | 74 × 35 символов или 1024 × 780 пикселей. |
| Размер экрана: | 6,7 на 9 дюймов (170 мм × 230 мм) |
| Набор символов: | 64 печатных символа, включая пробел |
| Клавиши: | 52 клавиши пишущей машинки + элементы управления и переключатели в виде перекрестия |
| Вспомогательная клавиатура: | Нет |
| Визуальные индикаторы: | Индикатор питания + две индикаторные лампы |
| Режимы работы : | Буквенно-цифровой, Графический график, Графический ввод, Печать |
| Интерфейс: | RS-232C / V.24, Телетайп |
| управление потоком : | Нет |
| Скорости связи: | 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 бит / с |
| Размеры : | 35,25 на 18,25 на 28,5 дюймов (89,5 см × 46,4 см × 72,4 см) (4010). 41,15 на 20 на 32,8 дюйма (104,5 см × 50,8 см × 83,3 см) (4014) |
| Вес : | 80 фунтов (36 кг) |
