Xerox alto

La Xerox Alto es una computadora diseñada desde su inicio para admitir un sistema operativo basado en una interfaz gráfica de usuario (GUI), y luego utilizando la metáfora del escritorio. Las primeras máquinas se introdujeron el 1 de marzo de 1973, una década antes de que las máquinas GUI del mercado masivo estuvieran disponibles.

El Alto está contenido en un gabinete relativamente pequeño y utiliza una unidad de procesamiento central (CPU) personalizada construida a partir de múltiples circuitos integrados SSI y MSI. Cada máquina costó decenas de miles de dólares a pesar de su condición de computadora personal. Inicialmente, solo se construyeron pequeños números, pero a fines de la década de 1970, alrededor de 1,000 estaban en uso en varios laboratorios de Xerox y alrededor de otros 500 en varias universidades. La producción total fue de unos 2.000 sistemas.

El Alto se hizo muy conocido en Silicon Valley y su interfaz gráfica de usuario se consideraba cada vez más como el futuro de la informática. En 1979, Steve Jobs organizó una visita a Xerox PARC, durante la cual el personal de Apple Computer recibiría demostraciones de la tecnología Xerox a cambio de que Xerox pudiera comprar opciones sobre acciones en Apple. Después de dos visitas para ver el Alto, los ingenieros de Apple utilizaron los conceptos para presentar los sistemas Apple Lisa y Macintosh.

Xerox finalmente comercializó una versión muy modificada de los conceptos Alto como Xerox Star, que se presentó por primera vez en 1981. Un sistema de oficina completo que incluye varias estaciones de trabajo, almacenamiento y una impresora láser cuesta hasta $100 000 y, al igual que Alto, Star tuvo poco impacto directo en el mercado.

Historia

Alto ratón

Alto ratón tipo bola en la parte inferior

Teclado de Alto

La primera computadora con un sistema operativo gráfico, la Alto, se basó en diseños de interfaz gráfica anteriores. Fue concebido en 1972 en un memorando escrito por Butler Lampson, inspirado en el oN-Line System (NLS) desarrollado por Douglas Engelbart y Dustin Lindberg en SRI International (SRI). De mayor influencia fue el sistema educativo PLATO desarrollado en el Laboratorio de Investigación de Educación basada en Computadoras de la Universidad de Illinois. El Alto fue diseñado principalmente por Charles P. Thacker. El diseño industrial y la fabricación se subcontrataron a Xerox, cuyo equipo del Grupo de Programas Especiales incluía a Doug Stewart como Gerente de Programas, Operaciones Abbey Silverstone, Bob Nishimura, Diseñador Industrial. Xerox El Segundo (Grupo de Programas Especiales) produjo una tirada inicial de 30 unidades, en colaboración con John Ellenby en PARC y Doug Stewart y Abbey Silverstone en El Segundo, quienes fueron responsables de rediseñar la electrónica del Alto. Debido al éxito de la prueba piloto, el equipo llegó a producir aproximadamente 2000 unidades durante los siguientes diez años.

Varios chasis Xerox Alto están ahora en exhibición en el Computer History Museum en Mountain View, California, uno está en exhibición en el Computer Museum of America en Roswell, Georgia, y varios están en manos privadas. Los sistemas en ejecución se exhiben en el System Source Computer Museum en Hunt Valley, Maryland. Charles P. Thacker recibió el premio Turing 2009 de la Association for Computing Machinery el 9 de marzo de 2010 por su diseño y realización pioneros del Alto. El premio Charles Stark Draper de 2004 fue otorgado a Thacker, Alan C. Kay, Butler Lampson y Robert W. Taylor por su trabajo en Alto.

El 21 de octubre de 2014, el Computer History Museum publicó el código fuente de Xerox Alto y otros recursos.

Arquitectura

La siguiente descripción se basa principalmente en el Manual de hardware Alto de agosto de 1976 de Xerox PARC.

Alto usa un diseño microcodificado, pero a diferencia de muchas computadoras, el motor de microcódigo no está oculto para el programador en un diseño en capas. Aplicaciones como Pinball aprovechan esto para acelerar el rendimiento. El Alto tiene una unidad lógica aritmética (ALU) de segmento de bits basada en el chip Texas Instruments 74181, un almacén de control ROM con una extensión de almacén de control grabable y tiene 128 (ampliable a 512) KB de memoria principal organizada en palabras de 16 bits. El almacenamiento masivo lo proporciona una unidad de disco duro que utiliza un cartucho extraíble de un plato de 2,5 MB (Diablo Systems, una empresa que Xerox compró más tarde) similar a los utilizados por IBM 2310. La máquina base y una unidad de disco están alojadas en un gabinete. del tamaño de un refrigerador pequeño; se puede agregar una unidad de disco más a través de la conexión en cadena.

Alto difuminó e ignoró las líneas entre los elementos funcionales. En lugar de una unidad de procesamiento central distinta con una interfaz eléctrica bien definida (por ejemplo, bus del sistema) para el almacenamiento y los periféricos, Alto ALU interactúa directamente con las interfaces de hardware para la memoria y los periféricos, impulsada por microinstrucciones que se emiten desde el almacén de control. La máquina de microcódigo admite hasta 16 tareas multitarea cooperativas, cada una con prioridad fija. La tarea del emulador ejecuta el conjunto de instrucciones normal en el que se escriben la mayoría de las aplicaciones; ese conjunto de instrucciones es similar, pero no igual, al de un Data General Nova. Otras tareas se ocupan de la pantalla, la actualización de la memoria, el disco, la red y otras funciones de E/S. Como ejemplo, el controlador de visualización de mapa de bits es poco más que un registro de desplazamiento de 16 bits; El microcódigo mueve los datos de actualización de la pantalla desde la memoria principal al registro de desplazamiento, que los serializa en una pantalla de píxeles correspondientes a los unos y ceros de los datos de la memoria. Ethernet también es compatible con un hardware mínimo, con un registro de desplazamiento que actúa bidireccionalmente para serializar palabras de salida y deserializar palabras de entrada. Su velocidad fue diseñada para ser de 3 Mbit/s porque el motor de microcódigo no podía ir más rápido y continuar admitiendo la visualización de video, la actividad del disco y la actualización de la memoria.

A diferencia de la mayoría de las minicomputadoras de la época, Alto no admite una terminal serial para la interfaz de usuario. Aparte de una conexión Ethernet, el único dispositivo de salida común del Alto es una pantalla de tubo de rayos catódicos (CRT) de dos niveles (blanco y negro) con una base inclinable y giratoria, montada en orientación vertical en lugar de la "paisaje" más común orientación. Sus dispositivos de entrada son un teclado desmontable personalizado, un mouse de tres botones y un teclado de acordes opcional de 5 teclas (juego de teclas de acordes). Los dos últimos ítems habían sido introducidos por el Sistema en Línea del SRI; mientras que el mouse fue un éxito instantáneo entre los usuarios de Alto, el conjunto de teclas de acordes nunca se hizo popular.

En los primeros ratones, los botones eran tres barras estrechas, dispuestas de arriba abajo en lugar de de lado a lado; fueron nombrados por sus colores en la documentación. El movimiento fue detectado por dos ruedas perpendiculares entre sí. Estos pronto fueron reemplazados por un mouse tipo bola, que fue inventado por Ronald E. Rider y desarrollado por Bill English. Estos eran ratones fotomecánicos, primero usando luz blanca y luego infrarrojos (IR), para contar las rotaciones de las ruedas dentro del ratón.

El teclado es interesante porque cada tecla se representa como un bit separado en un conjunto de ubicaciones de memoria. Como resultado, es posible leer varias pulsaciones de teclas al mismo tiempo. Este rasgo se puede usar para alterar desde qué parte del disco arranca el Alto. El valor del teclado se usa como la dirección de sector en el disco desde el que arrancar y, al mantener presionadas teclas específicas mientras se presiona el botón de arranque, se pueden cargar diferentes microcódigos y sistemas operativos. Esto dio lugar a la expresión "bota nasal" donde las claves necesarias para arrancar para una versión de prueba del sistema operativo requerían más dedos de los que podría encontrar. Las botas de nariz quedaron obsoletas por el programa move2keys que cambiaba los archivos en el disco para que se pudiera usar una secuencia de teclas específica.

Se desarrollaron varios otros dispositivos de E/S para el Alto, incluida una cámara de TV, la impresora de rueda de margarita Hy-Type y un puerto paralelo, aunque estos eran bastante raros. El Alto también podría controlar unidades de disco externas para actuar como un servidor de archivos. Esta era una aplicación común para la máquina.

Software

El programa Alto Neptune gestor de archivos

El software inicial para Alto se escribió en el lenguaje de programación BCPL, y luego en Mesa, que no se usó mucho fuera de PARC pero influyó en varios lenguajes posteriores, como Modula. Alto usó una versión anterior de ASCII que carecía del carácter de subrayado, en lugar de tener el carácter de flecha izquierda utilizado en ALGOL 60 y muchos derivados para el operador de asignación: esta peculiaridad puede haber sido la fuente del estilo CamelCase para identificadores compuestos. Altos también eran programables por microcódigo por los usuarios.

Alto ayudó a popularizar el uso del modelo de gráficos de trama para todos los resultados, incluidos texto y gráficos. También introdujo el concepto de operación de transferencia de bloques de bits (bit blit, BitBLT), como interfaz de programación fundamental para la pantalla. A pesar de su pequeño tamaño de memoria, se escribieron muchos programas innovadores para Alto, que incluyen:

• los primeros sistemas de preparación de documentos WYSIWYG, Bravo y Gypsy;
• la herramienta de correo electrónico Laurel, y su sucesor, Hardy
• el editor gráfico vectorial Sil, utilizado principalmente para circuitos lógicos, tablero de circuito impreso y otros diagramas técnicos;
• the Markup bitmap editor (un programa de pintura temprana);
• el editor gráfico Dibujar usando líneas y líneas;
• el primer editor de circuitos integrados WYSIWYG basado en el trabajo de Lynn Conway, Carver Mead y la revolución Mead y Conway;
• las primeras versiones del entorno Smalltalk
• Interlisp
• uno de los primeros videojuegos multipersona basados en la red (Alto Trek por Gene Ball).

No había software de hoja de cálculo o de base de datos. El primer programa de hoja de cálculo electrónico, VisiCalc, no apareció hasta 1979.

Difusión y evolución

Técnicamente, Alto era una minicomputadora pequeña, pero podría considerarse una computadora personal en el sentido de que la usaba una persona sentada en un escritorio, en contraste con las computadoras centrales y otras minicomputadoras de la época. Podría decirse que fue 'la primera computadora personal', aunque este título es discutido por otros. Más significativamente (y quizás menos controvertida), puede considerarse uno de los primeros sistemas de estaciones de trabajo al estilo de las máquinas de un solo usuario como Apollo, basada en el sistema operativo Unix, y los sistemas de Symbolics, diseñados para ejecutarse de forma nativa. Lisp como entorno de desarrollo.

En 1976 y 1977, el pionero informático suizo Niklaus Wirth pasó un año sabático en PARC y estaba entusiasmado con el Alto. Al no poder traer uno de los sistemas Alto a Europa, Wirth decidió construir un nuevo sistema desde cero y diseñó con su grupo el Lilith. Lilith estuvo lista para usarse alrededor de 1980, bastante tiempo antes de que se lanzaran Apple Lisa y Macintosh. Alrededor de 1985, Wirth inició un rediseño completo del Lilith con el nombre de 'Proyecto Oberon'.

En 1978, Xerox donó 50 Altos al Instituto de Tecnología de Massachusetts, la Universidad de Stanford, la Universidad Carnegie Mellon y la Universidad de Rochester. El Instituto de Ciencias de la Computación de la Oficina Nacional de Estándares en Gaithersburg, Maryland, recibió un Alto a fines de 1978 junto con servidores de archivos Xerox Interim File System (IFS) e impresoras láser Dover. Estas máquinas fueron la inspiración para las estaciones de trabajo ETH Zürich Lilith y Three Rivers Company PERQ, y la estación de trabajo Stanford University Network (SUN), que finalmente fue comercializada por una empresa derivada, Sun Microsystems. La estación de trabajo Apollo/Domain estuvo fuertemente influenciada por Alto.

Luego de la adquisición de Alto, el departamento de sistemas de información de la Casa Blanca buscó guiar a los proveedores federales de computadoras en su dirección. La Oficina Ejecutiva del Presidente de los Estados Unidos (EOP) emitió una solicitud de propuesta para un sistema informático para reemplazar el antiguo sistema presupuestario de la Oficina de Administración y Presupuesto (OMB), utilizando estaciones de trabajo similares a Alto, conectadas a un mainframe compatible con IBM.. La solicitud finalmente se retiró porque ningún productor de mainframe podía proporcionar dicha configuración.

En diciembre de 1979, el cofundador de Apple Computer, Steve Jobs, visitó Xerox PARC, donde se le mostró el entorno de programación orientado a objetos Smalltalk-80, las redes y, lo que es más importante, la interfaz gráfica de usuario WYSIWYG controlada por mouse. proporcionada por el Alto. En ese momento, no reconoció la importancia de los dos primeros, pero estaba entusiasmado con el último, y lo integró rápidamente en los productos de Apple; primero en Lisa y luego en Macintosh, atrayendo a varios investigadores clave para trabajar en su empresa.

En 1980–1981, los ingenieros de PARC y del Departamento de desarrollo de sistemas de Xerox utilizaron Xerox Altos para diseñar las estaciones de trabajo Xerox Star.

Xerox y el Alto

Xerox tardó en darse cuenta del valor de la tecnología que se había desarrollado en PARC. La adquisición corporativa de Xerox de Scientific Data Systems (SDS, más tarde XDS) a fines de la década de 1960 no tuvo ningún interés con PARC. PARC construyó su propia emulación de Digital Equipment Corporation PDP-10 llamada MAXC. El MAXC fue la máquina de entrada de PARC a ARPANET. La empresa se mostró renuente a ingresar nuevamente al negocio de las computadoras con diseños comercialmente no probados, aunque muchas de las filosofías se incluirían en productos posteriores.

Byte declaró en 1981,

Es poco probable que una persona fuera de la comunidad de investigación informática pueda comprar un Alto. No están destinados a la venta comercial, sino más bien como herramientas de desarrollo para Xerox, y así no se producirá en masa. Lo que los hace dignos de mención es el hecho de que un gran número de ordenadores personales de mañana serán diseñados con conocimiento adquirido del desarrollo del Alto.

Después de Alto, PARC desarrolló estaciones de trabajo más poderosas (ninguna con la intención de ser proyectos) denominadas de manera informal "las máquinas D": Dandelion (menos poderosa, pero la única que se convirtió en un producto de una forma), Delfín; Dorado (el más poderoso; una máquina de lógica acoplada por emisor (ECL)); e híbridos como el Dandel-Iris.

Antes de la llegada de las computadoras personales como la Apple II en 1977 y la IBM Personal Computer (IBM PC) en 1981, el mercado de las computadoras estaba dominado por costosas mainframes y minicomputadoras equipadas con terminales tontas que compartían el tiempo de procesamiento de la computadora central. Durante la década de 1970, Xerox no mostró interés en el trabajo realizado en PARC. Cuando Xerox finalmente ingresó al mercado de las PC con la Xerox 820, rechazaron deliberadamente el diseño Alto y optaron en su lugar por un modelo muy convencional, una máquina basada en CP/M con el monitor estándar de 80 por 24 caracteres en ese momento y sin mouse.

Con la ayuda de los investigadores de PARC, Xerox finalmente desarrolló Xerox Star, basado en la estación de trabajo Dandelion, y luego Star, el sistema de oficina 6085 de costo reducido, basado en la estación de trabajo Daybreak. Estas máquinas, basadas en la 'Wildflower' arquitectura descrita en un artículo de Butler Lampson, incorporó la mayoría de las innovaciones de Alto, incluida la interfaz gráfica de usuario con iconos, ventanas, carpetas, redes locales basadas en Ethernet y servicios de impresora láser basados en red.

Xerox solo se dio cuenta de su error a principios de la década de 1980, después de que el Macintosh de Apple revolucionara el mercado de las PC a través de su pantalla de mapa de bits y la interfaz centrada en el mouse. Ambos fueron copiados del Alto. Si bien la serie Xerox Star fue un éxito comercial relativo, llegó demasiado tarde. Las costosas estaciones de trabajo de Xerox no podían competir con las estaciones de trabajo basadas en GUI más baratas que surgieron a raíz del primer Macintosh, y Xerox finalmente abandonó el mercado de las estaciones de trabajo para siempre.