👎🏾 ✍🏿 🧙🏽 计算机历史：Xerox Alto-个人计算机 ⌚️ 🧑🏿‍🤝‍🧑🏾 🍲

Byte 1981. Xerox Alto.

1973 . , . ZX Spectrum 9 . Commodore Amiga 1000 1985-. , -, . , Xerox . . , . , — , , : .

1981年9月，Byte杂志的封面。

有许多关于施乐Alto的有趣文章。但是，今天的材料特别有趣。实际上，它是在Alto的相关时代，由Byte杂志的一位记者于1981年撰写的，它使我们有机会通过当代人的眼光观看它。

该材料以一些次要缩写发布。最后，我们将提供Alto模拟器的链接以及比该杂志上发布的插图更好的插图。

如今，很少有计算机发烧友或专业人士在关注现代机器，却没有提出这样的问题：接下来会发生什么？

中音：个人电脑

1972年，施乐公司决定发布用于科学研究的个人计算机。结果，创建了Alto，Ed McCraith，Chuck Tucker，Butler Lampson，Bob Sproull和Dave Boggs在其中工作。他们的任务是制造一种紧凑的设备，该设备可以在常规办公室中使用而不会出现任何问题。同时，它必须足够强大以确保操作系统和图形显示的高质量和可靠操作。开发人员的目标是为每个用户配备他们自己的计算机，该计算机可以满足他们的所有需求，以及一个用于快速交换信息的通信设备。

1978年，施乐向斯坦福大学和麻省理工大学捐赠了50台Alto计算机。这些机器立即融入了科学家的工作流程，并迅速成为所有其他PC的标准。

令人怀疑的是，科学界之外的任何人是否有能力负担得起奥拓的购买。这些计算机不是供一般消费者使用，而是供施乐内部研究使用，因此不会大量销售。但是，值得一提的是，仅出于以下原因：明天的许多PC都将根据在Alto的创建和使用过程中获得的知识和经验进行设计。

照片1：两个施乐奥拓。每个Alto处理器都直接安装在两个3MB硬盘驱动器下方的机架中。请注意，与标准电视屏幕不同，计算机视频显示器是垂直拉伸的，就像一张纸一样。

设备

奥拓由四个主要部分组成：图形显示器，键盘，图形鼠标以及包含磁盘驱动器和处理器的盒子。每个奥拓都装在一个优雅的奶油色压花金属外壳中，这已经暗示了其32,000美元的价格标签。除了地板上的系统单元外，计算机都放置在台式机上。

图形显示

图形显示是奥拓最醒目的组件。好像电视屏幕旋转了90度。栅格显示。它的物理尺寸是水平8英寸和垂直10英寸。黑白屏幕使您可以垂直808像素，水平606像素进行操作。最终分辨率约为80 dpi。

通过逐位光栅扫描输出图像。这意味着显示中的每个点都对应于存储器中的特定位。

关于显示文本，屏幕最多可容纳60行，每行90个字符（假设在大多数视频终端中，每个字符为7x9像素）。 Alto没有硬件字符生成器。字符集可以由用户创建，然后显示。还允许使用混合字体，因此可以在屏幕上同时显示不同大小和形状的文本。

图2：用于测试键盘的程序。 Alto键盘上的每个键都有其自己的信号线，因此可以一次按下多个键。在上图中，按下的按钮标记为黑色。键盘上方的小方块代表鼠标。如您所见，其按钮之一被按下。

由于屏幕像素仅对应内存的一位，因此计算机不支持颜色和强度等级。但是，高像素密度以及这些像素的各种组合会产生“纹理”，给人以灰色阴影的印象。报纸上的照片以相同的方式打印。

键盘

图3：弹球游戏。脚蹼由两个Shift键控制。Alto端口可以连接到扬声器以播放游戏声音。

除了一些细节之外，Alto键盘与普通打字机完全一样，无需赘述。打印非常方便，可以随时卸下。此外，每个按键都有自己的信号线以匹配键盘接口。这使程序可以充分利用所谓的“和弦命令”，其中用户按住一个或多个键。例如，“和弦” Shift + Control + E Alto可以轻松识别A + B +C。另一个优点是能够确定按键持续时间。例如，“弹球”确定用户按下按钮多长时间的打击力。当然，还有其他软件可以让您以更加保守的方式使用键盘。

图形鼠标

图4：鼠标输入设备。操作员使用鼠标来控制光标在屏幕上的位置。它检测到自己位置的变化，然后操作员将其“滚动”在柔软的塑料垫上。

鼠标是一个小盒子，顶部边缘带有三个按钮。它使用细软线连接到Alto键盘。即使它们都是黑色的，这些按钮也被称为“红色”，“黄色”和“绿色”。鼠标置于用户的右手中，并在软塑料垫上滚动，该垫可旋转底部的球。

这些球之一的状态跟踪鼠标位置的变化，然后将其发送到计算机。光标在显示屏上相应移动。鼠标在桌子上的物理位置无关紧要，因为仅跟踪其移动的事实。鼠标的图形界面比位板，操纵杆或轨迹球方便得多。许多Alto程序只能用鼠标操作，而无需键盘输入。

系统单位

Alto处理器和磁盘存储位于一个小，高腰的机架式机箱中。每个Alto都配有一个3 MB的磁盘驱动器。由于硬盘驱动器的形状和大小，通常将它们与披萨盒进行比较。

Alto的“大脑”是一个16位定制处理器。它由许多中型到小型TTL IC（晶体管逻辑集成电路）组成。该处理器每秒能够执行约40万条指令。每个Alto都有一个包括屏幕区域在内的64000个16位字的地址空间。使用称为“库选择”的技术，可以将其扩展为25.6万个单词。内存增加的计算机被称为宽体女低音。

奥拓中的大多数“魔术”都发生在微码级别。Alto能够同时运行多达16个任务，并且调度和I / O用微码完成。但是，用户只能管理一项任务。它的优先级最低，必须根据需要将资源“提供”给其他进程，例如控制显示器，磁盘，键盘，鼠标和以太网连接的程序。用户可以直接访问微码，如果需要，可以根据自己的需要重写微码。

中音广告，1979年

软件

Alto将软件用于许多最常见的硬件任务（例如角色生成）。结果是非常麻烦但灵活的体系结构。

每个Alto都配有一个只读存储器（ROM），其中包含足够的软件内容，可以从本地网络“加载” Alto。因此，如果某些系统程序无法正常工作，用户将始终有机会通过以太网“安全”引导。可以通过网络获得用于Alto的任何软件。

Alto操作系统是一个程序，提供了一组用于计算机管理的基本工具。它用BCPL编写，这是一种与C非常相似的语言。大多数程序直接从Alto OS运行。由于Alto的地址空间很小，因此一种称为“ Junta”的特殊技术允许BCPL程序在运行时摆脱不必要的Alto OS分区。如果以后需要这些片段，可以通过运行“ Counterjunta”将其还原。

图5：奥拓高管执行程序的演示。

在操作系统之上运行的BCPL程序之一称为Alto Executive。它直接与用户通信，并允许您操纵文件和启动其他程序。 Executive的一个有趣功能是能够完成文件名。

如果仅输入文件名的开头和转义码，则Executive可以自己添加它。程序员可以用描述性方式命名文件（例如，GatewayInformation.press），但每次访问文件时都不能输入长名称。正在执行的程序在收到足够的字符以唯一标识它后立即识别该文件。通过输入问号而不是转义码，您可以从Executive获得与您输入的文本匹配的所有文件名。

Alto具有非常灵活和可靠的文件系统。与许多文件系统（例如Digital Research的CP / M或Radio Shack的TRSDOS）将名称限制为6-8个字符以及一个3个字符的扩展名不同，Alto的文件系统允许文件名最多31个字符。输入文件名时，即使使用大小写字母，也将按照打印时的名称进行保存。由于文件名可能很长，因此程序员可以使用大写和小写字母来提高可读性。同意，LongFileName.BigExtension比LONGFILENAME.BIGEXTENSION更好。当用户从计算机请求文件时，将忽略大小写。前面示例中的两个名称中的任何一个以及longfilename.bigextension都是有效的。

Alto中的文件分为几页。每一个都包含一个小标题，用于描述该页面，标识该页面属于哪个文件，还指示包含同一文件的下一页和上一页的磁盘位置。这使得文件系统几乎坚不可摧。名为Scavenger的程序可以自动修复损坏的文件系统。

图5b：NetExecutive（类似于Executive，但允许通过以太网进行数据传输）

当然，奥拓不是真空存在的。需要软件才能与以太网一起使用。其中一些软件以NetExecutive（请参见图5b）和FTP（文件传输程序）的形式出现。 NetExec是与Alto Executive非常相似的程序，但是它通过网络而不是从硬盘驱动器下载软件。用户不需要在本地存储很少使用的程序或大型程序。仅在需要时才可以通过网络（大约每秒80万比特）下载它们。 FTP执行几乎相同的任务，但更加灵活。

照片5c：在Bravo中编辑的Mesa程序。请注意，清单使用不同的字体。

尽管大多数Alto软件都是用BCPL编写的，但最近出现了一个新的开发工具：Mesa。它是一种类似于Pascal的编程语言。由于存在许多微代码差异，因此它与BCPL不兼容。Mesa很有可能会成为Alto继任者的主要编程语言。

BCPL和Mesa是Alto系统语言，主要实用程序和许多应用程序都用它们编写。但是，奥拓上还有其他可用的。许多研究软件是用SmallTalk编写的。它是一种非常强大且易于学习的编程语言。此外，计算机支持LISP，这在AI研究社区中很受欢迎。

使用屏幕

图片5d：Neptune目录编辑器中的目录视图。选择标记的文件名以进行进一步的操作（打印或删除）。光标看起来像一个圆圈。

奥拓具有出色的图形处理能力。屏幕可以分为多个窗口。许多Alto程序只能通过鼠标和这些窗口来控制。例如，Neptune用于处理本地磁盘的内容。您可以通过以下方式删除文件：用鼠标单击该文件，然后按Delete（删除）屏幕上的按钮。光标一旦移动到新窗口，它便可以更改其形状：在一个窗口中，它看起来像一个“箭头”，在另一个窗口中，它看起来像是一个“刷子”。

图片5e：Bravo可以使用多种字体（Alto有数百种字体，从哥特式到精灵符文。显示屏的中间段落为希腊语）。

由于Alto被广泛用于办公室自动化研究，因此需要一个好的文本编辑器。 Bravo是文本编辑器和格式化程序。按照屏幕编辑器的传统，用户文件的当前状态始终显示在屏幕上。 Bravo由键盘和鼠标命令控制。用户可以一次在Windows中打开多个文件。使用鼠标光标和键盘命令添加和删除文本。 Bravo支持许多不同的字体，并允许用户轻松地在它们之间切换。此外，Bravo会记住对文档所做的更改，并允许用户撤消它们。

除了文本编辑功能，用户可能还需要插图。为此有一个特殊的程序Draw。

Draw是一个交互式绘图程序。它具有许多不同的工具，可用于创建和编辑从线条，曲线和文本“组合”而成的图像。 Draw将屏幕划分为多个窗口（请参见下面的照片6）。屏幕的左侧是命令菜单和各种画笔。顶部是通知区域和文本命令输入。屏幕的中间是工作区。可以手动绘制曲线，也可以标记一些点，然后让Draw在数学上完成直线。形状准备好后，就可以使用画笔对其进行处理。它类似于艺术家和书法家的作品：用户具有自我表达的空间。使用鼠标和键盘，您可以复制，旋转，拉伸或压缩对象。

照片6a。使用Draw程序：用光标放置点，并通过该程序绘制曲线和线。

照片6b。使用绘图程序。可以使用不同的“画笔”“绘制”线条（光标已变为小画笔）。

图片6c：使用Draw程序，使用剪刀光标创建虚线。

照片6d。使用绘图：您可以数学方式处理图像。您可以通过翻转，倾斜或拉伸原始副本来创建新形状。

净

每个Alto都分配有一个以太网地址，该地址在网络上唯一地标识它。标准地址（例如50＃100）不会告诉大多数人任何信息。因此，每个奥拓都被分配了自己的记忆名称。例如，斯坦福大学的Alto计算机以加利福尼亚的河流和山脉命名。 CMU的Alto以宝石命名，Xerox的Alto本身以杰出人物命名。结果是像Cypress，Turquoise或Machiavelli之类的有趣名称。与传统的50＃100相比，它们更容易记住。

奥拓网络不仅仅涉及个人计算机。其他类型的设备（例如服务器）也可以连接到以太网。

服务器是“无用户”的Alto计算机，它们有自己的狭窄任务。例如，服务器可能已连接到打印机，并且打印文件将包括向打印服务器发送适当的消息。服务器的另一种常见类型是文件服务器。这些计算机支持非常大的磁盘，并且是用于存储太大或不经常用于常规计算机的程序和文件的存储库。斯坦福文件服务器称为Lassen。

可以使用同轴电缆将完全干净的Alto（出厂时带有空驱动器）连接到网络，并且它将在几分钟内获得全套软件。 Alto也可以断开连接，移至其他端口，然后重新连接。这不会影响网络性能或计算机本身。

图片7：Trek多人游戏程序。该游戏完全由鼠标控制。屏幕底部是一个短程雷达。更高-更强大的雷达，导航和武器控制窗口。

有几个使用以太网功能的程序。其中最有趣的是游戏。 Trek是一款主要由鼠标控制的多人太空游戏（参见照片7）。

Mazewar是另一种多人迷宫游戏（参见照片8）。这些游戏的独特之处在于，多个用户可以随意加入或退出游戏，而不会影响其他玩家。由于所有Altos可以同时收听同一个数据包（以太网中的信息块），因此游戏程序不是在一台协调机上运行，而是在所有参与的计算机上独立运行。

图片8：多人游戏迷宫。网络上的任何Alto都可以随时加入或注销。

展望未来

Alto也可以独立使用，但是最有效的配置是通过以太网连接的一组Alto。由于以太网是局域网，因此已经开发出一种特殊的设备即网关，它允许局域网与其他以太网或其他类型的分组网络进行通信。现在，许多公司正在开发网络方案，以允许通过有线电视线路传输数据包。这些电缆现在已安装在许多家庭和办公室中，因此可以轻松想象出一个未来的城市将拥有类似于电网的“信息网格”。结合电子邮件系统（今天的Alto使用Laurel原型），可能性是惊人的。

奥拓已经存在了几年。但是，研究并没有停滞不前，老技术逐渐被灰尘覆盖。新产品将建立在Alto的创建和运营过程中获得的宝贵经验的基础上。

在不久的将来，我们应该期望个人计算机的质量得到大幅度提高，并且出现将它们连接在一起的新方法。

但毫无疑问：Alto是最早满足程序员，秘书和商人需求的个人计算机之一。

后记

总共生产了数千台Alto计算机。施乐自身内部和几所主要大学都使用了它们。这台计算机从未进入大众市场。现在很难高估Xerox的创新程度：网络功能，不寻常的软件解决方案，类似于现代的外形尺寸。似乎在1973年，有人发现了时间机器的秘密，并“偷走”了未来的计算机。

施乐Alto在世界计算机历史上留下了重要的印记。其界面被市场领导者所模仿。他的技术和发现被应用于许多新的计算机设备中（1979年，史蒂夫·乔布斯参观了施乐PARC，此后他立即决定翻译他在Apple II中看到的内容）。

您可以立即触摸中音使用浏览器模拟器在此站点上访问。这是Alto游戏和程序的一些截图。警告，仿真器非常慢。

还有一个用C＃编写的“固定” Alto仿真器ContrAlto。其源代码可以在GitHub上找到。

在本文的结尾，我们将分享一些屏幕截图。