БК (семейство компьютеров)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
БК (семейство компьютеров)
БК0010-01
Тип Бытовой компьютер
Выпущен 1985 г.
Размер байта 8 бит
Размер слова 16 бит
Шина адреса 16 бит
Тип шины МПИ (Q-Bus)
Архитектура CISC
Процессор К1801ВМ1 на частоте 3 либо 4 МГц
Память 32 КБ
Чипсет 1801
Устройства хранения данных компакт-кассета, дисковод
ОС см. Операционные системы БК-0010/11
Материнская плата БК

БК (Бытовой Компьютер) — семейство советских 16-разрядных домашних и учебных компьютеров, совместимых по системе команд и частично по архитектуре с СМ ЭВМ, PDP-11 и ДВК.

Разработка и производство[править | править вики-текст]

Семейство компьютеров БК-0010 было разработано в НИИ точной технологии НПО «Научный Центр», г. Зеленоград[1]. Главный конструктор от НИИТТ — Александр Н. Полосин[2], главный конструктор от завода «Экситон» — С. М. Косенков[1]. В январе 1985 года разработчики компьютера опубликовали статью с описанием БК в журнале «Микропроцессорные средства и системы» (печатный орган Государственного Комитета СССР по науке и технике, номер 1 за 1985 год)[3]. Разработка БК была осуществлена на заводе «Экситон»[4], г. Павловский Посад, где и было налажено первое серийное производство. Впоследствии опытные партии модели БК-0010 выпускались на Казанском заводе радиокомпонентов (Завод № 7) и «Нуклон» в г. Шяуляй (Литва). Последующие модели серийно производились также на заводах «Завод № 7», г. Казань (только БК-0010-01 с жёсткой клавиатурой), «Экситон»[4], г. Павловский Посад, «Нуклон» в г. Шяуляй (Литва)[5] (только модель БК-0010-01), в Армении (только модель БК-0010-01), а также на «Заводе Полупроводниковых Приборов» в Йошкар-Оле (только модель БК-0011). Полный спектр моделей БК производился только на заводе «Экситон».

Всего было произведено более 162 тысяч БК-0010/-0011; завод «Экситон» в 1983—1992 годы изготовил около 125 тысяч БК: около 78 тысяч для розничной продажи и более 44 тысяч в составе школьных классов.[5] Последние произведённые экземпляры БК относятся к 1993 году[6].

Цены на компьютеры составляли:

  • БК-0010: 600 рублей (1985 год)[7].
  • БК-0010.01: 650 рублей, 750 рублей (1990 год)[8].

Цены на БК 0010-01 были меньше цены цветного телевизора, но в 2—3 раза выше заработной платы инженера.

Технические характеристики и особенности[править | править вики-текст]

  • Процессор: К1801ВМ1 (совместим по системе команд с LSI-11/03 из семейства PDP-11) на тактовой частоте 3 МГц (в БК-0011/БК-0011М повышена до 4 МГц)
  • Оперативная память: первые 32 КБ адресного пространства, из которых 15,5 КБ отведено под программы и данные, 512 байт под стек и системные регистры, и ещё 16 КБ — под видеопамять. При нажатии определённой комбинации клавиш или выдаче специальной команды можно было увеличить объём оперативной памяти для программ с 15,5 КБ до 27,5 КБ за счёт уменьшения видеопамяти до 4 КБ. При этом на экране отображалось всего 4 строки текста. В языке «Фокал» БК-0010 командой «V» можно узнать количество свободной памяти (после включения отображает «СВОБОДНО 35776 Б. ОЗУ»).[7]
  • Постоянная память: последние 32 КБ адресного пространства. Из них 8 КБ отведено под драйверы клавиатуры, дисплея и магнитофона и мониторную систему (примитивный вариант операционной системы с командной строкой);
  • Клавиатура: 92 клавиши; контроллер К1801ВП1-014
  • Блок питания — внешний трансформаторный

Стандартным устройством хранения данных служил бытовой кассетный магнитофон с функцией управления двигателем, или без неё. В компьютере имеется реле для запуска/остановки двигателя магнитофона.

В качестве дисплея использовался бытовой чёрно-белый или цветной телевизор (после доработки) или, реже, специальный монитор.

Устройство отображения[править | править вики-текст]

  • Особенность устройства отображения, собранного на контроллере К1801ВП1-037 заключается в наличии только графического режима. Текстовый режим отсутствует; буквы при выводе преобразуются в их графические изображения и выводятся как картинка.
  • Графический режим только один (если не считать режим сокращения графического ОЗУ в пользу памяти программ), с двумя способами вывода на экран телевизора. Для программ нет разницы, каким из них картинка выводится на экран — организация видеопамяти не меняется. Разницу ощущает лишь пользователь, смотрящий на экран. Компьютер имеет два разъёма для подключения к телевизору: чёрно-белый (телевизионный сигнал с яркостной составляющей) и цветной (синхронизация + RGB). Способ вывода на экран определяется только тем, к какому из разъёмов подключён телевизор.
  • При первом способе каждый бит ОЗУ видеопамяти кодирует ровно одну точку на экране. Соответственно, точка имеет два состояния: чёрное и белое. Полутона достигаются дроблением изображения (дизеринг). Каждое машинное слово кодирует 16 точек в строке, начиная с левого верхнего угла экрана. Предполагается съём видеосигнала с чёрно-белого разъёма. Если вывести сигнал через цветной разъём, то на экране будет читаемая, но неудобная для восприятия цветовая «каша».
  • При втором способе та же самая информация графического ОЗУ имеет иное значение: каждая точка кодируется двумя соседними битами. Соответственно, возможно 4 цвета: чёрный, красный, зелёный, синий (базовые цвета); белый цвет отсутствует. Каждое машинное слово кодирует 8 соседних точек в строке. Предполагается съём видеосигнала через цветной разъём. Если вывести сигнал через чёрно белый разъём, то на экране будет чёрно-белое изображение с яркостью, никак не соответствующей яркости реальных цветов.
  • При чёрно-белом способе вывода можно отобразить 512 × 256 точек, при цветном — 256 × 256.
  • Драйвер дисплея может выводить в графическое ОЗУ текст двумя способами, адаптированными под два способа вывода информации графического ОЗУ на экран. При первом способе матрица символа из ПЗУ выводится так, что каждая её точка попадает ровно в один бит ячейки графического ОЗУ (64 символа в строке, оптимизация под чёрно-белый режим). При втором способе каждый бит матрицы транслируется в два соседних бита памяти (32 символа в строке, оптимизация под цветной режим, учитывается информация о текущем цвете букв). Режимы переключаются с клавиатуры или передачей специального кода драйверу дисплея.
  • В таблице матриц символов изображение символа с кодом 36, которое в кодировке ASCII соответствует символу доллара ($), заменено на изображение общего знака денежной единицы (¤).

Клавиатура[править | править вики-текст]

  • Контроллер клавиатуры не воспринимает одновременное нажатие нескольких клавиш. Каждое нажатие клавиши сопровождается коротким звуковым сигналом, аналогичным команде «ВЕЕР» во встроенном языке Бейсик.
  • Не все клавиши при нажатии передают коды в компьютер. Некоторые из них являются чистыми коммутаторами электрических сигналов на входе микросхем: «Shift наоборот», АР2, ЗАГЛ, СТР, СУ. Клавиша СТОП аппаратно вызывает немаскируемое прерывание.
  • Штатный режим ввода — ввод заглавных букв. Вводить строчные можно, удерживая специальную клавишу, которую условно можно назвать «Shift наоборот», или включением соответствующего режима клавишами ЗАГЛ и СТР.
  • В драйвере клавиатуры не реализован автоповтор нажатия клавиши при её удержании. Штатная функция автоповтора последнего введённого символа достигается нажатием и удержанием клавиши «ПОВТ».
  • Компьютер имеет встроенный пьезокерамический динамик. Драйвер клавиатуры БК, размещённый в ПЗУ, при нажатии каждой клавиши генерирует звук, напоминающий английское слово «quick».

Модели[править | править вики-текст]

Предположительно, модели БК нумеровались в двоичной системе счисления: 0010 (2), 0011 (3), 0100 (4).

Предшественницей БК, по-видимому, была «Электроника НЦ-8010», разработанная в НИИТТ в 1981 году[9]. Эта модель на основе двух процессоров К1801ВЕ1 так и не была запущена в производство.

БК-0010[править | править вики-текст]

БК-0010

Базовая модель с мембранной клавиатурой и интерпретатором языка Фокал в ПЗУ.

Конструктив БК-0010 не предусматривал расширения ОЗУ. Периферийные устройства (принтер, НГМД с контроллером) существовали, но в продажу поступали редко и были дефицитными.

Мембранная клавиатура представляла из себя печатную плату с установленными на ней 92 переключателями ПКН-150, закрытую цветным плёночным шильдом. На шильде были нанесены обозначения клавиш и функциональных зон. Предполагалась возможность замены шильда в соответствии со спецификой используемого программного обеспечения.[10]

БК-0010.01[править | править вики-текст]

Вариант БК-0010 с механической клавишной клавиатурой вместо плёночной и языком BASIC-86 («Бейсик Вильнюс») в ПЗУ. Интерпретатор языка Фокал перенесён в ПЗУ специального подключаемого модуля МСТД (мониторная система тестирования и диагностики). Этот модуль, помимо запуска тестовых программ, позволяет вводить программы в кодах и работать с магнитофоном.

В целях экономии памяти, тексты ошибок Вильнюсского Бейсика не были зашиты в ПЗУ, поэтому ошибки выдаются не текстом, а кодами, например, «ОШИБКА 4». Коды ошибок Вильнюсского бейсика совпадают с кодами ошибок MSX BASIC.

Клавиатура данного компьютера приближается по раскладке к современному стандарту де-факто с четырьмя клавишами управления курсором.

БК-0010Ш и БК-0010.01Ш[править | править вики-текст]

См. также: Комплекс Учебной Вычислительной Техники

«Школьные» модификации, дополнительно комплектовались блоком ИРПС для соединения в комплекс КУВТ-86, состоящий из ДВК-2МШ или ДВК-3 в качестве файлового сервера и до двенадцати БК-0010Ш.

БК-0011[править | править вики-текст]

БК 0011М
БК 0011М внутри

Выпускалась с конца 1989 года. Отличия от БК-0010[11]:

  • процессор стал работать на частоте 4 МГц
  • больший объём оперативной памяти — 128 КБ, постраничная организация памяти, две страницы памяти можно было поочерёдно отображать на экран, что обеспечивало мгновенное обновление информации
  • цветной экран по-прежнему 4-цветный, но появилась возможность включить одну из 16-ти экранных палитр
  • контроллер дисковода стал входить в стандартную поставку
  • на разъёмы МПИ и УП выведено больше сигналов

БК-0011M[править | править вики-текст]

«Электроника МС 0513». Исправленная версия БК-0011. Под БК-11 обычно понимается БК-0011М, так как БК-0011 было выпущено немного. Одно из заметных исправлений — на БК-0011 не работал звук в программах, написанных для БК-0010; в БК-0011М эта ошибка была исправлена.

БК-0011M-01[править | править вики-текст]

БК 0011М-01 внутри

Непринципиальная модернизация версии БК-0011М, выполненная в 2013 году неформальным объединением инженеров «Пульсар». Основные изменения:

  • 16 микросхем ОЗУ КР565РУ5 заменены одной DRAM TC511664BJ-80 / TC511664BJ-60
  • на освободившееся место по «самарской» схеме интегрирован музыкальный сопроцессор AY-3-8910 / 8912
  • выполнена разводка переключателя тактовой частоты 4/6 МГц для любителей оверклокинга

БК-0100[править | править вики-текст]

Эта машина в корпусе от УКНЦ, по всей видимости, не пошедшая в серию, упомянута в статье А. Люкшина «Тернистый путь БК в наш дом»[12] и С. М. Косенкова «Новые модели семейства БК»[13]. В неё, помимо 16-разрядного процессора К1801ВМ3, предполагалось ставить второй процессор — 8-разрядный КР580ВМ80А либо 16-разрядный (x86-совместимый) КР1810ВМ86, для совместимости с имеющимися наработками, предназначенными для этих процессоров.

Модули расширения[править | править вики-текст]

КНГМД для БК-0011М
Коннектор шины МПИ

Параллельный 16-разрядный программируемый порт ввода-вывода, выведенный на разъём СНП-58 с обозначением «УП», позволял подключать принтер и другие периферийные устройства по интерфейсу ИРПР. Также в компьютере реализован последовательный интерфейс ИРПС, который при минимальной доработке компьютера выводился на тот же разъём программируемого порта ввода-вывода.

Системная шина частично реализует интерфейс МПИ, выведенный наружу через другой разъём СНП-58. Фактически это аналог разъёма расширения на материнских платах современных ПК.

Выпускалось несколько стандартных заводских модулей, подключаемых к разъёму расширения МПИ:[14]

  • МСТД (Мониторная Система Тестовой Диагностики) — блок для БК 0010-01, в ПЗУ блока размещался Фокал и диагностические тесты; также существует МСТД для БК-0011М, содержащий только тесты (прошивка 330)
  • КНГМД — интерфейс дисковода. Вариант для БК 0010 имел 16 КБ дополнительного ОЗУ. Вариант для БК-0011 содержал только ПЗУ драйвера дисковода.
  • ИРПС — блок последовательного канала
  • КРМП — подключение дисковода и локальной сети
  • КЛС — контроллер локальной сети[15]
  • «Менестрель» — музыкальная приставка[16]

К разъёму УП подключались:

  • Блок КМ — подключение принтера и мыши «Марсианка»
  • Блок КПУ с интерфейсом ИРПР
  • Манипулятор игровой «Электроника»

Кроме того, силами энтузиастов и кооперативами выпускались блоки расширения, подключалась периферия[17]:

  • Альтек, АльтПро, «самарский» КНЖМД, «Опток» — контроллеры дисковода и винчестера
  • Блоки дополнительного ОЗУ
  • Covox (моно и стерео)[18]
  • Sound-Drive
  • Трёхканальный генератор звука AY-3-8910[19]
  • Модем[19]
  • Джойстики, световой пистолет
  • Программаторы ПЗУ

Разработку серийного контроллера гибких дисков для БК 0010-01 в 1990 году успешно реализовал Ленинградский производственный научно-технический кооператив «Геркон». Ввиду скудных ресурсов ПЭВМ и малого разнообразия элементной базы того времени эта задача оказалась достаточно непростой и потребовала привлечения опытнейших разработчиков системотехников ЛГУ (Бутов С. Н.) и ВНИИРА (Завгородний А. В.). Позднее ПНТК «Геркон» передал права производства Ленинградскому МП «Опток» при НПО «Оптика», которое производило этот контроллер НГМД серийно до 1994 года. Также в 1991 году «Геркон» продал лицензию на право производства и продаж контроллера ГМД к БК 0010-01 одному из производителей этой ПЭВМ, Ереванскому заводу «Массив».[источник не указан 1119 дней]

Программное обеспечение[править | править вики-текст]

ОС БК-11 — единственная операционная система, поддержанная производителем

В поставке БК-0010 был минимальный набор программ — кассета с примерами на Фокале или Бейсике, игра Тетрис и тесты оборудования. Большинство программного обеспечения создавалось самими пользователями — чаще всего с нуля, либо путём адаптации с других ЭВМ близкой архитектуры, например с ДВК. Распространялись программы путём обмена на встречах энтузиастов — обычно на радиорынках. Существовали также кооперативы, тиражировавшие и продававшие программы на кассетах (обычно не свои).

Спектр программного обеспечения, созданного для БК, включает в себя:[20][21]

  • Операционные системы
  • Система «Рига» со встроенным языком программирования «Т-язык» (интерпретатор) для создания интерактивных приложений учебного и игрового характера
  • Расширения встроенного Фокала (FOCOD, XFOCAL, ФОНД, МИФ, СФМ2) и Бейсика
  • Языки программирования высокого уровня: несколько реализаций Форта, вариант Си, адаптированный Бейсик ДВК, Т-язык, языки поставки RT-11
  • Средства программирования на низком уровне: ассемблеры (АСМ, МИКРО), дизассемблеры (АНТИАС, КОДЫ, КОД24, REASS, ASC11, MESSA, ДИЗАКС), отладчики (ГРОТ, OTL, PROT, MIRAGE)
  • Игры: список игр включает в себя более 800 названий[22], в том числе: Arkanoid (1990), Boulder Dash, Digger (1990), Military Marathon (1987), Monkey Island, UFO («НЛО: Враг неизвестен», 1998) и UFO 2, Prince of Persia, Lode Runner и др.
  • Демонстрационные программы
  • Текстовые редакторы (БЛОКНОТ, ЭКРЕД, EDASP)
  • Графические редакторы (ГРЕДО, ГРЕД3)
  • Музыкальные редакторы (КЛАВЕСИН (три дорожки), МЕЛОМАН, MUSIC), синтезаторы речи, цветомузыка — ЦМУ (используя магнитофонный разъём))
  • Справочники и словари
  • Программы для печати на матричных принтерах
  • Программы для инженерных расчётов
  • Учебные программы

Аппаратные доработки[править | править вики-текст]

Несколько несложных полезных доработок делалось, как правило, самими пользователями.[источник не указан 1119 дней]

  • Кнопка сброса. Некоторые программы часто зависали, не все игры имели правильно работающую функцию выхода. Без кнопки сброса перезагрузить компьютер можно было выключением и включением питания, но это нередко приводило к преждевременному износу выключателя на блоке питания и к тому же очищало ОЗУ.
  • Переключатель паузы. Переключатель аппаратно приостанавливал выполнение инструкций процессором. Это было удобно для временной приостановки игр, не имеющих встроенной функции паузы. К сожалению, отдельные игры не возвращались после этого к работе корректно, так как программируемый аппаратный таймер в компьютере продолжал работать даже когда выполнение программы центральным процессором было заморожено.
  • Переключатель тактовой частоты процессора (переключатель «турбо»). Позволял изменить тактовую частоту со стандартной 3 МГц (в серии БК-0010*) на 4 либо 6 МГц, или со стандартной 4 МГц (в серии БК-0011*) на 3 либо 6 МГц. Не все экземпляры процессоров надёжно работали на частоте 6 МГц; пригодность каждого определялась опытным путём. Изменение тактовой частоты изменяло скорость игрового процесса в динамичных играх. Переключатель частоты обычно ставился вместе с переключателем паузы, так как в простейшей схеме переключателя частоты неизбежный дребезг контактов механического переключателя искажал форму тактового синхросигнала и мог привести к зависанию программы в результате сбоя процессора, если процессор не был остановлен на время переключения.
  • Выключатель звука, либо плавный регулятор громкости встроенного пьезоэлектрического динамика. Одновременно в корпус мог быть установлен более громкий динамик.

Эмуляция[править | править вики-текст]

В настоящее время с компьютером БК можно ознакомиться с помощью одного из программных эмуляторов БК для современных компьютеров:[23]

Существовал эмулятор БК для компьютера УКНЦ, что позволяло запускать на УКНЦ ряд программ и игр[24].

Литература и публикации[править | править вики-текст]

Обложка журнала «Персональный компьютер БК»

Статьи о БК печатались в журналах:

Книги и документация:

Компьютеру были посвящены многочисленные самодеятельные информационные бюллетени (фэнзины), в частности, «БК-ОБЗОР», газета «MaD Press» (Краснодар), газета «Дон» (Ростов-на-Дону), газета «КПСС».

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Борис Малашевич. Забытые и утраченные отечественные приоритеты и рекорды
  2. Историко-архивный сайт о Зеленограде — Специалисты
  3. http://www.wdigest.ru/images/mpss/1985/mpss01_1985/01_1985_p22.jpg
  4. 1 2 Экситон. история развития завода (рус.)
  5. 1 2 Б.Малашевич Зеленоградские бытовые и школьные компьютеры. Инициатива наказуема исполнением // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. — 2008. — № 7. — С. 96-107.
  6. Когда произвели последнюю БК на этом свете?
  7. 1 2 Soviet Digital Electronics Museum — Elektronika BK 0010
  8. Шильдик компьютера БК-0010.01, 1990 год
  9. Б. М. Малашевич. Зеленоградские микропроцессоры, мини- и микро-ЭВМ с архитектурой «Электроника НЦ»
  10. 1 2 С. М. Косенков, А. Н. Полосин, З. А. Счепицкий, М. И. Дябин, А. И. Половянюк Бытовая персональная микроЭВМ «Электроника БК-0010» // Микропроцессорные средства и системы. — 1985. — № 1. — С. 22-25.
  11. bk0011vsbk0010 — bkbtl — Описание отличий БК-0011М от БК-0010(01) — BK Back to Life! — BK0010 / BK0011 emulator — Google Project Hosting
  12. 1 2 Тернистый путь БК в наш дом // «Радио». — 1987. — № 6. — С. 6—7. — интервью с Г. П. Морозовым, директором завода «Экситон»
  13. Новые модели семейства БК // Вычислительная техника и её применение. — 1988. — № 7. — С. 41-45.
  14. Список периферии к БК — обсуждение на zx.pk.ru
  15. Блок контроллера локальной сети. Техническое описание.. — 1986. — 13 с.
  16. Фотографии, описание, руководство по эксплуатации блока «Менестрель» (рус.)
  17. Расширения Периферия (рус.)
  18. Газета КПСС, выпуск 17. Схема музыкальной приставки «COVOX» для БК
  19. 1 2 Евгений Пашигоров. «Железо», разработки для БК
  20. 1 2 В. Т. Монахов Программы любителей для бытовой персональной ЭВМ серии «Электроника БК-0010» // Микропроцессорные средства и системы. — 1987. — № 4. — С. 81—82.
  21. 1 2 В. Т. Монахов Программное обеспечение ПЭВМ серии «Электроника БК-0010» // Микропроцессорные средства и системы. — 1989. — № 3. — С. 60—62.
  22. Игры для БК0010(-01) на Ассемблере
  23. Тpоицкий А. В. Эмуляторы БК в веб-архиве
  24. Ищу информацию по эмулятору БК для УКНЦ — обсуждение на zx.pk.ru
  25. С. М. Косенков Семейство отечественных ЭВМ. Микро-ЭВМ семейства БК // Вычислительная техника и её применение. — 1988. — № 7. — С. 41-45.
  26. Зальцман Ю. Архитектура и ассемблер БК. // «Информатика и образование». — 1991. — № 2.

Ссылки[править | править вики-текст]