Aki még valamikor a '80-90-es években kezdett foglalkozni a számítástechnikával, esetleg elgondolkodik azon, hogy napjainkra megmaradt-e még bármi a '80-as évek személyi számítógépeinek technikájából vagy esetleg a még régebbi időkből. A számítástechnika szinte követhetetlenül gyors fejlődését nap-mint-nap tapasztalja az ember. Már teljesen megszokottá vált, hogy néhány évente új technológiák váltják egymást. Egy-egy új megoldás maximum pár évet él, hogy átadja a helyét valami még gyorsabb, még nagyobb teljesítményű csodának. A folyamatosan cserélődő alkatrészek általában csak a legújabb komponensekkel működnek együtt, így aki gépbővítésben töri a fejét, könnyen szembesülhet azzal, hogy az aktuális processzor generáció vagy a legújabb memória modulok, videó kártyák az alig pár éves alaplappal már nem kompatibilisek. De így van ez szinte minden egyéb eszközzel is. Hol találunk már soros porta dugható egeret, párhuzamos portra csatlakozó nyomtatókat, VGA interfésszel szerelt monitort? Ezek a csatlakozási lehetőségek eltűntek már a mai számítógépekről.
Ebben az őrült tempójú változásban vajon van-e bármi, ami túlélte azt a 40 évet, ami a jelen kor számítógépeit elválasztja az ős PC-ktől? Ha a hardvert nézzük, akkor gyakorlatilag semmi. Talán egyedül az USB port az, ami makacsul kitart, és már 25 éve velünk van, habár az USB-C csatlakozó egyeduralkodóvá válásával a régebbi eszközök lassan, de biztosan használhatatlanná válnak az újabb gépekkel. Gondolhatnánk, hogy egy mai, korszerű számítógépben gyakorlatilag semmi sincs már meg az eredeti PC-kből. Vagy mégis?
Ha igazi túlélőket szeretnénk találni, a számítógépek puha részére, a szoftverre érdemes fókuszálni. Az első dolog, ami talán nem annyira közismert, hogy még a legújabb Intel processzorok is utasítás készlet szinten kompatibilisek az eredetileg 1978-ban megjelent Intel 8086-os mikroprocesszorral!
Intel 8086 - 16 bites mikroprocesszor
A 8086-ra, vagyis igazából ennek egy kissé lebutított, 8 bites adatbusszal rendelkező változatára, az Intel 8088-ra épült az 1981-ben debütált IBM PC, ami az ősapja minden jelenleg kapható PC kompatibilis gépnek. Persze, ha a PC alatt az IBM gyökerekkel rendelkező, Intel (kompatibilis) processzorra épülő gépeket értjük. Az Intel annyira szívügyének tekintette, hogy az újabb processzorain is működjenek a régi szoftverek, hogy a több mint 40 évre visszanyúló kompatibilitást a mai napig megtartotta. Ez igaz nem csak az Intel által gyártott processzorokra, hanem minden más egyéb, úgynevezett x86 utasítás készletet használó processzorra is. Na ja, az igazi értéket mindig is a szoftverek jelentették. Számítógépet tervezni nem olyan bonyolult, mint újból megírni egy sok éven, netán évtizeden keresztül fejlesztett programot. Nem véletlen, hogy a szoftverek hordozhatósága fontos szempont volt régen és manapság is. Persze ezt a nagyfokú kompatibilitást biztosító x86 üzemmódot a mai operációs rendszerek és alkalmazások már nem használják, de érdekes tudni, hogy a mai napig futtathatók a régi kódok, ha valakinek erre támad kedve.
Most, hogy rácsodálkoztunk arra, hogy még a legmodernebb számítógépeink is hordozzák az őseik hagyatékát, talán nem annyira meglepetés, hogy az IBM számítógépekhez eredetileg fejlesztett BIOS funkciók is megtalálhatók a korszerű gépekben. Persze manapság már alapvetően nem ezeket használják a programok vagy az operációs rendszer, de kompatibilitási okokból azok a funkciók amelyeket az eredeti BIOS biztosított, most is elérhetőek, ha valaki szeretné ezeket használni. Szerencsére ez igaz pl. a videókártyákra is. A legújabb videókarik is még mindig támogatják azokat az üzemmódokat, és funkciókat, amelyeket az 1987-ben debütált VGA kártyákban valósítottak meg. Felmerülhet kérdésként, hogy ez a gyakorlatban is azt jelenti, hogy egy modern számítógép képes futtatni akár harminc évvel ezelőtt készített programokat? A válasz erre a kérdésre, hogy alapvetően igen! Ennek demonstrálására érdemes belekukkantani ebbe a videóba: Installing MS-DOS on a Ryzen Gaming PC!
Találunk-e még valami ennél is régebbi kapcsolatot a jelen és a múlt között? A 8086 volt az Intel első 16 bites processzora, de nem ezzel kezdődött a cég felfelé ívelő karrierje. A 8086-ot megelőzte a 8 bites processzorok érája, ami kb. 10 évvel az első IBM PC megjelenése előtt, 1972-ben kezdődött. Az Intel ebben az időszakban alapozta meg a ma is tartó töretlen fejlődését. A 8 bites korszak egyik legelső, és egyben az egyik legsikeresebb képviselője az Intel 8080-as mikroprocesszor volt, amit nyugodtan tekinthetünk a mikroszámítógépek hajnalát beragyogó alapvetésnek.
Intel 8080 - 8 bites mikroprocesszor
Ezzel a CPU-val épültek a '70-es években az első házilag készített számítógépek. A gépépítők klubokat hoztak létre, amelyekben számos, később óriási befolyásra szert tevő számítástechnikai géniusz tette meg az első szárnycsapásokat, hogy aztán saját céget alapítva elindítsa a világhír felé a vállalkozását. Az Intel a 8086 megalkotásánál sok dolgot átvett, vagy inkább megtartott a 8 bites elődből. A processzor belső felépítése, utasítás készlete a 8080 továbbfejlesztésének tekinthető. OK, akkor ezek szerint megtaláltuk a mai PC-k legtávolabbi felmenőjét, az Intel 8080-at. Hát nem egészen, ugyanis nem a 8080 volt az Intel első 8 bites processzora, hanem az 1972-ben piacra kerülő Intel 8008, amely logikus továbbfejlesztéseként jött létre a méltán népszerű 8080-as.
Intel 8008 - az első 8 bites mikroprocesszor
Tehát még régebbre kell visszamennünk, hogy megtaláljuk a modern PC-k kialakulásához vezető út kiindulási pontját. Ez az út a távoli '60-as évek végén még csak egy kis csapás volt abban az erdőben, amit az igazi számító-GÉPEK, a mainframe-ek uraltak. Ezek az ősgépek hatalmas méretekkel és talán még ennél is nagyobb árcédulákkal készültek. Az áruk millió dollárokban volt mérhető, klimatizált géptermeket igényeltek és az üzemeltetésük is drága és bonyolult volt. Nem csoda, hogy nem is készült belőlük túl sok. Ezeknek a gépeknek nem volt saját képernyője, billentyűzete mint manapság, hanem általában több darab, úgynevezett számítógép terminál kapcsolódtak hozzájuk. Ezeken keresztül párhuzamosan egyszerre többen is használhatták őket, akár távolról, telefon vonalon keresztül is.
IBM System/360 mainframe számítógép a '60-as évekből
Ezeknek a monstrumoknak a kezeléséhez, az adatok, programok beviteléhez és az eredmények megjelenítéséhez, az akkor még elterjedt lyukszalagon, lyukkártyán és sornyomtatókon kívül, a '60-as évek vége felé már kezdtek megjelenni a videó terminálok is. Ezek egy klaviatúrából és egy katódsugárcsöves megjelenítőből álltak. A billentyűzet kezeléséhez, a képernyőn megjelenő karakterek kirajzolásához és a számítógéppel történő kommunikáció megvalósításához elég összetett elektronikát, gyakorlatilag egy kis számítógépet tartalmaztak, amelyet az akkoriban a felvezető gyártás csúcsát jelentő diszkrét digitális integrált áramkörökből építettek meg. Az egyik ilyen terminál gyártó cég a Computer Terminal Corporation (CTC) volt. A CTC elhatározta, hogy a legújabb fejlesztésű Datapoint 2200 típusú termináljában valami új dolgot fog kipróbálni.
Datapoint 2200 programozható terminál - a mikroszámítógépek őse
A diszkrét áramkörök funkcióit egyetlen chip-be szerette volna integrálni. Mivel ő maga nem rendelkezett az ehhez szükséges tudással és technológiával, felkért két, akkor már ismert félvezető gyártót, hogy elkészíttesse a saját tervei alapján ezt a bonyolult és speciális integrált áramkört. Az egyik félvezető gyártó az Intel volt. A CTC 1969-ben szerződést kötött az Intel-lel az integrált áramkör tervezésére és gyártására. Az architektúrát és az utasítás készletet a CTC találta ki, az Intel-nek ezek alapján kellett szilíciumba "öntenie" a chip-et. A fejlesztés megcsúszott, az Intel nem tudta tartani az ígért és kívánatos határidőt, ezért a két cég szerződést bontott. A CTC megtartotta a fejlesztésre szánt pénzt, az Intel pedig a majdnem kész - most már nyugodtan kimondhatjuk -, mikroprocesszort. A Datapoint 2200 végül a hagyományos módon, kb. 100 darab diszkrét integrált áramkörökből épült meg, az Intel pedig 1972-ben piacra dobta a 8008-at, az első egy chip-ben megvalósított 8 bites mikroprocesszort. A sztori folytatásáról már esett szó az előzőekben. Érdekes belegondolni, hogy akár a legújabb Core i7-es processzor is, valahol még mindig őrzi a CTC Datapoint 2200 terminálhoz fejlesztett utasítás készlet örökségét. Vajon hogyan alakult volna a számítógépek története, ha nem kapja meg az Intel azt a megbízást 1969-ben? Lehet, hogy most Motorola processzorok ketyegnének a gépekben, amire egyébként is jó esély volt, amikor a '70-es évek végén az IBM PC tervezői megálmodták a Personal Computert. De ez már egy másik történet.
A manapság népszerű operációs rendszerek is rejtegetnek relikviákat a régmúlt időkből. Kezdjük a vizsgálódást a legkézenfekvőbbel, a Microsoft Windows-al. Könnyen gondolhatnánk, hogy egy Windows 10-nek aztán tényleg semmi köze nincs a '80-as évek fapados, csak számokat és betűket megjeleníteni képes, parancssoros operációs rendszeréhez, a DOS-hoz. Ez alapvetően igaz is, de még a legújabb Windows is hordoz magában néhány szilánkot a múltból. A legközismertebb a parancsértelmező, amit a CMD.EXE paranccsal lehet elindítani. Ha az ember beírja a help parancsot, megkapja a parancsértelmezőben használható parancsok listáját. Ezek közül jó néhány megtalálható volt már a '80-as években kiadott DOS verziókban is és a funkciójuk is ugyan az volt, mint ma. Ilyen parancsok pl. a CD, DIR, COPY, MD, DEL, REN, stb. Ha valaki ebben leli örömét, ezeket a parancs soros utasításokat most is ugyan úgy használhatja, mint 30 évvel ezelőtt. Mielőtt azt hinnénk, hogy ezzel a végére is jártunk a dolognak és megtaláltuk a DOS-os világ utolsó hagyatékait, érdemes arra gondolni, hogy a DOS nem csak úgy lett a semmiből, hanem elég kalandos úton vált a PC-k alapvető operációs rendszerévé a '80-as években.
Annyit sokan tudnak, hogy annak idején Bill Gates valahonnét megvette a DOS-t, amit tovább adott az IBM-nek, akinek sürgősen kellett egy operációs rendszer a IBM PC-hez. Kicsit pontosítva a történetet, Bill Gates-t illetve a Microsoft-ot megkereste az IBM, hogy tárgyaljon velük az IBM PC-k leendő operációs rendszerével kapcsolatban. Úgy tudták, hogy a Microsoft-nak van egy operációs rendszere Zilog Z80 alapú mikroszámítógépekhez.
Zilog Z80 - az Intel 8080 oldalhajtása, ami túlszárnyalta az ihletőjét
A feltételezés azon alapult, hogy a Microsoftnak volt egy saját fejlesztésű, a Zilog Z80 CPU köré konstruált bővítő kártyája az Apple II-höz, amely segítségével az akkori idők népszerű 8 bites operációs rendszerét, a CP/M-et lehetett futtatni az Apple gépén. Gates tovább küldte az IBM fejeseit a Digital Research nevű céghez, akik a CP/M gazdái voltak, hogy velük tárgyaljanak. Végül az IBM nem tudott megegyezni a DR-el, így újból Gates-nél kötöttek ki. A Microsoft-nak korábbról volt már kapcsolata a Seattle Computer Products (SCP) céggel, akiknek BASIC fordítót készítettek az SCP Intel 8086 alapú bővítő kártyájához, amelyet az S-100 buszrendszert használó mikroszámítógépekhez fejlesztett. Micsoda? Nem az IBM PC volt az első számítógép, ami az Intel 8086/88 processzort használta? Hogy ezzel kapcsolatban képbe kerüljünk, kicsit vissza kell ugorjunk az időben a 8080-as processzor megjelenését követő időszakra, a '70-es évek közepe tájára.
Volt már róla szó, hogy a 8080 tette lehetővé a mikroszámítógépek eljövetelét. Számos egyedi fejlesztésű számítógépet építettek a 8080 köré, amelyek közül az egyik legsikeresebb és legismertebb az ALTAIR 8800 mikroszámítógép volt.
MITS ALTAIR 8800 - 8 bites mikroszámítógép
Ez a gép mai szemmel nézve meglehetősen ormótlan megjelenésű és nehézkesen kezelhető, de volt legalább egy olyan innováció benne, ami később jelentősnek bizonyult. Ez a gép ugyanis moduláris felépítésű volt, egy alaplapból, és erre merőlegesen elhelyezkedő áramköri kártyákból állt. Az alaplapra érintkező sávok voltak forrasztva, amelyekbe az igény szerinti, különböző funkciójú áramköri kártyákat be lehetett dugni. Külön kártyákon helyezkedett el a CPU, a memória, a különböző periféria kezelő áramkörök, stb. A kártyák közötti fizikai és elektromos kapcsolatot biztosító megoldást összefoglaló néven S-100 busznak hívták. Gyakorlatilag ezt a koncepciót valósították meg az IBM PC tervezésekor is. Az S-100 busz de facto ipari szabvánnyá vált a '70-es években, hasonlóan, mint később a PC busz, vagy más néven ISA busz. Számos gyártó kínált különböző bővítőkártyákat ehhez a rendszerhez. Mivel itt maga a mikroprocesszor is egy külön kártyán volt - ellentétben a PC-ben használt megoldással -, annak sem volt különösebb akadálya, hogy akár teljesen más processzorra épülő vezérlő kártyát használjanak a rendszerben. Készültek is szép számmal ilyen processzor kártyák, amelyekkel rugalmasan fejleszthető volt ez az architektúra. Történetesen a Seattle Computer Products egy Intel 8086 processzorra épülő bővítő kártyát szeretett volna piacra dobni a a '70-es évek végén, alig egy évvel a 8086 megjelenése után. A kártya készen volt, de kellett volna nekik egy operációs rendszer, ami elfut a 8086-on. Volt ilyen a láthatáron, így arra vártak, hogy a Digital Research által beharangozott, hőn áhított CP/M-86 megjelenjen, de ennek fejlesztése csúszott, így muszáj volt valamit kitalálniuk, hogy tudjanak adni operációs rendszert a spéci bővítőkártyájukhoz. Nem volt mit tenni, megbíztak egy tehetséges ifjú programozót, nevezetesen Tim Paterson-t, hogy mocskos gyorsan üssön össze valami oprendszert a bővítő kártyához. 1980 közepére el is készült a QDOS vagyis a Quick and Dirty Operating System. Tim Peterson-nak nem volt annyi ideje, hogy valami forradalmi újdonsággal álljon elő. A CP/M felhasználói kézikönyvek és referencia dokumentációk alapján készítette el a QDOS-t. Gyakorlatilag írt egy új oprendszert, ami úgy nézett ki és úgy működött mit a CP/M, de kódszinten nem egyezett meg vele. Persze némileg kiegészítette azokkal a dolgokkal, ami a 8086 processzor használata miatt szükséges volt, illetve beépített néhány új megoldást, pl. a Microsoft által használt FAT fájlrendszert. Amikor elkészültek az oprendszerrel, átkeresztelték 86-DOS-ra, és elkezdték licenszelni más cégeknek is.
Itt vesszük fel újból a korábban elejtett fonalat, mivel az előzőekben leírtak éppen arra az időszakra estek, amikor az IBM a Microsofton keresztül éppen operációs rendszert keresett az IBM PC számára. Bill Gates az IBM felkérésére 25 ezer dollárért licenszet vásárolt az SCP-től a 86-DOS-hoz. Aztán 1981-ben Gates-ék átcsábították magát Tim Paterson-t is, hogy testre szabja a 86-DOS-t az IBM PC számára. Kicsit később a 86-DOS-hoz kapcsolódó összes jogot megvásárolták az SCP-től, 50 ezer dollárért. Nem ez volt az évszázad üzlete az SCP számára, de ki gondolhatta volna akkor, hogy a Microsoft-ot éppen ez fogja az égig röpíteni? Bill Gates tovább adta az IBM-nek az immáron PC DOS 1.0 néven jegyzett operációs rendszert, de megtartotta a jogokat, hogy a Microsoft is forgalmazhassa saját néven az operációs rendszert. Ez lett az MS DOS 1.0.
Mivel alapvetően a CP/M-ből nőtt ki az MS DOS és közvetve a Windows is, így nem meglepő, hogy számos CP/M-es megoldás napjainkig tovább élt bennük. Pl. a korábban említett parancssoros utasítások egy része is közvetlenül a CP/M-ből származik. További örökség, az egészen a Windows 95 megjelenéséig használt 8+3 karakteres fájlnév rendszer. Illetve a 3 betűs fájlnév kiterjesztések (.txt, .com, stb.) egy része is a CP/M idejéböl maradt ránk. Habár már nem alaptartozék a floppy meghajtó, de azért "C" betűvel kezdődnek a merevlemezes meghajtók azonosítói, mert a CP/M hagyatékaként az "A" és "B" betű a maximum két darab floppy meghajtónak van fenntartva. Mint látjuk, néhány dolog még a Windows 10 idejében is pont úgy van, ahogy a '70-es években kitalálták a Digital Research-nél. Izgalmas belegondolni, hogy hiába telt el lassan 50 év, még mostani számítógépeink is hordoznak néhány olyan megoldást, amelyet generációkkal ezelőtt alkottak meg a számítástechnika úttörői.
