ゼロックスアルト

ゼロックスアルト
	Alto にはキーボード、マウス、縦向きモニターが付属しています。
開発者	ゼロックス PARC
メーカー	ゼロックス PARC
発売日	1973年3月1日; 51年前
導入価格	32,000米ドル（2023年には134,000米ドルに相当）
出荷数	アルトⅠ：120; アルトⅡ：2,000
メディア	2.5MB 1枚ディスクカートリッジ[
オペレーティング·システム	アルトエグゼクティブ（エグゼクティブ）
CPU	TTLベースで、ALUは4つの74181 MSIチップを中心に構築されています。ユーザーがプログラム可能なマイクロコードを持ち、ビッグエンディアン形式と5.88MHzのCPUクロックを使用します。
メモリ	96 – 512 KB（4000ドルの場合は128 KB）
画面	606 × 808ピクセル
入力	キーボード、3ボタンマウス、5キーコードキーボード
接続性	イーサネット
後継	ゼロックススター
関連している	ETH リリス;; リサ;; アポロ/ドメイン

Xerox Alto は、 1970 年代にXerox PARC (パロアルト研究所)で開発されたコンピュータシステムです。これは最初のワークステーションまたはパーソナルコンピュータの 1 つと考えられており、その開発は現代のコンピューティングの多くの側面の先駆けとなりました。グラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)、マウス、イーサネットネットワーク、および複数のアプリケーションを同時に実行する機能を備えています。WYSIWYG (What You See Is What You Get) テキストエディタを使用した最初のコンピュータの 1 つであり、ビットマップディスプレイを備えています。Altoは商業的には成功しませんでしたが、将来のコンピュータシステムの開発に大きな影響を与えました。

AltoはGUIをベースにしたオペレーティングシステム用に設計され、後にデスクトップメタファーが使用されるようになった。^[6]^[7]最初のマシンは1973年3月1日に発表され、^[8]ゼロックス社の設計に触発されてApple社が初の量産GUIコンピュータを発売する10年前に限定生産が開始された。Altoは比較的小さな筐体に収められており、複数のSSIおよびMSI 集積回路から構築されたカスタム中央処理装置(CPU)を使用している。各マシンの価格は数万ドルであった。当初は少数しか製造されなかったが、1970年代後半までには、約1,000台がゼロックス社のさまざまな研究所で使用され、さらに約500台がいくつかの大学で使用された。総生産数は約2,000システムであった。

Altoはシリコンバレーでよく知られるようになり、そのGUIはコンピューティングの未来としてますます注目されるようになりました。1979年、スティーブ・ジョブズはゼロックスPARCへの訪問を手配し、その際、アップルコンピュータの従業員はゼロックスがアップルのストックオプションを購入できることと引き換えに、ゼロックスの技術のデモンストレーションを受けました。^{[9] 2度のAlto訪問の後、アップルのエンジニアは}LisaとMacintoshシステムの開発にそのコンセプトを採用しました。

1981年、ゼロックス社はAltoのコンセプトに基づいて、オフィスコンピュータのシリーズであるStarを商品化しました。複数のワークステーション、ストレージ、レーザープリンターを含む完全なオフィスシステムの価格は最大10万ドル（2023年の価値で33万5000ドルに相当）でした。Altoと同様に、Starは市場に直接的な影響をほとんど与えませんでした。

歴史

アルトマウス

Altoはグラフィカルオペレーティングシステムを搭載した最初のコンピュータであり、初期のグラフィカルインターフェイス設計に基づいて構築されました。これは、SRIインターナショナル（SRI）のダグラス・エンゲルバートとダスティン・リンドバーグによって開発されたoN-Lineシステム（NLS）に触発されて、バトラー・ランプソンによって書かれたメモで1972年に考案されました。さらに影響を与えたのは、イリノイ大学のコンピュータベース教育研究所で開発されたPLATO教育システムです。 ^[10] Altoは主にチャールズ・P・サッカーによって設計されました。工業デザインと製造は、エルセグンドにあるゼロックスの特別プログラムグループに下請けされました。そのチームには、プログラムマネージャーのダグ・スチュワート、オペレーションマネージャーのアビー・シルバーストーン、工業デザイナーのボブ・ニシムラが含まれていました。最初の30台は、特別プログラムグループによって製造され、 PARCのジョン・エレンビー、エルセグンドのスチュワートとシルバーストーンと協力し、Altoの電子機器の再設計を担当しました。パイロットランの成功により、チームはその後10年間で約2,000台のユニットを生産しました。^[11]

現在、ゼロックス Alto の筐体のいくつかがカリフォルニア州マウンテンビューのコンピュータ歴史博物館に展示されており、1 台がジョージア州ロズウェルのアメリカコンピュータ博物館に展示されているほか、いくつかが個人の手に渡っている。稼働中のシステムはメリーランド州ハントバレーのシステムソースコンピュータ博物館に展示されている。チャールズ P. サッカーは、 Alto の先駆的な設計と実現により、2010 年 3 月 9 日に計算機協会の2009 年度チューリング賞を受賞した。 ^[12] 2004 年のチャールズスタークドレイパー賞は、 Alto に関する研究によりサッカー、アラン C. ケイ、バトラーランプソン、ロバート W. テイラーに贈られた。 ^[13]

2014年10月21日、ゼロックスAltoのソースコードとその他のリソースがコンピュータ歴史博物館から公開されました。^[14]

建築

以下の説明は、主に1976年8月にXerox PARCが発行したAltoハードウェアマニュアルに基づいています。^[15]

Alto はマイクロコード化された設計を採用しているが、多くのコンピュータとは異なり、マイクロコードエンジンは階層化設計でプログラマから隠されていない。 Pinball などのアプリケーションは、これを利用してパフォーマンスを高速化している。 Alto には、Texas Instruments 74181チップに基づくビットスライス算術論理ユニット(ALU)、書き込み可能なコントロールストア拡張を備えた ROM コントロールストアがあり、16 ビットワードで構成された 128 KB (512 まで拡張可能)のメインメモリがある。大容量ストレージは、IBM 2310で使用されているものと同様の、取り外し可能な 2.5 MB の1 プラッタカートリッジ ( Xerox が後に買収したDiablo Systems社) を使用するハードディスクドライブによって提供される。ベースマシンと 1 つのディスクドライブは、小型冷蔵庫ほどの大きさのキャビネットに収納されている。デイジーチェーン接続によって、さらに 1 つのディスクドライブを追加できる。

Alto は、機能要素間の区別を曖昧にし、無視しています。ストレージや周辺機器への明確に定義された電気的インターフェイス (システムバスなど) を備えた独立した中央処理装置ではなく、Alto ALU は、制御ストアから出力されるマイクロ命令によって駆動され、メモリや周辺機器へのハードウェアインターフェイスと直接対話します。マイクロコードマシンは、それぞれが固定の優先順位を持つ最大 16 の協調型マルチタスクタスクをサポートします。エミュレータタスクは、ほとんどのアプリケーションが記述される通常の命令セットを実行します。その命令セットは、 Data General Novaに似ています。^[16]他のタスクは、ディスプレイ、メモリリフレッシュ、ディスク、ネットワーク、およびその他の I/O 機能を提供します。たとえば、ビットマップディスプレイコントローラは、16ビットのシフトレジスタに過ぎません。マイクロコードは、ディスプレイリフレッシュデータをメインメモリからシフトレジスタに移動し、シフトレジスタは、メモリデータの 1 と 0 に対応するピクセルの表示にデータをシリアル化します。イーサネットも同様に、出力ワードをシリアル化し、入力ワードをデシリアル化する双方向の動作をするシフトレジスタを備えた最小限のハードウェアでサポートされています。マイクロコードエンジンはそれ以上高速化できず、ビデオ表示、ディスクアクティビティ、およびメモリ更新を継続的にサポートできないため、速度は 3 Mbit/s に設計されました。

当時のほとんどのミニコンピュータとは異なり、Alto はユーザーインターフェイス用のシリアルターミナルをサポートしていません。イーサネット接続を除けば、Alto の唯一の共通出力デバイスは、傾斜および回転可能なベースを備えた 2 レベル (白黒)ブラウン管(CRT)ディスプレイで、一般的な「横長」方向ではなく縦長方向に取り付けられています。入力デバイスは、カスタムの取り外し可能なキーボード、3 ボタンマウス、およびオプションの 5 キーコードキーボード(コードキーセット) です。最後の 2 つは SRI のオンラインシステムによって導入され、マウスは Alto ユーザーの間ですぐに人気を博しましたが、コードキーセットは人気が出ませんでした。

初期のマウスでは、ボタンは 3 本の細いバーで、左右ではなく上下に配置されていました。ドキュメントでは、ボタンは色にちなんで名付けられていました。動きは 2 つの垂直なホイールによって感知されます。これらはすぐに、ロナルド E. ライダーが発明し、ビルイングリッシュが開発したボール型マウスに置き換えられました。これらはフォトメカニカルマウスで、最初は白色光を使用し、その後赤外線(IR) を使用してマウス内部のホイールの回転をカウントしました。

Alto キーボードの各キーは、一連のメモリロケーション内の個別のビットとして表されます。その結果、複数のキーの押下を同時に読み取ることができます。この特性を使用して、Alto がディスク上のどこから起動するかを変更できます。キーボードの値は、起動するディスク上のセクターアドレスとして使用され、起動ボタンを押しながら特定のキーを押し続けることで、さまざまなマイクロコードとオペレーティングシステムをロードできます。これにより、「ノーズブート」という表現が生まれました。これは、テスト OS リリースを起動するために必要なキーには、ユーザーが表現できるよりも多くの指が必要であることを意味します。ノーズブートは、move2keys指定されたキーシーケンスを使用できるようにディスク上のファイルをシフトするプログラムによって廃止されました。

Alto 用に開発された他の I/O デバイスには、テレビカメラ、Hy-Type デイジーホイールプリンター、パラレルポートなどがありますが、これらは非常に珍しいものでした。Alto は、外部ディスクドライブを制御してファイルサーバーとして機能することもできました。これは、このマシンの一般的なアプリケーションでした。

ソフトウェア

Altoの初期のソフトウェアはプログラミング言語 BCPLで書かれ、後にMesaで書かれた。^{[1] MesaはPARC以外では広く使われていなかったが、}Modulaなどの後の言語に影響を与えた。Altoは、アンダースコア文字のないASCIIの初期バージョンを使用していたが、代わりにALGOL 60で使用される左矢印文字と、代入演算子の多くの派生語を使用していた。この特殊性が複合識別子の CamelCaseスタイルの起源である可能性がある。Altoは、ユーザーがマイクロコードでプログラムすることもできた。^[15]

Alto は、テキストやグラフィックスを含むすべての出力にラスターグラフィックスモデルを使用することを普及させるのに貢献しました。また、ディスプレイへの基本的なプログラミングインターフェイスとして、ビットブロック転送操作 (ビットブリット、BitBLT)の概念も導入しました。メモリサイズが小さいにもかかわらず、次のような多くの革新的なプログラムが Alto 向けに作成されました。

最初のWYSIWYG 組版文書作成システムであるBravoとGypsy。
Laurelメールツール^[17]とその後継であるHardy ^[18]^[19]
Sil ベクターグラフィックエディター。主に論理回路、プリント回路基板、その他の技術図に使用されます。
マークアップビットマップエディター (初期のペイントプログラム)
線とスプラインを使用した描画グラフィカルエディター。
最初のWYSIWYG集積回路エディタICARUSは、リン・コンウェイ、カーバー・ミード、そしてミードとコンウェイの革命に基づいて開発されました。^[20]
Smalltalk環境の最初のバージョン
インターリスプ
最初のネットワークベースのマルチパーソンビデオゲームの 1 つ( Gene BallのAlto Trek )。

スプレッドシートやデータベースソフトウェアは存在しませんでした。最初の電子スプレッドシートプログラムであるVisiCalc が登場したのは 1979 年になってからでした。

拡散と進化

技術的には、Alto は小型のミニコンピュータですが、当時のメインフレームコンピュータやその他のミニコンピュータとは対照的に、1 人が机に座って使用するという意味でパーソナルコンピュータと見なすことができます。この称号については異論がありますが、Alto は「最初のパーソナルコンピュータ」であると言えます。より重要なのは (そしておそらく異論が少ないのは)、Alto は最初のワークステーションシステムの 1 つであると考えられることです。後継機には ApolloワークステーションやSymbolicsのシステム (開発環境としてLisp をネイティブに実行するように設計)などがあります。 ^[21]

1976年から1977年にかけて、スイスのコンピュータの先駆者であるニクラウス・ヴィルトはPARCで長期休暇をとり、Altoに魅了された。Altoシステムをヨーロッパに持ち帰ることができなかったヴィルトは、新しいシステムをゼロから構築することを決意し、グループと共にLilithを設計した。^[22] Lilithは1980年頃に使用可能になり、その後Appleは1981年にLisa、 1984年にMacintoshをリリースした。1985年頃、ヴィルトは「プロジェクト・オベロン」という名前でLilithの完全な再設計を開始した。

1978年、ゼロックス社はマサチューセッツ工科大学、スタンフォード大学、カーネギーメロン大学、^[1]およびロチェスター大学に50台のAltoを寄贈した。^[23]メリーランド州ゲイサーズバーグにある米国標準局のコンピュータ科学研究所は、1978年後半にゼロックスのIFS (Interim File System)ファイルサーバーおよびDoverレーザープリンターとともにAlto 1台を受け取った。これらのマシンは、ETHチューリッヒのLilithおよびThree Rivers CompanyのPERQワークステーション、およびスピンオフ企業であるサンマイクロシステムズを設立したスタンフォード大学ネットワーク(SUN)ワークステーションに影響を与えた。Apollo /DomainワークステーションはAltoから大きな影響を受けた。

Alto の導入後、ホワイトハウスの情報システム部門は連邦政府のコンピュータサプライヤをその方向に導こうとしました。米国大統領府(EOP)は、IBM 互換のメインフレームに接続された Alto のようなワークステーションを使用して、老朽化した行政管理予算局 (OMB) の予算システムに代わるコンピュータシステムの提案依頼書を発行しました。この依頼書は最終的に取り下げられました。メインフレーム製造業者がそのような構成を提供できなかったためです。

1979年12月、アップルコンピュータの共同設立者スティーブ・ジョブズがゼロックスPARCを訪問し、 Smalltalk -76オブジェクト指向プログラミング環境、ネットワーク、そして最も重要なAltoが提供するWYSIWYG（マウス駆動のグラフィカルユーザーインターフェイス）を見学した。当時、彼は最初の2つの重要性を認識していなかったが、最後のものに興奮した。GUIはすぐにアップルの製品に統合され、最初はLisaに、次にMacintoshに統合され、ジョブズはPARCから数人の重要な研究者を採用した。^[24]

1980 年から 1981 年にかけて、PARC と Xerox システム開発部門のエンジニアは、Alto を使用してStarワークステーションを設計しました。

ゼロックスとアルト

ゼロックス社は、PARCで開発された技術の価値になかなか気付かなかった。^[25] 1960年代後半のゼロックス社によるScientific Data Systems (SDS、後のXDS) の買収はPARCにとって何の利益にもならなかった。PARCは、デジタル・イクイップメント・コーポレーションのPDP-10の独自のエミュレーションであるMAXCを構築した。^{[26] MAXCはPARCの}ARPANETへのゲートウェイマシンだった。PARCは、商業的にテストされていない設計で再びコンピュータビジネスに参入することには消極的だったが、その哲学の多くは後の製品に採用された。

バイト誌は1981年に次のように述べている。^[1]

コンピュータサイエンスの研究コミュニティ以外の人が Alto を購入できる可能性は低いでしょう。Alto は商業販売用ではなく、Xerox の開発ツールとして設計されているため、大量生産されることはありません。Alto が注目に値するのは、将来のパーソナルコンピュータの多くが Alto の開発から得られた知識を使って設計されるという事実です。

Alto の後、PARC はより強力なワークステーション (いずれもプロジェクトとして意図されたものではなかった^{[説明が必要]} ) を開発し、非公式に「D マシン」と呼ばれました。Dandelion (最も強力ではないが、1 つの形式で製品化された唯一のマシン)、Dolphin、Dorado (最も強力なエミッタ結合ロジック(ECL) マシン)、および Dandel-Iris のようなハイブリッドです。

1977 年のApple IIや1981 年のIBM パーソナルコンピュータ(IBM PC)などのパーソナルコンピュータが登場する前は、コンピュータ市場は、中央コンピュータの処理時間をタイムシェアするダムターミナルを備えた高価なメインフレームやミニコンピュータが主流でした。1970 年代を通じて、ゼロックスは PARC の研究に関心を示さなかった。ゼロックスが Xerox 820で PC 市場に参入したとき、同社は Alto の設計を明確に拒否し、代わりに非常に従来的なモデル、つまり当時の標準であった 80 x 24 の文字専用モニターとマウスのないCP/Mベースのマシンを選択しました。

PARC の研究者の協力を得て、ゼロックス社は最終的にDandelion ワークステーションをベースにしたStarを開発し、その後、 Daybreakワークステーションをベースにしたコスト削減型の 6085 オフィスシステムである Star を開発しました。これらのマシンは、 Butler Lampsonの論文で説明されている Wildflower アーキテクチャをベースにしており、アイコン、ウィンドウ、フォルダーを備えたグラフィカルユーザーインターフェイス、イーサネットベースのローカルネットワーク、ネットワークベースのレーザープリンターサービスなど、 Alto の革新技術のほとんどを取り入れています。

ゼロックス社が誤りに気づいたのは、1980年代初め、Macintoshがビットマップディスプレイとマウス中心のインターフェースでPC市場に革命を起こした後のことでした。これらは両方ともAltoに触発されたものでした。^[25] Xerox Starシリーズは比較的商業的に成功しましたが、遅すぎました。高価なXeroxワークステーションは、最初のMacintoshの後に登場した安価なGUIベースのワークステーションに対抗できず、最終的にXeroxはワークステーション市場から撤退しました。

参照

参考文献

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さらに読む

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外部リンク

Xerox Alto ドキュメント (bitsavers.org)
デジバーン博物館にて
Xerox Alto ソースコード - CHM (computerhistory.org)
Xerox Alto ソースコード (computerhistory.org)
Xerox Alto シミュレーター上の BCPL 言語による「Hello world」(righto.com)
1974年のアルトのビデオ
Xerox Alto について詳しく説明する Butler Lampson の講義ビデオ。(長さ: 2 時間 45 分)
マイクロコードレベルのXerox Altoシミュレータ
ContrAlto Xerox Alto エミュレータ
brainsqueezer/salto_simulator: SALTO - Xerox Alto I/II シミュレータ (github.com)
SALTO-Xerox Alto エミュレーター (直接ダウンロード)
ConrAltoJS ゼロックス Alto オンライン

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