هر آنچه باید درباره کامپیوتر آلتیر (Altair 8800) بدانید

اگر قرار باشد تنها یک رایانه را به‌عنوان آغازگر موج کامپیوترهای شخصی معرفی کنیم، بدون تردید نام کامپیوتر آلتیر 8800 در صدر فهرست قرار می‌گیرد. این دستگاه در سال ۱۹۷۵ توسط شرکت MITS روانه بازار شد؛ زمانی که رایانه‌ها هنوز تجهیزاتی بزرگ، گران‌قیمت و محدود به دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی بودند. Altair 8800 این معادله را تغییر داد و نشان داد یک رایانه می‌تواند روی میز کار یک برنامه‌نویس یا علاقه‌مند به الکترونیک هم قرار بگیرد.

البته نباید آن را با رایانه‌های شخصی امروزی مقایسه کرد. Altair 8800 نه نمایشگر داشت، نه صفحه‌کلید و نه حتی سیستم‌عاملی که پس از روشن شدن آماده استفاده باشد. کاربر باید برنامه‌ها را به‌صورت دستی وارد حافظه می‌کرد و نتیجه را از طریق چراغ‌های LED روی پنل جلویی می‌دید. با وجود این محدودیت‌ها، همین دستگاه به بستری برای تولد ده‌ها شرکت نرم‌افزاری و سخت‌افزاری تبدیل شد و مسیر صنعت رایانه را تغییر داد.

شرکت MITS چگونه شکل گرفت؟

شرکت در سال ۱۹۶۹ توسط «اد رابرتز» و چند همکارش در شهر آلبوکرکی آمریکا تأسیس شد و در ابتدا ارتباطی با رایانه‌های شخصی نداشت. فعالیت اصلی MITS تولید کیت‌های الکترونیکی و ماشین‌حساب‌های رومیزی بود؛ محصولاتی که در اوایل دهه ۱۹۷۰ فروش خوبی داشتند.

اما این موفقیت دوام چندانی نداشت. با ورود شرکت‌های بزرگ ژاپنی و آمریکایی به بازار ماشین‌حساب، قیمت محصولات به‌شدت کاهش یافت و MITS با افت درآمد روبه‌رو شد. اد رابرتز برای نجات شرکت به فکر ساخت محصولی متفاوت افتاد. هم‌زمان پردازنده Intel 8080 معرفی شده بود و او تصمیم گرفت یک رایانه کوچک مبتنی بر این تراشه طراحی کند.

نتیجه این تصمیم، کامپیوتر آلتیر بود؛ محصولی که ابتدا قرار بود فقط وضعیت مالی MITS را بهبود دهد، اما در عمل به یکی از اثرگذارترین رایانه‌های تاریخ تبدیل شد. انتشار معرفی آن در مجله Popular Electronics هزاران سفارش را ظرف مدت کوتاهی روانه کارخانه کرد و MITS را از یک شرکت کوچک الکترونیکی به نامی شناخته‌شده در صنعت رایانه تبدیل کرد.

هدف از طراحی این رایانه چه بود؟

در نیمه نخست دهه ۱۹۷۰ داشتن یک رایانه شخصی تقریباً غیرممکن بود. سیستم‌های موجود یا در اختیار دانشگاه‌ها قرار داشتند یا شرکت‌های بزرگ از آن‌ها استفاده می‌کردند. قیمت بالا، ابعاد بزرگ و نیاز به تجهیزات جانبی باعث می‌شد کاربران عادی حتی به خرید چنین دستگاهی فکر نکنند.

اد رابرتز دقیقاً همین خلأ را هدف گرفت. او قصد نداشت رایانه‌ای برای رقابت با مین‌فریم‌های IBM یا مینی‌کامپیوترهای DEC بسازد؛ هدف، تولید سیستمی بود که یک دانشجو، مهندس یا علاقه‌مند به الکترونیک بتواند آن را روی میز کار خود داشته باشد، قطعاتش را مونتاژ کند و با معماری یک رایانه واقعی آشنا شود.

به همین دلیل کامپیوتر آلتیر 8800 به‌صورت کیت نیز فروخته می‌شد. خریدار علاوه بر کاهش هزینه، تجربه اسمبل کردن دستگاه را هم به دست می‌آورد. این موضوع برای جامعه علاقه‌مندان به الکترونیک جذاب بود، زیرا امکان تغییر سخت‌افزار، توسعه مدارها و حتی طراحی بردهای جدید را فراهم می‌کرد.

هدف دیگر MITS ایجاد یک پلتفرم توسعه‌پذیر بود. برخلاف بسیاری از تجهیزات الکترونیکی آن زمان، Altair 8800 به گونه‌ای طراحی شد که بتوان کارت‌های جدید، حافظه بیشتر، درگاه‌های ارتباطی و تجهیزات ذخیره‌سازی را به آن اضافه کرد. همین تصمیم بعدها باعث شکل‌گیری بازار بزرگی از تجهیزات جانبی شد و ده‌ها شرکت کوچک برای این رایانه قطعات مختلف تولید کردند.

مشخصات کامل کامپیوتر آلتیر 8800

مشخصه	توضیحات
نام رایانه	Altair 8800
سازنده	MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems)
سال معرفی	۱۹۷۵
پردازنده	Intel 8080
فرکانس پردازنده	۲ مگاهرتز
معماری	۸ بیتی
حافظه RAM اولیه	۲۵۶ بایت (قابل ارتقا تا ۶۴ کیلوبایت)
حافظه ROM	نداشت
روش ورود اطلاعات	کلیدهای پنل جلویی (Toggle Switches)
روش نمایش اطلاعات	چراغ‌های LED روی پنل جلویی
نمایشگر داخلی	نداشت
صفحه‌کلید	به‌صورت پیش‌فرض نداشت
فضای ذخیره‌سازی	نوار کاغذی، نوار کاست و فلاپی ۸ اینچی (با کارت‌های توسعه)
گذرگاه توسعه	S-100 Bus
سیستم‌عامل‌های قابل اجرا	Altair BASIC، CP/M و سایر نرم‌افزارهای مبتنی بر Intel 8080
قیمت اولیه	۴۳۹ دلار (کیت مونتاژ) / ۶۲۱ دلار (مونتاژشده)
کاربری اصلی	آموزشی، تحقیقاتی و علاقه‌مندان به رایانه‌های شخصی
اهمیت تاریخی	نخستین رایانه شخصی تجاری موفق و آغازگر انقلاب رایانه‌های شخصی

پردازنده Intel 8080 و عملکرد آن

تراشه که در سال ۱۹۷۴ معرفی شد، نسبت به نسل‌های قبلی اینتل قدرت پردازشی بالاتر، مجموعه دستورهای کامل‌تر و قابلیت آدرس‌دهی حافظه بیشتری داشت. Intel 8080 یک پردازنده ۸ بیتی بود، اما می‌توانست تا ۶۴ کیلوبایت حافظه را مدیریت کند؛ ظرفیتی که در آن زمان برای اجرای برنامه‌های مهندسی، آموزشی و زبان‌های برنامه‌نویسی کاملاً مناسب به نظر می‌رسید. این پردازنده از چندین ثبات داخلی، واحد محاسبات و منطق و مجموعه‌ای از دستورهای انتقال داده، عملیات ریاضی، پرش و کنترل برنامه بهره می‌برد.

برنامه‌نویسان معمولاً نرم‌افزارهای خود را با زبان اسمبلی می‌نوشتند تا بیشترین استفاده را از توان سخت‌افزار ببرند. کمی بعد نسخه‌ای از زبان BASIC نیز برای Altair 8800 عرضه شد که توسط بیل گیتس و پل آلن توسعه یافته بود. همین نرم‌افزار نقش مهمی در گسترش استفاده از این رایانه ایفا کرد، زیرا کاربران دیگر مجبور نبودند همه برنامه‌ها را مستقیماً با زبان ماشین بنویسند.

از نظر توان پردازشی، Intel 8080 در مقایسه با پردازنده‌های امروزی بسیار کند است، اما در زمان خود یکی از پیشرفته‌ترین تراشه‌های بازار محسوب می‌شد و پایه بسیاری از رایانه‌های اولیه دهه ۱۹۷۰ را تشکیل داد.

حافظه اولیه Altair 8800

اگر امروز ۲۵۶ بایت حافظه را روی یک رایانه ببینیم، حتی برای ذخیره یک تصویر کوچک هم کاربردی نخواهد داشت؛ اما در سال ۱۹۷۵ همین مقدار حافظه برای راه‌اندازی یک رایانه شخصی اتفاق مهمی بود. نسخه پایه Altair 8800 تنها با ۲۵۶ بایت RAM عرضه می‌شد و کاربر باید برنامه‌های خود را مستقیماً داخل همین فضای محدود وارد می‌کرد.

البته این مقدار حافظه برای اجرای برنامه‌های جدی کافی نبود. به همین دلیل بیشتر خریداران خیلی زود سراغ کارت‌های حافظه توسعه می‌رفتند. شرکت MITS و بعدها تولیدکنندگان دیگر، بردهای ۱ کیلوبایتی، ۴ کیلوبایتی، ۸ کیلوبایتی و حتی ۶۴ کیلوبایتی را برای این رایانه عرضه کردند. با افزایش ظرفیت حافظه، اجرای مفسر BASIC، اتصال درایو فلاپی و استفاده از نرم‌افزارهای پیچیده‌تر امکان‌پذیر شد. نکته مهم این بود که محدودیت حافظه باعث می‌شد برنامه‌نویسان با دقت بسیار زیادی کدنویسی کنند. هر بایت ارزش داشت و کوچک‌ترین اشتباه می‌توانست تمام فضای موجود را اشغال کند.

طراحی ظاهری و پنل جلویی دستگاه

ظاهر کامپیوتر آلتیر 8800 تفاوت زیادی با چیزی داشت که امروز از یک رایانه انتظار داریم. خبری از نمایشگر، صفحه‌کلید یا حتی دکمه روشن و خاموش معمولی نبود. تمام ارتباط کاربر با دستگاه از طریق پنل فلزی بزرگی انجام می‌شد که روی قسمت جلوی کیس قرار داشت.

روی این پنل دو ردیف اصلی دیده می‌شد؛ ردیف پایین شامل کلیدهای اهرمی بود و ردیف بالا از ده‌ها چراغ LED تشکیل می‌شد. هر کلید یا چراغ نماینده یک بیت از اطلاعات بود و کاربر باید وضعیت صفر و یک را به‌صورت دستی کنترل می‌کرد. به همین دلیل کار با Altair 8800 بیشتر به کار با یک دستگاه آزمایشگاهی شباهت داشت تا یک رایانه خانگی.

بدنه دستگاه از فلز ساخته شده بود و رنگ آبی تیره آن در کنار پنل نقره‌ای، ظاهر متفاوتی به آن می‌داد. طراحی ساده و صنعتی کیس نیز بی‌دلیل نبود؛ فضای داخلی باید امکان نصب کارت‌های توسعه متعدد را فراهم می‌کرد. همین ساختار ماژولار باعث شد کاربران بتوانند در طول زمان سخت‌افزار دستگاه را متناسب با نیاز خود ارتقا دهند، بدون اینکه مجبور به تعویض کل سیستم شوند.

نحوه ورود داده‌ها با کلیدهای پنل

امروز برای اجرای یک برنامه کافی است چند بار روی صفحه‌کلید تایپ کنید یا روی یک آیکون کلیک کنید، اما در اواسط دهه ۱۹۷۰ چنین چیزی وجود نداشت. کاربر باید تک‌تک دستورها را به زبان دودویی وارد حافظه می‌کرد؛ کاری که نیازمند دقت، حوصله و آشنایی کامل با معماری پردازنده بود.

کلیدهای اهرمی روی پنل جلویی دقیقاً برای همین منظور طراحی شده بودند. هر کلید فقط دو وضعیت داشت؛ روشن یا خاموش، که معادل مقدار یک و صفر بود. ابتدا آدرس حافظه انتخاب می‌شد، سپس مقدار داده یا دستور موردنظر بیت‌به‌بیت تنظیم می‌شد و در نهایت با فشردن کلیدهای کنترلی، اطلاعات داخل RAM ذخیره می‌شد.

اگر تنها یکی از بیت‌ها اشتباه وارد می‌شد، برنامه به‌درستی اجرا نمی‌کرد و کاربر باید دوباره همه مراحل را بررسی می‌کرد. به همین دلیل نوشتن حتی یک برنامه کوتاه می‌توانست چندین دقیقه یا حتی بیشتر زمان ببرد. همین تجربه باعث شد بسیاری از کاربران بعدها از ترمینال و صفحه‌کلید استفاده کنند تا روند برنامه‌نویسی سریع‌تر و کم‌خطاتر شود.

خروجی اطلاعات توسط چراغ‌های LED

پیش از آنکه مانیتورهای متنی به این سیستم اضافه شوند، تنها راه مشاهده نتیجه اجرای برنامه نگاه کردن به ردیفی از چراغ‌های کوچک بود. این LEDها فقط برای نمایش روشن یا خاموش بودن دستگاه طراحی نشده بودند؛ هر کدام اطلاعات مشخصی از وضعیت داخلی رایانه را نشان می‌دادند.

بخشی از چراغ‌ها خطوط آدرس حافظه را نمایش می‌دادند و گروه دیگری به خطوط داده اختصاص داشتند. تعدادی نیز وضعیت پردازنده، اجرای دستورها و سیگنال‌های کنترلی را نشان می‌دادند. کاربران حرفه‌ای با مشاهده همین الگوهای نوری می‌توانستند تشخیص دهند پردازنده در چه مرحله‌ای قرار دارد یا آیا برنامه طبق انتظار اجرا شده است یا خیر.

برای افراد تازه‌کار، چشمک زدن چراغ‌ها بیشتر شبیه یک نمایش نوری بود، اما برای مهندسان همان LEDها نقش نمایشگر را ایفا می‌کردند. حتی عیب‌یابی بسیاری از مشکلات سخت‌افزاری نیز با بررسی همین الگوها انجام می‌شد؛ روشی که امروز تقریباً به‌طور کامل از دنیای رایانه‌های شخصی حذف شده است.

سیستم‌عامل‌های قابل استفاده روی آلتیر 8800

نسخه‌های اولیه کامپیوتر آلتیر بدون سیستم‌عامل فروخته می‌شدند. پس از روشن کردن دستگاه، هیچ محیط آماده‌ای در انتظار کاربر نبود و ابتدا باید برنامه راه‌انداز به حافظه منتقل می‌شد. در واقع سخت‌افزار به تنهایی قادر به انجام کار خاصی نبود و امکانات آن به نرم‌افزاری بستگی داشت که بعداً روی سیستم نصب می‌شد.

با افزایش ظرفیت حافظه و اضافه شدن درایوهای فلاپی، امکان استفاده از سیستم‌عامل‌هایی مانند CP/M فراهم شد. این سیستم‌عامل که توسط گری کیلدال توسعه یافته بود، خیلی زود به انتخاب اصلی رایانه‌های مبتنی بر پردازنده Intel 8080 تبدیل شد و قابلیت‌هایی مانند مدیریت فایل، اجرای برنامه‌ها و استفاده از ابزارهای برنامه‌نویسی را در اختیار کاربران قرار داد.

علاوه بر CP/M، نرم‌افزارهای مانیتور، بوت‌لودرها و نسخه‌های مختلف BASIC نیز روی این سخت‌افزار اجرا می‌شدند. همین تنوع نرم‌افزاری باعث شد دستگاه از یک کیت آموزشی ساده فراتر برود و به بستری برای توسعه نرم‌افزار تبدیل شود.

زبان BASIC و ارتباط آن با این رایانه

گسترش استفاده از رایانه‌های شخصی تا حد زیادی مدیون زبان BASIC است. پیش از عرضه این زبان، بیشتر برنامه‌ها با اسمبلی یا حتی کد ماشین نوشته می‌شدند؛ روشی که برای کاربران عادی چندان کاربردی نبود.

نسخه‌ای که برای این سیستم توسعه داده شد، به‌گونه‌ای نوشته شده بود که با وجود محدودیت شدید حافظه، سرعت مناسبی داشته باشد. کاربران حالا می‌توانستند برنامه‌های آموزشی، محاسباتی و ساده را با دستورهایی قابل فهم بنویسند، بدون اینکه درگیر جزئیات پیچیده پردازنده شوند.

همین تغییر جامعه کاربران را نیز دگرگون کرد. دیگر فقط مهندسان سخت‌افزار از دستگاه استفاده نمی‌کردند؛ دانشجویان، برنامه‌نویسان و علاقه‌مندان تازه‌کار نیز به جمع کاربران اضافه شدند. در واقع BASIC همان حلقه ارتباطی بود که سخت‌افزار را به ابزاری کاربردی برای برنامه‌نویسی تبدیل کرد.

نقش بیل گیتس و پل آلن در موفقیت کامپیوتر آلتیر

وقتی خبر معرفی Altair 8800 منتشر شد، دو برنامه‌نویس جوان به نام‌های بیل گیتس و پل آلن متوجه شدند بازار جدیدی در حال شکل‌گیری است. آن‌ها تصمیم گرفتند نسخه‌ای از زبان BASIC را برای این رایانه توسعه دهند؛ در حالی که هنوز حتی یک دستگاه Altair 8800 در اختیار نداشتند.

این دو نفر با استفاده از شبیه‌سازی پردازنده Intel 8080 روی رایانه دیگری، نرم‌افزار خود را توسعه دادند و پس از پایان کار، آن را برای شرکت MITS به نمایش گذاشتند. برنامه بدون مشکل اجرا شد و MITS امتیاز توزیع آن را خریداری کرد.

عرضه Altair BASIC نقطه عطف مهمی برای هر دو طرف بود. کاربران حالا می‌توانستند بسیار ساده‌تر برنامه بنویسند و MITS نیز محصولی کاربردی‌تر در اختیار مشتریان قرار داد. از سوی دیگر، بیل گیتس و پل آلن نخستین قرارداد تجاری بزرگ خود را به دست آوردند؛ قراردادی که مسیر حرفه‌ای آن‌ها را برای همیشه تغییر داد.

تأسیس مایکروسافت با پروژه Altair BASIC

گاهی یک پروژه نرم‌افزاری می‌تواند سرنوشت یک صنعت را تغییر دهد. Altair BASIC دقیقاً چنین نقشی داشت. درآمد حاصل از فروش این نرم‌افزار باعث شد بیل گیتس و پل آلن فعالیت خود را به شکل یک شرکت رسمی ادامه دهند.

شرکتی که ابتدا با نام Micro-Soft شناخته می‌شد، در سال ۱۹۷۵ تأسیس شد و تمرکز اصلی آن تولید زبان‌های برنامه‌نویسی برای رایانه‌های شخصی بود. چند سال بعد همین شرکت به بزرگ‌ترین تولیدکننده نرم‌افزار جهان تبدیل شد.

به همین دلیل، بسیاری از تاریخ‌نگاران فناوری معتقدند نخستین موفقیت تجاری مایکروسافت نه با ویندوز، بلکه با توسعه BASIC برای این رایانه آغاز شد. اگر آن پروژه شکل نمی‌گرفت، شاید مسیر تاریخ صنعت نرم‌افزار نیز کاملاً متفاوت بود.

قیمت کامپیوتر آلتیر هنگام عرضه

نسخه کیت که کاربر باید خودش آن را مونتاژ می‌کرد، با قیمت حدود ۳۹۵ دلار عرضه شد. نسخه مونتاژشده کامپیوتر آلتیر 8800 نیز حدود ۶۲۱ دلار قیمت داشت که همچنان در مقایسه با رایانه‌های آن دوره بسیار ارزان‌تر بود.

البته این قیمت تنها مربوط به دستگاه پایه بود. اگر کاربر به حافظه بیشتر، درایو فلاپی، ترمینال، صفحه‌کلید یا کارت‌های توسعه نیاز داشت، باید هزینه جداگانه‌ای پرداخت می‌کرد. به همین دلیل بسیاری از سیستم‌های کامل Altair 8800 چند برابر نسخه اولیه قیمت داشتند.

مقایسه Altair 8800 با اپل نیوتن

مقایسه از نظر زمانی چندان مستقیم نیست، زیرا این دو محصول نزدیک به دو دهه با یکدیگر فاصله دارند و برای اهداف کاملاً متفاوتی طراحی شده‌اند. با این حال، هر دو در تاریخ فناوری جایگاه ویژه‌ای دارند. کامپیوتر آلتیر نخستین موج رایانه‌های شخصی را آغاز کرد و بیشتر برای برنامه‌نویسی، آزمایش سخت‌افزار و یادگیری معماری رایانه ساخته شده بود. در مقابل، اپل نیوتن که در سال ۱۹۹۳ معرفی شد، یکی از نخستین دستیارهای دیجیتال شخصی یا PDA به شمار می‌رفت و تمرکز آن روی مدیریت یادداشت‌ها، تقویم، مخاطبان و استفاده روزمره بود.

تفاوت اصلی این دو دستگاه را می‌توان در فلسفه طراحی آن‌ها دید. Altair از کاربر انتظار داشت دانش فنی بالایی داشته باشد، در حالی که Newton تلاش می‌کرد استفاده از فناوری را برای کاربران عادی ساده‌تر کند.

حقایق جالب درباره کامپیوتر آلتیر

کامپیوتر آلتیر 8800 علاوه بر نقش تاریخی خود، نکات جالب زیادی نیز در کارنامه دارد.

• نام Altair از ستاره «Altair» در صورت فلکی عقاب الهام گرفته شد.
• معرفی این رایانه روی جلد مجله Popular Electronics باعث انفجار تقاضا شد و MITS در هفته‌های نخست با کمبود ظرفیت تولید روبه‌رو بود.
• نخستین محصول تجاری مایکروسافت برای همین رایانه نوشته شد.
• گذرگاه S-100 که ابتدا برای Altair طراحی شده بود، بعدها به یک استاندارد صنعتی تبدیل شد و شرکت‌های زیادی برای آن سخت‌افزار ساختند.
• بسیاری از اعضای نخستین باشگاه رایانه Homebrew Computer Club فعالیت خود را با Altair آغاز کردند؛ باشگاهی که بعدها نام‌هایی مانند استیو وازنیاک و استیو جابز نیز در آن دیده شد.