テクトロニクス4010

Tektronix 4010シリーズは、Tektronixが作成したストレージチューブテクノロジに基づいたテキストおよびグラフィックコンピュータ端末のファミリでした。家族のいくつかのメンバーが1970年代に紹介されました。最も有名なのは11インチ4010と19インチ4014で、あまり人気のない25インチ4016です。 1970年代から1980年代初頭のコンピューター支援設計市場で広く使用されていました。

4000シリーズは、画面上のディスプレイを維持するために追加の電子機器が必要なかったため、IBM 2250などの初期のグラフィックス端末よりもはるかに安価でした。画面に描画された画像は、意図的に消去されるまでそこに残りました。これにより、1970年代には非常に高価であった画像を保存するためのコンピューターメモリが不要になりました。

このシリーズは、1980年代に安価なグラフィックワークステーションが登場するまで人気がありました。これらの新しいグラフィックワークステーションは、ソリッドステートメモリチップが安価になるにつれて、手頃な価格になったラスターディスプレイと専用スクリーンバッファーを使用しました。

歴史

Tektronix直視型ストレージチューブは、1963年にTektronix 564オシロスコープで最初に使用され、1968年に601モニターでの非オシロスコープアプリケーションに最初に使用されました。このチューブや600シリーズの他のグラフィックターミナルMITのProject MACのAdvanced Remote Display Station、および11インチの対角線611を使用したDigital Equipment CorporationのKV8I（後のKV8E）など、開発されました。ホストコンピューター上で、コントロールを直接駆動してディスプレイを作成します。

テクトロニクスは、1969年に4002、1971年に更新された4002Aを導入し、ターミナル市場に参入することを決めました。後者は1973年に9,400ドルで販売され、150ドルのホストアダプタが必要でした。これらは以前のサードパーティ製の端末に似ており、ホストからの命令をデコードして制御入力に変換するために必要な回路とストレージチューブの1つを本質的に組み合わせています。ただし、4002には、画面の一部のみがストレージチューブであり、通常の更新ベースの描画用に小さなセクションが確保されているというユニークな機能がありました。この領域は、ステータスメッセージとコマンドの入力に使用されました。ラスタスキャンハードウェアやメモリの形式は含まれていなかったため、フリッカーを減らすのに十分な速さでこの領域をリフレッシュするのはホストコンピューター次第でした。

多数の変更と簡素化により、これらははるかに安価になり、最初は3,950ドル、ホストアダプターは290ドルでリリースされました。 4010シリーズの他のモデルには、小文字を追加した4012と、APL文字セットを備えた4013が含まれていました。これらは、ベースモデル4010にも追加できるプラグインボードを使用して実装されました。 1980年代には、組み込みのRS-232ポートと多くの欠落機能を使用したバージョンが4006としてリリースされました。これは机に収まるほど小さく、1980年に2,995ドルで販売されました。

4014は1974年に8,450ドルでラインに加わり、より大きな19インチスクリーンとより人間工学的なレイアウトを導入しました。幅広い新機能も備えていたため、多くのコンテキストでより効果的になり、CAD（コンピュータ支援設計）で特に一般的になりました。アップグレードは非常に普及しているため、4014シリーズは4010とは別のライン、または標準モデルと見なされることもあります。 4015は4013からのAPLカードを搭載した4014でした。1979年に導入された4016は、25インチの画面と、はるかに大きなチューブ用のスペースを提供するためのやや異なる機械レイアウトを備えたバージョンです。それは1980年に19,500ドルで販売された基本モデルで、はるかに高価でした。

これらのモデルの一部またはすべてで機能するさまざまな周辺機器が利用可能でした。 4010で導入された最初の行には、グラフィックプリンターである4610 Hard Copy Unitが含まれていました。これは、モニターのシステムを使用してディスプレイを1行ずつスキャンし、1行の高さのCRTが感熱紙の画像を複製するプリンターに送信されました。通常3,550ドルで販売されていて、3,950ドルのバージョンでは、プリンタを4つの端末間で共有できました。プリンターアダプターは4010に事前にインストールして、4010-1にすることができ、これを示すために-1表記を使用していないように見える4012と4013の両方に事前にインストールされています。 4631は、シートフィーダーと高速の4610のバージョンです。適切に装備された4014は、GPIBベースの4662 Interactive Digital Plotterおよび4663 Cサイズバージョンを含む拡張カードを介してプロッターを駆動することもできます。プロッターは、グラフィックデータに埋め込むことができる色付きペンの選択を提供しました。

ストレージの場合、システムはホストから受け取った文字のストリームを書き出すことができ、ローカルで再生してディスプレイを再作成できます。ストレージオプションには、4911パンチテープ、Sykes TT120メカニズムに基づくカセットテープを使用する4912が含まれ、後に3M DC300デジタルテープシステムに基づく4923が追加されました。

ラインの他のデバイスには、4002に十字線を描いたが後のモデルに組み込まれた4901および4903インタラクティブグラフィックユニット、および4951ジョイスティックが含まれます。当初611用に開発された4551ライトペンも使用できます。

4010シリーズは、2つの自己ホスト型システムの基盤としても使用されました。 Tektronix 4050シリーズは、内部プロセッサとDC300テープユニットを備えた4010または4014を使用して、シンプルなデスクトップユニットを作成しました。 8ビットプロセッサを搭載した元の4010ベースの4051、16ビットプロセッサを搭載した4042、および4014画面と4052ロジックを組み合わせた4054には、3つのモデルがありました。 4081は、オフィスデスクにInterdata 7/16ミニコンピューターが組み込まれたバージョンであり、使用が制限されていました。テクトロニクスはストレージチューブのOEMへの販売を続け、19インチバージョンはGMA101および102（前者は約2倍の描画速度を提供）、25インチはGMA 125として販売しました。

テクトロニクスは、数値のリストのような単純な入力をチャートのようなグラフィック表示に変換するPLOT10として知られるFORTRANの一連のグラフィックルーチンも販売しました。別の一般的なソリューションはDISSPLAシステムで、これは4010で実行するように適合されました。

グラフィックを端末に送信するためのコマンド形式は非常にシンプルで、すぐに他の多くの端末ベンダーによってコピーされました。これらは後でラスタスキャンディスプレイを使用して従来のビデオ端末に移動しましたが、通常は4010の半分の低解像度を提供しました。これらの多くは、元の4010に色を追加するTektronix 4105ラスタスキャン端末コマンドセット。このエミュレーションは、新しい端末によって引き続き使用され、今日までコピーされています。 NCSA Telnetおよびxtermは4014（xterm -t）をエミュレートします。

根底にあるコンセプト

従来のビデオディスプレイは、時間内の単一のスナップショットを表す一連の画像またはフレームで構成されています。フレームが十分に迅速に更新されると、それらの画像の変化は連続的な動きの錯覚をもたらします。これにより、通常のテレビのチューブはコンピューターディスプレイに適さなくなり、画像は一般に長期間（これを読んでいる間）静止しています。解決策は、追加のハードウェアとコンピューターのメモリを使用して、各更新の間にイメージを保存することです。これは、フレームバッファと呼ばれるメモリのセクションです。

1960年代には、コアに基づくメモリは非常に高価であり、一般に1ビットあたりドルまたはセントで販売されていました。テキストの画面を25行80行で7ビットASCIIを使用して保存したい場合、80 x 25 x 7ビット= 14,000ビットが必要になり、端末の価格が高くなります。端末がグラフィックを表示する必要がある場合、コストはさらに高くなります。たとえば、1024 x 768の解像度で1ビットポイント（オン/オフ）をサポートするグラフィックターミナルには、1024 x 768 x 1ビット= 786,432ビットのメモリが必要です。必要なメモリの量を削減する1つの解決策は、画像をドットではなく線で表すことです。この場合、エンドポイントのみをメモリに保存する必要があり、追加のハードウェアがそれらの間に描画して表示を生成します。同じ1,024解像度空間内の座標には10ビット（210）が必要です。したがって、ディスプレイが合計1000行を保持できる場合、1000行x 2端x端あたり2座標（XおよびY）x 10ビット= 40,000ビットが必要です。 IBM 2250グラフィックターミナルはこのソリューションを使用し、1970年には280,000ドルで販売されました。

テクトロニクスは、研究用にオシロスコープディスプレイに画像を保存する方法として1950年代後半に最初にストレージチューブを開発しましたが、同じシステムがすでにレーダーディスプレイで使用されていました。基本的な概念では、従来のCRTレイアウトを使用しますが、2組の電子銃を使用します。 1つはフラッドガンで 、画面全体に低エネルギー電子の一定の流れを提供し、画面をわずかに発光させます。 2番目のライトガンは、白黒テレビの通常のガンであり、そのビームは電磁石を使用した従来の方法でディスプレイ表面上を動き回りました。ただし、この銃は通常よりも高いエネルギーに設定されています。そのビームが画面に当たると、電子をリンからディスプレイの前面に向けて放出する光電子放出として知られる効果が発生し、そこで電子は薄い透明電極に取り込まれます。この領域には通常よりも少ない電子が含まれており、周囲と比較して正の電荷を与えています。これにより、フラッドガンからの電子の一部がそのスポットに強く引き付けられ、それが点灯し続けます。この技術を使用したディスプレイは、ディスプレイの周りを移動する際のライトガンビームの明るいフラッシュによって即座に認識できます。

チューブ自体が画像を保存するため、組み込みのコンピューターメモリは一切必要なく、端末のコストを大幅に削減できます。 4010の価格は3,950ドルで、IBMのソリューションよりもほぼ2桁安くなっています。これにより、グラフィックスはより多くの視聴者にとって実用的なものになりました。 Tektronixのアプローチには、表示できるベクターの数に制限がないという利点もあります。IBM端末などのソリューションでは、表示できるベクターの数が固定されていましたが、単純にそれらをディスプレイに送信し続けることができます。 Computervisionなどの企業が作成した初期のCADシステムは、この機能を利用して、任意の複雑な設計を表示することができました。

保存チューブの主な欠点は、画像が保存されると、画像全体を消去することによってのみ削除できることです。このため、このディスプレイは、スクロールテキスト、アニメーション、または画像の一部が変化するその他のディスプレイでの作業には適していません。 Tekは、保存されていないベクターにライトスルーコンセプトを導入しましたが、端末自体にメモリが不足しているため、ホストコンピューターによってこれらを継続的に更新する必要がありました。これにより、これらのオブジェクトの数が端末とホスト間の接続の通信速度に制限され、多くの場合、数十個の範囲でした。もう1つの欠点は、画像がディスプレイに貼り付くまでに時間がかかるため、画像を描画できる速度が制限されることです。テクトロニクスは、これを保存された書き込み速度と呼び、1秒あたりのベクトルインチで測定しました。1500〜4000の数字がディスプレイで一般的です。

説明

機械的レイアウト

401xシリーズは、車輪付きカートの上に座っている大型モニターで構成されていました。カートは、ほとんどの電子機器を背面の縦型ケースに収めていました。これは前面から開いて、さまざまなスイッチやジャンパーにアクセスしたり、拡張カードにアクセスしたりできます。カート内で、拡張カードは「ミニバス」システムを使用して接続され、8ビットのデータバスを備えた36ピンカードコネクタを使用しました。通信カードとさまざまな機能強化に加えて、デスクトップマウントキットを使用すると、最大10フィート（3.0 m）離れたケーブルを使用してカートを接続した状態で、CRTを机の上に置くことができました。

インターフェース

4010はミニバスカードを使用してホストコンピューターとの通信を処理し、さまざまなホストインターフェイスを使用できました。 4014端末は通常、標準の通信インターフェイスがインストールされた状態で出荷され、RS-232接続を提供しますが、重要なピンのみが接続されていました。セットアップは完全にジャンパーで処理されるため、接続中に端末がこれらの設定を変更する方法はありませんでした。通信インターフェースの代替として、TTYインターフェースは、その時代のメインフレームでまだ広く使用されていた電流ループテレタイプインターフェースに端末を接続できるようにしました。ほとんどのメインフレームシステムでは、カスタムシリアル接続またはパラレル接続を使用した直接インターフェイスも利用できました。

テキスト表示

Alphaモードでは、4010は74文字の35行を表示します。ターミナルは、今日の標準では「ダム」であり、アドレス可能なカーソル位置設定などのさまざまなスマートターミナル機能が欠けていました。また、ターミナルには重要なバッファリングがなく、多くの操作がデータ損失につながる可能性があります。特に、キャリッジリターンには約100〜200 µsかかり、画面のクリア操作はそれよりはるかに長くなりました。これらの期間中にデータが失われないように、さらにデータを遅延させるのはホストコンピューター次第でした。

興味深い機能の1つは、35番目の文字の2番目のマージンです。これにより、画面の左側とマージン0のそのポイント、またはそのポイントとマージン1の画面の右側との間の行を制限できます。グラフィックとテキスト、または2列のテキストの表示。列間の切り替えは、任意の列の最後の行に移動し、改行を押すことで実行されました。カーソルは次の列の上部に再表示されます。これらの境界内での描画を制限する試みはなかったため、適切なポイントにCR / LF文字を挿入してマージン内に行が残るようにするのはホストソフトウェア次第でした。 CR / LFが35番目の文字の前にラップするために送信されなかった場合、マージン0に書き込む行は画面の全長を拡張しますが、後で書き込まれる同じ行のマージン1領域のデータは一番上に描画されます。

また、オプションで、プラグイン回路基板を介して2番目の文字セットをサポートし、ASCII SIおよびSO文字で選択します。

グラフィックディスプレイ

4010はラスターディスプレイではないため、実質的に無制限の解像度を持っていますが、コマンドデコード回路はこれを1,024 x 1,024に制限しています。画面のジオメトリは4：3であるため、垂直方向には780ポイントしか表示されませんでした。原点は左下にあります。

0〜1,023の値をエンコードするには10ビットが必要です。 2 ^ 10 =1024。これらの値はASCIIでエンコードされ、文字ごとに5ビットを使用しているため、値ごとに2文字、または完全なX、Y座標には4文字が必要です。エンコードスキームは、ASCII印刷可能文字のセットから各値を割り当てることにより、シリアルリンクを介して安全に座標文字を送信するように設計されました。 X値には、64から95までの10進数の32文字（ほとんどが大文字）が割り当てられました。 Y座標には、96から127の同様の範囲が与えられ、ほとんどが小文字です。 X値をASCII文字コードに変換するには、X値を取得して64を追加し、Y値については96を追加します。どちらの上位ビットも同じで、32〜63の範囲で、ほとんどが数字と句読点。

したがって、キャラクターからポイントを計算するための完全な式は次のとおりです。

X = 32 x（高X文字ASCII値-32）+（低X文字ASCII値-64）Y = 32 x（高Y文字ASCII値-32）+（低Y文字ASCII値-96）

マニュアルでは常にYの前にX、高次の前に低位文字の計算が表示されますが、4文字は高Yから始まり、低Y、高X、最後に低Xで始まる逆の順序で送信する必要があります。たとえば、座標（23、142）を考えます。 X座標は0〜31の範囲内にあるため、シフトは不要です。 64に23を追加すると、87が得られます。これはASCII文字Wであり、シフトが必要ないため、「シフト文字」はスペースです。 Y座標142の場合、数値を0から31の範囲に戻す必要があります。これは、128を減算することで実行できます。14から96を追加して最初の文字を取得すると、110またはpになります。これには4 x 32である128のシフトが必要であるため、シフト文字はシーケンスの5番目（最初はゼロシフト、スペース）、または$です。これで、文字はshift-Y、Y、shift-X、Xの順序になっているため、完全な座標（23、142）は$ p Wとしてエンコードされます。

これらの4つの座標文字のそれぞれは、完全な座標が受信されて描画されるまでそれらを保持するターミナルのバッファーに格納されます。描画プロセスはlow-X文字の受信によってトリガーされます。low-X文字は、適切な10進数の範囲にあることを示すビットパターンを待つことで端末が探します。これにより、X座標のみを送信することで、Y座標を共有するポイントをショートカットで送信できます。高Xが変更されていない場合は、低Xだけでも送信できます。これにより、プログラマーが特定の座標セットでYの変化を最小限に抑えるようにデータを配置する場合、端末に送信される文字の総数を大幅に減らすことができます。 。全体的な効果により、端末に送信されるデータの量がほぼ半分になります。

グラフィックは、ASCII Group Separator（GS）文字（Control +⇧Shift + M）を送信してグラフモードに入ることで描画されます 。その後、端末が受信する4文字（またはそれ以下）のすべてのセットがX、Y座標の定義に使用されます。 GSに続く最初の4つはグラフィックカーソルを配置し、その後のすべてのポイントはディスプレイ上にベクトルを描画します。システムは、多くのコマンド、通常はユニットセパレーター（US、Control +⇧Shift + O）を使用してテキストモード（ドキュメントではアルファモード ）に戻りますが、Returnを含む他のシーケンスにも同じ効果があります。

グラフィックモードではシステムがポイントからポイントにベクトルを描画するため、分離した線を描画するために、コマンドはグラフィックモードを繰り返し開始および終了する必要がありました。目的の座標でグラフモードに入り、同じ座標に長さゼロのベクトルを描画することにより、単一の点が描画されます。

グラフィック入力

グラフィックス入力の場合、端末はキーボードの一対のサムホイールを使用してカーソルの位置を制御しました。カーソルは、ストレージシステムをトリガーするにはエネルギーが不十分な電子ビームの低強度を使用して表示されました。カーソルは、端末の電子機器によって動的に更新されました。カーソルはESC（Control +⇧Shift + K）（オンの場合はグラフィックモードもオフ）でオンにされ、次にSUB（Control + Z）でオンにされました。グラフィックスコマンドと同じX、Yエンコードを使用して、位置がコンピューターに送り返されました。これは、ESC + SUBを送信してからキーボードのキーを押すことにより、またはホストがESC + ENQを送信することにより、インタラクティブに実行できます。

4014の変更

4014シリーズには、いくつかの小さな変更と、いくつかの大きな改善がありました。

アルファモードでは、フォントをスケーリングして、さまざまな行サイズを生成できます。元の4010スタイルの35行、74文字がデフォルトでしたが、Esc + 8で特に選択することもできました。 Esc + 9は小さい文字を描画して81文字の38行を作成しました。Esc+：58 x 121の場合、Esc +。 64 x133。これらはすべて画面上で混合できます。

4010では、カーソルとグラフィックの十字線は対話型で、 ダークモードを使用してメモリに書き込まずに画面内を移動していました。これは、ビーム内のエネルギーを少なくして、見られるだけで保存するのに十分ではないエネルギーで書き込むことによって達成されました。 4014ではエスケープコードが追加され、ユーザーはEsc + pからEsc + wのいずれかのシーケンスを送信して、このモードを意図的に選択できるようになりました。これは、システムが移動可能なオブジェクトを描画できるようにするため、グラフモードで特に役立ちましたが、ちらつきを避けるために1秒間に約30回、シリアルリンクを介して継続的に更新する必要があります。これは、たとえば、ゲージのアウトラインとそのスケールマーカーを通常描画して保存し、次にダークモードを使用してインタラクティブに針を描画することで使用できます。また、以前はこれを達成する唯一の方法であったグラフィックスモードを終了して再入力することなく、グラフィックスカーソルを新しい場所に移動するためにも使用できます。 Esc + hからEsc + oを送信すると、端末は焦点をぼかすモードに設定されます。このモードは、ビームをわずかに広くし、エネルギーをより広い領域に広げることにより、強度を下げて描画します 。最後に、Esc + `からEsc + gで端末を通常のストレージモードに戻しました。

4014は、特定の座標が完了したことを示す実行文字を追加することにより、グラフィックポイントの入力方法を変更しました。これにより、たとえば、以前に保存された他の場所を変更することなく、XまたはY座標を変更できました。これは、ボックスまたは特に軸のような一連の線を描画したり、暗モードを使用して最後に保存または移動したアドレスと同じアドレスを送信して画面上にポイントを描画するのに役立ちました。 X座標とY座標は別々の文字を使用しているため、端末は以前の4010形式で送信される座標のシーケンスに引き続き気付き、到着時にそれらを描画し、下位互換性を提供します。

Enhanced Graphic Moduleをインストールすると、追加の機能セットが利用可能になりました。これらの主なものは、解像度が4096 x 4096に増加した12ビットアドレッシングの追加であり、3071の上のY軸の上部は見えません。下位Yアドレスと同じ文字範囲を使用して、上位Y文字と下位Y文字の間に余分なバイトを送信するだけで、12ビットモードで任意のアドレスを送信できます。拡張グラフィックモジュールのない4010シリーズ端末または4014では、この余分なバイトは、次の文字として到着した実際の下位アドレスですぐに上書きされるため、効果はありません。拡張グラフィックモジュールでは、端末はビット1と2を使用して通常5ビットの上位Xアドレスの前に追加し、ビット3と4を使用して上位Yアドレスに追加します。

Enhanced Graphic Moduleのもう1つの機能は、ベクトルを描画しているときにビームを定期的に中断し、破線を作成できる回路機能でした。合計で5つのパターンがありました。線、ドット、一点鎖線、短いダッシュと長いダッシュ。これらは、特にデフォーカスモードと組み合わせて強度を下げ、1座標変更機能を使用してすばやく描画する場合に、軸とスケールの描画に役立ちました。これらは、通常の4014の描画モード選択と同じエスケープ文字、範囲Esc + `からEsc + wを使用して選択されました。たとえば、拡張グラフィックがインストールされていない場合、から任意の文字を選択された通常の線描画モードに送信しますが、モジュールがインストールされた場合は通常の描画、aは点線で通常のようになります。

ASCII Record Separator（RS）文字で入力されたインクリメンタルプロットは、通常の座標を単一文字の方向に置き換えました。たとえば、送信Eは上に移動しました（「北」）。これは、制御針や同様の可動ディスプレイを描くのに特に役立ち、時間の経過とともに端末に送信する必要がある情報量を大幅に削減します。

Enhanced Graphic Moduleでは、2つのポイントプロットモードが導入されました。グラフモードのRSの代わりに、ACSIIファイルセパレーター（FS）を使用して通常のポイントプロットモードに入ると、送信される座標のポイントのみがプロットされ、それらの間のベクトルはプロットされません。 Esc + FSで入力された特別なポイントプロットは、ビームに焦点をぼかす座標に強度特性を追加し、ポイントにさまざまな明るさを持たせました。

4010技術データ

建設：	キーボード付き台座
表示：	74×35文字または1024×780ピクセル。
画面サイズ：	6.7 x 9インチ（170 mm×230 mm）
キャラクターセット：	スペースを含む64文字の印刷
キー：	52個のタイプライターキー+十字線のコントロールとスイッチ
補助キーパッド：	無し
視覚的なインジケータ：	電源ランプ+ 2つのインジケータランプ
動作モード：	英数字、グラフィックプロット、グラフィック入力、印刷
インタフェース：	RS-232C / V.24、テレタイプ
フロー制御：	無し
通信速度：	110、300、600、1200、2400、4800、9600ビット/秒
次元：	35.25 x 18.25 x 28.5インチ（89.5 cm×46.4 cm×72.4 cm）（4010） 41.15 x 20 x 32.8インチ（104.5 cm×50.8 cm×83.3 cm）（4014）
重量：	80ポンド（36 kg）

ノート