Alto

かつてアメリカで製作された試作コンピュータのひとつ

Xerox Alto (アルト) は、後にデスクトップ・メタファーを使用し、グラフィカル・ユーザー・インターフェース (GUI) をベースにしたオペレーティングシステムをサポートするように設計された最初のコンピュータである[7][8]。最初のマシンは1973年3月1日に発売された[9]。大規模市場のGUIマシンが利用可能になる10年前のことである。

Alto
Xerox Alto mit Rechner.JPG
縦型ディスプレイ、キーボードとマウスを備えたXerox Alto
開発元 Xerox PARC
製造元 Xerox PARC
発売日 1973年3月1日(47年前) (1973-03-01
標準価格 US$32,000 in 1979 (2020年時点の$110,467と同等)[1][2]
出荷台数 Alto I: 120
Alto II: 2,000[3]
対応メディア 2.5 MB one-platter cartridge[4]
OS Alto Executive (Exec)
CPU TTL-based, with the ALU built around four 74181 MSI chips. It has user programmable microcode, uses big-endian format and a CPU clock of 5.88 MHz[5][4]
メモリ 96[6]-512 kB (128 kB for 4000 USD)[4]
ディスプレイ 606×808 pixels[4]
入力機器 Keyboard, 3-button mouse, 5-key chorded keyboard
外部接続 Ethernet
関連商品 Xerox Star; Apple Lisa, Macintosh

Altoは比較的小さなキャビネットに収められ、複数のSSIとMSI集積回路から作られたカスタムの中央処理装置(CPU)を使用している。パーソナルコンピュータとしての地位にもかかわらず、各マシンのコストは数万ドルである。当初は少数しか製造されなかったが、1970年代後半までに、Xeroxの様々な研究所で約1,000台、いくつかの大学では約500台が使用されていた。総生産台数は約2,000台であった。

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みなされるようになった。1979年、スティーブ・ジョブズ (Steve Jobs) はXerox PARCへの訪問を手配し、Apple Computerの従業員がXeroxの技術のデモンストレーションを受ける代わりに、XeroxがAppleのストックオプションを購入できるようにした[10]。2回に渡ってAltoを見学した後、Appleの技術者たちは、そのコンセプトを利用して、Apple LisaMacintoshシステムを発表した。

Xeroxは最終的に、Altoのコンセプトを大幅に改良したものを「Xerox Star」として商品化し、1981年に最初に導入した。完全なオフィスシステムは、数台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み10万ドルもしたが、Altoと同様、Starは市場に直接的な影響を与えることはほとんどなかった。

歴史編集

 
Alto 3ボタンマウス
 
下面から見たAltoのボール型マウス
 
オプションの5キー・コードキーボード

Altoは、SRI International (SRI) のダグラス・エンゲルバート(Douglas Engelbart)とダスティン・リンドバーグ(Dustin Lindberg)によって開発された oN-Line System (NLS)に触発されて、1972年にバトラー・ランプソン(Butler Lampson)が書いたメモの中で考案された。設計は主にチャールズ・P・サッカー(Charles P. Thacker)が担当した。工業デザインと製造はXeroxに委託され、そのスペシャルプログラムグループのチームには、プログラムマネージャーとしてダグ・スチュワート(Doug Stewart)、アビー・シルバーストーン・オペレーションズ(Abbey Silverstone Operations)、工業デザイナーのボブ・ニシムラ(Bob Nishimura)が含まれていた。最初の30台はXeroxエルセグンド (スペシャル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(John Ellenby)、エルセグンドのダグ・スチュワート(Doug Stewart)、アビー・シルバーストーン(Abbey Silverstone)とともに、Altoのエレクトロニクスの再設計を担当した。パイロット運転の成功により、チームはその後10年間で約2,000台を生産した[11]

Xerox Altoのシャーシは現在、カリフォルニア州マウンテンビューコンピュータ歴史博物館に数台、ジョージア州ロズウェルのコンピュータ博物館に1台が展示されており、個人の手に渡ったものもある。ランニングシステムは、ワシントン州シアトルのリビングコンピュータ博物館英語版に展示されている。Charles P. Thacker は、Alto の先駆的な設計と実現により、2010年3月9日に Association for Computing Machinery の 2009 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に関する研究に対してThacker、Alan C. Kay、Butler Lampson、Robert W. Taylorに授与された[13]

2014年10月21日、Xerox Altoのソースコードや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た[14]

アーキテクチャ編集

以下の記述は、主に Xerox PARC 社の 1976年8月発行の Alto Hardware Manual[15] に基づいている。

Alto はマイクロコード化されたデザインを使用しているが、多くのコンピュータとは異なり、層状化デザイン上でマイクロコードエンジンはプログラマーから隠蔽されなかった。ピンボール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は、Texas Instruments 74181チップをベースにしたビットスライス算術演算論理ユニット (ALU) を搭載し、書き込み可能なコントロールストア拡張機能を備えたROMコントロールストアを備え、16ビットワードで構成された128 kB (512 kBに拡張可能) のメインメモリで構成されている。大容量記憶装置は、IBM 2310で使用されていたものと同様の着脱可能な2.5MBのワンプラッタカートリッジ (後にXeroxが買収したDiablo Systems社) を使用したハードディスクドライブを使用している。ベースマシンとディスクドライブ1台は、小型冷蔵庫ほどの大きさのキャビネットに収められ、デイジーチェーンを介してもう1台のディスクドライブを追加することができる。

Alto は、機能要素間の線引きを曖昧にしたり、無視したりしていた。ストレージや周辺機器への電気的インターフェース (システムバスなど) が明確に定義されている個別の中央処理ユニットではなく、Alto ALU はメモリや周辺機器へのハードウェアインターフェースと直接相互作用し、コントロールストアから出力されるマイクロ命令によって駆動される。マイクロコードマシンは、固定の優先度を持つ最大16の協調タスクをサポートする。エミュレータタスクは、ほとんどのアプリケーションが書かれた通常の命令セットを実行するが、その命令セットはData General Nova[16]の命令セットと似ているものの同じではない。その他のタスクは、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、その他のI/O機能を実行する。例として、ビットマップ表示コントローラは16ビットのシフトレジスタに過ぎず、マイクロコードは、表示リフレッシュデータをメインメモリからそのシフトレジスタに移動し、メモリデータの1と0に対応する表示画素にシリアル化する。イーサネットも同様に、最小限のハードウェアでサポートされており、出力ワードのシリアル化と入力ワードのデシリアル化を双方向に行うシフトレジスタを備えている。その速度が3Mビット/秒に設計された理由は、マイクロコードエンジンはこれ以上高速化することができず、ビデオ表示、ディスクアクティビティ、メモリリフレッシュをサポートし続けるためである。

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ース用のシリアルターミナルをサポートしていない。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&回転の台座を備えた2値 (白黒) ブラウン管(CRT) ディスプレイで、一般的な「横向き」ではなく「縦向き」に取り付けられた。入力デバイスは、カスタムの着脱式キーボード、3ボタンマウス、オプションの5キー・コードキーボード 英語版(コードキーセット)である。この2つはSRIのOn-Line Systemで導入されたもので、マウスはAltoユーザーの間で瞬く間に成功したが、コードキーセットは人気が出なかった。

初期のマウスでは、ボタンは3本の細い棒状で、左右ではなく上下に配置されて、ドキュメント内での色にちなんで命名された。動きは、互いに直角に配置された2つの車輪で感知されていた。これらはすぐに、Ronald E. Riderが発明してBill Englishが開発したボールタイプのマウスに取って代わられた。これらは、フォトメカニカルマウスで、最初は白色光で、次に赤外線 (IR) を使用して、マウス内の車輪の回転をカウントした。

このキーボードは、各キーが一連のメモリロケーションにおいて個別のビットとして表わされる点で興味深いものがある。その結果、複数のキーを同時に読み取ることができる。この特性を利用して、ディスク上のどこからAltoを起動するかを変更できる。キーボードの値は、起動するディスク上のセクタアドレスとして使用され、特定のキーを押しながら起動ボタンを押すと、異なるマイクロコードやオペレーティングシステムをロードすることができる。これは「ノーズブート」(nose boot)という表現を生み出し、テストOSリリースの起動で必要なキーにが、思いつくよりも多くの指が必要であった。ノーズブートは、指定されたキー配列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 move2keys プログラムによって廃止された。

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、他にもいくつかのI/OデバイスがAlto用に開発されたが、これらは非常に稀であった。Altoはまた、ファイルサーバとして動作するように外部ディスクドライブを制御することができた。これはマシンの一般的なアプリケーションである。

ソフトウェア編集

Alto の初期のソフトウェアはプログラミング言語 BCPL で記述され、後に Mesa [17]で記述された。この言語は PARC の外では広く使われていなかったが、Modula のような後のいくつかの言語に影響を与えた。Altoは初期バージョンのASCIIコードを使用していたが、これはアンダースコア文字を欠き、代わりにALGOL 60や多くの派生で使用されている左矢印文字を代入演算子に使用した。この特殊性が、複合識別子キャメルケーススタイルのソースであった可能性がある。また、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可能であった[15]

Altoは、テキストやグラフィックを含むすべての出力でラスターグラフィックモデルの使用を普及させるのに貢献した。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) の概念を導入した。その小さなメモリサイズにもかかわらず、以下のような多くの革新的なプログラムがAltoのために書かれた。

表計算ソフトやデータベースソフトウェアはなかった。最初の電子表計算プログラムであるVisiCalcが登場したのは1979年のことである。

暫定ダイナブック編集

 
AltoやNoteTakerで動作したアラン・ケイ達の暫定Dynabook環境(Smalltalk-76、同-78の頃)

アラン・ケイらによってAlto上で開発された世界初のGUIベースのオペレーティングシステム (OS) 的存在であるSmalltalkは、パーソナルコンピューティングの方向性をエンドユーザーに示すだけでなく、オブジェクト指向の概念を本格的に取り入れた設計で開発者にもアピールし、このときのオブジェクト指向によるOS(APIフレームワーク)設計は、現在最先端と言われるOSにも今なお色濃い影響を与え続けている。

1970年代半ばにはすでに、ウインドウシステム、メニュー操作、アイコン付きパレット、WYSIWYGエディタなど、現在のパソコンに匹敵する特徴も備えていた。出資受容の条件に要求してこれを見た、アップルコンピュータスティーブ・ジョブズに大きな影響を与え、LisaMacintoshを開発させるきっかけとなった。

普及と進化編集

技術的には、Altoは小型のミニコンピュータであったが、当時のメインフレームコンピュータや他のミニコンピュータとは対照的に、一人で机に座って使用するという意味では、パーソナルコンピュータと見なすことができた。それは間違いなく「最初のパーソナルコンピュータ」であったが、このタイトルについては他の人々の議論がなされている。より重要なことは (おそらく議論の余地は少ないが)、Unixオペレーティングシステムに基づくApolloや、開発環境としてLispをネイティブに実行するように設計されたSymbolics社のシステムのようなシングルユーザーマシンのスタイルの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ている[22]

1976年から1977年にかけて、スイスのコンピュータのパイオニアであるニクラウス・ヴィルト(Niklaus Wirth)はPARCでサバティカルを過ごし、Altoに興奮していた。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、ゼロから新しいシステムを作ることを決意し、彼のグループと一緒にLilithを設計した[23]。Lilithは1980年頃に完成したが、これはApple LisaApple Macintoshが発売されるかなり前のことである。1985年頃、Wirthは「Project Oberon」という名前でLilithの全面的な再設計を開始した。

1978年、Xeroxは50台のAltosを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[17]ロチェスター大学[24]に寄贈した。メリーランド州ゲイザースバーグにある国立標準局コンピュータ科学研究所 (現在のNIST) には、1978年後半に1台のAltoが、Xerox Interim File System (IFS)ファイルサーバーとDoverレーザープリンターとともに寄贈された。これらのマシンは、ETH Zürich LilithやThree Rivers CompanyのPERQワークステーション、そして最終的にスピンオフ企業であるSun Microsystemsによって販売されたStanford University Network (SUN)ワークステーションにインスピレーションを与えた。Apollo/Domain ワークステーションは、Altoの影響を強く受けた。

Altoの取得後、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・サプライヤーをその方向に導こうとした。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を要請した。そのような構成を提供できるメインフレームメーカーがなかったため、この要請は最終的に取り下げられた。

1979年12月、Apple Computerの共同創設者であるスティーブ・ジョブズ(Steve Jobs)はXerox PARCを訪れ、Smalltalk-80オブジェクト指向プログラミング環境、ネットワーク、そしてもっとも重要なのはAltoが提供するマウス駆動のグラフィカル・ユーザー・インターフェースであるWYSIWYGを見せられた。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1つには興奮し、すぐにそれをAppleの製品 (最初はLisa、次にMacintosh) に統合し、彼の会社で働くために何人かの重要な研究者を引きつけた。

1980年から1981年にかけて、PARCやXerox System Development Departmentの技術者たちは、Xerox Altoを使ってXerox Starワークステーションを設計した。

XeroxとAlto編集

Xeroxは、PARCで開発された技術の価値に気づくのが遅れていた[25]。1960年代後半に米Xerox社がScientific Data Systems (SDS、後のXDS) を買収しても、PARCには何の関心を持たなかった。PARCはDigital Equipment Corporation (DEC) のPDP-10を独自にエミュレーションしてMAXCと名付けた[26]。MAXCはARPANETへのゲートウェイマシンであった。同社は商業的にテストされていない設計でコンピュータ事業に再び参入することに消極的であったが、その哲学の多くは後の製品に搭載されることになる。

Byte誌は1981年に次のように述べている[17]

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を買うことはまずないであろう。これらは商業販売を目的としたものではなく、Xeroxの開発ツールとしてのものであり、大量生産されることはない。彼らに言及する価値があるのは、明日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で設計されるという胃実である。

Altoの後、PARCは、非公式には「Dマシン」と呼ばれている、より強力なワークステーションを開発した (いずれもプロジェクトとして意図されたものではない[要説明])。Dandelion (最も強力ではないが、唯一製品化された)、Dolphin、Dorado (最も強力で、エミッタ結合型ロジック(ECL)マシン)、そしてDandel-Irisなどのハイブリッド機である。

1977年のApple IIや 1981年のIBM Personal Computer (IBM PC) などのパーソナルコンピュータが登場するまでは、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端末を搭載した高価なメインフレームと、ミニコンピュータに支配されていた。1970年代を通じて、XeroxはPARCの研究に興味を示さなかった。Xerox社が「Xerox 820」でPC市場に参入したとき、彼らはAltoのデザインを大幅に否定し、代わりに当時の標準であった80×24文字のみのモニタとマウスを持たないCP/Mベースの非常にオーソドックスな機種を選択した。

その後、PARCの研究者の助けを借りて、Xeroxは最終的にDandelionワークステーションをベースとする「Xerox Star」を開発し、その後、コストを抑えた「Star」であるDaybreakワークステーションをベースにしたオフィスシステム「6085」を開発した。これらのマシンは、バトラー・ランプソン(Butler Lampson)の論文で説明されている「Wildflower」(ワイルドフラワー)アーキテクチャに基づいており、アイコン、ウィンドウ、フォルダーからなる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キング、ネットワークベースのレーザープリンタサービスなど、Altoの革新的な機能のほとんどが組み込まれていた。

Xerox社が自分たちの間違いに気付いたのは、1980年代初頭、Apple社の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イスによってPC市場に革命を起こした後のことである。これらはいずれも「Alto」からコピーされたものである[25]。Xerox Starシリーズは商業的には比較的成功を収めたが、遅すぎた。高価なXeroxワークステーションは、初代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することができず、Xeroxはワークステーション市場から完全に撤退してしまった。

参照項目編集

参考文献編集

  1. ^ Federal Reserve Bank of Minneapolis Community Development Project. "Consumer Price Index (estimate) 1800–". Federal Reserve Bank of Minneapolis. 2019年1月2日閲覧
  2. ^ Wadlow, Thomas (1981). “The Xerox Alto Computer”. Byte Magazine 6 (9). https://archive.org/details/byte-magazine-1981-09/page/n59. 
  3. ^ MP3 Audio of Ron Cude talking about the 1979 Boca Raton Alto Event. The DigiBarn Computer Museum, 2003.
  4. ^ a b c d History of Computers and Computing, Birth of the modern computer, Personal computer, Xerox Alto”. 2016年4月19日閲覧。
  5. ^ Alto I Schematics”. Bitsavers. p. 54. 2016年7月21日閲覧。
  6. ^ Alto Operating System Reference Manual. Xerox PARC. (26 June 1975). p. 2. http://bitsavers.org/pdf/xerox/alto/memos_1975/Alto_Operating_System_Reference_Manual_Jun75.pdf 2016年7月21日閲覧。 
  7. ^ Koved, Larry; Selker, Ted (1999). Room with a view (RWAV): A metaphor for interactive computing.. IBM TJ Watson Research Center. 
  8. ^ Thacker, Charles P., et al. Alto: A personal computer. Xerox, Palo Alto Research Center, 1979.
  9. ^ Archived copy”. 2013年11月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年6月25日閲覧。
  10. ^ The Xerox PARC Visit”. web.stanford.edu. 2018年9月2日閲覧。
  11. ^ "The History of the Xerox Alto". Carl J. Clement. March, 2002.
  12. ^ Virginia Gold. “ACM Turing Award Goes to Creator of First Modern Personal Computer”. Association for Computing Machinery. 2011年1月11日閲覧。
  13. ^ "2004 Recipients of the Charles Stark Draper Prize"
  14. ^ McJones, Paul (2014年10月21日). “Xerox Alto Source Code - The roots of the modern personal computer”. Software Gems: The Computer History Museum Historical Source Code Series. Computer History Museum. 2015年1月8日閲覧。 “With the permission of the Palo Alto Research Center, the Computer History Museum is pleased to make available, for non-commercial use only, snapshots of Alto source code, executables, documentation, font files, and other files from 1975 to 1987.
  15. ^ a b Alto Hardware Manual”. bitsavers.org. Xerox. 2019年7月17日閲覧。
  16. ^ Alto: A Personal Computer System”. p. 13 (1974年12月). 2020年8月10日閲覧。
  17. ^ a b c Wadlow, Thomas A (1981年9月). “The Xerox Alto Computer”. Byte: pp. 58. https://archive.org/stream/byte-magazine-1981-09/BYTE_Vol_06-09_1981-09_Artifical_Intelligence#page/n59/mode/2up 2013年10月19日閲覧。 
  18. ^ Douglas K. Brotz (1981年5月). “Laurel Manual”. Xerox. 2020年8月10日閲覧。
  19. ^ Mark Ollig (2011年10月31日). “They could have owned the computer industry”. 2020年8月10日閲覧。
  20. ^ Xerox Star”. The History Of Computing Project. 2020年8月10日閲覧。
  21. ^ Kay, Alan (March 1993). “The early history of Smalltalk” (PDF). HOPL-II The second ACM SIGPLAN conference on History of programming languages (ACM) 28 (3): 69-95. http://www.vpri.org/pdf/hc_smalltalk_history.pdf 2017年9月4日閲覧。. 
  22. ^ Personal Computer Milestones”. Blinkenlights Archaeological Institute. 2006年12月31日閲覧。
  23. ^ Lilith Workstation”. 2017年1月3日閲覧。
  24. ^ Denber, Michel (1982年2月). “Altos Gamesmen”. Byte: pp. 28. https://archive.org/stream/byte-magazine-1982-02/1982_02_BYTE_07-02_Winter_Computing#page/n29/mode/2up 2013年10月19日閲覧。 
  25. ^ a b Douglas K. Smith; Robert C. Alexander (1988). Fumbling the Future: How Xerox Invented, Then Ignored, the First Personal Computer. New York: William Morrow. ISBN 978-0688069599 
  26. ^ Edward R. Fiala (May 1978). “The Maxc Systems”. Computer. https://pdfs.semanticscholar.org/0bbe/4be10b2770fa6435e00cea74ee5f6c4f1115.pdf. 
Notes
  • Alto User's Handbook, Xerox PARC, September 2013

Further reading編集

  • Douglas K. Smith; Robert C. Alexander (1988). Fumbling the Future: How Xerox Invented, Then Ignored, the First Personal Computer. New York: William Morrow. ISBN 978-0688069599 

外部リンク編集