Дружній інтерфейс

В епоху «великих» ЕОМ та перших двох поколінь мікрокомп’ютерів, тобто до середини 80-х років правила гри задавав комп’ютер, а людина була вимушена пристосовуватися до його можливостей. Основним засобом введення інформації в ЕОМ була клавіатура, а виведення – алфавітно-цифровий дисплей. Спілкування людини з комп’ютером (точніше кажучи, з операційною системою рівня CP/M, MS‑DOS) здійснювалося на жахливо далекому від природньої командній мові, засвоїти яку могли тільки професіонали. Поки ЕОМ було відносно небагато, таке становище здавалося прийнятним, але як тільки комп’ютери стали товаром масового попиту і потрапили на стіл до школярів та домогосподарок, проблема простого та інтуїтивно зрозумілого способу спілкування людини з комп’ютером вийшла на перший план. Без її розв’язання комп’ютер ніколи б не став дійсно персональним.

Пізніше, завдяки дослідженням зі створення дружнього інтерфейсу «людина – ЕОМ», що був проведений у 60-і роки Дагом Енгелбартом (Doug Engelbart), ця властивість ОС змінилася. У кінці 50-х рр за підтримки Міністерства оборони США Енгелбарт заснував в містечку Менло-парк недалеко від Стенфорда у відомій нам Кремнієвій Долині самостійний підрозділ інституту під назвою «Augmentation Research Center - ARC».

З електронікою Енгельбарт познайомився у роки другої світової війни, коли служив на флоті техніком на радіолокаційній установці. У 1951 році Енгелбарт, залишивши службу, поступив до аспірантури у Каліфорнійському університеті Берклі, де спеціалізувався в області електроніки.

У той час, коли студенти технічних коледжів працювали на комп’ютерах, що займали цілі зали, Енгелбарт роздумував про такі нечувані речі, як застосування обчислювальних машин у навчальному процесі, та нові способи взаємодії людини з машиною. Протягом декількох років ARC не мав можливості найняти співробітників, і Енгелбарт працював по суті наодинці.

Більш ніж за 15 років до того, як системи обробки текстів набули широкого поширення, Енгелбарт вже думав про друкарську машинку, яка, автоматизуючи роботу на нижчому рівні ієрархії, дозволить письменникові ефективніше використовувати верхні рівні свого інтелекту. “Наприклад, – писав він, – нарис майбутньої роботи можна швидко скласти з перебудованих фрагментів старих нарисів, поповнивши їх новими словами або абзацами, які легко вставити, користуючись клавіатурою”.

Енгелбарт проаналізував також теоретичну основу маніпулювання символами і зображеннями. Але наукова громадськість, яка була пов’язана з обчислювальною технікою, залишила без уваги роботи і вислови Енгелбарта. Одним з небагатьох, хто розділяв його погляди, був Роберт Тейлор,фінансовий директор відділу методів обробки інформації ARPA (Advanced Research Projects Agency – Агентство перспективних досліджень). У 1964 р. Тейлор виділив Стенфордському інституту та його центру ARC річний бюджет у півмільйона доларів для цих досліджень. У Енгелбарта з’явилася можливість спробувати втілити свою теорію на практиці.

У 1964 році Енгелбарт винайшов маніпулятор “миша”, без якого важко уявити собі сучасний комп’ютер. Цей пристрій з технічною назвою “Покажчик x-y-позиції для дисплея”пересувався на прихованих роликах, мав зверху пару кнопок і з’єднувався кабелем з консоллю. Енгелбарт охрестив його “мишею” – через маленький розмір та кабель, що був схожий на хвіст. Протягом наступних чотирьох років з колективом обдарованих фахівців він фантазував та експериментував, створюючи і випробовуючи нові системи. Результатом цих експериментів став графічний інтерфейс користувача (GUI, Graphical User Interface), що складається з вікон, значків, різних меню та миші.

У 1968 р. Енгелбарта запросили виступити на представницькій конференції з обчислювальної техніки у Сан-Франциско. Енгелбарт вирішив скористатися цією пропозицією, щоб продемонструвати плоди своїх майже двадцятирічних праць і роздумів.

Один з піонерів комп’ютерної графіки Ендрієс ван Дам охарактеризував доповідь Енгелбарта як “щось приголомшливе”. Глядачі, можливо, навіть не усвідомлюючи того, спостерігали сцени з майбутнього. Хоча демонстраційна апаратура була кустарною і недосконалою, уявлення Енгелбарта про взаємодію людини з машиною того дня як би ожили перед аудиторією. Люди побачили, як легко та природно можна маніпулювати зображеннями, змінювати текст, швидко переходити від одного файлу до іншого. Роками Енгелбарт намагався викласти свої ідеї словами. Того дня у Сан-Франциско він нічого не пояснював, а просто показав все на сцені.

Після закінчення півторагодинної демонстрації публіка влаштувала Енгелбарту справжню овацію. Проте, як це відбулося практично з усіма ідеями Енгелбарта, впровадження продемонстрованих пристроїв у комерційне виробництво відбулося набагато пізніше, і плоди винаходів талановитого вченого пожинали вже інші.

Коли на початку 70-х років військові припинили фінансувати ARC, багато співробітників Енгелбарта перейшли на роботу в дослідницький центр фірми Xerox, що знаходиться поряд із Стенфордським університетом у містечку Пало-альто (Palo Alto Research Center – PARC). Розбагатівши на продажі копіювальної техніки, ця фірма вклала дуже великі гроші у наукові дослідження, причому пріоритетними вважалися не сьогохвилинні вдосконалення, а принципово нові високі технології.

Центр PARC у 1970-1980 роки зібрав багато видатних вчених і, безумовно, лідирував у багатьох областях обчислювальної техніки та інформатики. Окрім комп’ютера «Alto», тут була розроблена локальна комп’ютерна мережа «Ethernet», створений на ті часи кращий видавничий пакет програм «Ventura Publisher» і таке інше.

У 1971 році у відділі обчислювальної техніки PARC, стартував проект «Alto», керівником та натхненником якого був Алан Кей (Alan Kay), що тільки-но захистив докторську дисертацію у Стенфордському університеті. Як і Енгелбарт, Кей прагнув того, щоб комп’ютерні програми виконувалися за допомогою таких простих дій, як вибір команд або символів на екрані. Кей виконав теоретичну роботу з проблеми взаємодії людини з комп’ютером майбутнього. За його задумом, ідеальний комп’ютер формою та розмірами повинен нагадувати книгу (було придумано навіть назва «Dynabook» – динамічна книга), мати плоский кольоровий графічний монітор високої розподільчої здатності, за допомогою засобів зв’язку підключатися до будь-яких бібліотек світу і бути, до того ж, дешевим (не дорожче 500 доларів). Крім того, гіпотетичний комп’ютер повинен підтримувати таку просту та інтуїтивно зрозумілу мову спілкування, щоб з ним могла працювати навіть дитина: «Якщо людині для роботи з машиною доведеться перегортати керівництво з експлуатації, то ця система приречена». Навіть за сьогоднішніми мірками проект «Dynabook» виглядає фантастично, що ж можна говорити про технічну базу 70-х років? Проте, фірма Xerox надала Кею можливість спробувати хоча б частково реалізувати свою ідею у чудових умовах PARC. Проект «Alto» якраз і був спробою створити «проміжний Dynabook».

У 1973 році комп’ютер «Alto» був побудований (за два роки раніше до офіційної демонстрації у 1975 р. “Альтаїра”). Хоча його габарити та ціна були далекі від заявлених у проекті «Dynabook», він є видатним досягненням обчислювальної техніки тих часів. Принципи, які були закладені у його основу, виявилися настільки прогресивними, що випередили свій час на ціле десятиліття і стали базовими для наступного покоління персональних комп’ютерів.

Комп’ютер мав графічний дисплей, звичайну та фортепіанну клавіатуру, синтезатор звуків (Кей був прекрасним музикантом і не міг залишити своє творіння «глухонімим»), керувався «мишею», яку запозичив у Енгелбарта. Проте, головним у новому комп’ютері було його абсолютно оригінальне програмне забезпечення. Кей відмовився від стандартних операційних систем та мов програмування (Basic, Fortran та ін.) і розробив принципово нову мову Smalltalk.

Для взаємодії з користувачем в системі Smalltalk вперше з’явилася ідея «робочого столу» з «вікнами», в яких відображалися тексти та малюнки. Вікна за допомогою миші могли переміщуватися по столу, відкриватися та закриватися. Таким чином, в проекті «Alto» вперше була запропонована ідея віконного, графічного, призначеного для користувача інтерфейсу – GUI. Цей комп’ютер, який був створений за два роки до «Altair-8800» та за 8 років до IBM РС, може вважатися першим дійсно персональним комп’ютером. Проте корпорація Xerox так і не пустила машину у масове виробництво, побоюючись малого попиту на неї. Було виготовлено всього 2000 машин, в основному для внутрішнього користування.

Алан Кей займався вдосконаленням комп’ютера «Alto» та системи Smalltalk аж до 1980 р., проте фірма Xerox так і не зуміла налагодити їх масове виробництво та отримати комерційну вигоду зі свого видатного досягнення. Цьому заважали об’єктивні труднощі, оскільки 8- та й 16-розрядна мікропроцесорна база 70-х років не дозволяла створити дешевий комп’ютер такого класу. Розроблений у 1981 р. на основі «Alto» комп’ютер «Star-8010» призначався для комп’ютеризації офісів і був дуже зручним для застосування, оскільки на його екрані моделювалася обстановка контори з документами, картковими скринями, сміттєвою корзиною і т.і., проте його ціна не опускалася нижче 16 000 доларів і продаж був невеликим. Поступово весь проект дружнього комп’ютера зазнав занепаду, і, можливо, став би тільки історичним курйозом, якби не його друге народження у фірмі Apple.

Фірма Apple Computer ще у грудні 1979 р., почувши про фінансові проблеми центру PARC, домовилася про те, щоб групі провідних інженерів Apple на чолі зі Стівом Джобсом (Steve Jobs, розробник комп’ютера Apple), продемонстрували всі секрети комп’ютерів «Alto» і «Star» в обмін на продаж фірмі Xerox 100 000 своїх акцій за один мільйон доларів.

Побачене справило на Джобса дуже глибоке враження. Він чітко усвідомив, який скарб залишається без попиту і зробив все, щоб дружні комп’ютери нового покоління вперше з’явилися під його фірмовою маркою. З цією метою він переманив у фірму Apple 15 з 25 провідних інженерів PARC і дав їм завдання створити на основі проекту «Star» власну ЕОМ під назвою «Lisa». Протягом 1982 р. на конструювання самої «Лізи» було витрачено 50 млн доларів, а на розробку її програмного забезпечення – 100 млн доларів.

У січні 1983 р. комп’ютер «Lisa» був пущений у продаж, проте, всупереч розрахункам фірми продати 50 000 примірників, за рік було реалізовано всього 15 000. Причина та сама, що і у «Xerox Star» – висока ціна. Невдача не бентежила керівництво компанії, адже свого часу «Apple» теж не вдався з першої спроби, до того ж нинішнє фінансове становище фірми дозволяло їй експериментувати – у 1983 р. доходи компанії впритул наблизилися до мільярда доларів.

У 1984 р. друга спроба Джобса, Apple Macintosh, мала величезний успіх, не тільки через дешевизну, але ще і тому, що на ньому працював дружній інтерфейс, тобто призначений для користувачів, які нічого не знають про комп’ютери і, більш того, зовсім не охочих будь-чому навчатися. Тільки за перших 9 місяців було продано 275 тис. машин. На 1989 рік операційна система Macintosh MACOS не мала собі рівних за простотою використання.

3.5. Прообраз сучасного «ноутбука»

Технологічна революція, на хвилі якої персональні комп’ютери зайняли лідируюче становище серед обчислювальної техніки другої половини двадцятого сторіччя, змусила розробників прагнути не тільки до збільшення потужностей ПК, але й до зменшення їхніх габаритів.

Американський підприємець Адам Осборн (1940 р.н.) закінчив два університети у Бірмінгемі та Делавері, у 1968 році став доктором наук, захистивши дисертацію по застосуванню хімічних технологій в електроніці. Приблизно у той самий час Осборн вирішив все таки пов’язати свою долю з комп’ютерами, влаштувавшись програмістом-консультантом у каліфорнійську компанію Shell Development. Проте, бажання мати власний бізнес неминуче підштовхувало Осборна до ідеї створення нової компанії, яка була б здатна приносити стабільний дохід. Першим проектом Адама стало засноване у 1970 році видавництво Osborne & Associates, проте після десяти років ця фірма, що так і не виправдала надій її власника, була продана.

Все глибше і глибше ознайомлюючись з електронними технологіями того часу, Осборн поставив на меті створити перший у світі переносний персональний комп’ютер, який міг би вміщуватися під сидінням пасажирського авіалайнера. На думку Осборна, цей винахід корінним чином змінив би американський діловий світ, оскільки за допомогою такого інструменту бізнесмени могли б не відриватися від роботи навіть під час подорожей та ділових поїздок, передаючи результати своєї роботи за призначенням або за допомогою дисків, або за допомогою комутаційних пристроїв. Завдяки природному оптимізму та рідкісній заповзятливості Осборн вирішив не відкладати справу у довгу скриню і зробив те, чого не зробили гіганти комп’ютерної індустрії через побоювання втратити кошти через непередбачуваність ринку.

Вклавши у новий почин накопичені на видавничому бізнесі особисті заощадження у розмірі 250 тисяч доларів, Осборн заснував компанію Osborne Computer Corporation, яка вже на початку 1980 року взялася за розробку прообразу сучасного «ноутбука».Готовий виріб, що отримав назву Osborne I, з’явився на ринку рівно через рік, поступивши у роздрібний продаж за ціною 1795 доларів.

В основу архітектури Osborne I був закладений універсальний процесор Z80A виробництва компанії Zylog з тактовою частотою 3,5 Мгц. Комп’ютер був оснащений 64 Кбайт оперативної пам’яті, двома дисководами 5,25", монохромним дисплеєм з діагоналлю 5". У складі “персоналки” був паралельний та послідовний порти, порт для підключення модему, а також спеціальний розйом для з’єднання машини із зовнішнім монітором. Даний портативний комп’ютер важив трохи більше 10 кілограм і розмірами був схожий на невелику, але містку валізу. У якості програмної платформи Osborne I використовував подібну до MS-DOS операційну систему з командним рядком, адаптований для Osborne текстовий редактор WordStar та редактор таблиць.

Ледве з’явившись на ринку, Osborne I придбав справді нечувану популярність: протягом місяця компанія зуміла виконати річний план по реалізації своєї продукції, продавши більше 10 тисяч примірників Osborne I. Попит на переносні комп’ютери помітно перевищував пропозицію та виробничих потужностей Osborne Computer просто не вистачало для повноцінного покриття ринку.

Відчувши комерційний успіх свого проекту, Адам Осборн розпорядився розпочати проектування нової, ще досконалішої та могутнішої моделі портативного комп’ютера – Osborne Executive. Але у даному випадку оптимізм та енергійність Адама зіграли негативну роль: повідомивши пресу про безперечні переваги своєї нової розробки ще задовго до того, як вона була готова до продажу, Осборн, сам того не підозрюючи, знищив своє єдине джерело доходу – в очікуванні сучаснішого комп’ютера споживачі практично перестали купувати Osborne I.

Проте з Osborne Executive справи пішли зовсім не так гладко, як планував Осборн: нова машина, була розроблена поспіхом, мала безліч «слабких місць», які вимагали негайного виправлення, але як тільки чергова «ахиллесова п’ята» виявлялася ліквідованою, в системі комп’ютера негайно виявлялася нова. Зірвавши партнерам всі терміни поставок Osborne Executive, не виконавши умови контракту та виплативши значні неустойки, у 1982 році компанія оголосила себе банкрутом.

Таким чином, комерційна ініціатива на ринку портативних персональних комп’ютерів була втрачена і прапор, що впав, тут же підхопила корпорація IBM, анонсувавши 29 лютого 1984 року новий вироб під маркою IBM Personal Portable Computer 5155. Зовні ця машина практично нічим не відрізнялася від своєї попередниці, хіба що в цій моделі переносного комп’ютера використовувався досконаліший дисплей з діагоналлю 9". IBM PPC 5155 був зібраний на базі процесора Intel 8088 з тактовою частотою 4,77 Мгц, мав два 5,25" дисководи ємністю 360 Кбайт, 256 Кбайт оперативної пам’яті, об’єм якої міг бути розширений до 640 Кбайт.

Після краху надій, що був викликаний банкрутством Osborne Computer, невгамовне бажання діяльності та любов до комп’ютерних технологій змусили Адама Осборна створити нову компанію з розробки програмного забезпечення – Paperback Software. Але й ця фірма благополучно звалилася після судового розгляду з корпорацією Lotus Development, предметом якого стала суперечка про авторські права на постачання програмних продуктів Paperback Software.

Прагнення зробити комп’ютер переносним виникло і в інших фірм. У 1982 році фірма Compaq випустила перший портативний персональний комп’ютер, який за свої розміри отримав назву – laptop («наколінний»,). Надалі розміри портативних комп’ютерів ще зменшилися, і вони стали порівнюватися за розмірами з великим зошитом – notebook. Наступний крок – спробувати покласти його в кишеню, що уже й зроблено.

У боротьбу за перспективний сектор ринку включилися декілька фірм. Apple Computers, яка досягла успіху на ринку персональних комп’ютерів, випустила у 1993 році модель Newton, що мала на ті часи цілком пристойні характеристики: 640 Кбайт оперативної та 3 Мбайт постійної пам’яті, 32-бітовий процесор з тактовою частотою 20 Мгц, рідкокристалічний екран з розподільчою здатністю 240 х 336 точок. Вельми оригінально була вирішена проблема введення даних. При такому розмірі комп’ютера на ньому важко розмістити клавіатуру, тому була реалізована технологія «електронного олівця», у якій текст, що вводиться, пишеться від руки спеціальним стрижнем на екрані, а потім відбувається розпізнавання символів.

Навколо проекту Newton фірма розгорнула широку рекламну кампанію і навіть у свій час заявляла, що ці мініатюрні пристрої, названі Personal Digital Assistant (PDA) – «персональний цифровий помічник» – найважливіший стратегічний напрям у виробників комп’ютерів. Проте, не дивлячись на всі зусилля, Newton не повторив долю легендарних Macintosh – всього було продано 80 000 примірників, після чого проект тихо помер.

Невдача Apple не бентежила решту виробників мініатюрних комп’ютерів – фірми Psion, Hewlett-Packard та ін., які під загальною назвою «palmtop» (на долоні) випустили на ринок декілька моделей кишенькових комп’ютерів. Вони цілком успішно продаються і вдало доповнюють звичайні настільні (desktop) персональні комп’ютери. Більш того, щоб користувач міг працювати у звичному середовищі, фірма Microsoft розробила полегшену версію операційної системи Windows з назвою Windows CE (Compact Edition), яка спеціально призначена для кишенькових комп’ютерів.