БК (семейство компьютеров)

У этого термина существуют и другие значения, см. БК (семейство компьютеров) (значения).

БК (семейство компьютеров)
Тип	Бытовой компьютер
Выпущен	1985 г.
Размер байта	8 бит
Размер слова	16 бит
Шина адреса	16 бит
Тип шины	МПИ (Q-Bus)
Архитектура	CISC
Процессор	К1801ВМ1 на частоте 3 либо 4 МГц
Память	32 КБ
Чипсет	1801
Устройства хранения данных	компакт-кассета, дисковод
ОС	см. Операционные системы БК-0010/11

Материнская плата БК

БК (Бытовой Компьютер) — семейство советских 16-разрядных домашних и учебных компьютеров, совместимых по системе команд и частично по архитектуре с СМ ЭВМ, PDP-11 и ДВК.

Разработка и производство

Семейство компьютеров БК-0010 было разработано в НИИ точной технологии НПО «Научный Центр», г. Зеленоград.^[1]. Главный конструктор от НИИТТ — Александр Н. Полосин ^[2], главный конструктор от завода «Экситон» — С. М. Косенков^[1]. В январе 1985 года разработчики компьютера опубликовали статью с описанием БК в журнале «Микропроцессорные средства и системы» (печатный орган Государственного Комитета СССР по науке и технике, номер 1 за 1985 год)^[3]. Разработка БК была осуществлена на заводе «Экситон»^[4], г. Павловский Посад, где и было налажено первое серийное производство. Впоследствии опытные партии модели БК-0010 выпускались на Казанском заводе радиокомпонентов (Завод №7) и «Нуклон» в г. Шяуляй (Литва). Последующие модели серийно производились также на заводах "Завод №7", г. Казань (только БК-0010-01 с жесткой клавиатурой), «Экситон»^[5], г. Павловский Посад, «Нуклон» в г. Шяуляй (Литва)^[6] (только модель БК-0010-01), в Армении(только модель БК-0010-01), а также на «Заводе Полупроводниковых Приборов» в Йошкар-Оле (только модель БК-0011). Полный спектр моделей БК производился только на заводе "Экситон".

Всего было произведено более 162 тысяч БК-0010/-0011; завод «Экситон» в 1983—1992 годы изготовил около 125 тысяч БК: около 78 тысяч для розничной продажи и более 44 тысяч в составе школьных классов.^[6] Последние произведённые экземпляры БК относятся к 1993 году^[7].

Цены на компьютеры составляли:

• БК-0010: 600 рублей (1985 год)^[8].
• БК-0010.01: 650 рублей, 750 рублей (1990 год)^[9]

Цены на БК 0010-01 были меньше цены цветного телевизора, но в 2—3 раза выше заработной платы инженера.

Технические характеристики и особенности

• Процессор: К1801ВМ1 (совместим по системе команд с LSI-11/03 из семейства PDP-11) на тактовой частоте 3 МГц (в БК-0011/БК-0011М повышена до 4 МГц)
• Оперативная память: первые 32 КБ адресного пространства, из которых 15,5 КБ отведено под программы и данные, 512 байт под стек и системные регистры, и ещё 16 КБ — под видеопамять. При нажатии определённой комбинации клавиш или выдаче специальной команды можно было увеличить объём оперативной памяти для программ с 15,5 КБ до 27,5 КБ за счёт уменьшения видеопамяти до 4 КБ. При этом на экране отображалось всего 4 строки текста. В языке «Фокал» БК-0010 командой «V» можно узнать количество свободной памяти (после включения отображает «СВОБОДНО 35776 Б. ОЗУ»).^[8]
• Постоянная память: последние 32 КБ адресного пространства. Из них 8 КБ отведено под драйверы клавиатуры, дисплея и магнитофона и мониторную систему (примитивный вариант операционной системы с командной строкой);
• Клавиатура: 92 клавиши; контроллер К1801ВП1-014
• Блок питания — внешний трансформаторный

Стандартным устройством хранения данных служил бытовой кассетный магнитофон с функцией управления двигателем, или без неё. В компьютере имеется реле для запуска/остановки двигателя магнитофона.

В качестве дисплея использовался бытовой чёрно-белый или цветной телевизор (после доработки) или, реже, специальный монитор.

Устройство отображения

• Особенность устройства отображения, собранного на контроллере К1801ВП1-037 заключается в наличии только графического режима. Текстовый режим отсутствует; буквы при выводе преобразуются в их графические изображения и выводятся как картинка.
• Графический режим только один (если не считать режим сокращения графического ОЗУ в пользу памяти программ), с двумя способами вывода на экран телевизора. Для программ нет разницы, каким из них картинка выводится на экран — организация видеопамяти не меняется. Разницу ощущает лишь пользователь, смотрящий на экран. Компьютер имеет два разъёма для подключения к телевизору: чёрно-белый (телевизионный сигнал с яркостной составляющей) и цветной (синхронизация + RGB). Способ вывода на экран определяется только тем, к какому из разъёмов подключен телевизор.
• При первом способе каждый бит ОЗУ видеопамяти кодирует ровно одну точку на экране. Соответственно, точка имеет два состояния: чёрное и белое. Полутона достигаются дроблением изображения (дизеринг). Каждое машинное слово кодирует 16 точек в строке, начиная с левого верхнего угла экрана. Предполагается съём видеосигнала с чёрно-белого разъёма. Если вывести сигнал через цветной разъём, то на экране будет читаемая, но неудобная для восприятия цветовая «каша».
• При втором способе та же самая информация графического ОЗУ имеет иное значение: каждая точка кодируется двумя соседними битами. Соответственно, возможно 4 цвета: чёрный, красный, зелёный, синий (базовые цвета); белый цвет отсутствует. Каждое машинное слово кодирует 8 соседних точек в строке. Предполагается съём видеосигнала через цветной разъём. Если вывести сигнал через чёрно белый разъём, то на экране будет чёрно-белое изображение с яркостью, никак не соответствующей яркости реальных цветов.
• При чёрно-белом способе вывода можно отобразить 512 × 256 точек, при цветном — 256 × 256.
• Драйвер дисплея может выводить в графическое ОЗУ текст двумя способами, адаптированными под два способа вывода информации графического ОЗУ на экран. При первом способе матрица символа из ПЗУ выводится так, что каждая её точка попадает ровно в один бит ячейки графического ОЗУ (64 символа в строке, оптимизация под чёрно-белый режим). При втором способе каждый бит матрицы транслируется в два соседних бита памяти (32 символа в строке, оптимизация под цветной режим, учитывается информация о текущем цвете букв). Режимы переключаются с клавиатуры или передачей специального кода драйверу дисплея.
• В таблице матриц символов изображение символа с кодом 36, которое в кодировке ASCII соответствует символу доллара ($), заменено на изображение общего знака денежной единицы (¤).

• 

  Чёрно-белый режим отображения

• 

  Чёрно-белый режим отображения через цветной разъём

• 

  Цветной режим отображения. Горизонтальное разрешение снижено вдвое по сравнению с выводом через чёрно-белый разъём

Клавиатура

• Контроллер клавиатуры не воспринимает одновременное нажатие нескольких клавиш. Каждое нажатие клавиши сопровождается коротким звуковым сигналом, аналогичным команде «ВЕЕР» во встроенном языке Бейсик.
• Не все клавиши при нажатии передают коды в компьютер. Некоторые из них являются чистыми коммутаторами электрических сигналов на входе микросхем: «Shift наоборот», АР2, ЗАГЛ, СТР, СУ. Клавиша СТОП аппаратно вызывает немаскируемое прерывание.
• Штатный режим ввода — ввод заглавных букв. Вводить строчные можно, удерживая специальную клавишу, которую условно можно назвать «Shift наоборот», или включением соответствующего режима клавишами ЗАГЛ и СТР.
• В драйвере клавиатуры не реализован автоповтор нажатия клавиши при её удержании. Штатная функция автоповтора последнего введённого символа достигается нажатием и удержанием клавиши «ПОВТ».
• Компьютер имеет встроенный пьезокерамический динамик. Драйвер клавиатуры БК, размещённый в ПЗУ, при нажатии каждой клавиши генерирует звук, напоминающий в БК-0010 английское слово «quick». Звук, издаваемый при нажатии клавиш последующей модели — БК-0011 — менее красив.

Модели

Предположительно, модели БК нумеровались в двоичной системе счисления: 0010 (2), 0011 (3), 0100 (4).

Предшественницей БК, по-видимому, была «Электроника НЦ-8010», разработанная в НИИТТ в 1981 году^[10]. Эта модель на основе двух процессоров К1801ВЕ1 так и не была запущена в производство.

БК-0010

Базовая модель с мембранной клавиатурой и интерпретатором языка Фокал в ПЗУ.

Конструктив БК-0010 не предусматривал расширения ОЗУ. Периферийные устройства (принтер, НГМД с контроллером) существовали, но в продажу поступали редко и были дефицитными.

Мембранная клавиатура представляла из себя печатную плату с установленными на ней 92 переключателями ПКН-150, закрытую цветным плёночным шильдом. На шильде были нанесены обозначения клавиш и функциональных зон. Предполагалась возможность замены шильда в соответствии со спецификой используемого программного обеспечения.^[11]

БК-0010.01

Вариант БК-0010 с механической клавишной клавиатурой вместо плёночной и языком BASIC-86 («Бейсик Вильнюс») в ПЗУ. Интерпретатор языка Фокал перенесён в ПЗУ специального подключаемого модуля МСТД (мониторная система тестирования и диагностики). Этот модуль, помимо запуска тестовых программ, позволяет вводить программы в кодах и работать с магнитофоном.

В целях экономии памяти, тексты ошибок Вильнюсского Бейсика не были зашиты в ПЗУ, поэтому ошибки выдаются не текстом, а кодами, например, «ОШИБКА 4». Коды ошибок Вильнюсского бейсика совпадают с кодами ошибок MSX BASIC.

Клавиатура данного компьютера приближается по раскладке к современному стандарту де-факто с четырьмя клавишами управления курсором, но имеет сильный дребезг контактов, в результате чего у пользователя вырабатывается специфический навык набора текстов аккуратными, но резкими и чёткими движениями.

БК-0010Ш и БК-0010.01Ш

См. также: Комплекс Учебной Вычислительной Техники

«Школьные» модификации, дополнительно комплектовались блоком ИРПС для соединения в комплекс КУВТ-86, состоящий из ДВК-2МШ в качестве сервера и до двенадцати БК-0010.

БК-0011

БК 0011М

БК 0011М внутри

Выпускалась с конца 1989 года. Отличия от БК-0010^[12]:

• процессор стал работать на частоте 4 МГц
• больший объём оперативной памяти — 128 КБ, постраничная организация памяти, две страницы памяти можно было поочерёдно отображать на экран, что обеспечивало мгновенное обновление информации
• цветной экран по-прежнему 4-цветный, но появилась возможность включить одну из 16-ти экранных палитр
• контроллер дисковода стал входить в стандартную поставку
• на разъёмы МПИ и УП выведено больше сигналов

БК-0011M

«Электроника МС 0513». Исправленная версия БК-0011. Под БК-11 обычно понимается БК-0011М, так как БК-0011 было выпущено немного. Одно из заметных исправлений — на БК-0011 не работал звук в программах, написанных для БК-0010; в БК-0011М эта ошибка была исправлена.

БК-0100

Эта машина в корпусе от УКНЦ, по всей видимости, не пошедшая в серию, упомянута в статье А. Люкшина «Тернистый путь БК в наш дом»^[13] и С. М. Косенкова «Новые модели семейства БК»^[14]. В неё, помимо 16-разрядного процессора К1801ВМ3, предполагалось ставить второй процессор — 8-разрядный КР580ВМ80А либо 16-разрядный (x86-совместимый) КР1810ВМ86, для совместимости с имеющимися наработками, предназначенными для этих процессоров.

Модули расширения

КНГМД для БК-0011М

Коннектор шины МПИ

Параллельный 16-разрядный программируемый порт ввода-вывода, выведенный на разъём СНП-58 с обозначением «УП», позволял подключать принтер и другие периферийные устройства по интерфейсу ИРПР. Также в компьютере реализован последовательный интерфейс ИРПС, который при минимальной доработке компьютера выводился на тот же разъём программируемого порта ввода-вывода.

Системная шина частично реализует интерфейс МПИ, выведенный наружу через другой разъём СНП-58. Фактически это аналог разъёма расширения на материнских платах современных ПК.

Выпускалось несколько стандартных заводских модулей, подключаемых к разъёму расширения МПИ:^[15]

• МСТД (Мониторная Система Тестовой Диагностики) — блок для БК 0010-01, в ПЗУ блока размещался Фокал и диагностические тесты; также существует МСТД для БК-0011М, содержащий только тесты (прошивка 330)
• КНГМД — интерфейс дисковода. Вариант для БК 0010 имел 16 КБ дополнительного ОЗУ. Вариант для БК-0011 содержал только ПЗУ драйвера дисковода.
• ИРПС — блок последовательного канала
• КРМП — подключение дисковода и локальной сети
• КЛС — контроллер локальной сети^[16]
• «Менестрель» — музыкальная приставка^[17]

К разъёму УП подключались:

• Блок КМ — подключение принтера и мыши «Марсианка»
• Блок КПУ с интерфейсом ИРПР
• Манипулятор игровой «Электроника»

Кроме того, силами энтузиастов и кооперативами выпускались блоки расширения, подключалась периферия^[18]:

• Альтек, АльтПро, «самарский» КНЖМД, «Опток» — контроллеры дисковода и винчестера
• Блоки дополнительного ОЗУ
• Covox (моно и стерео)^[19]
• Sound-Drive
• Аудиосопроцессор AY-3-8910^[20]
• Модем^[20]
• Джойстики, световой пистолет
• Программаторы ПЗУ

Разработку серийного контроллера гибких дисков для БК 0010-01 в 1990 году успешно реализовал Ленинградский производственный научно-технический кооператив «Геркон». Ввиду скудных ресурсов ПЭВМ и малого разнообразия элементной базы того времени эта задача оказалась достаточно непростой и потребовала привлечения опытнейших разработчиков системотехников ЛГУ (Бутов С. Н.) и ВНИИРА (Завгородний А. В.). Позднее ПНТК «Геркон» передал права производства Ленинградскому МП «Опток» при НПО «Оптика», которое производило этот контроллер НГМД серийно до 1994 года. Также в 1991 году «Геркон» продал лицензию на право производства и продаж контроллера ГМД к БК 0010-01 одному из производителей этой ПЭВМ, Ереванскому заводу «Массив».^{[источник не указан 507 дней]}

Программное обеспечение

ОС БК-11 — единственная операционная система, поддержанная производителем

В поставке БК-0010 был минимальный набор программ — кассета с примерами на Фокале или Бейсике, игра Тетрис и тесты оборудования. Большинство программного обеспечения создавалось самими пользователями — чаще всего с нуля, либо путём адаптации с других ЭВМ близкой архитектуры, например с ДВК. Распространялись программы путём обмена на встречах энтузиастов — обычно на радиорынках. Существовали также кооперативы, тиражировавшие и продававшие программы на кассетах (обычно не свои).

Спектр программного обеспечения, созданного для БК, включает в себя:^[21][22]

• Операционные системы
• Система «Рига» со встроенным языком программирования «Т-язык» (интерпретатор) для создания интерактивных приложений учебного и игрового характера
• Расширения встроенного Фокала (FOCOD, XFOCAL, ФОНД, МИФ, СФМ2) и Бейсика
• Языки программирования высокого уровня: несколько реализаций Форта, вариант Си, адаптированный Бейсик ДВК, Т-язык, языки поставки RT-11
• Средства программирования на низком уровне: ассемблеры (АСМ, МИКРО), дизассемблеры (АНТИАС, КОДЫ, КОД24, REASS, ASC11, MESSA, ДИЗАКС), отладчики (ГРОТ, OTL, MIRAGE)
• Игры: список игр включает в себя более 800 названий^[23], в том числе: Arkanoid (1990), Boulder Dash, Digger (1990), Military Marathon (1987), Monkey Island, UFO («НЛО: Враг неизвестен», 1998) и UFO 2, Prince of Persia, Lode Runner и др.
• Демонстрационные программы
• Текстовые редакторы (БЛОКНОТ, ЭКРЕД, EDASP)
• Графические редакторы (ГРЕДО, ГРЕД3)
• Музыкальные редакторы (КЛАВЕСИН (три дорожки), МЕЛОМАН, MUSIC), синтезаторы речи, цветомузыка — ЦМУ (используя магнитофонный разъём))
• Справочники и словари
• Программы для печати на матричных принтерах
• Программы для инженерных расчётов
• Учебные программы

Аппаратные доработки

Несколько несложных полезных доработок делалось, как правило, самими пользователями.^{[источник не указан 507 дней]}

• Кнопка сброса. Некоторые программы часто зависали, не все игры имели правильно работающую функцию выхода. Без кнопки сброса перезагрузить компьютер можно было выключением и включением питания, но это нередко приводило к преждевременному износу выключателя на блоке питания и к тому же очищало ОЗУ.

• Переключатель паузы. Переключатель аппаратно приостанавливал выполнение инструкций процессором. Это было удобно для временной приостановки игр, не имеющих встроенной функции паузы. К сожалению, отдельные игры не возвращались после этого к работе корректно, так как программируемый аппаратный таймер в компьютере продолжал работать даже когда выполнение программы центральным процессором было заморожено.

• Переключатель тактовой частоты процессора (переключатель «турбо»). Позволял изменить тактовую частоту со стандартной 3 МГц (в серии БК-0010*) на 4 либо 6 МГц, или со стандартной 4 МГц (в серии БК-0011*) на 3 либо 6 МГц. Не все экземпляры процессоров надежно работали на частоте 6 МГц; пригодность каждого определялась опытным путем. Изменение тактовой частоты изменяло скорость игрового процесса в динамичных играх. Переключатель частоты обычно ставился вместе с переключателем паузы, так как в простейшей схеме переключателя частоты неизбежный дребезг контактов механического переключателя искажал форму тактового синхросигнала и мог привести к зависанию программы в результате сбоя процессора, если процессор не был остановлен на время переключения.

• Выключатель звука, либо плавный регулятор громкости встроенного пьезоэлектрического динамика. Одновременно в корпус мог быть установлен более громкий динамик.

Эмуляция

В настоящее время с компьютером БК можно ознакомиться с помощью одного из программных эмуляторов БК для современных компьютеров:^[24]

• Эмулятор Алексея Савельева (DOS, Windows 95/98/ME), старый сайт
• Эмулятор Сергея Камнева, присутствуют исходные коды на ассемблере (DOS)
• Эмулятор Леонида Брухиса, с открытым исходным кодом (Linux)
• Эмулятор Юрия Калмыкова, с открытым исходным кодом (Windows); Доработанный эмулятор Юрия Калмыкова 2012 года (Windows)
• Эмулятор Андрея Грабовец (Windows), старый сайт
• Эмулятор 3000 Евгения Троицкого (Windows) — среди прочих машин, эмулирует и БК-0010/0011
• Эмулятор «Башкирия-2М» Дмитрия Целикова (Windows) — среди прочих машин, эмулирует и БК-0010/0011
• Эмулятор ASV Corp. (Mac OS X)
• Эмулятор Александра Тишина (Java)
• Мультисистемный эмулятор MESS содержит драйвер bk
• Эмулятор BkEmu, с открытым исходным кодом (Android)

Существовал эмулятор БК для компьютера УКНЦ, что позволяло запускать на УКНЦ ряд программ и игр^[25].

Литература и публикации

Обложка журнала «Персональный компьютер БК»

Статьи о БК печатались в журналах:

• «Персональный компьютер БК-0010 — БК-0011М» издавался в 1993—1995 издательством «Образование и информатика», г. Москва. Всего было выпущено 14 выпусков
• «Наука и жизнь»
• «Вычислительная техника и её применение»^[26]
• «Микропроцессорные средства и системы»^[11][21][22]
• «Информатика и образование»^[27]
• «Радио»^[13]
• «Радиолюбитель»

Книги и документация:

• ПЭВМ БК-0010. Руководство пользователя. — 1984.
• Митрюхин В. К., Донской А. Н., Михайлов А. В., Немов А. М. Программирование на БК-0010-01. — Чебоксары: РИО Чебоксарской типографии №1, 1993. — 1993 с.
• Персональная «ЭВМ Электроника МС 0513» (БК-0011М). Руководство системного программиста.

Компьютеру были посвящёны многочисленные самодеятельные информационные бюллетени (фэнзины), в частности, «БК-ОБЗОР», газета «MaD Press» (Краснодар), газета «Дон» (Ростов-на-Дону), газета «КПСС».

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Борис Малашевич. Забытые и утраченные отечественные приоритеты и рекорды
2. ↑ Историко-архивный сайт о Зеленограде - Специалисты
3. ↑ http://www.wdigest.ru/images/mpss/1985/mpss01_1985/01_1985_p22.jpg
4. ↑ Экситон, история развития завода
5. ↑ Экситон. история развития завода (рус.)
6. ↑ ^{1 2} Б.Малашевич Зеленоградские бытовые и школьные компьютеры. Инициатива наказуема исполнением // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. — 2008. — № 7. — С. 96-107.
7. ↑ Когда произвели последнюю БК на этом свете?
8. ↑ ^{1 2} Soviet Digital Electronics Museum — Elektronika BK 0010
9. ↑ Шильдик компьютера БК-0010.01, 1990 год
10. ↑ Б. М. Малашевич. Зеленоградские микропроцессоры, мини- и микро-ЭВМ с архитектурой «Электроника НЦ»
11. ↑ ^{1 2} С. М. Косенков, А. Н. Полосин, З. А. Счепицкий, М. И. Дябин, А. И. Половянюк Бытовая персональная микроЭВМ «Электроника БК-0010» // Микропроцессорные средства и системы. — 1985. — № 1. — С. 22-25.
12. ↑ bk0011vsbk0010 — bkbtl — Описание отличий БК-0011М от БК-0010(01) — BK Back to Life! — BK0010 / BK0011 emulator — Google Project Hosting
13. ↑ ^{1 2} Тернистый путь БК в наш дом // «Радио». — 1987. — № 6. — С. 6—7. — интервью с Г. П. Морозовым, директором завода «Экситон»
14. ↑ Новые модели семейства БК // Вычислительная техника и её применение. — 1988. — № 7. — С. 41-45.
15. ↑ Список периферии к БК — обсуждение на zx.pk.ru
16. ↑ Блок контроллера локальной сети. Техническое описание.. — 1986. — 13 с.
17. ↑ Фотографии, описание, руководство по эксплуатации блока «Менестрель» (рус.)
18. ↑ Расширения Периферия (рус.)
19. ↑ Газета КПСС, выпуск 17. Схема музыкальной приставки «COVOX» для БК
20. ↑ ^{1 2} Евгений Пашигоров. «Железо», разработки для БК
21. ↑ ^{1 2} В. Т. Монахов Программы любителей для бытовой персональной ЭВМ серии «Электроника БК-0010» // Микропроцессорные средства и системы. — 1987. — № 4. — С. 81—82.
22. ↑ ^{1 2} В. Т. Монахов Программное обеспечение ПЭВМ серии «Электроника БК-0010» // Микропроцессорные средства и системы. — 1989. — № 3. — С. 60—62.
23. ↑ Игры для БК0010(-01) на Ассемблере
24. ↑ Тpоицкий А. В. Эмуляторы БК в веб-архиве
25. ↑ Ищу информацию по эмулятору БК для УКНЦ — обсуждение на zx.pk.ru
26. ↑ С. М. Косенков Семейство отечественных ЭВМ. Микро-ЭВМ семейства БК // Вычислительная техника и её применение. — 1988. — № 7. — С. 41-45.
27. ↑ Зальцман Ю. Архитектура и ассемблер БК. // «Информатика и образование». — 1991. — № 2.

Ссылки

• Форум БК-0010/0011М
• Исходники ПЗУ БК-0010 и БК-0011
• Фотографии БК-0010-01
• Фотографии БК-0011 и дополнительных модулей
• Электроника БК 0010 на сайте Института информатизации
• Компьютерный музей — Электроника БК-0010/11
• Журнал Компьютерра — История аутсайдера
• Воспоминания о БК-0010
• Компьютер БК-0010 (BK-0010)
• Компьютер БК 0010/11М
• Страница ностальгии по БК-0010
• Сайт посвящённый БК
• Электроника БК-0010/11
• БК-0010 — советский персональный компьютер — группа в Google Groups
• БК-0010: культура, сообщество, демосцена