El Xerox Alto es un sistema informático desarrollado en Xerox PARC (Palo Alto Research Center) en la década de 1970. Se considera una de las primeras estaciones de trabajo u ordenadores personales , y su desarrollo fue pionero en muchos aspectos de la informática moderna. Cuenta con una interfaz gráfica de usuario (GUI), un ratón , conexión en red Ethernet y la capacidad de ejecutar varias aplicaciones simultáneamente. Es uno de los primeros ordenadores en utilizar un editor de texto WYSIWYG (What You See Is What You Get) y tiene una pantalla de mapa de bits. El Alto no tuvo éxito comercial, pero tuvo una influencia significativa en el desarrollo de futuros sistemas informáticos.
El Alto fue diseñado para un sistema operativo basado en una GUI, más tarde utilizando la metáfora del escritorio . [6] [7] Las primeras máquinas se introdujeron el 1 de marzo de 1973, [8] y en producción limitada a partir de una década antes de que los diseños de Xerox inspiraran a Apple a lanzar las primeras computadoras con GUI para el mercado masivo. El Alto está contenido en un gabinete relativamente pequeño y utiliza una unidad central de procesamiento (CPU) personalizada construida a partir de múltiples circuitos integrados SSI y MSI . Cada máquina costó decenas de miles de dólares. Inicialmente se construyeron pocas, pero a fines de la década de 1970, aproximadamente 1000 estaban en uso en varios laboratorios de Xerox y aproximadamente otras 500 en varias universidades. La producción total fue de aproximadamente 2000 sistemas.
El Alto se hizo muy conocido en Silicon Valley y su interfaz gráfica de usuario se consideraba cada vez más el futuro de la informática. En 1979, Steve Jobs organizó una visita a Xerox PARC, durante la cual el personal de Apple Computer recibió demostraciones de la tecnología de Xerox a cambio de que Xerox pudiera comprar opciones sobre acciones de Apple. [9] Después de dos visitas para ver el Alto, los ingenieros de Apple utilizaron los conceptos para desarrollar los sistemas Lisa y Macintosh .
En 1981, Xerox comercializó una línea de computadoras de oficina, la Star , basada en conceptos de la Alto. Un sistema de oficina completo que incluía varias estaciones de trabajo, almacenamiento y una impresora láser costaba hasta 100.000 dólares (equivalentes a 335.000 dólares en 2023). Al igual que la Alto, la Star tuvo poco impacto directo en el mercado.
El Alto es el primer ordenador con un sistema operativo gráfico y se construyó sobre diseños de interfaz gráfica anteriores. Fue concebido en 1972 en un memorando escrito por Butler Lampson , inspirado en el sistema oN-Line (NLS) desarrollado por Douglas Engelbart y Dustin Lindberg en SRI International (SRI). Otra influencia fue el sistema educativo PLATO desarrollado en el Laboratorio de Investigación Educativa Basada en Computadoras de la Universidad de Illinois. [10] El Alto fue diseñado principalmente por Charles P. Thacker . El diseño industrial y la fabricación fueron subcontratados al Grupo de Programas Especiales de Xerox en El Segundo , cuyo equipo incluía al gerente de programas Doug Stewart, la gerente de operaciones Abbey Silverstone y el diseñador industrial Bob Nishimura. El Grupo de Programas Especiales produjo una tirada inicial de 30 unidades, trabajando con John Ellenby en PARC y Stewart y Silverstone en El Segundo, quienes fueron responsables de rediseñar la electrónica del Alto. Debido al éxito de la prueba piloto, el equipo pasó a producir aproximadamente 2.000 unidades durante los siguientes diez años. [11]
Varios chasis de Xerox Alto están ahora en exhibición en el Museo de Historia de la Computación en Mountain View, California , uno está en exhibición en el Museo de Computación de América en Roswell, Georgia , y varios están en manos privadas. Los sistemas en funcionamiento están en exhibición en el Museo de Computación System Source en Hunt Valley , Maryland . Charles P. Thacker fue galardonado con el Premio Turing 2009 de la Asociación de Maquinaria Computacional el 9 de marzo de 2010, por su diseño pionero y la realización del Alto. [12] El Premio Charles Stark Draper 2004 fue otorgado a Thacker, Alan C. Kay , Butler Lampson y Robert W. Taylor por su trabajo en Alto. [13]
El 21 de octubre de 2014, el código fuente de Xerox Alto y otros recursos fueron publicados por el Museo de Historia de la Computación. [14]
La siguiente descripción se basa principalmente en el Manual de hardware Alto de agosto de 1976 de Xerox PARC. [15]
Alto utiliza un diseño microcodificado, pero a diferencia de muchos ordenadores, el motor de microcódigo no está oculto al programador en un diseño en capas. Aplicaciones como Pinball aprovechan esto para acelerar el rendimiento. El Alto tiene una unidad lógica aritmética (ALU) de segmento de bit basada en el chip Texas Instruments 74181 , un almacén de control ROM con una extensión de almacén de control escribible y tiene 128 (expandibles a 512) KB de memoria principal organizada en palabras de 16 bits. El almacenamiento masivo lo proporciona una unidad de disco duro que utiliza un cartucho extraíble de un solo plato de 2,5 MB ( Diablo Systems , una empresa que Xerox compró más tarde) similar a los utilizados por el IBM 2310. La máquina base y una unidad de disco están alojadas en un armario del tamaño de un frigorífico pequeño ; se puede añadir una unidad de disco más mediante conexión en cadena .
Alto difumina e ignora la distinción entre elementos funcionales. En lugar de una unidad central de procesamiento distinta con una interfaz eléctrica bien definida (como un bus de sistema ) para el almacenamiento y los periféricos, la ALU de Alto interactúa directamente con las interfaces de hardware para la memoria y los periféricos, impulsada por microinstrucciones que se emiten desde el almacén de control. La máquina de microcódigo admite hasta 16 tareas multitarea cooperativas , cada una con prioridad fija . La tarea del emulador ejecuta el conjunto de instrucciones normal en el que se escriben la mayoría de las aplicaciones; ese conjunto de instrucciones es similar a un Data General Nova . [16] Otras tareas sirven para la pantalla, la actualización de memoria, el disco, la red y otras funciones de E/S. Por ejemplo, el controlador de pantalla de mapa de bits es poco más que un registro de desplazamiento de 16 bits ; el microcódigo mueve los datos de actualización de pantalla de la memoria principal al registro de desplazamiento, que los serializa en una pantalla de píxeles correspondientes a los unos y ceros de los datos de la memoria. Ethernet también está respaldado por un hardware mínimo, con un registro de desplazamiento que actúa bidireccionalmente para serializar las palabras de salida y deserializar las palabras de entrada. Su velocidad fue diseñada para ser de 3 Mbit/s porque el motor de microcódigo no puede ir más rápido y continuar soportando la visualización de video, la actividad del disco y la actualización de la memoria.
A diferencia de la mayoría de las minicomputadoras de la época, Alto no admite una terminal serial para la interfaz de usuario. Aparte de una conexión Ethernet , el único dispositivo de salida común de Alto es una pantalla de tubo de rayos catódicos (CRT) de dos niveles (blanco y negro) con una base inclinable y giratoria, montada en orientación vertical en lugar de la orientación "horizontal" más común. Sus dispositivos de entrada son un teclado desmontable personalizado, un mouse de tres botones y un teclado de acordes opcional de 5 teclas (conjunto de teclas de acordes). Los dos últimos elementos habían sido introducidos por el Sistema en línea de SRI y el mouse fue un éxito instantáneo entre los usuarios de Alto, pero el conjunto de teclas de acordes nunca se hizo popular.
En los primeros ratones, los botones eran tres barras estrechas, dispuestas de arriba a abajo en lugar de de lado a lado; se les dio el nombre por sus colores en la documentación. El movimiento se detectaba mediante dos ruedas perpendiculares. Estas pronto fueron reemplazadas por un ratón tipo bola, que fue inventado por Ronald E. Rider y desarrollado por Bill English . Se trata de ratones fotomecánicos, que primero usaban luz blanca y luego luz infrarroja (IR) para contar las rotaciones de las ruedas en el interior del ratón.
Cada tecla del teclado del Alto se representa como un bit independiente en un conjunto de ubicaciones de memoria. Como resultado, es posible leer varias pulsaciones de teclas simultáneamente . Esta característica se puede utilizar para modificar el lugar desde el que se inicia el Alto en el disco. El valor del teclado se utiliza como la dirección del sector en el disco desde el que se inicia y, al mantener pulsadas teclas específicas mientras se pulsa el botón de inicio, se pueden cargar diferentes microcódigos y sistemas operativos. Esto dio lugar a la expresión "inicio por la nariz", en la que las teclas necesarias para iniciar una versión de prueba del sistema operativo requieren más dedos de los que el usuario puede articular. Los arranques por la nariz quedaron obsoletos gracias al move2keysprograma que cambia los archivos en el disco para que se pueda utilizar una secuencia de teclas específica.
Se desarrollaron otros dispositivos de E/S para el Alto, entre ellos una cámara de televisión, la impresora Hy-Type y un puerto paralelo, aunque estos eran bastante raros. El Alto también podía controlar unidades de disco externas para que actuaran como servidor de archivos . Esta era una aplicación común para la máquina.
Los primeros programas para el Alto se escribieron en el lenguaje de programación BCPL y, más tarde , en Mesa [1], que no se usaba mucho fuera de PARC pero que influyó en varios lenguajes posteriores, como Modula . El Alto usaba una versión temprana de ASCII que carecía del carácter de subrayado , y en su lugar tenía el carácter de flecha hacia la izquierda usado en ALGOL 60 y muchos derivados para el operador de asignación : esta peculiaridad puede haber sido la fuente del estilo CamelCase para identificadores compuestos . Los Altos también eran programables mediante microcódigo por los usuarios. [15]
Alto ayudó a popularizar el uso del modelo de gráficos rasterizados para todas las salidas, incluidos texto y gráficos. También introdujo el concepto de la operación de transferencia de bloques de bits ( bit blit , BitBLT), como la interfaz de programación fundamental para la pantalla. A pesar de su pequeño tamaño de memoria, se escribieron muchos programas innovadores para Alto, entre ellos:
No existían programas de hojas de cálculo ni de bases de datos. El primer programa de hojas de cálculo electrónicas, VisiCalc , no apareció hasta 1979.
Técnicamente, el Alto es un pequeño miniordenador, pero podría considerarse un ordenador personal en el sentido de que lo utiliza una sola persona sentada en un escritorio, a diferencia de los ordenadores mainframe y otros miniordenadores de la época. Podría decirse que es "el primer ordenador personal", aunque este título es discutido. Más importante aún (y quizás menos controvertido), puede considerarse uno de los primeros sistemas de estación de trabajo , con sucesores como las estaciones de trabajo Apollo y los sistemas de Symbolics (diseñados para ejecutar de forma nativa Lisp como entorno de desarrollo). [20]
Entre 1976 y 1977, el pionero informático suizo Niklaus Wirth pasó un año sabático en PARC y se entusiasmó con el Alto. Incapaz de traer un sistema Alto a Europa, Wirth decidió construir un nuevo sistema desde cero y diseñó con su grupo el Lilith . [21] Estuvo listo para usarse alrededor de 1980, antes de que Apple lanzara Lisa en 1981 y Macintosh en 1984. Alrededor de 1985, Wirth comenzó un rediseño completo del Lilith bajo el nombre de "Proyecto Oberon" .
En 1978, Xerox donó 50 Altos al Instituto Tecnológico de Massachusetts , la Universidad de Stanford , la Universidad Carnegie Mellon , [1] y la Universidad de Rochester . [22] El Instituto de Ciencias de la Computación de la Oficina Nacional de Normas en Gaithersburg, Maryland recibió un Alto a fines de 1978 junto con los servidores de archivos Xerox Interim File System (IFS) y las impresoras láser Dover. Estas máquinas inspiraron las estaciones de trabajo ETH Zuerich Lilith y Three Rivers Company PERQ , y la estación de trabajo Stanford University Network (SUN), que lanzó una empresa derivada, Sun Microsystems . La estación de trabajo Apollo/Domain estuvo fuertemente influenciada por el Alto.
Tras la adquisición de un Alto, el departamento de sistemas informáticos de la Casa Blanca intentó encaminar a los proveedores de ordenadores federales en esa dirección. La Oficina Ejecutiva del Presidente de los Estados Unidos (EOP) emitió una solicitud de propuestas para un sistema informático que sustituyera al antiguo sistema presupuestario de la Oficina de Administración y Presupuesto (OMB), utilizando estaciones de trabajo similares a Alto, conectadas a un mainframe compatible con IBM. La solicitud fue finalmente retirada porque ningún fabricante de mainframes podía suministrar esa configuración.
En diciembre de 1979, el cofundador de Apple Computer , Steve Jobs , visitó Xerox PARC, donde le mostraron el entorno de programación orientado a objetos Smalltalk -76, la red y, lo más importante, la interfaz gráfica de usuario WYSIWYG controlada por el mouse que proporcionaba el Alto. En ese momento, no reconoció la importancia de las dos primeras, pero se entusiasmó con la última. La GUI se estaba integrando rápidamente en los productos de Apple, primero en Lisa y luego en Macintosh , y Jobs reclutó a varios investigadores clave del PARC. [23]
Entre 1980 y 1981, los ingenieros de PARC y del Departamento de Desarrollo de Sistemas de Xerox utilizaron Altos para diseñar las estaciones de trabajo Star .
Xerox tardó en darse cuenta del valor de la tecnología que se había desarrollado en PARC. [24] La adquisición corporativa de Scientific Data Systems (SDS, más tarde XDS) por parte de Xerox a finales de los años 1960 no interesó a PARC. PARC construyó su propia emulación del PDP-10 de Digital Equipment Corporation , llamado MAXC. [25] El MAXC era la máquina de acceso de PARC a ARPANET . La empresa se mostraba reacia a volver al negocio de las computadoras con diseños que no habían sido probados comercialmente, aunque muchas de las filosofías se incorporarían en productos posteriores.
La revista Byte afirmó en 1981: [1]
Es poco probable que alguien ajeno a la comunidad de investigación en informática pueda comprar un Alto. No están pensados para la venta comercial, sino como herramientas de desarrollo para Xerox, por lo que no se fabricarán en serie. Lo que los hace dignos de mención es el hecho de que una gran cantidad de los ordenadores personales del futuro se diseñarán con el conocimiento adquirido a partir del desarrollo del Alto.
Después del Alto, PARC desarrolló estaciones de trabajo más potentes (ninguna pensada como proyecto [ aclaración necesaria ] ) denominadas informalmente "las máquinas D": Dandelion (la menos potente, pero la única que se convirtió en un producto en una forma), Dolphin; Dorado (la más potente; una máquina de lógica acoplada a emisor (ECL)); e híbridos como Dandel-Iris.
Antes de la llegada de ordenadores personales como el Apple II en 1977 y el IBM Personal Computer (IBM PC) en 1981, el mercado de los ordenadores estaba dominado por costosos mainframes y miniordenadores equipados con terminales tontas que compartían el tiempo de procesamiento del ordenador central. Durante la década de 1970, Xerox no mostró ningún interés en el trabajo de PARC. Cuando Xerox entró finalmente en el mercado de los ordenadores personales con el Xerox 820 , rechazó rotundamente el diseño del Alto y optó en su lugar por un modelo muy convencional, una máquina basada en CP/M con el monitor estándar de 80 x 24 caracteres y sin ratón.
Con la ayuda de los investigadores de PARC, Xerox desarrolló finalmente la Star , basada en la estación de trabajo Dandelion, y más tarde la Star de coste reducido, el sistema de oficina 6085, basado en la estación de trabajo Daybreak . Estas máquinas, basadas en la arquitectura Wildflower descrita en un artículo de Butler Lampson , incorporaron la mayoría de las innovaciones de Alto, incluida la interfaz gráfica de usuario con iconos, ventanas, carpetas, redes locales basadas en Ethernet y servicios de impresora láser basados en red.
Xerox no se dio cuenta de su error hasta principios de los años 80, cuando Macintosh revolucionó el mercado de las PC con su pantalla de mapa de bits y su interfaz centrada en el ratón. Ambas tecnologías se inspiraron en el Alto. [24] La serie Xerox Star fue un éxito comercial relativo, pero llegó demasiado tarde. Las costosas estaciones de trabajo de Xerox no podían competir con las estaciones de trabajo más económicas basadas en interfaz gráfica de usuario que surgieron tras la aparición de la primera Macintosh, y Xerox acabó abandonando el mercado de las estaciones de trabajo.
Con el permiso del Centro de Investigación de Palo Alto, el Museo de Historia de la Computación se complace en poner a disposición, solo para uso no comercial, instantáneas del código fuente de Alto, ejecutables, documentación, archivos de fuentes y otros archivos de 1975 a 1987.