IMLAC

IMLAC Corporation fue una empresa estadounidense de electrónica con sede en Needham, Massachusetts , que fabricó sistemas de visualización gráfica, principalmente los modelos PDS-1 y PDS-4 , a finales de la década de 1960 y durante la década de 1970.

El PDS-1 debutó a finales de 1969 en la Conferencia Conjunta de Informática de Otoño de ese año . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Fue la primera realización comercial de bajo costo ^{[ 4 ]} de una pantalla de gráficos por computadora altamente interactiva con movimiento. El precio de venta inicial del PDS-1 era de $9450 por unidad, y se redujo a $6545 por unidad en cantidades mayores. ^{[ 2 ]} El PDS-1 era funcionalmente similar al mucho más grande IBM 2250 , que costaba 30 veces más. Fue un paso significativo hacia las estaciones de trabajo informáticas y las pantallas modernas.

El PDS-1 constaba de un monitor CRT , un teclado, un lápiz óptico y un panel de control sobre un pequeño escritorio, con la mayor parte de la lógica electrónica en el pedestal. La electrónica incluía un miniordenador sencillo de 16 bits , entre 8 y 16 kilobytes de memoria de núcleo magnético y un procesador de pantalla para controlar los movimientos del haz del CRT. En 1971 ya estaba disponible un ratón para el PDS-1. ^{[ 5 ]}

IMLAC no es un acrónimo, sino el nombre de un poeta-filósofo de la novela de Samuel Johnson , La historia de Rasselas, príncipe de Abisinia . ^{[ 6 ]}

• 1968: Se funda Imlac. Su plan de negocios consistía en terminales gráficas interactivas para operadores bursátiles , lo cual no se concretó. ^{[ 7 ]}
• 1969: Se presenta el PDS-1 para el mercado general de gráficos. Las primeras unidades se entregaron a finales de ese año. ^{[ 3 ]}
• 1970: Se introdujo el PDS-2. Este integró todos los circuitos del PDS-1 en la unidad de visualización de escritorio. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}
• 1972: Se introdujo el PDS-1D. Era similar al PDS-1 con circuitos y placa base mejorados . ^{[ 11 ] [ 12 ]}
• 1973: Se introdujo el PDS-4. ^{[ 13 ]} Funcionaba el doble de rápido y mostraba el doble de texto o gráficos sin parpadeo. ^{[ 14 ]} Su procesador de pantalla admitía la ampliación interactiva instantánea con recorte. Tenía un complemento de punto flotante opcional.
• 1974: Se introdujo el PDS-1G. ^{[ 15 ]}
• 1977: Se habían vendido en Estados Unidos un total de aproximadamente 700 sistemas PDS-4. ^{[ 16 ]} Se fabricaban bajo pedido en lugar de producirse en masa.
• 1978: Se introdujeron los Dynagraphic 3205, 6210 y 6220. ^{[ 17 ]} Fueron diseñados para ser utilizados principalmente por una biblioteca gráfica propietaria codificada en Fortran que se ejecutaba en computadoras más grandes, sin programación del cliente dentro de las terminales. ^{[ 18 ] [ 19 ]}
• 1979: Imlac Corporation es adquirida por Hazeltine Corporation , fabricante de terminales de solo texto.
• 1981: Se presentó la serie Imlac Dynagraphic II de Hazeltine. Fue diseñada para ser compatible con el estándar de biblioteca de gráficos 3D CORE 1979 de SIGGRAPH . Su precio era de 9000 dólares en cantidades OEM . Tenía una resolución de 2Kx2K, 192 kilobytes de RAM y un microprocesador 8086 , todo dentro de la unidad del monitor. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

El DEC GT40 tenía un diseño y un precio similares al PDS-1D. Su electrónica de sobremesa era más compacta y utilizaba una placa PDP 11/05 de producción en masa como minicomputadora local. Esto le proporcionaba automáticamente un conjunto mucho más amplio de herramientas de programación, pero también solía funcionar con aplicaciones que se ejecutaban en sistemas PDP más grandes.

El monitor era una pantalla vectorial monocromática de 14 pulgadas , que se actualizaba continuamente desde la memoria local. Su resolución normal era de 1024 x 1024 puntos direccionables, y de 2K x 2K en modo de escalado de fuente pequeña. El haz de electrones del tubo de rayos catódicos se movía libremente en posición y ángulo X e Y bajo control programable para dibujar líneas inclinadas y letras individuales, de forma muy similar a los movimientos de un trazador de pluma sobre papel . El haz omitía las áreas en blanco de la pantalla. Los elementos podían dibujarse en cualquier orden.

Las pantallas vectoriales son una alternativa obsoleta a las pantallas de barrido rasterizado . En las pantallas vectoriales, el haz de electrones del CRT solo dibuja las líneas y curvas que se muestran. En las pantallas de barrido rasterizado, la imagen es una cuadrícula de puntos de píxeles (una imagen de mapa de bits), y el haz del CRT barre repetidamente toda la pantalla en un patrón horizontal fijo (como en los televisores), independientemente de qué puntos estén encendidos. ^{[ 22 ]} Los gráficos rasterizados de mapa de bits requieren mucha más memoria que los gráficos vectoriales. La resolución en blanco y negro de 1024x768 de nivel XGA requiere 96 kilobytes de memoria de actualización de vídeo, 12 veces más que un PDS-1 básico. En 1970, esa cantidad de memoria de núcleo costaba alrededor de 8000 dólares. ^{[ 23 ]} (Ahora cuesta solo 0,05 centavos de DRAM compartida ).

Las pantallas vectoriales eran útiles para mostrar gráficos de datos, modificar dibujos lineales y diagramas CAD , manipular formas alámbricas 3D , editar texto, maquetar páginas impresas y jugar a juegos sencillos. Sin embargo, no admitían colores, imágenes, áreas rellenas, pantallas en blanco y negro ni la fidelidad WYSIWYG a las fuentes de textos impresos profesionalmente.

La pantalla del PDS-1 se actualizaba o redibujaba repetidamente 40 veces por segundo para evitar el parpadeo visible. Sin embargo, el movimiento irregular del haz era más lento que el movimiento constante de las pantallas de trama. Las deflexiones del haz eran impulsadas por bobinas magnéticas , y estas bobinas luchaban contra los cambios rápidos en su corriente. La pantalla parpadeaba cuando se llenaba con más de 800  pulgadas de líneas o más de 1200 caracteres, porque el haz necesitaba entonces más de 1/40 de segundo para volver a trazar todo.

El terminal gráfico Tektronix 4010, de menor costo y competidor, utilizaba una tecnología de tubo de rayos catódicos (CRT) alternativa que no requería actualización continua y, por lo tanto, no necesitaba memoria de visualización local. La imagen brillante era almacenada por el fósforo del CRT . Sin embargo, al igual que un Etch A Sketch , la imagen acumulada solo podía modificarse o moverse borrando toda la pantalla y luego redibujándola lentamente con datos reenviados desde una computadora de gran capacidad. ^{[ 24 ]} Esto era mucho menos interactivo que el PDS-1 y no podía mostrar animaciones.

En otras pantallas de esta época, las fuentes de texto estaban cableadas y no se podían cambiar. Por ejemplo, las consolas del operador del CDC 6600 formaban cada letra a la vez enviando el haz de electrones del tubo de rayos catódicos Charactron a través de una máscara metálica con un orificio en forma de A, o a través de un orificio en forma de B, etc.

Pero en el PDS-1, todas las formas, tamaños y espaciados de las letras se controlaban completamente mediante software. Cada forma deseada de la letra E tenía su propia subrutina de visualización , que ejecutaba una secuencia de trazos vectoriales cortos para esa letra. Cada aparición de una letra en la pantalla era una llamada del procesador de visualización a la subrutina de esa letra. Este esquema manejaba fuentes arbitrarias, conjuntos de caracteres extendidos e incluso lenguas cursivas de derecha a izquierda como el árabe. Las fuentes más pequeñas y de dibujo más rápido eran feas, con aproximaciones en forma de diamante de bucles redondeados. El esquema de subrutinas de visualización también manejaba símbolos de diseño electrónico. ^{[ 25 ]}

El monitor PDS-1 tenía una superficie rectangular y estaba disponible en orientación vertical u horizontal. La cuadrícula de 1K x 1K puntos se estiraba un 33 % en el sentido más largo para que el texto y los gráficos ocuparan toda la pantalla. Todos los programas gráficos debían tener en cuenta los píxeles no cuadrados. Si el sistema se iba a utilizar principalmente para gráficos, el monitor podía instalarse con la cuadrícula sin estirar, dejando los extremos de la pantalla permanentemente sin usar.

El procesador de pantalla y el miniordenador del PDS-1 funcionaban simultáneamente, utilizando la misma memoria.

Las instrucciones para el procesador de visualización consistían en instrucciones de trazo corto de 1 byte para letras y curvas, instrucciones vectoriales largas de 6 bytes y saltos incondicionales de 2 bytes. El procesador de visualización no tenía instrucciones ALU convencionales y nunca modificaba la memoria. Los saltos admitían llamadas a subrutinas para objetos repetidos como letras y símbolos. Los saltos también admitían la organización de los objetos mostrados en listas enlazadas para una edición rápida. Las posiciones XY solo estaban en formato entero . No había soporte para rotaciones ni escalado arbitrario sobre la marcha. Si un símbolo cruzaba un borde de la pantalla, el haz se envolvía hacia el otro lado en lugar de recortarse, lo que producía una mancha. Por lo tanto, los niveles superiores de la aplicación tenían que realizar la prueba de recorte, utilizando estructuras de datos separadas. (Esto se corrigió en modelos posteriores). La programación de las subrutinas de la fuente de letras se realizaba mediante lenguaje ensamblador . El código para los dibujos de líneas y el diseño general se generaba sobre la marcha, mediante programas que se ejecutaban en el miniordenador local o en un ordenador remoto de gran capacidad.

El miniordenador integrado del PDS-1 ^{[ 26 ]} era necesario para responder rápidamente a las interacciones del usuario con el teclado y el lápiz óptico, sin demoras en la comunicación con un ordenador remoto de gran capacidad compartido para obtener ayuda. La tarea principal del miniordenador era construir y modificar la lista de visualización según fuera necesario para el siguiente ciclo de actualización. Para texto y gráficos de líneas 2D, esto era fácil y no requería mucha computación. Para minimizar los costes, Imlac diseñó su propio miniordenador simple con la menor cantidad posible de registros y puertas lógicas . Era una máquina de un solo acumulador , muy parecida a un DEC PDP-8 , excepto que utilizaba instrucciones y datos de 16 bits en lugar de 12 bits. No había instrucciones de multiplicación/división de enteros, ni instrucciones de punto flotante, ni microprogramación , ni direccionamiento virtual , ni caché . La única forma de modificación de direcciones era mediante punteros de dirección indirecta almacenados en memoria. Ciertas celdas de puntero se autoincrementaban al usarse. No se admitían operaciones de pila .

La programación de este miniordenador se realizaba mediante lenguaje ensamblador. No era compatible con código objeto , por lo que tenía un soporte de herramientas limitado. Imlac acabó añadiendo un compilador Fortran autoalojado, cuya compilación tardaba una hora debido a la escasa memoria. Algunos modelos PDS incluían una unidad de disquete IBM 2310 o una unidad de disquete de 8 pulgadas opcionales. Estas ejecutaban un sistema operativo de disco rudimentario compatible con superposiciones de programas. Los disquetes se eliminaron de los productos posteriores.

La electrónica del PDS-1 se construyó con circuitos integrados TTL de baja densidad de la serie 7400 , con solo una docena de puertas lógicas o 4 bits de registro por chip DIP . Pequeñas tarjetas de circuitos impresos albergaban hasta 12 chips cada una. El pedestal de escritorio poco profundo contenía tres bastidores o filas de tarjetas, con 25 tarjetas por fila, y un plano posterior de envoltura de cables que conectaba todas las tarjetas. No había un bus de plano posterior uniforme. La documentación del cliente incluía esquemas completos ^{[ 27 ]} hasta el nivel de puerta, de modo que los clientes pudieran diseñar sus propias placas de interfaz. Era posible ver, tocar y comprender cada detalle de cómo funcionaba todo el sistema. El tiempo de ciclo para la memoria principal era de 2,0 microsegundos para el PDS-1 y de 1,8 microsegundos para el PDS-1D. La lógica TTL funcionaba 10 veces más rápido, con 10 pulsos de temporización por ciclo de memoria principal.

El PDS-1 básico no incluía las tarjetas de hardware opcionales para vectores largos. En su lugar, el miniordenador generaba una larga secuencia de instrucciones de visualización de recorrido corto. El software utilizaba un método rápido de Bresenham para calcular puntos intermedios en líneas inclinadas sin realizar multiplicaciones ni divisiones. El hardware para vectores largos solo requería un circuito de suma/resta. Si se ejecutaba por error un programa de vectores largos en un ordenador básico sin esa opción, el procesador de la pantalla podía fallar y dañar el fósforo del monitor o los amplificadores de deflexión.

Las computadoras PDS-1 y PDS-4 fueron adquiridas en pequeñas cantidades por organizaciones de I+D y numerosas universidades. Estas desarrollaron aplicaciones informáticas pioneras y formaron a la siguiente generación de diseñadores de sistemas gráficos. El sistema de hipertexto FRESS ofrecía mayor capacidad y facilidad de uso al acceder desde un sistema PDS-1; el usuario podía crear hipervínculos con un lápiz óptico y generarlos fácilmente con solo pulsar un par de teclas. La edición multiventana en FRESS también era posible al usar el PDS-1. Los sistemas PDS-1 se utilizaron para diseñar el protocolo de gráficos de red de Arpanet.

El primer sistema de ventanas múltiples superpuestas, el DNLS o Display NLS , fue implementado completamente por primera vez en el PDS-1 a principios de 1973 por SRI (las ventanas no superpuestas se implementaron en 1971). ^{[ 28 ] [ 29 ]} El DNLS implementaba "Áreas de visualización" o DA, que podían moverse, redimensionarse y superponerse dinámicamente. A diferencia de los sistemas de ventanas posteriores, estas DA solo podían almacenar cadenas de texto. El DNLS se utilizó en varios PDS-1 en varias ubicaciones de ARPANET y fue la principal inspiración para el sistema de ventanas superpuestas del Xerox Alto . ^{[ 29 ]}

Los sistemas de visualización de Imlac se integraron en varios productos comerciales más grandes que incluían diseño visual y software especializado. Imlac vendió un sistema de maquetación y composición tipográfica de periódicos que utilizaba PDS-1, llamado CES. El sistema CAD mecánico Anvil de MCS utilizaba estaciones de trabajo Imlac posteriores para diseñar interactivamente piezas mecánicas, que luego se mecanizaban automáticamente a partir de barras de metal. ^{[ 30 ]}

Algunas aplicaciones sencillas, como los editores de texto, estaban completamente codificadas en lenguaje ensamblador Imlac y podían ejecutarse sin necesidad de un ordenador más potente. Hofstadter escribió su libro Gödel, Escher, Bach en un editor Imlac. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones gráficas requerían un sólido soporte para coma flotante, compiladores y un sistema de archivos. Estas aplicaciones se ejecutaban principalmente en un costoso ordenador de tiempo compartido, que enviaba los datos de imagen procesados ​​al Imlac, el cual ejecutaba un pequeño programa en lenguaje ensamblador que emulaba una terminal gráfica genérica. Un uso típico era la renderización de planos arquitectónicos y recorridos animados que se habían dibujado previamente sin conexión. El uso del PDS-1 se vio limitado durante varios años por la falta de una biblioteca de programas estándar que soportara la animación o el dibujo y arrastre interactivo de objetos.

Pero por la noche, los estudiantes estaban dispuestos a escribir grandes cantidades de código ensamblador solo por diversión. Las aplicaciones PDS-1 más recordadas hoy son los primeros juegos interactivos . El juego de dos jugadores Spacewar! fue portado de una demo de PDP-1. Freeway Crossing , un precursor temprano del popular juego arcade Frogger , fue creado en un PDS-1 como parte de un experimento de psicología en 1971. ^{[ 31 ] [ 32 ]} Mazewar , el primer juego de computadora multijugador en línea , fue creado en un par de PDS-1. Más tarde, hasta 8 jugadores corrían en estaciones PDS-1 u otros terminales en red a la computadora host PDP-10 del MIT que ejecutaba el programa de IA Mazewar . ^{[ 33 ]} Los juegos de Mazewar entre el MIT y Stanford fueron una carga de datos importante en la primera Arpanet .

La densidad, la capacidad y el precio de la memoria de las computadoras han mejorado de forma constante y exponencial durante décadas, una tendencia de ingeniería conocida como la Ley de Moore . Las limitaciones de las pantallas vectoriales con memoria refrescada o almacenada solo se aceptaban en la época en que estas pantallas eran mucho más baratas que las alternativas de escaneo rasterizado. Las pantallas gráficas rasterizadas se impusieron inevitablemente cuando el precio de 128 kilobytes dejó de ser relevante.

Las impresoras Imlac PDS-1 en Xerox PARC los impresionaron por su interactividad y gráficos, pero su texto poco atractivo impulsó a Chuck Thacker a desarrollar la máquina experimental de mapa de bits Xerox Alto en 1973, ^{[ 34 ]} una década antes de que tanta memoria fuera asequible para máquinas monousuario no destinadas a la investigación. La Alto dio paso a la revolución de la interfaz gráfica de usuario (GUI).

El PDS-1 y terminales vectoriales similares fueron reemplazados en la década de 1980 por terminales de gráficos rasterizados (no programables) como el AED767. ^{[ 35 ] [ 36 ]} Y por estaciones de trabajo personales fácilmente programables con gráficos rasterizados como la máquina Pascal Terak 8510/a de la UCSD y el sistema Unix PERQ de alto rendimiento . Y estos fueron reemplazados por Macintosh , PC con Windows y consolas de videojuegos de consumo masivo basadas en microprocesadores . Y ahora por chips individuales dentro de los teléfonos inteligentes .

En 2013, se escribió un emulador de Imlac llamado sImlac. ^{[ 37 ]} Se puede obtener una versión actualizada de este emulador del repositorio de GitHub de Living Computers: Museum + Labs, con sede en Seattle .

• Estación de visualización remota avanzada (ARDS)
• Sistema de dibujo lineal Evans & Sutherland-1 (LDS-1)
• Xerox Alto

• Anatomía restaurada del PDS-1D de Tom Uban - Imlac
• En el minuto 14:36 ​​de este vídeo se puede ver un atisbo del PDS-1 en funcionamiento . Proviene del documental de 1972 «Redes informáticas: los precursores del intercambio de recursos». Nótese el teclado de cinco teclas con acordes , descendiente directo del introducido para el NLS .
• sImlac, el emulador de Imlac de Josh Dersch
• Biblioteca de software Imlac de Uban
• La biblioteca de software Imlac de Lars Brinkhoff conserva algunos escaneos de impresiones de código contemporáneas.
• Instituto Arqueológico Blinkenlights - Imlac PDS-1
• BitRot: Introducción al Imlac PDS-1