Gepubliceerd op Fri 29 November 2013
door
MacSimski
Het was ons niet gelukt om de hele berg computers uit Wageningen in een keer op te halen. Daarom was ik er een aantal dagen later weer voor de laatste beetjes. naast de spullen die er nog stonden was ik hoogst verrast door de mededeling dat ik ook nog iets extra’s mee kon nemen: een heuse Tektronix 4002A Graphic Computer Terminal. Dat was nog eens een kadootje! De 4002A is de voorloper van de veel bekendere Tektronix 4010 en opvolgers.
Tektronix 4002A totaal
Zo valt het nog mee, maar als je de zijkant ziet valt pas op hoe diep deze terminal is.
Een diepe kast
De 4002A is de opvolger/verbetering van de 4002 die het duidelijkst te zien is aan het toetsenbord en de kleurstelling van de kast. De 4002 is Tektronix blauw, de 4002A is meer aangepast aan een computeromgeving.
Techniek
Deze terminal maakt gebruik van een bijzonder soort geheugen voor de informatie op het scherm: het scherm zelf. Er wordt gebruik gemaakt van een storagetube, een Tektronix uitvinding. Bij normale beeldbuizen licht een punt op het scherm aleen op als die getroffen wordt door een electronenstraal vanuit de achterkant van de beeldbuis. Zodra de straal
ergens anders staat, dooft de punt weer uit. Bij de storagetube zit er naast de straal ook een electronendouche die het hele scherm bestraalt en het scherm is opgebouwd uit een speciaal soort fosforlaag. Dat samen kan ervoor zorgen dat als de dunne straal een punt zet, die na het verplaatsen van de straal niet uitdooft. Waar bij normale monitors het beeld 100x per seconde wordt herhaald, zodat je de indruk krijgt dat het beeld stilstaat, is dat bij de storagetube niet nodig. als het beeld eenmaal getekend is, kun je de computer loskoppelen en blijft het beeld staan.
Nadeel van deze techniek is wel dat er geen kleine veranderingen aan het beeld mogelijk zijn, er kan alleen bijgeschreven worden. Dus voor een verandering moet het hele beeld gewist worden en opnieuw geschreven.
Een ander bijzonder ding is dat dit geen rasterscherm is, maar dat hij met vectoren werkt. Vectoren zijn zoals je met een potlood en liniaal werkt. Je trekt een lijn van punt naar punt. Deze terminal heeft dan ook geen pixels, maar coordinaten. Letters en cijfers worden ook niet uit puntjes opgebouwd zoals op het scherm waar je nu naar kijkt, maar getekend. Intern werkt de 4002A met 1024×1024 coordinaten, waarvan er vertikaal alleen maar 780 zichtbaar zijn. De rest valt van het scherm af.
Opbouw
Als je de kap van de terminal afhaalt, zie je meteen nog een kap zitten, dit keer een blauwe. Dat is de kap van de eigenlijke monitor. Tektronix heeft namelijk niet een compleet nieuw apparaat ontworpen, maar gewoon een standaard oscilloscoopscherm type 611 van het schap gepakt en die in de behuizing van de 4002A vastgeschroefd. Dat is helemaal goed te zien aan de achterkant, waar twee dikke kabels bungelen. Eentje voor de voeding van de monitor, de andere met de analoge X en Y signalen voor de monitor.
Kabels?
De slordige kabels komen echter niet door het gebruik van de standaard 611 monitor. Dat heeft met de opbouw van het hele apparaat te maken: de hele terminal kan op rails naar voren onder de monitor vandaan getrokken worden. Daar komt een berg insteekkaarten tevoorschijn die het hart van de machine vormen.
Lade open
19 insteekkaarten
De kaarten zijn op functie ingedeeld. Ook is te zien wat de stand van de techniek toen was. Er was bijvoorbeeld nog geen microprocessor beschikbaar tijdens het ontwerp, dus is alles in discrete logica opgebouwd met TTL ic’s uit de 74xx serie. Wel was de ROM net ontwikkeld, dus zitten er drie op de kaart met de karakterset.
Karakter ROMs
Geheugen heeft de 4002 ook niet echt. Voor de “Scratchpad” functie heeft hij een geheugen voor een lijn karakters en voor het grafische werk slechts 3 bytes. Dat een enkele punt op het scherm al 4 bytes nodig heeft hebben ze slim opgelost door het laatste byte direct te verwerken. Aangezien de machine digitaal parallel werkt, is dat ook niet zo’n probleem.
Een van de meest fraaie stukjes techniek in dit aparaat is de generator voor de keyclick en de bell, die beslaan samen een complete kaart. Eigenlijk is het een simpele synthesizer, die het geluid van een bell probeert na te doen.
Bell en klik synthesizer
Uitbreiding
Achterop de 4002A is een rechthoekig gat waar een uitbreidingsmodule ingeschroeft zit, de 4903 Interactive Graphics Unit. Hiervan zijn een aantal types leverbaar geweest. Hoeveel precies is onbekend. Deze module is bedoeld voor het aansluiten van een extra toetsenbord, printer en een joystick. Daarnaast zit de DB25 seriele ingang met instelknoppen voor de snelheid. De snelheid voor in en uitgaand is apart instelbaar, wat in die tijd heel normaal was. Ook schijnt er een currentloop interface te zijn geweest voor het aansluiten van de 4002A op een computer die alleen die mogelijkheid had.
Serieel en uitbreiding
4903 Module
Joystick en printer naast een 4002A
Bediening
Naast een normaal toetsenbord zijn er nog een aantal knoppen die specifiek voor de werking van de 4002A zijn bedoeld. Rechts zitten de cursortoetsen en de toetsen voor het wissen van het beeld (wat met een groene flits gebeurd, waardoor dit type scherm “the big green flashing machine” werd genoemd) en het linksboven positioneren van de cursor. In het midden van de cursortoetsen zit de View toets. Deze wordt gebruikt om de automatische schermbeveiliging weer uit te zetten. Het scherm wordt namelijk automatisch gedimd als er gedurende enkele minuten geen toetsaanslag of serieel verkeer is geweest, dit om de beeldbuis te beschermen.
Navigatie
Bovenaan het toetsenbord zitten nog een aantal toetsen voor het “Scratchpad”. Dit is een eenregelig interactief gedeelte onderaan het scherm. Als de 4002A in scratch-mode staat, kun je op die regel een commando intypen en editen en dan de complete zin met send naar de computer sturen. Met “Full” is de zin te wissen, met edit kun je de cursortoetsen gebruiken om aanpassingen te doen. Backspace wist de karakters een voor een op die regel.
Serieel en uitbreiding
Tja, dan nu eindelijk het meest interressante aan de Tektronix 4002A: het beeld. Er is geen andere terminal die zo mooi zijn beeld opbouwd. Dat komt omdat de 611 monitor eigenlijk een oscilloscoop is en met vectoren werkt, zowel karakters als grafische elementen worden met lijnen getekend. Het beeld kent geen raster, dus een letter is net als plotter geschreven en waar hij schrijft, gebeurt dat met een heldere groene punt.
Maar voor het zover is, moet de zaak eerst opwarmen. Na het aanzetten van de 4002A licht het complete scherm groen op. dit moet zo een paar minuten blijven staan om de levensduur van de buis te verlengen.
Opwarmen
Daarna maak je het scherm leeg door op de “erase” toets te drukken. Hier een voorbeeld van het renderen van een afbeelding in een bestandsformaat voor Tektronix 40xx terminals.
Over het bestandsformaat komt er een andere blogpost. Wel zijn .tek bestanden te simuleren in een xterm venster op een gewone pc. Daarvoor moet je xterm starten met
$xterm -t
Daardoor gaat xterm zich als een tektronix gedragen, alleen niet op 2400Baud. Daarvoor is een extra truukje nodig in de vorm van het pv commando:
$ cat teklogo.tek |pv -q -L50
Nu zal ook in xterm het opbouwen van het beeld gaan zoals op een echte Tektronix 4002A. Het groene puntje blijft echter alleen op een echte Tek te zien, bij ons in het museum.
