Procesni mikroračunalniki

Prvi mikroračunalniki so se pri nas pojavili sredi 70-ih. To so bili zelo preprosti računalniki s strojno in programsko opremo po meri. Uporabni so bili predvsem pri avtomatizaciji procesov v industriji in izvajanju poskusov v laboratorijih, nastopali so kot upravljalni deli različnih merilnih, nadzornih in regulacijskih naprav.

Prvi mikroprocesorski namizni kalkulator Busicom.

Tik pred pojavom mikroprocesorja in nastankom prvih mikroračunalnikov so proizvajalci predstavili več vrst novih pametnih terminalov. V nasprotju z običajnimi zaslonskimi terminali so ti v omejenem obsegu lahko delovali tudi kot samostojni računalniki. To so bili pravzaprav namizni miniračunalniki z vgrajenim besedilnim zaslonom, s tipkovnico in kasetnikom za shranjevanje podatkov in zagon preproste programske opreme. Programska oprema je običajno služila le za upravljanje terminala in oponašanje najbolj razširjenih vrst terminalov, občasno pa tudi za preprosto lokalno pripravo in obdelavo podatkov.

Tipičen primer take naprave je pametni terminal Datapoint 2200. Sestavljen je bil iz večjega števila logičnih integriranih vezij, zato so v podjetju Computer Terminal Corporation želeli njegov ustroj bistveno poenostaviti. V sodelovanju s podjetjem Intel so na začetku 70. let zasnovali prvi 8-bitni mikroprocesor, ki je na enem samem mikrovezju združeval vso njegovo logiko. Po spletu okoliščin so kljub zaključenemu razvoju mikroprocesorja načrt za njegovo uporabo v podjetju opustili.

Računalniški muzej

Serijo o zgodovini računalništva v Sloveniji pripravlja Računalniški muzej (www.racunalniski-muzej.si), ki ima v bližini Kina Šiška v Ljubljani tudi svoje razstavne prostore. Tam si lahko v živo ogledate, kako so bili računalniki videti nekoč, in marsikaterega izmed njih tudi preizkusite.

Kar nekaj v muzeju razstavljenih predmetov izhaja iz Monitorjevega muzeja, ki smo ga pred leti predali v upravljanje računalniškemu muzeju skupnosti Kiberpipa, njegov naslednik pa je sedanji Računalniški muzej v Ljubljani.

Zgodovinska evidenca pri nas nameščenih in izdelanih naprav je na naslovu evidenca.muzej.si.

Mikroprocesor je proizvajalec leta 1972 pod nazivom Intel 8008 ponudil na trgu, na njegovi osnovi pa so kmalu za tem nastali prvi mikroprocesorski terminali in prvi preprosti mikroračunalniki. Častno mesto zaseda francoski Micral-N, ki so ga pred dobrimi 50 leti v majhnem podjetju zasnovali kot procesni mikroračunalnik za upravljanje laboratorijskih meritev in beleženje rezultatov. Te so z njim lahko shranjevali na magnetne nosilce, tiskali na papir ali spremljali na zaslonu. Programsko opremo so v celoti izdelali v zbirniku. Zelo podobni sta bili sestava in uporaba tudi pri ostalih zgodnjih mikroračunalnikih. Poleg Intela 8008 je bilo v tem času na voljo le nekaj mikroprocesorjev, pogosto pa so jih kot vgradne upravljalne naprave uporabljali tudi v kalkulatorjih in robotskih manipulatorjih. Naslednik, Intel 8080, je na trg prišel leta 1974. To je bil prvi resnično uspešen mikroprocesor, ki mu pripisujejo zasluge za eksploziven razvoj mikroračunalništva v drugi polovici 70-ih.

Zbirka preprostih zgodnjih mikroračunalnikov.

Prvi projekti avtomatizacije z mikroračunalniki (1976–1979)

Prvi so začeli raziskovati in razvijati mikroračunalniške rešitve na Institutu Jožef Stefan (IJS). Njihove ekipe so od leta 1976 razvijale lastne mikroračunalnike z 8-bitnimi procesorji Intel 8008 in Intel 8080, v sodelovanju s Fakulteto za elektrotehniko pa so za Iskro razvili tudi prvi domači serijski mikroračunalnik Iskradata 1680 s procesorjem Motorola 6800. Razvoj je bil v tem času močno otežen, saj je bil uvoz mikroprocesorjev v Jugoslaviji omejen, domači kadri in računalniška industrija pa še povsem nerazviti. Iskra se je zato pri razvoju koncepta računalniške proizvodnje in vzgoji prvih kadrov močno naslonila prav na Institut Jožef Stefan.

Odmeven zgodnji mikroračunalniški projekt inštituta je bil razvoj samodejne meteorološke postaje v sodelovanju s Hidrometeorološkim zavodom Slovenije. Postaja je lahko ob pomoči mikroračunalnika, ki so ga sami izdelali, samodejno zbirala podatke iz okolja, jih osnovno statistično obdelala in centrali posredovala v primerni obliki za nadaljnjo obdelavo v osrednjem računalniku. Prvi prototip postaje so dokončali leta 1976 in ga uspešno namestili v meteorološkem stolpu Jedrske elektrarne Krško za zgodnje obveščanje o onesnaženosti zraka.

Prvi mikroračunalnik Micral N, izdelan v Franciji. David Monniaux na Wikimedia.

Podoben mikroračunalnik so nato uporabili pri avtomatizaciji betonarne v podjetju Gradis, nadziral je mešanje betona po vnaprej predvidenih receptih. Operater je v betonarni prek nadzorne plošče vnašal potrebne podatke in ukaze, prek indikatorjev pa sledil krmilnim signalom, ki jih je računalnik pošiljal po sistemu. Na voljo je imel 10 stalnih receptov, vse uporabljene količine pa je računalnik izpisoval na papirnem traku, kar je bilo pomembno pri nadzoru kakovosti betona. To je bil prvi primer uporabe mikroračunalnika pri vodenju industrijskega procesa v Jugoslaviji. Z manjšimi spremembami so mikroračunalnik s sistemom za natančno doziranje in mešanje sestavin uporabili tudi v novomeški Krki.

Upravljanje procesov

Upravljanje procesov poteka v zaprtih sistemih s povratno zanko. Procesni računalnik tekoče spremlja izhodne podatke procesa in s povratnim odzivom programskih algoritmov vzdržuje spremenljivke procesa v sprejemljivih mejah.

V sodelovanju z IMP so izvedli še mikroračunalniško avtomatizacijo dvigal ter upravljanje varnostnih in komunikacijskih naprav v večjih objektih. Svoje mikroračunalniške rešitve so prispevali za projekt industrijskega robota UMS, ki ga je razvijal Inštitut Mihajlo Pupin v Beogradu, v sodelovanju z Gorenjem pa so nato začeli razvijati tudi prvi slovenski robotski manipulator za emajliranje Goro.

Mikroračunalnik IJS Mikro M (1977–)

Po začetnih uspehih so na inštitutu izoblikovali standardiziran procesni mikroračunalnik z nazivom Mikro M. Zasnovan je bil tako, da so ga lahko preprosto prilagodili potrebam upravljanega procesa. Izdelan je bil na enem tiskanem vezju z 8-bitnim mikroprocesorjem Intel 8080 in s 64 KB delovnega pomnilnika. Zanj so razvili še najosnovnejši nabor vmesnikov, običajno potrebnih pri avtomatizaciji procesov, od analogno-digitalnih pretvornikov do izbiralnikov signalov in programabilnih ojačevalnikov. Digitalni vmesniki so omogočali izvedbo komunikacije z zunanjimi napravami, na primer s tiskalnikom, kasetnikom ali z omrežno opremo. Razvili so tudi osnovni zagonski operacijski sistem (BIOS) in gonilnike za vmesnike.

Mikro M so inženirji z vseh oddelkov IJS uporabljali tudi kot razvojni sistem. Z njim so lahko v zbirniku razvijali programsko opremo ali preizkušali elektronske sklope za specifične procesne rešitve v industriji. K njim so ga redno hodili preizkušat tudi inženirji iz industrije, ki so jih že zanimale možnosti praktične uporabe mikroračunalnikov pri vodenju proizvodnje.

Mikroračunalnik Iskradata 1680 (1977–)

Za mikroračunalnik Iskradata 1680 so v Iskri od ameriškega partnerja AMI pridobili pravice za uporabo 8-bitnega mikroprocesorja Motorola 6800 in osnovne programske opreme zanj. Tako kot Mikro M je bil izdelan na enem tiskanem vezju, ki je poleg mikroprocesorja vseboval do 64 KB delovnega pomnilnika in 16 vodil za vmesnike. Priloženi so bili vmesniki za serijsko in paralelno povezavo, osnovni modem, analogno-digitalni pretvorniki, časovnik, nadzorna plošča in vmesnik za upravljanje. V Iskri so nudili tudi prazne vmesnike, na katerih so naprednejši uporabniki lahko po meri izdelali lastne rešitve za upravljanje procesov. Računalnik je vključeval še zaslon s tipkovnico in disketno enoto.

Prvi domači serijski mikroračunalnik Iskradata 1680.

Poganjal je predelavo preprostega operacijskega sistema z diskete podjetja AMI z datotečnim sistemom, urejevalnikom besedila, zbirnikom in razhroščevalnikom. V sodelovanju z uporabniki so v zbirniku običajno izdelali tudi programsko opremo, prilagojeno upravljanemu procesu. Kot procesni računalnik so ga v Iskrini novi tovarni računalnikov na Laborah začeli serijsko proizvajati leta 1978. Za osnovno poslovno uporabo pa so ga kot prvi mikroračunalnik te vrste v Jugoslaviji opremili do leta 1980.

Kot procesni računalnik za avtomatizacijo dela v laboratoriju so ga že konec 70. let uporabljali na Univerzah v Ljubljani, Mariboru in Zagrebu, v več laboratorijih Iskrinih tovarn ter v Nuklearni elektrarni Krško. Več so jih vgradili tudi v nov računalniško vodeni sistem semaforjev v Ljubljani, kot krmilnik sistema za prikazovanje rezultatov pa so ga uporabili v Planici. Skupaj z alfanumeričnimi prikazovalniki in Iskrino telekomunikacijsko opremo je bil celo vključen v sklop sistemov za kontrolo zračnega prometa Datasaab.

Viri in več informacij: Digitalna knjižnica Slovenije, dlib.si in spletna stran Računalniškega muzeja, racunalniski-muzej.si.

Zahvaljujemo se Nuku in drugim za digitalizacijo gradiva.