La fase pionieristica del personal computer - un arco temporale che va dalla fine degli Anni 70 alla prima metà del decennio successivo - è stata il banco di prova alle idee, all'iniziativa imprenditoriale di molte persone. Tra queste merita un posto particolare Clive Sinclair, un estroso inventore con il pallino della semplicità e della miniaturizzazione a cui si lega la breve storia di Sinclair Research: forse la più famosa azienda di personal computer che abbia operato sul suolo inglese.
In un'epoca in cui le applicazioni avanzate dell'elettronica sono ancora realizzate artigianalmente dagli appassionati del saldatore, Clive Sinclair realizza e mette in vendita per corrispondenza un kit che consente di costruirsi “in casa” un semplicissimo home computer programmabile in Basic a cui dà il nome di ZX-80. Introdotto sul mercato nel 1980 e progettato attorno al potente (per il metro di allora) processore a 8 bit Zilog Z80A, il nuovo computer rimpiazza, con maggiori ambizioni, una precedente scheda-CPU, MK-14commercializzata con il marchio di Cambridge Computers (poco più di una board didattica a microprocessore progettata nel '78 da Chris Curry futuro fondatore, con Herman Hauser, di Acorn Computers).
ZX-80
Clive Sinclair, che raccoglie intorno a sé un gruppo di persone di grande capacità, sviluppa con lo ZX-80 un'idea davvero minimale del personal computer (che è poi l'impronta progettuale più caratteristica di tutti i prodotti della società inglese): in un momento in cui i computer sono costosi e complessi, perché costituiti da componenti indipendenti (unità centrale, tastiera, periferiche, interfacce di I/O, ecc), Sinclair pensa a un sistema di fattura essenziale e autosufficiente, adatto alle esigenze e alle tasche di sperimentatori e studenti. Un risultato ottenuto progettando fuori dagli schemi e ricorrendo a soluzioni innovative.
La caratteristica progettuale più significativa dello ZX-80 è che in esso CPU e software svolgono i compiti che in altri computer sono affidati a circuiti elettronici dedicati. Il codice realtime dello ZX-80 (scritto interamente in assembler) fa generare alla CPU tutti i segnali necessari per la visualizzazione sullo schermo, per la scansione della tastiera, come anche per la gestione dell'I/O su nastro. La CPU fa davvero molta fatica a svolgere tanti compiti 'time-sensitive' contemporaneamente, ma Sinclair sa bene che agli utilizzatori dello ZX-80 non importa se la tastiera perde qualche colpo, o se durante l'esecuzione dei programmi o l'uso del nastro scompare l'immagine dallo schermo.
In un'epoca in cui i computer hanno bisogno di periferiche dedicate e costose, come i monitor e i dispositivi di registrazione dei dati digitali, Sinclair integra nello ZX-80 le interfacce per collegare una qualsiasi TV b/n e un comune registratore a cassette. Altre curiosità riguardano la componentistica scelta per la costruzione dello ZX-80: solo chip di grande produzione e un filtro ceramico (normalmente impiegato nelle radio) che sostituisce il più costoso quarzo del clock. La tastiera a membrana e il contenitore in plastica chiuso con semplici rivetti sono altre scelte uniche nel panorama dei computer.
La tastiera "a membrana" dello ZX-80
Anche sul fronte della programmazione lo ZX-80 presenta caratteristiche peculiari. L'interprete Basic integer, contenuto assieme al firmware in una ROM di soli 4 KB, ha comandi e funzioni che sono richiamabili con semplici combinazioni di tasti e che vengono codificati in memoria con un unico byte. Il software è stato progettato per rimediare alle limitazioni dell'hardware: a una tastiera molto scomoda da usare e a una memoria di base limitatissima (1 KB, per di più condivisa tra programmi, variabili di sistema e mappa video). L'originale editor di linea del Basic ha la capacità davvero unica d'indicare gli errori di sintassi già in fase d'immissione del codice, facilitando la programmazione. Accompagnato dal manuale "A course in Basic Programming" ZX-80 è forse il primo computer didattico accessibile a un pubblico di non professionisti. Risultato, ZX-80 è un grande successo: in meno di due anni ne vengono costruiti o consegnati in kit circa 70.000 esemplari.
La ricerca di soluzioni costruttive più semplici ed economiche fa incontrare Sinclair con il costruttore di semiconduttori Ferranti che ha realizzato un nuovo componente digitale denominato ULA (Uncommitted Logic Array). Questo chip rende possibile integrare circuiti digitali complessi programmando alcune migliaia di porte logiche, presenti al suo interno, con un'operazione di mascheratura in fase di produzione. Sinclair intuisce la possibilità di ridurre complessità e costi di produzione del proprio computer e dà avvio nel 1981 al diretto successore dello ZX-80.
Lo ZX-81, questo il nome del computer, è dal punto di vista architetturale molto simile al precedente, ma ha all'interno soltanto quattro circuiti integrati (oltre alla ULA solo RAM, ROM e CPU). Minore complessità significa minori costi di produzione per Sinclair, che offre lo ZX-81 a un prezzo pari ai due terzi del modello precedente. Il computer introduce una serie di aggiornamenti, come la modalità di funzionamento 'slow' che concilia la visualizzazione sullo schermo con l'esecuzione, sia pure rallentata, dei programmi. Nella ROM da 8 KB di capacità (doppia rispetto a quella dello ZX-80) trova posto un nuovo interprete Basic che supporta i numeri in virgola mobile, funzioni trigonometriche, grafica a bassissima risoluzione (64 x 44 punti) e la stampante.
In contemporanea con la progettazione dello ZX-81 Sinclair dedica impegno alla realizzazione di una stampante 'in sintonia' con la filosofia generale del sistema. Il risultato di questo lavoro è una periferica incredibilmente semplice e compatta: la ZX-Printer. Mentre i negozi vendono stampanti professionali che spesso costano più dei computer, Sinclair progetta una periferica priva di tutto ciò di cui è possibile fare a meno, adatta soltanto a riprodurre i listati di programma e qualche grafico.
Nella ZX-Printer tutto è ridotto all'osso: due aghi montati su una cinghia trascinata da un unico motore passano alternativamente su un rotolo di carta metallizzata. Un solo circuito ULA decodifica direttamente dal bus del computer i segnali essenziali per il controllo del motore e della traccia sulla carta (ottenuta applicando agli aghi una tensione in grado di bruciare la metallizzazione). Nella stampante non c'è alcun controller, né un generatore di caratteri: a fare tutto è la CPU dello ZX-81, sotto il controllo del firmware contenuto nella ROM del sistema.
Introdotto sul mercato nel marzo del 1981, Sinclair ZX-81 viene venduto in 500.000 esemplari nei primi 12 mesi. Dal luglio '82 il computer comincia a essere prodotto su licenza anche negli Stati Uniti, commercializzato con il nome di Timex 1000.