ZX Spectrum

ZX Spectrum

Tüüp	8-bitine koduarvuti
Tootmise algus	23. aprill 1982
Tootmine lõpetatud	1992
Protsessor	Zilog Z80A @ 3,5MHz
Muutmälu	16 kB / 48 kB / 128 kB
Operatsioonisüsteem	Sinclair BASIC
Eelkäija	ZX81
Järeltulija	QL
v r

ZX Spectrum on 8-bitine koduarvuti, mida arendas ja tootis Suurbritannia ettevõte Sinclair Research.^[1] 1986. aastal ostis ZX Spectrumi õigused Amstrad, kes jätkas uute mudelite tootmist.

ZX Spectrumi sarjas avaldati kokku kuus mudelit. Neist esimene oli ZX Spectrum 16K/48K, mis tuli välja 1982. aastal,^[2] ja viimane ZX Spectrum +3, mis tuli müüki 1987. aastal.^[3]

Kokku müüdi kõiki mudeleid üle viie miljoni. Lisaks müüdi suurel hulgal ZX Spectrumi kloone.^[4] ZX Spectrum oli üks esimestest laia kasutajaskonnaga koduarvutitest Ühendkuningriigis ning selle tähtsust seal võib võrrelda Commodore 64 mõjuga Ameerika Ühendriikides. ZX Spectrum oli laialt levinud ka Skandinaavias ja Ida-Euroopas, kaasa arvatud Eestis.

ZX Spectrum muutus kiiresti populaarseks ja sellel oli esmasest müükitulekust alates positiivne maine tehnoloogiahuviliste seas. Anti välja mitmeid ainult ZX Spectrumile pühendatud ajakirju, sealhulgas Sinclair User (1982)^[5], Your Sinclair (1983)^[6] ja CRASH (1984)^[7]. Need sisaldasid nii tehnilist informatsiooni, näiteks valmistrükitud programme ning Sinclair Basic programmeerimiskeeles programmeerimise õpetusi, kui ka tavakasutajale mõeldud artikleid, näiteks uute mängude kirjeldusi ja lisaseadmete ülevaateid.

Kuna ZX Spectrumile ja selle kloonidele toodeti kolmandate osapoolte poolt suurel hulgal tarkvara ja lisaseadmeid, tõi ZX Spectrum endaga kaasa ka infotehnoloogiaga tegelevate firmade kasvu Ühendkuningriigis. Vahel nimetataksegi ZX Spectrumit arvutiks, mis pani aluse Ühendkuningriigi infotehnoloogiale.^[8] Sinclair Research Ltd omanikule Clive Sinclairile anti 1983. aastal rüütlistaatus "teenuste eest Briti tööstusele".^[2]

Peamisteks rivaalideks ZX Spectrumile Ühendkuningriigi turul 1980. aastate alguses olid Commodore 64, BBC Microcomputer ja hiljem ka Amstrad CPC seeria.

7. aprillil 1986. aastal teatas Amstrad, et on ostnud kõik Sinclair Researchi arvutitehnikaga seotud õigused 5 miljoni naela eest, sealhulgas ZX Spectrum sarja tootmis-, müügi- ja kaubamärgiõigused^[9]. Selle tehinguga omandas Amstrad ka kõik Sinclair Researchi ladudes olevad ZX Spectrumi mudelid, ainuüksi mille müügist nad teenisid rohkem kui ostusummaks olnud 5 miljonit naela^[10]. Amstrad andis välja ka kolm uut Sinclairi mudelit, kuid 1992. aastal otsustati kõigi ZX Spectrumi mudelite tootmine lõpetada.

Kuigi juba ZX Spectrumi esimesed mudelid olid väga populaarsed arvutimängude mängimiseks, ei olnud arvuti selleks isegi tolleaegsete standardite kohaselt väga optimaalne. ZX Spectrumil puudusid sisseehitatud juhtkangiväratid, selle heli oli primitiivne ja videoväljund oli pigem sobiv teksti näitamiseks.

Kõikides ZX Spectrumi mudelites on protsessor Zilog Z80A, mis töötab sagedusel 3,5 MHz.^[11] Esimesel ZX Spectrumi mudelil on 16 kB püsimälu ja kas 16 või 48 kB muutmälu. Hilisemate mudelite püsimälu oli 64 kB ja muutmälu 128 kB.

Erinevalt oma eelkäijast Sinclair ZX81-st kuvab ZX Spectrum pilti värviliselt. Videoväljund toimub läbi RF-modulaatori ja on mõeldud kasutamiseks tolleaegsete teleritega. Teksti näitamiseks on kasutusel 32×24 tähemärkide ruudustik, mis sisaldab tähemärke ZX Spectrumi või parasjagu jooksva rakenduse märgistusest. Kasutada saab 15 värvitooni – 7 värvi, millest igaühel on nii ere kui ka tume varjund, ja lisaks veel must värv.^[12]

Pildi resolutsioon on 256×192, kusjuures värvidele kehtivad samad piirangud nagu tähemärkide puhul. Mälu kokkuhoidmise eesmärgil salvestatakse värvide andmed pikslite rasterist eraldi, 32×24 ülekatte massiivis vastavalt tähemärkide ruudustikule.^[13] Iga piksli puhul salvestatakse esiplaani- ja taustavärv, ereduse tase (kas tavaline või ere) ning "vilkumise" lipuke, mille tõeväärtuse korral esiplaani- ja taustavärvid vahelduvad regulaarsete intervallide järel.^[13]

Heli tekitatakse esimeste mudelite puhul läbi arvuti küljes oleva kõlari, millel on üks kanal ja 5-oktaavine heliulatus. Hilisemate mudelite puhul toimub heli väljundamine läbi teleri kõlari, kanalite arv kasvas kolmeni ja heliulatus seitsme oktaavini.^[2][3]

Andmete ja käskluste sisestamine toimub peamiselt klaviatuuri kaudu, kuigi osadel mudelitel on ka juhtkangi väratid. Samuti on võimalik juhtkange ühendada lisaseadmete abil.

Suurem osa levitatavast ZX Spectrumi tarkvarast oli helikassettidel, eriti mängude puhul. Andmete kassettidelt sisselaadimise jaoks on esimeste mudelite küljes sisend- ja väljundväratid tavalise kassettmakiga ühendamiseks, et programme ja andmeid laadida ja salvestada. Hilisemate mudelite puhul on lintseade kas sisseehitatud või kasutatakse hoopis flopiseadet. Samuti on masina küljes I/O ühendussiin, mille külge saab ühendada lisasisendseadmeid, näiteks ZX Microdrive seadmeid.

Programmikoodi kompileerimise ja käitamisega tegelev interpretaator Sinclair BASIC paikneb püsimälus koos vajalike süsteemirutiinidega. Interpretaator arendati edasi ZX81 peal kasutatud versioonist, lisades sinna juurde mitmeid uusi võimalusi, mis tegid sellel programmeerimise mugavamaks. Näiteks lisati Spectrum BASIC'u puhul uued käsud pildi ja heli programmeerimiseks ning lisati tugi mitmerealiste käskude kasutamiseks. Seetõttu saab koodis muudatusi tegemata ZX81 BASIC programme tihti kompileerida ja käitada ka ZX Spectrumi peal. Erinevalt ZX81 arvutist põhines ZX Spectrumi märgistik ASCII-märgistikul.^[14]

ZX Spectrumile on saadaval lai valik lisaseadmeid, mille tootjad on kas Sinclair Research või kolmandad osapooled.

• ZX Printer^[15]
• ZX Interface 1 – lisamoodul, mis lisab 8 kB muutmälu, RS-232 jadavärati, LAN-liidese ja liidese kuni kaheksa ZX Microdrive seadme ühendamiseks ^[16]
• ZX Interface 2 – lisab kaks väratit juhtkangide jaoks^[17]
• ZX Microdrive

Lisaks Sinclair Researchi enda toodetud lisaseadmetele on saadaval ka lai valik teiste tootjate poolt toodetud ZX Spectrumi mudelitega ühilduvaid riistvaraseadmeid:

• Morex Peripherals Centronics/RS-232 liides^[18]
• Currah MicroSpeech kõnesünteesi moodul^[19]
• Videoface Digitiser muutmälupakett^[20]
• Cheetah Marketing SpecDrum trummimasin^[21]
• Multiface, firma Romantic Robot poolt toodetud hetktõmmiste tegemise toega disassembler^[22]
• Abbeydale Designers/Watford Electronics SPDOS kettaseadmeliides^[23]
• Abbeydale Designers/Kempston KDOS kettaseadmeliides^[24]

SPDOS ja KDOS liidesed olid esimesed, mille komplektis oli kaasas ka kontoritarkvara (Tasword Word Processor tekstiredaktor^[25], Masterfile andmebaas^[26] ja OmniCalc tabelarvutusprogramm^[27]). See tarkvarakomplekt oli paljude väiksemate firmade jaoks esimene taoline ja tegi neile esmakordselt võimalikuks arvepidamise haldamise arvutis.

Alates Spectrumi esmasest müükitulekust on sellele avaldatud üle 20 000 programmi ning neid lisandub pidevalt juurde. Näiteks 2010. aastal avaldati üle 90 uue ZX Spectrumi programmi.^[28]

Kuigi enamik tarkvaraprogrammidest on mängud, on ZX Spectrumile loodud tarkvara väga mitmekesine. Sinna hulka kuuluvad eri programmeerimiskeelte implementatsioonid, andmebaasid (nt VU-File), tekstiredaktorid (nt Tasword II), tabelarvutusprogrammid (nt VU-Calc), joonistamistarkvara (nt OCP Art Studio) ning isegi 3D-modelleerimise tarkvara (nt VU-3D).

Suurem osa ZX Spectrum tarkvara levitati helikassettidel, kuigi oli ka tarkvara, mida sai osta ainult ZX Microdrive'i seadmetel. ZX Spectrum +3 mudelile kirjutatud tarkvara oli flopidiskettidel, kuna sel mudelil enam lintsalvestit standardvarustuses polnud.

Vabavaralist tarkvara levitati samuti läbi trükimeedia, näiteks tehnikaajakirjades ja eraldi raamatutes. Need sisaldasid BASICus kirjutatud programme, mille lugejad trükkisid arvutisse, käivitasid ning seejärel soovi korral salvestasid kassetile.

Kuna tarkvara salvestati peamiselt helikassettidel, siis sai tarkvara levitada ka televisiooni ja raadio kaudu. Saatejuht andis kuulajatele ülevaate edastatavast programmist, mis seejärel edastati heliformaadis. Kuulajad ühendasid enda kassettmaki raadio või teleriga ja lindistasid programmid kassetile.^[29]

Kuna tarkvara levitati peamiselt tavalistel helikassettidel, oli tarkvara kopeerimine lihtne ja tavakasutajate seas levinud. Selleks läks vaja ainult kassetti ja lindistamisvõimalusega kassettmakki.

Kuna aga tarkvaratootjad pidasid tarkvara loata kopeerimist piraatluseks, siis hakati ärilistel eesmärkidel loodud tarkvarale lisama erinevaid kopeerimisvastaseid meetmeid, näiteks:

• programmi käivitades küsiti kaasasolevast dokumentatsioonist mingil kindlal asukohal olevat sõna
• programmi käivitamisel nõuti mingi tarkvaraga kaasas oleva lisaseadme ühendamist arvutiga^[30]

ZX Spectrumi tarkvara on tänapäeval Internetist lihtsalt kättesaadav. Suurim Internetis olev ZX Spectrumi tarkvara arhiiv on World of Spectrum, kus on rohkem kui 21 000 programmi. Selle veebilehe legaalsuse üle käivad aktiivselt vaidlused ning paljud tarkvaratootjad on nõudnud enda tarkvara eemaldamist. Samas on aga ka neid, kes on andnud ametliku heakskiidu enda tarkvara arhiivis talletamiseks.^[31]

Populaarne programm ZX Spectrumi programmide tõmbamiseks personaalarvutisse on Taper. See võimaldab kassetmaki ühendada personaalarvuti helikaardi või rööpväratiga ning läbi selle tarkvara arvutisse tõmmata. Seejärel saab arvutisse tõmmatud tarkvara käivitada, kasutades selleks emulaatorit. Emulaatortarkvara on saadaval kõigile levinumatele operatsioonisüsteemidele.^[32]

Aastatel 1982–1990 anti välja kuus ZX Spectrumi mudelit, millest kolme esimest tootis Sinclair Research ja kolme viimast Amstrad.

Esimene ZX Spectrumi sarja mudel anti välja 1982. aastal. Sellest mudelist oli kaks versiooni – ühel oli 16 kB ja teisel 48 kB muutmälu. Mõlema versiooni puhul on püsimälu 16 kB. 16 kB muutmäluga mudeli puhul on võimalus suurendada muutmälu 48 kB-ni, lisades arvutile tütarplaadi või välise 32 kB muutmälu mooduli, mis tuleb ühendada laienduspessa. Esimene ZX Spectrumi mudel on kergesti äratuntav klaviatuuril oleva vikerkaaremotiivi järgi.^[2]

ZX Spectrum 16K/48K andmed

Tootmise algus	1982
Püsivara	3.54 MHz Zilog Z80A CPU 16Kb / 48Kb muutmälu
Video	32×24 tähemärki, 256×192 pikslit, 8 värvi
Heli	1 kanal, 5 oktaavi
Sisend ja väljund	Z80 siin, kassetid, RF-teler
Salvesti	Väline lintseade (kassettmakk) või Microdrive seade

Mudeli ZX Spectrum+ tootmine algas 1984. aastal. Erinevused esimese mudeliga olid peamiselt arvuti kesta ja klaviatuuri osas, näiteks olid klaviatuuri klahvid kummi asemel plastist ning lisatud oli lähtestamisnupp. ZX Spectrum+ elektroonikadetailid olid aga identsed esimese mudeli 48 kB versiooniga ja neid sai mudelite vahel vahetada.^[33]

ZX Spectrum+ andmed

Tootmise algus	1984
Püsivara	3.54 MHz Zilog Z80A CPU 48Kb muutmälu
Video	32 × 24 tähemärki, 256 × 192 pikslit, 8 värvi
Heli	1 kanal, 5 oktaavi
Sisend ja väljund	Z80 siin, kassetid, RF-teler
Salvesti	Väline lintseade (kassettmakk) või Microdrive-seade

ZX Spectrum 128 anti välja 1985. aastal. See on välimuselt väga sarnane mudeliga ZX Spectrum+, ainuke väline erinevus on suur väline jahutusradiaator, mis asendas varasemate mudelite sisemist jahutusradiaatorit.

Uuendused võrreldes eelmise mudeliga olid ka 128 kB muutmälu, kolmekanaline heli läbi AY-3-8912 kiibi, MIDI ühilduvus, RS-232 jadaliides, RGB-kuvari liides, 32 kB püsimälu koos uuendatud BASICu redaktoriga ja väline lülituspaneel.

Erinevalt enda eelkäijatest polnud ZX Spectrum 128-l ka sisemist kõlarit ja heli mängiti läbi teleri kõlarite.^[34]

ZX Spectrum 128 andmed

Tootmise algus	1985
Püsivara	3,54 MHz Zilog Z80A CPU 128 kB muutmälu
Video	32×24 tähemärki, 256×192 pikslit, 8 värvi
Heli	3 kanalit, 7 oktaavi
Sisend ja väljund	Z80 bus, tape, RF television, lülituspaneel, RS232 – Midi Out, RGB
Salvesti	Väline lintseade (kassettmakk)

Pärast seda, kui Amstrad 1986. aastal ostis Sinclair Researchilt kõik arvutitehnikaga seotud kaubamärgid ning tootmisõigused, hakkas ZX Spectrumi mudeleid arendama Amstrad. Kokku tootis Amstrad kolm ZX Spectrumi mudelit.

Amstradi esimene Spectrumi mudel oli ZX Spectrum +2, mille tootmine algas 1987. aastal. Sellel mudelil oli vedruklahvidega klaviatuur, kaks juhtkangiväratit ning sisseehitatud Datacorder lintseade. Muudelt omadustelt oli ta peaaegne identne ZX Spectrum 128-ga. Kuna aga püsimälus oli mõningaid muudatusi võrreldes eelmiste versioonide püsimäluga, siis oli eelmistele mudelitele loodud tarkvara puhul ühildumisprobleeme.^[35]

ZX Spectrum +2 andmed

Tootmise algus	1987
Püsivara	3,54 MHz Zilog Z80A CPU 128 kB muutmälu
Video	32×24 tähemärki, 256×192 pikslit, 8 värvi
Heli	3 kanalit, 7 oktaavi
Sisend ja väljund	Z80 siin, kassetid, RF-teler, lülituspaneel, RS232 – Midi Out, RGB
Salvesti	Sisseehitatud lintseade

ZX Spectrum +2A mudeli tootmine algas 1987. aastal ja üheks selle eesmärgiks oli ühtlustada Amstradi tootevalikut.

+2A põhines Amstradi +3 4.1 ROM mudelil. Kasutusele võeti uus emaplaat, mis oluliselt vähendas kiipide arvu. Paljud kiibid integreeriti uude rakendusspetsiifilisse mikroskeemi. Samuti oli +2A mudelil oluliselt võimsam toiteplokk eelmiste mudelitega võrreldes.^[35]

ZX Spectrum +2A andmed

Tootmise algus	1987
Püsivara	3,54 MHz Zilog Z80A CPU 128 kB muutmälu
Video	32×24 tähemärki, 256×192 pikslit, 8 värvi
Heli	3 kanalit, 7 oktaavi
Sisend ja väljund	Z80 siin, kassetid, RF-teler, lülituspaneel, RS232 – Midi Out, RGB
Salvesti	Sisseehitatud lintseade

ZX Spectrum +3 on välimuselt sarnane +2-ga, kuid lintsalvesti asemel on +3 mudelil sisseehitatud kolmetolline flopiseade.

+3 mudelile lisati kaks 16 kB püsimälu kiipi. Ühel neist asus 128 mudeli modifitseeritud püsimälu ning teisel oli +3 mudeli ketta-opsüsteem +3DOS, mis oli modifitseeritud versioon Amstradi AMSDOS tarkvarast. Mõned vanemad 48K ja 128K mudelid olid seetõttu +3-ga mitteühilduvad. Ka ZX Interface 1 lisaseadmete komplekt oli mitteühilduv ning seetõttu ei saanud Microdrive'i seadmeid +3 mudeli puhul kasutada.

Kõikidest ZX Spectrumi mudelitest on see ainuke, mis on suuteline kasutama CP/M operatsioonisüsteemi ilma lisariistvarata.

ZX Spectrum +3 mudeli tootmine lõppes 1990. aasta detsembris.^[3]

ZX Spectrum +3 andmed

Tootmise algus	1988
Püsivara	3,54 MHz Zilog Z80A CPU 128 kB muutmälu
Video	32×24 tähemärki, 256×192 pikslit, 8 värvi
Heli	3 kanalit, 7 oktaavi
Sisend ja väljund	Z80 siin, flopidisketid, RF-teler
Salvesti	Sisseehitatud flopiseade

Esikümme ajakirja Your Sinclair põhjal: 3D Deathchase Rebelstar All or Nothing Stop the Express Head Over Heels R-Type The Sentinel Rainbow Islands Boulder Dash Tornado Low Level

Esikümme ajakirja CRASH põhjal: Rainbow Islands Chase H.Q RoboCop RoboCop 2 Dizzy Target: Renegade Magicland Dizzy Batman: The Movie Operation Wolf Midnight Resistance