El Apple Macintosh es uno de los ordenadores más recordados de la década de los 80, sin embargo, fue un fracaso enorme tanto en ventas como en hardware, pero sí hay algo en lo que destaco fue por el hecho de llevar la interfaz gráfica de usuario que usamos hoy en día al usuario de a pie. Como dijo Steve Wozniak una vez, a día de hoy todos usamos un Mac, pero toda esta historia tiene un punto de partida, y en este caso en un pequeño ordenador compacto con pantalla de 8 pulgadas y su famoso ratón de 1 botón.
El Apple Macintosh no fue el producto principal
El Apple Macintosh en comparación con otros sistemas contemporáneos basados en el 68000, es bastante simple en cuanto a hardware. Se trata de un sistema sin capacidades de expansión donde todos los elementos se encuentran integrados, incluyendo su pantalla. En realidad, cuando se diseñó por parte de los de Cupertino, no era el producto principal, sino que se inició como un ordenador de bajo coste de la mano de Jeff Raskin, hasta que Steve Jobs fue expulsado del equipo de desarrollo del Lisa y fue al Macintosh.
Antes de la entrada del carismático fundador de Apple, el Mac era un ordenador de 8 bits sencillo, sin capacidades de expansión y basado en el Motorola 6809 como CPU, por lo que no iba a ser compatible con el software del Apple II. Sin embargo, con la entrada de Jobs y la necesidad de poder mover una interfaz gráfica de usuario, el hardware se movió al 68000 como CPU principal, al igual que el Lisa. Claro está que decidieron eliminar buena parte del hardware para reducir costes, lo cual afectó al hecho de que, pese a que puedan parecer parte de una misma familia por la interfaz, tanto el Lisa como el Macintosh usan sistemas operativos distintos.
El Lisa disponía de 1 MB de RAM, una barbaridad para 1983, pero es que se trataba de un sistema operativo basado en multitarea cooperativa y fue el primero en incluir una suite ofimática completa, es decir, un procesador de textos, hoja de cálculo, etcétera. Esto hacía que requiriese una MMU. En cambio, el Macintosh carecía de tal pieza de hardware y por eso su sistema operativo era monotarea, es decir, solo podía ejecutar una aplicación a la vez.
Pero, al final, se convirtió en la estrella… fallida
Para Apple, el Lisa fue un fracaso monumental, tanto que solo un año después de su introducción, el Apple Macintosh se convirtió en la última esperanza de la empresa. ¿Su coste? 2500 dólares, muy por encima de lo aceptable por el mercado, pero una ganga en comparación con el Lisa. Curiosamente, en el diseño original de Raskin, el Mac tenía que tener un coste de solo 500 dólares. En su diseño final terminó teniendo un precio de 2500 dólares.
Por si fuera poco, el Macintosh tenía un punto débil, se lanzó con solo 128 KB de RAM y no era ampliable. Pronto los usuarios se dieron cuenta de que el ordenador no era viable debido a esa limitación. Por lo que se vieron obligados a lanzar una versión mucho más cara con 512 KB de memoria. Por si fuera poco, apenas había software para la máquina y era poco atractiva para el mercado empresarial, donde la compatibilidad hacia atrás de IBM PC XT y el AT arrasaba, y a todo ello había que sumar los clónicos. Lo que no quita que su interfaz de usuario fuese revolucionaria, pero la realidad es que no llegó nunca a tener el éxito del Apple II.
Es más, el lanzamiento en 1985 del Atari ST y el Commodore Amiga, dos productos muy superiores en cuanto a hardware, especialmente el segundo, le saco los colores a Steve Jobs y su equipo. El cofundador de Apple intentó un golpe contra John Sculley, consejero delegado de Apple por aquel entonces, quien tras enterarse decidió despedirle a él y a todo el equipo que había trabajando en el Mac original.
El hardware del Macintosh
Como ya hemos dicho, el primer Apple Macintosh es un ordenador sencillo, es más, en muchos apartados es incluso inferior a sistemas de 8 bits. Por ejemplo, carece de chip de sonido al igual que el Apple II y el IBM PC, lo cual hace que no sea una máquina para juegos. Además, la forma de generar gráficos en pantalla no se basa en un sistema de caracteres, por lo que se hace imposible portar juegos desde otras plataformas a este ordenador, así como el resto del software.
Su CPU principal es un Motorola 68000 a 7.84 MHz, acompañado por 128 KB de RAM en el primer modelo. La velocidad de la memoria es de 6.67 MHz de velocidad, lo cual nos indica que el sistema usa el modo asíncrono del 68000. Esto provoca un desfase en la comunicación con la RAM que hace que la CPU del sistema funcione como si fuera a 6.67 MHz, por el hecho que el microprocesador se ha de sincronizar con una memoria RAM que no funciona a un múltiple de la velocidad del procesador.
Aparte de la RAM, también disponía de 64 KB de ROM, la cual no era más que la clásica BIOS, donde se encuentran todas las rutinas del sistema, incluyendo los algoritmos para dibujar el entorno gráfico. Por ejemplo rutinas clásicas como el mover las ventanas del entorno de posición, hacerlas más grandes o más pequeñas, las rutinas de movimiento del cursor… Todo eso tenía que ser homogéneo y coherente entre todas las aplicaciones del Macintosh por lo que para evitar dicha incoherencia entre aplicaciones, las funciones necesarias se encontraban en la ROM del sistema.
Chips PAL de apoyo
Si bien el primer Apple Macintosh tiene dos chips TTL, en concreto dos contadores binarios de 4 bits, el uso de chips con lógica transistor a transistor es más bajo que en otros sistemas de Apple incluido el Apple Lisa al adoptar chips PAL (Programable Array Logic). Esto permitió que este ordenador tuviese un tamaño tan compacto, ya que gracias al uso de este tipo de chips se pudo unificar la funcionalidad de varios chips TTL en uno solo.
En total, el Apple Macintosh usa seis chips PAL:
- LAG (Linear Address Generator): se encarga de generar direcciones lineales para acceder a la memoria RAM.
- TSM (Timing State Machine): coordina las diferentes operaciones de sincronización dentro del hardware, como la comunicación entre la CPU y los periféricos.
- BMU0 y BMU1 (Bus Management Units): controlan el flujo de datos entre el procesador, la memoria y otros componentes, asegurando que no hubiera conflictos en el acceso al bus.
- TSG (Timing Signal Generator): genera señales de temporización necesarias para coordinar las diferentes partes del sistema, las cuales son necesarias para que las operaciones se ejecuten en el momento correcto
- ASG (Analog Sound Generator): permite la reproducción de pitidos y sonidos simples a través del altavoz interno.
Si bien hoy en día estas funciones nos pueden parecer triviales y estar totalmente integradas dentro del chipset de la placa base o de la propia CPU, hemos de recordar que en los primeros años, la mayoría de ordenadores usaban un gran número de chips TTL para ello y que su uso permitió su diseño industrial por el cual se hizo tan famoso.
Generación de gráficos en el Apple Macintosh
En comparación con otros ordenadores basados en el 68000 como CPU y contemporáneos al mismo, el primer Apple Macintosh es extremadamente simple en lo que a gráficos se refiere, dado que todo el trabajo de generar cada uno de los frames que se ven en pantalla lo hace el microprocesador central, por lo que no existe hardware especializado de ningún tipo, ni sprites por hardware para mover el cursor y tampoco soporte de scroll por hardware, todo el trabajo de crear la interfaz gráfica y ejecutar los programas corría de la mano del 68000 y el hardware colindante, pero un chip gráfico propiamente dicho no había, así que todo lo hacía la CPU.
- 512 x 342 píxeles en monocromo/16 = 10944 bloques de píxeles por frame
- 10944 píxeles por frame * 12 = 131328 ciclos de reloj por frame.
- 1/7.84 MHz = 1,276 ns.
- Tiempo total = 131328 ciclos de reloj por frame* 1.276 nanosegundos = 16.75 ms
Cómo se puede ver con las cifras en la mano, el 68000 es lo suficientemente rápido como para poder generar un frame por si mismo sin ayuda de terceros en el Apple Macintosh a una tasa de refresco cercana a los 60 Hz, en concreto 59.7 Hz. Si hacemos el cálculo rápido, esto nos da los 7.84 MHz, por lo que, en teoría, la CPU se pasaría el 100% dibujando cada frame, lo cual no parece tener mucho sentido, pero hay trampa en ello.
¿Dónde está el truco?
Lo que nos queda claro es que el Apple Macintosh no vale para videojuegos, ya que no dispone de un chip gráfico y requiere el 100% del tiempo para generar un frame al completo. Este es el motivo por el cual sistemas como el Commodore Amiga y más tarde el Atari ST terminaron por integrar el Blitter, ya que uno de los puntos débiles del 68000 era el movimiento de datos de una parte de la memoria a otra, el cual era extremadamente lento.
La realidad con el Apple Macintosh es que era el primer frame el que costaba generar, luego de un fotograma a otro muchas veces los cambios eran menores. Y es que esa es la ventaja de tener un búfer de imagen, que solo necesitas marcar los píxeles que cambian desde el frame anterior, lo que reduce enormemente la carga computacional. Para ello se usaba un mecanismo de doble búfer de imagen donde las líneas de escaneo del frame anterior ya dibujadas en pantalla se liberaban para ser manipuladas, o no, por la CPU.
QuickDraw
El Apple Macintosh sorprende por el hecho de mostrar gráficos en pantalla basados en mapas de bits, pero lo que lo hace especial es que lo realiza utilizando únicamente la CPU del sistema. Por lo que no hay un chip gráfico al estilo del NEC 7220 dibujando en pantalla, sino que para ello utiliza las rutinas almacenadas en la ROM que reciben el nombre de QuickDraw. De esta manera se liberaba espacio en la memoria RAM para que las aplicaciones y los datos pudieran usarse de manera más eficiente. Dado que en el primer Macintosh solo se disponía de 128 KB, esto era esencial para ofrecer un rendimiento aceptable.
Entre las funciones de QuickDraw incluidas en la ROM del Apple Macintosh se encontraban:
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- Dibujar formas geométricas básicas (líneas, rectángulos, óvalos, etc.).
- Rellenar regiones con patrones.
- Manejar texto y fuentes.
- Administrar regiones de clipping ( limitar las áreas de dibujo para que los elementos gráficos no se salieran de los límites de una ventana o del área visible.).
- Controlar el dibujo en pantalla monocromática.
- QuickDraw permitía realizar operaciones booleanas entre regiones, como:
- Unión: combinar dos regiones en una sola.
- Intersección: obtener la parte común entre dos regiones.
- Resta: sustraer una región de otra.
- XOR: combinar las regiones dejando fuera las áreas comunes.
Dado que las rutinas iban en una ROM, era necesario comprar un sistema nuevo si se querían usar los nuevos patrones gráficos, aunque también era posible el acceso desde disquete, pero a mucha menos velocidad. Con el tiempo, y a medida que el Apple Macintosh evolucionó con los diferentes modelos, QuickDraw abandonó por completo la ROM y se movió al disco duro al igual que el resto de rutinas del sistema, lo que permitió actualizarlas sin tener que comprar un Mac nuevo.
MacPaint y la pantalla del Macintosh
Una de las decisiones de diseño tomadas en el Apple Macintosh fue usar una resolución de 512 x 342 píxeles, El motivo de ello era poder usar píxeles cuadrados, lo cual era mucho mejor para aplicaciones de dibujo y diseño gráfico. Esto además empujó el uso de una pantalla propia, ya que el estándar NTSC en el modo de 80 columnas y en modo 60 Hz no solía pasar de las 200 líneas. Vamos, que no era cuadrada. Si bien el Lisa también integraba una pantalla, inicialmente dicho ordenador no iba a tener una interfaz gráfica, sino a ser más bien basarse en texto, por lo que sus píxeles no eran cuadrados y eso era un problema para las aplicaciones de dibujo como MacPaint.
En realidad, MacPaint no deja de ser una demo de QuickDraw para mostrar las capacidades del Apple Macintosh. En especial de cara al diseño asistido por ordenador y poder demostrar el uso del ratón más allá de ser una simple herramienta para navegar por ventanas y menús. Estas capacidades y la elección de su resolución consolidaron al sistema como la referencia no solo en diseño gráfico, sino también en maquetación, haciendo altamente popular al Mac en las redacciones de editoriales de todo el mundo.
Otro de los puntos a destacar fue el uso de diferentes tipos de tipografías en vez de usar una ROM de caracteres fijos. Es decir, que los llamados tipos de letra que todos hemos usado alguna vez que otra para hacer nuestros trabajos nacieron con el Apple Macintosh. Y es que las tipografías eran uno de los elementos con los que Steve Jobs estaba más que obsesionado.
