«Ага́т» — первый советский серийный персональный компьютер (микрокомпьютерByte Magazine Volume 09 Number 12: New Chips : Free Download, Borrow, and Streaming : Internet Archive)журнал «Наука и Жизнь», 1987 № 5 стр. 54. «Агат» является 8-разрядным универсальным компьютером, ориентированным для применения в образовательном процессе. Разработан в 1981—1983 годах в Научно-исследовательском институте вычислительных комплексов (НИИВК) как советский аналог-копия американского компьютера Apple II Plus / Apple IIe, производившихся с модернизациями до конца 1990 года. Главный конструктор — Анатолий Фёдорович Иоффе. «Агат» является первой персональной ЭВМ, разработанной в СССР, первые комплекты которых появились в 1982 году, а серийный выпуск отлажен к 1985 году.
Производился серийно с 1984 года на предприятиях Министерства радиопромышленности (Минрадиопрома). Первым освоил производство Лианозовский электромеханический завод (ЛЭМЗ, ПО «Утёс»), впоследствии производство развернули Волжский завод электронно-вычислительной техники (ЭВТ), Ковылкинский электромеханический завод (Мордовия) (КЭМЗ) и Загорский электромеханический завод (ЗЭМЗ, ПО «Звезда»), Минское НПО «Агат» (БССР), Костромской Электромеханический завод (КЭМЗ). К 1988 году было произведено около машин, за 9 месяцев 1989 года — около 7000.
Серийное производство компьютеров «Агат» осуществлялось вплоть до 1993 года. Последним, предположительно, производство прекратил ЗЭМЗ: сборка прекращена в конце 1993 года, упаковка и отпуск готовых ПЭВМ — в 1994 году. По различным сообщениям, в некоторых школах использование «Агатов» в учебном процессе продолжалось по меньшей мере до 2001 года.
Технические данные Тип: учебный компьютер; Серийный выпуск: 1984—1993 годы; Процессор: 8-разрядный, 6502. Тактовая частота 1 МГц. Производительность 500 000 оп./с; Память: ПЗУ 2 КБ (хранила ПО «Системный монитор»), ОЗУ 64—128 КБ для серийных изделий. Могла расширяться установкой дополнительных модулей памяти (до 640 К для модели «Агат-9»). Использовалась схема переключения банков; ОС: вариации Apple DOS 3.3 (США); Системный блок: содержит узлы электронной схемы, блок питания и НГМД (объём хранимых данных — 140 К или 840 К). Габаритные размеры — 500×351×195 мм, масса — 8,7 кг. Питание — 220 В, потребляемая мощность — 60 Вт; Клавиатура: внешняя, 74 клавиши. Габаритные размеры 480×172×65 мм, масса — 1,1 кг. В последние годы применялась клавиатура МС 7004А; Монитор: цветные мониторы с диагональю экрана 32 см на базе серийных телевизоров «ŠILELIS» («Шилялис») и «Юность-404». В последующие годы цветные мониторы «Электроника 32ВТЦ 101/201/202». Чёрно-белые мониторы МС 6105, габаритные размеры — 400×320×280, масса — 9,5 кг. Мониторы, переделанные из телевизоров Standard WT431 (ГДР); Принтер: D100 (Польша); CTI CPA-80, CPF-H80 (Япония); Epson FX-85, FX-800, LX-800 (Япония); СМ6337, МС6313 (СССР); В комплект поставки входили два игровых аналоговых пульта типа Paddle.
Основные модификации В разное время были выпущены несколько модификаций ПЭВМ «Агат» под индексами 4, 7, 8 и 9. «Агат-4»: были выпущены в начале 1984 года (по другим данным — 1983) в виде небольшой опытной партии (не более 100 машин). Имели недоработанные платы с большим числом (до 50) проводных перемычек. Достаточно быстро вышли из практического употребления. «Агат-7», −8: представляют собой модернизацию Агата-4, прежде всего связанную с освоением серийного производства компьютера. Для улучшения теплоотвода логика переведена с серии 155 на 555, увеличена высота корпуса. Отличались объёмом памяти и/или числом НГМД. «Агат-9»: первоначально данный индекс носила ещё одна комбинация в ряду «Агат-7», −8, −9, но позднее индекс был присвоен новой разработке. Новый Агат-9 обладал бо́льшим объёмом и улучшенной системой управления памятью, дополнительные режимы отображения, обеспечивал совместимость с Apple II Plus 64 кБ, при этом большее число функций было реализовано в рамках основной платы компьютера.
Предыстория разработки В трудах конференции Диалог-82-микро (Пущино, 1982) упоминаются ранние варианты компьютера — «Агат-1», «Агат-2», «Агат-3». Изготовление этих машин, в том числе и корпусов, практически в единичных экземплярах, проходило в стенах НИИВК. В них ещё не было дисковода и ввод информации осуществлялся с кассетного магнитофона. Вся электроника и клавиатура располагались на одной плате.
Проблемы организации серийного выпуска «Агат» стал первым разработанным в СССР и серийно выпускавшимся компьютером, ориентированным на нужды образования.
Первым предприятием, освоившим выпуск «Агата», стал Лианозовский электромеханический завод, не являвшийся ни предприятием, ориентированным на выпуск вычислительной техники, ни одним из предприятий, входивших в кооперацию с разработчиком «Агата» — НИИВК. Освоение серийного производства «Агата» стало возможным прежде всего благодаря энтузиазму и энергии генерального директора ЛЭМЗ (и ПО «Утёс») Константина Васильевича Агафонова.
Подключившиеся в дальнейшем к серийному производству предприятия уже были специализированы на выпуск вычислительной техники: Волжский завод ЭВТ (серийное производство электронных узлов ЕС ЭВМ) и Загорский электромеханический завод (производство военных вычислительных систем разрабатываемых НИИВК).
Расширение объёмов выпуска компьютера стало возможным за счёт смены потребительской ниши — сферы школьного образования. В то время для стимулирования производства оборудования для школьного образования было установлено, что продукция данного назначения засчитывалась производителям в объём по плану производства товаров народного потребления (ТНП). В связи с высокой (в сравнении с прочими товарами народного потребления) стоимостью «Агатов» (около 4000 руб.) и отсутствию проблем со сбытом (100 % объёма по плану забиралось Министерством просвещения) «Агат» позволял для освоивших его предприятий уверенно выполнять постоянно растущий план по производству ТНП. Эти обстоятельства позволили расширять производство «Агатов» вплоть до 1991 года.
Благосклонное отношение к «Агату» со стороны предприятий-изготовителей не отменяло проблемы наличия противоположного вектора технической политики министерства, в результате чего НИИВК отказался от дальнейшего совершенствования «Агата». Хотя в разработке «Агата-9» и участвовали те же инженеры — работники НИИВК, но выполнялась она уже на базе ОКБ ЛЭМЗ; главный конструктор П. Пешков.
Архитектурные и конструктивные решения ПЭВМ «Агат» 1-го поколения «Агат» был разработан на базе архитектурных решений компьютера Apple II Plus, но конструктивно и схемотехнически сильно отличался от прототипа. Главной причиной различий в схемотехнике была ограниченность выбора элементной базы, допустимой для применения в изделиях такого рода, включая отсутствие отечественного варианта центрального процессора MCS6502.
В связи с тем, что возможности использования зарубежной элементной базы в то время были крайне ограничены, разработчики приняли решение создать плату процессора на базе секционированного процессора серии 588, сэмулировав на нём систему команд процессора 6502 с собственными расширениями. Данное решение не позволяло добиться производительности процессора 6502 на частоте 1 МГц и обеспечить точное соответствие временны́х характеристик кода, что в связи с высокой зависимостью от них решений Apple II (прежде всего, дисковой подсистемы и генерации звука) делало совместимость с прототипом практически нулевой. Похоже, что именно показатель производительности данного эмуляционного процессора (300 тыс. оп./с) кочевал по многим проспектам с характеристиками «Агата» при том, что реальная производительность оригинального 6502 на частоте 1 МГц составляла 500 тыс. оп./с, а серийный выпуск «Агатов» с процессорной платой на базе комплекта 588 никогда не осуществлялся. После опробования первой версии микропрограммы процессора 588 и исправления ошибок были найдены возможности приобретения оригинального процессора 6502 и принято решение отказаться от варианта эмуляции в пользу новой платы на базе процессора 6502.
Вторым важным отличием стало полное изменение архитектуры видеоподсистемы «Агата» в сравнении с прототипом, сделавшее невозможным прямое исполнение на «Агате» программ, разработанных для Apple II. Разработчики применили ранее разработанную ими для телевизионных игр схему. У «Агата» были реализованы два режима отображения текста: цветной — 32×32 знака и чёрно-белый — 64×32 знака, а также три графических режима: цветные (16 цветов) режимы — 64×64 и 128×128 точек и чёрно-белый — 256×256 точек, при этом, чтобы изображение занимало большую часть экрана с форматом 4:3, пиксели растягивались по горизонтали. В качестве буфера отображаемой страницы могла использоваться любая область памяти генплаты, поделённой на равные части по размеру страницы видеорежима. При этом для «Агата-8» существовала возможность выбирать для видеобуферов страницы, отключаемые из адресного пространства (из-за малой распространённости компьютеров в конфигурации «Агат-8» такая возможность практически не использовалась в реальном ПО).
В отличие от этого, Apple II Plus поддерживал один текстовый режим 40×24 символа и два цветных графических режима 40×48 и 280×192 точек и имел практически «квадратные» пиксели, а в качестве видеобуферов были зарезервированы по две фиксированных области. Сильное несоответствие форматов изображения, а также способов кодирования и адресации не только ограничило прямое выполнение на «Агате» программ Apple II, но и адаптация требовала немалых усилий и времени и абсолютно индивидуального подхода к каждой программе.
Другой архитектурной особенностью «Агата» была структура и механизмы управления памятью. В отличие от Apple II Plus память Агата была реализована в виде трёх областей, каждая из которых физически располагалась на различных модулях. Память имела больший объём (в минимальном варианте 64 К оперативной памяти и 32 К псевдо-ПЗУ) и требовала от процессора специальных операций настройки и подключения. Работоспособность программ Apple II Plus в этом случае могла быть достигнута подключением некоторой стандартной конфигурации памяти при загрузке DOS и интерпретатора BASIC (в отличие от Apple II, в Агате после загрузки DOS выполнялась загрузка с диска интерпретатора), чего могло бы быть достаточно для программ Apple II Plus, но недостаточно для программ, требующих расширенной памяти, например Language Card.
В целом структура памяти «Агата» была вынужденным решением и диктовалась доступностью элементной базы. Так, в первом варианте серийной платы процессора были разведены места для установки 6 интегральных схем (ИС) 573РФ2 (12 К), подразумевающие использование «прошитого» интерпретатора BASIC аналогично Apple II Plus, но в связи с дефицитностью ИС ПЗУ реально устанавливалась лишь одна ИС (2 К), содержащая монитор. Генеральная плата «Агата» содержала 16 ИС ОЗУ и допускала установку ИС 565РУ5 (64…128 К) или РУ6 (32 К). Опять же в связи с дефицитностью ИС 565РУ5 устанавливались ИС малого объёма, и соответственно пришлось доукомплектовывать каждый экземпляр Агата платами дополнительной памяти ОЗУ (32…128 К) и псевдо-ПЗУ (32 К), отличающихся друг от друга по-разному запаянными управляющими перемычками (псевдо-ПЗУ — плата дополнительной памяти, у которой есть два режима работы — один только на запись, другой только на чтение). Также из-за дефицита ИС ПЗУ необходимого объёма и быстродействия у Агата был реализован знакогенератор текстового режима только с большими буквами, да и тот пришлось делать из двух ИС 556РТ5, паявшихся прямо одна на другую. При отсутствии дефицита соответствующих ИС с наибольшей долей вероятности «Агаты» уже первых выпусков имели бы 128 К памяти на генеральной плате, «прошитый» в ПЗУ интерпретатор BASIC и, возможно, одну дополнительную плату псевдо-ПЗУ.