ZX81

Fonctions
Développeur	Sinclair Research
Fabricant	Timex
Présentation	5 mars 1981
Date de sortie	1981
Date de retrait	1984, 1984
Type	Ordinateur personnel
Unités vendues	> 1,5 million
Écran	affichage sur télévision - Résolution : 64x48 pixels;
Alimentation	9 V, externe
Processeur	Zilog Z80A à 3,25 MHz
Carte graphique	monochrome
Mémoire	1 ou 2 ko (64 ko max., 56 ko utilisable)
Stockage	sur cassette externe, à 250 Bd
Système d'exploitation	Sinclair BASIC
Masse	350 g

Le Sinclair ZX81 est un ordinateur personnel 8 bits, conçu par Sinclair Research et commercialisé par Timex Corporation en mars 1981. Le boîtier était noir avec un clavier à membrane ; l'apparence singulière de la machine venait du travail du designer industriel Rick Dickinson (en).

Successeur du ZX80, cet ordinateur à prix réduit, basé sur un microprocesseur Zilog Z80A cadencé à 3,25 MHz^[1] possédait 1 ko de mémoire vive pour les programmes et l'affichage. Celui-ci se faisait en noir et blanc (24 lignes de 32 caractères) sur un téléviseur standard. L'ordinateur ne possédait pas de sortie son.

Présentation

La conception du ZX81 avait pour objectif de produire un ordinateur aux performances certes modestes, mais à un coût raisonnable. Cela passait d'abord par une réduction du nombre des composants et par l'optimisation de leur utilisation. On note à cet égard deux caractéristiques remarquables :

la présence d'un circuit intégré dédié, l'ULA. Conçu spécifiquement pour le ZX81, il remplaçait dix-huit circuits TTL standards du ZX80 d'origine ;
mais le plus astucieux reste sans doute la technique retenue pour le contrôle vidéo qui était assuré par le microprocesseur lui-même. Ainsi la fréquence de 3,25 MHz ne se justifiait que pour permettre au Z80 d'être compatible avec la fréquence de balayage horizontal des téléviseurs.

La moitié du temps machine (49,92 % : 192×2×52 µs/(625×64 µs)) était consacrée à tracer les points des matrices de caractères sur l'écran. Le code des programmes de l'utilisateur n'était traité que lors des retours de ligne du tube cathodique et pendant le balayage des zones vides en haut et en bas de l'écran.

La commande FAST permettait néanmoins de décharger le microprocesseur du contrôle vidéo. L'écran du téléviseur se couvrait alors de neige jusqu'à ce qu'une commande SLOW réactive l'affichage. Les opérations s’effectuaient alors deux fois plus rapidement. Rien n'interdisait de faire des PRINT ou des PLOT pendant le mode FAST, mais le résultat final n'était visualisé qu'une fois de retour au mode SLOW.

La programmation se faisait en Sinclair BASIC en tapant les instructions qui étaient imprimées sur les touches du clavier. Le BASIC offrait la possibilité de programmer indirectement en langage machine par le biais des commandes PEEK et POKE. La machine était proposée en kit^[2] à monter pour 490 FF en 1981.

De nombreux périphériques étaient disponibles^[3], dont une extension de mémoire de 16 ko, une imprimante thermique compacte et un clavier à touches qui se collait sur le clavier d'origine. Des logiciels, dont de nombreux jeux, ont été commercialisés (Flight Simulation, Cobalt Simulator, Mazzog). Les sauvegardes de programmes et de données étaient possibles sur un magnétophone à cassettes.

Son prix (imbattable à l'époque sans les extensions), et surtout son manuel, qui enseignait de façon très pédagogique les notions de programmation en BASIC, en firent un très grand succès, malgré ses piètres performances, son BASIC incomplet, sa faible résolution semi-graphique (mais accessible en BASIC) et son manque de couleur. Il a été nommé « l'Initiateur » et permit à beaucoup de futurs informaticiens de faire leurs premiers pas à moindre frais et sans grand risque.

La version américaine du ZX81 était le Timex Sinclair 1000, dont la différence fondamentale avec le ZX81 était qu'il disposait de 2 ko de mémoire vive.

Graphisme

Le ZX81 avait un mode texte de 32×24 caractères. L'utilisation de caractères semi-graphiques donnait accès à une résolution de 64×48 pixels en monochrome. Le langage Basic rendait transparente au programmeur l'utilisation des caractères semi-graphiques via des commandes d'allumage/extinction de pixels appelées PLOT et UNPLOT.

Néanmoins, certains ont réussi à créer en assembleur des jeux en 256×192 en monochrome^[4]^,^[5]^,^[6]^,^[7]. Ceci était possible car le Z80A gérait en direct la sortie vidéo^[8].

Successeur

Ce micro-ordinateur a connu un successeur, le ZX Spectrum, qui pouvait se brancher sur un téléviseur couleur et avait un clavier avec des touches mobiles et disposait de seize couleurs différentes en simultané ; ainsi que le Sinclair QL, un ordinateur perfectionné mais peu connu.

Périphériques

ZX81 muni d'extension de mémoire et de son imprimante.

Plusieurs périphériques en option permettaient soit d'avoir la couleur, soit le son, soit un BASIC étendu, soit des graphismes améliorés ou plus de mémoire. Ces périphériques se branchaient derrière l'ordinateur sur un bus d'expansion. L'extension mémoire était de 16, 32 ou 64 ko. Pour la couleur, il fallait en plus démonter l'ordinateur et souder un câble sur l'anode de la diode D9 et refermer le tout. Le son était monophonique, de la qualité d'un synthétiseur. Le Basic étendu offrait un grand nombre de nouveaux mots clés qui étaient autant de fonctionnalités nouvelles. Le ZX81 avait certes un prix imbattable (1 000 FF environ), mais en rajoutant une ou plusieurs extensions qui pouvaient coûter environ 600 voire 800 FF chacune, l'ordinateur revenait cher pour ce qu'il donnait en retour.

Périphérique couleur

Comme cité plus haut, ce périphérique réclamait de jouer du tournevis et du fer à souder car il fallait souder un câble du périphérique sur l'anode de la diode D9 de l'ordinateur ; un plan du circuit imprimé avec le branchement était toutefois livré avec le périphérique.

Les curseurs disparaissaient et devenaient des bandes de couleurs chacune différentes : le curseur F devenait une bande verte, le K une bande blanche, le G une bande magenta et le L une bande jaune. Une palette de seize couleurs était disponible pour le jeu :

blanc, touche 4 inversé ou CHR$ 160
jaune, touche 5 ou CHR$ 161
bleu clair, touche 6 ou CHR$ 162
vert clair, touche 7 ou CHR$ 163
fuchsia, touche 8 ou CHR$ 164
rouge, touche 9 ou CHR$ 165
bleu, touche A ou CHR$ 166
gris foncé, touche B ou CHR$ 167
gris clair, touche C ou CHR$ 168
kaki, touche D ou CHR$ 169
cyan, touche E ou CHR$ 170
vert, touche F ou CHR$ 171
magenta, touche G ou CHR$ 172
carmin, touche H ou CHR$ 173
bleu marine, touche I ou CHR$ 174
noir, touche J ou CHR$ 175

Exemple :

10 PRINT CHR$ 166
20 PRINT "hello world"

donne la couleur bleue au terme « hello world ». Ainsi de suite pour chaque terme à colorer.

Périphérique audio

Il offrait un son mono sur trois voies qui fonctionnait même avec 1 ko de RAM. Les actions suivantes étaient ainsi possibles :

créer des sons ;
ajuster des fréquences ;
augmenter le volume sonore ;
obtenir différents timbres ;
etc.

Les trois voies possédaient deux registres : un 8 bits et un 4 bits. La bande sonore variait de 24 à 101 563,50 périodes. Le volume variait de 0 à 15 sur chaque registre. Le timbre variait de 1 pour les bruits « secs » à 31 pour les bruits « sourds » (5 bits). La durée de l'enveloppe variait jusqu'à 65 536 sortes de durée.

Périphérique du Basic étendu

Il apportait de nouveaux mots clé qui apportaient de nouvelles fonctionnalités comme le scrolling de l'écran, haut, bas, gauche, droite ; ainsi que la création graphique de cercles, de carrés et l'affichage de textes géants, la possibilité de connaître le nombre d'octets en mémoire, d'utiliser la carte son plus facilement, de stocker des données chiffrées dans des programmes, de mettre des caractères en minuscules.

Jouer sur ZX81

Ordinateur considéré à son époque comme le premier ordinateur familial en kit en France, sa résolution et sa capacité mémoire (1 ko) ne permettait pas énormément de prouesses au niveau des jeux. Néanmoins quelques produits ont été édités, vendus dans des magasins spécialisés d'électronique, magasins qui accueillaient volontiers les productions de quelques développeurs en herbe. Les cassettes (supports de l'époque) n'avaient pas les mêmes canaux de distribution que les jeux ont pu connaître à la fin des années 1980. Elles étaient distribuées et vendues dans des réseaux de conventions d'utilisateurs. On pouvait retrouver des titres comme Flight Simulator : dans cette version, l'écran ne faisait apparaître que du texte et trois gros carrés indiquant la ligne d'horizon. D'autres jeux étaient édités dans des magazines, comme le magazine Hebdogiciel. Certains jeux étaient des adaptations de jeux existants que l'on pouvait apprécier dans les fêtes foraines, comme le célèbre Space Invaders, ou encore une adaptation des jeux de console de l'époque (comme Pong ou la bataille de char). Quelques jeux n'ont cependant connu que le ZX81 comme support (certains édités par Hebdogiciel) :

Bank : un jeu graphique où des pixels doivent s'échapper d'un labyrinthe en récupérant de l'argent ;
Utopia : un jeu mi-texte/mi-graphique où le joueur choisissait parmi trois classes de personnages (Guerrier, Clerc ou Magicien) et devait conquérir un pays en combattant des monstres ;
Infernalex : un jeu graphique où il fallait désamorcer une bombe en un minimum d'essais.