Před dvaceti lety byla představa jednoho univerzálního konektoru pro připojení dalších zařízení téměř utopická. Myslíte si, že lidé do příchodu USB ke svým notebookům na cestách nic nepřipojovali? Ani náhodou. Situace naopak nebyla příliš odlišná od současnosti. Dnes se podívám na to, co tehdy lidé k notebooku používali, a jak to bylo připojené.

V počátcích přenosných počítačů PC (80. léta) se bral jako hlavní způsob rozšíření nějaký slot vnitřní sběrnice. Některé stroje měly své vlastní speciální sloty pro pár připravených možností od výrobce (řečový modul, modem, více paměti), mnohé sázely na univerzálnost v podobě tehdy běžně používaných slotů ISA. Tedy slotů, které se používaly pro libovolné rozšíření stolních počítačů PC. Při hmotnosti deset a více kilo to pro tyto přenosné počítače nebyl problém a lidé si do nich cpali karty dle libosti.

Mobilita je ovšem u přenosného počítače prioritou, a tak není divu, že hmotnost musela jít dolů a s ní i rozměry. Už na konci 80. let nebylo uvnitř běžného přístroje dost místa ani pro jeden ISA slot alespoň v poloviční délce. Našlo se samozřejmě dost staromilců, kteří v diskuzích brojili proti tomuto trendu, kdy přenosný počítač má pouze to, co do něj dá výrobce už v továrně, a další rozšíření není možné, ale většinový zákazník rozhodl svými penězi. Nastala doba připojování dalších zařízení externě.

1991: Bezdrátová komunikace, externí disky a bateriové tiskárny

Rok 1991 je specifický tím, že se v něm začaly využívat 2,5“ pevné disky a konstrukcí i rozměry se notebooky přiblížily tomu, co známe dnes – jen tlustější a s menšími displeji. Nemám rád, když si na fóru přečtu, jak někdo vezme 15 let starý notebook, nahraje na něj 10 let starý operační systém a moderní webový prohlížeč a pak se diví, že je to neskutečné pomalé. K tomu většinou vypadne nějaké konstatování typu: „nechápu, jak to tehdy někdo vůbec mohl používat“. Počítače včetně těch přenosných nebyly pouze na hraní – používaly se k pracovním činnostem a zejména v případě notebooků kdysi pravděpodobně více než dnes.

Komunikace je základ. Ke středním a vyšším řadám notebooků výrobci nabízeli volitelně integrovaný modem. Do firemních strojů šlo o důležitou komponentu, neboť správný uživatel notebooku zpravidla přespával v dalekých hotelech a potřeboval se připojovat k firemní síti, ať už kvůli elektronické poště, nebo kvůli kopírování souborů.

reklama na notebook Toshiba T2000SX zmiňující možnost bezdrátového modemu (zdroj: Infoworld/Google Books)

Modemové spojení se neomezilo pouze na telefonní kabely. Integrované modemy některých notebooků šlo koupit i ve vyšší verzi s funkcí „cellular modem“. Jak to fungovalo? Modem měl stejný konektor (RJ-11), ale speciálním kabelem jste jej propojili s mobilním telefonem, který se pak staral o bezdrátový přenos. Bezdrátové připojení zdaleka není tak nová věc, jak by se mohlo zdát, a poměrově k ceně notebooku nebyly modemy o moc dražší než dnes (ale potřebovaly mobil).

Pokud už někdo měl notebook, který v sobě modem (případně bezdrátový modem) neměl. Řešením byly hojně dostupné externí modemy. Připojovali se přes sériový port, ze kterého se ovšem nemohly napájet. Pokud jste tedy potřebovali něco na cesty, mohli jste vzít model vybavený vlastní baterií. Spotřeba velká nebyla, takže stačilo při občasném použití nabíjet jednou za týden. Externí modem byl oblíbené příslušenství – rychlosti spojení se totiž neustále zvyšovaly a interní modem rychle zastarával.

Komunikace ani tehdy nebyla pouze o modemech. Kdo se chtěl připojit do firemní sítě přímo, musel mít síťovou kartu, a ta byla v PC noteboocích spíše minoritní záležitost (kdo chtěl, ten našel). Tady měla řešení společnost Xircom (známá zejména později, když se do notebooků přidaly sloty PCMCIA) a tím řešením byl Xircom Pocket Ethernet Adapter (novější verze), který se připojoval k paralelnímu portu notebooku a napájení bral z portu pro externí klávesnici (nebo z 12V adaptéru). Ve své době šlo o nejelegantnější řešení. Nebylo moc velké a nepotřebovalo další baterii.

Paralelní port byl tehdy nejrychlejší univerzální komunikační rozhraní PC notebooku. U primitivních strojů třídy XT (ty nejpomalejší) byla základní varianta portu, která nabízela maximální přenosové rychlosti okolo jednoho megabitu za sekundu (~150 kB/s) a při kopírování byl procesor značně vytížený. Dnes jde o nízkou rychlost, ale tehdy příliš limitující nebyla. Po síti se o moc rychleji kopírovat nedalo ani u běžných karet ve stolních počítačích a 2,5“ pevný disk (pokud už ho notebook měl) nebyl žádný rychlík. Jediný zádrhel byl dán původním návrhem portu určeného především pro posílání dat ven z počítače (typicky tisk). Ven šlo odeslat všech osm bitů najednou, ale při opačné cestě byl přenos jen po pěti bitech. Skutečná rychlost v tomto směru pak klesla na polovinu. Sice to už bylo znát, ale pořád to byl nejrychlejší způsob (lepší notebooky měly obousměrný port z počítačů PS/2, který takové omezení neměl).

V roce 1993 se začaly objevovat vylepšené varianty paralelních portů (konkrétně EPP), které snížily zátěž procesoru a navýšily přenosovou rychlost pro oba směry na 2 MB/s. Byla to odpověď na rychlejší procesory a úložná média zejména u notebooků s procesory 486. Nyní již šlo v podstatě o sběrnici, a to včetně řetězení zařízení na jeden port. Nový standard se chytil rychle a na vylepšené verze všech typů zařízení se nemuselo dlouho čekat.

Když jsem ještě s sebou nosil 486 notebook Siemens Nixdorf PCD-4ND, byl pro mě paralelní port hlavně nejrychlejší cestou k synchronizaci se stolním počítačem. Něco jsem začal dělat cestou ve vlaku (případně ve škole) a doma data jen zkopíroval. Při kopírování byl disk notebooku značně vytížený a bylo vidět, že paralelní port není v praxi zas tak limitující.

Paralelní port byl oblíbený pro všechny varianty přenosu většího objemu dat. Vedle tiskáren šlo také o skenery a začátkem 90. let jste oba typy zařízení mohli sehnat i v mobilním bateriemi poháněném provedení. Bateriové tiskárny se dělaly hlavně v inkoustovém a termo provedení. Inkoustovky byly pro tisk klasických listů formátu A4 oblíbenější zejména kvůli nižší ceně ($500 proti $1200).

Mobilní skenery se dělaly snad jen černobílé, ale vedle běžného skenování do obrázků dávno uměly i rozpoznávání písma (OCR – Optical Character Recognition). Rychlost zcela jistě nebyla taková jako dnes, ale digitalizovat obsah papíru do textového souboru šlo i na bezdiskovém notebooku s 5MHz procesorem 8088, CGA grafikou a operačním systémem MS-DOS (těžké představit, když dneska má instalační balík ovladače skeneru klidně 600 MB). V době, kdy se spousta informací přenášela hlavně na papírech, byl takový skener šikovným příslušenstvím.

SCSI jako univerzální rozhraní pro všechny

Paralelní port v případě PC notebooků sice byl nejrychlejší možností připojení, ale obecně ve světě počítačů nešlo o ideální, ani univerzální cestu. Pro tyto účely vzniklo vhodnější rozhraní SCSI (Small Computer System Interface). Toto rozhraní bylo rozšířeno hlavně u pokročilejších platforem pro připojení vnitřních i vnějších komponent. Šlo o servery a pracovní stanice, ale dostalo se i do zástupců té nižší třídy platforem – osobních počítačů (typicky třeba počítače Mac měly SCSI po dvě dekády svého života).

Platforma PC vznikla v porovnání se servery a pracovními stanicemi jako kancelářský low-end a SCSI se nestalo jeho běžnou součástí. Svůj význam v PC získalo, až když se začaly záběry platformy rozšiřovat, a to ve vyšší třídě. V případě notebooků se SCSI rozhraní objevilo na několika strojích přímo, ale většinou šlo o větší počítače bez baterie (třeba kufříkový IBM PS/2 P75). V nejvyšší třídě notebooků bylo možné vidět konektor maximálně na rozšiřující stanici.

Jenže výrobci chtěli dělat jednotná zařízení pro všechny platformy a tady se zdálo SCSI jako nejvhodnější. Mac a řada pracovních stanic SCSI měly, do stolního PC stačilo vložit vhodný řadič do ISA/AT slotu a PC notebooky? Pro ně se vytvořila redukce a co jiného konvertovat než právě paralelní port.

Redukce z paralelního portu na SCSI se tehdy prodávala za necelých $200 a výrobci různých zařízení ji občas rovnou nabízeli jako součást balení. SCSI připojení bylo typické pro některé skenery a velké množství úložných jednotek – pevných disků, zálohovacích pásek či třeba čtečky CD-ROM.

paralelní port byl na většině počítačů pouze jeden, ale připojením SCSI redukce jste o něj nepřišli (adaptér s průchodkou od Adaptec)

Na trhu bylo několik externích SCSI pevných disků s kapacitami od desítek po několik stovek megabajtů. Většinou šlo o větší krabice vyžadující napájení samostatným zdrojem. Cena byla znatelně vyšší než u interních disků pro PC a mobilita byla limitována nejen napájením a hmotností, ale také náchylností k poškození při přenášení.

Iomega (známá především kvůli disketám ZIP a JAZ) měla řešení na půl cesty mezi disketami a disky – Iomega Bernoulli Box. Šlo o speciální vyměnitelné diskové moduly, které tehdy (1991) měly běžnou kapacitu 44 MB. Pro potřeby mobilních profesionálů vznikla přenosná verze s šachtou na jeden diskový modul a integrovanou baterií. Nečekejte něco jako dnešní malý 2,5“ disk do USB. Zařízení stálo bez SCSI redukce $1600 (tedy více než standardní externí disk a tolik, co slabší stolní PC) a cestovní hmotnost s napájecím adaptérem byla 8,6 kg. Výhody? Za další diskové moduly jste zaplatili jen asi $100-200.

Za optickou mechaniku CD-ROM jste tehdy dali $500-1000. Vážila méně než notebook a sloužila například pro techniky na výjezdech, kteří měli na jednom 640MB médiu uloženo tolik servisních manuálů, kolik by zabralo celý kufr auta. Pevný disk notebooku měl 20-40 MB a bezdrátové připojení k síti nebylo tak dostupné, ani použitelné, takže se CD-ROM mechaniky některým firmám vyplatily. Pro běžného uživatele měly smysl až mnohem později.

Pro SCSI bylo kde co, takže jednu dobu redukce z paralelních portů notebooků docela frčely. Provoz pod DOSem však nebyl vždy bez problémů. Používaly se dva typy komunikačních ovladačů a někdy se stávalo, že k jednomu zařízení (třeba skener) jste dostali jiný typ než k druhému (třeba disk). V určitých situacích jste si pak při skenování ničili data na disku. U stolních počítačů to někteří řešili dvěma samostatnými řadiči, u notebooku si uživatel musel dát pozor. Až během 90. let se situace vyřešila.

PCMCIA a speciální karty pro notebooky

V roce 1993 se do notebooků dostalo 16bit rozhraní PCMCIA jako odpověď na potřebu rozšiřujících karet speciálně navržených pro mobilní použití (rozměry i možnostmi napájení). Většina notebooků měla takové sloty dva a podle typu jedna karta zabrala buďto jeden, nebo rovnou oba (typické pro některé síťové/modemové karty s přímým konektorem a malé pevné disky). Sběrnice pracovala na 10 MHz a v ideálním případě dokázala přenést až 20 MB dat za sekundu. Nezpůsobila tedy významné zpomalení proti sběrnici ISA, která byla ve stolních počítačích stále dominantní.

Výhodou byly standardizované komunikace pro řadu typů zařízení a možnost připojování a odpojování za chodu notebooku. Do PCMCIA se záhy vyrábělo všechno možné – síťové karty, modemy, SCSI řadiče, zvukové čipy, disketové jednotky i paměťové karty.

Masivní nástup sběrnice PCI v PC znamenal i úpravu PCMCIA. Vznikly 32bit PC karty, které vypadaly úplně stejně, ale nabídly přenosovou rychlost až 133 MB/s. Rozšířily se u notebooků s procesory Pentium a dostaly brzy přímou podporu v tehdy novém operačním systému Windows 95 (který si s řadou karet poradil bez ovladačů). Jejich rychlost byla dostatečná i pro pozdější karty s USB 2.0 řadiči.

32bit PC karty měly dlouhý život. Ještě v roce 2008 jsem si kupoval notebook (14“ ThinkPad R61), který tento slot měl, a hojně jsem jej využíval. Můj současný notebook ThinkPad T400 měl původně kombinaci slotu pro PC karty a moderního ExpressCard, ale modul se sloty jsem raději vyměnil za jiný, který kombinuje ExpressCard a čtečku paměťových karet.

S náhradou 32bit PC karet je to stejné jako s náhradou PCMCIA. ExpressCard byl opět reakcí na změnu interní sběrnice v počítačích (tentokrát sériová PCIe) a nový formát karet byl dán snahou o zmenšení a menšími nároky na počet vodičů u sériového rozhraní. Dnes již rozšiřující karty nejsou příliš v kurzu, neboť výrobci tíhnou ke zkrácení životního cyklu svých výrobků a pozdější přidávání funkcí bez nutnosti mít k notebooku připojených několik krabiček externě už není prioritou.

Nyní se dostáváme do doby, kdy rozšiřující slot (ExpressCard) mizí i z pracovních notebooků a dle mého názoru je to velká škoda. Když si zpětně vybavím historii svých notebooků, v době 486 jsem do slotů vkládal síťové karty a dokonce také pevný disk. Později v roce 2003 došlo na rozšíření Wifi, takže než jsem si koupil nový notebook, používal jsem PCMCIA Wifi kartu. Nakonec v roce 2008 jsem pocítil potřebu mít integrovaný bezdrátový modem, abych nemusel připojovat mobil přes bluetooth, takže jsem jej opět vložil ve formě PCMCIA karty. Nyní vidím, že USB 3.0 disky jsou stále častější, ale můj notebook ještě USB 3.0 nemá. Místo nákupu nového notebook si plánuju koupit za pár stovek přídavný řadič do ExpressCard. Netěší mě představa, že časem už bude možnost dodatečného rozšíření jen pomocí USB.

Závěrem

USB se ve velkém do počítačů dostalo až v roce 1998 s verzí 1.1. Bylo jednoduché, levné na implementaci a spolu s přenosem dat zajišťovalo také napájení, takže bylo jasné, že je to budoucnost. Z notebooků už dávno zmizela většina ostatních rozhraní a USB je základní součástí téměř všeho. Cílem zápisku však bylo ukázat, že před USB bylo připojování periferií k notebookům stejné běžné.

Mohli jste mít klidně velmi primitivní stroj třídy XT se 640 kB operační paměti a operačním systémem zaváděným z disketové mechaniky, ale pokud jste chtěli, mohli jste připojovat externí disky, komunikovat po lokální síti a skenovat dokumenty. Když po něčem existovala skutečná poptávka, vždycky se našla cesta k realizaci.