IBM PC

IBM PC

IBM PC — первый массовый персональный компьютер производства фирмы IBM, выпущенный в 1981 году. В более широком смысле так называют всё семейство персональных компьютеров, оснащённых процессорами семейства Intel x86.

Вот теперь история начинается по-настоящему

Машина, которая станет известной, как настоящий IBM PC, внезапно берёт своё начало в Atari. Видимо, почувствовав вкус успеха на волне взрыва видеоигр, организованного игрой «Space Invaders» и приставкой Atari VCS, а также выпуском собственных PC, Atari 400 и 800, компания в июле 1980 сделала предложение председателю правления IBM Фрэнку Кэри: если IBM хочет сделать свой PC, Atari может снизойти до разработки такового для неё.

Кэри не был таким уж ограниченным любителем мейнфреймов, как его пытаются представить. Он ратовал за разработку малых систем – даже если под «малыми» в IBM часто понимали нечто совсем иное, чем в остальном мире. Кэри принёс это предложение к директору по системам ввода данным IBM, Биллу Лоу, работавшему в городе Бока-Ратон во Флориде. Лоу представил предложение комитету управляющих, объявивших его «тупейшим из всего, что им доводилось слышать». И действительно, IBM и Atari составляют самую странную пару. Но при этом все понимали, что Лоу выступает по личной просьбе председателя правления, а такие предложения запросто не отметаются, если вы, конечно, заботитесь о вашей карьере. Так что они велели Лоу собрать команду для составления детального предложения, как именно IBM могли бы самостоятельно сделать PC, и представить его через месяц.

IBM PC 5150 с принтером, представлен в августе 1981

Лоу собрал команду из 12 или 13 человек (источники расходятся в точной цифре) для создания черновика предложения. Нарушая традицию компании, он специально не стал собирать большую команду и вводить формальную структуру управления, надеясь создать какую-то «хакерскую магию», которая и породила PC. Его менеджер проектов Дон Эстридж сказал: «Если вы соревнуетесь с людьми, начинавшими в гараже, вам надо начинать в гараже».

Можно было ожидать, что такой Голиаф компьютерной индустрии, как IBM, пробьёт себе путь на рынок PC нахрапом. Хотя любители PC гордились тем, что построили новый рынок путём дерзких решений, творческого подхода и гибкости, на которые не способен такой флегматичный гигант, как IBM, они всё же побаивались именно такого развития событий. Однако IBM решила быть паинькой, ознакомиться с существующим положением дел и побеседовать с людьми, создававшими рынок PC, чтобы понять, что нужно и куда теоретический IBM PC мог бы встроиться.

Размышляя таким образом, Джек Сэмс, глава разработки ПО, рекомендовал пообщаться с Microsoft. Сэмс был необычно хорошо знаком с рынком PC для работника IBM; он агитировал компанию купить у Microsoft BASIC для Datamaster, но его предложение отклонили в пользу внутренней разработки. «Просто это заняло дольше и стоило дороже», – сказал он позже. Сэмс позвонил Биллу Гейтсу 21 июля 1980 года и спросил, можно ли ему приехать на следующий день в офис в Сиэтле и дружески поболтать по поводу PC. «Но не нужно особенно радоваться и не ожидайте ничего сверхъестественного», – сказал он.

Это Билл Гейтс в 1984 году в возрасте 29. Представьте, как молодо он выглядел за 4 года до этого.

Гейтс и Стив Балмер, его правая рука и единственный среди компании хакеров обладатель бизнес-образования, всё же поняли, что ситуация может обещать нечто сверхъестественное. Когда Сэмс приехал с двумя сотрудниками, выступающими в роли свидетелей, Гейтс лично вышел их встречать. (Сэмс изначально подумал, что Гейтс, своим лицом, голосом и фигурой напоминавший 12-летнего мальчика, – это какой-то посыльный). Сэмс сразу же вытащил соглашение о неразглашении, бывшее стандартной процедурой для IBM.

«IBM не облегчало задачу, — вспоминал позже Гейтс. – Нужно было подписывать все эти странные соглашения, в которых говорилось, что IBM может делать что хочет и когда хочет, и использовать ваши секреты по своему усмотрению. Так что потребовалось немного доверия». Однако же, он сразу подписал их.

Сэмс хотел узнать общее состояние рынка PC у Гейтса, который был близко знаком с этой темой. Так что Гейтс был лишь одной из выдающихся фигур, с которыми он общался. Однако у него был и скрытый мотив: посмотреть, чем занимается Гейтс, попробовать понять, может ли Microsoft быть полезным ему ресурсом. Он был очень впечатлён.

Проконсультировавшись с Гейтсом и остальными, Лоу представил 8 августа предложение по поводу машины, которую IBM необходимо построить. Из многих популярных исторических источников, к примеру, из старой документалки «Триумф нёрдов» [Triumph of the Nerds], создаётся впечатление, что IBM PC быстро слепили в нереальной спешке. Реально же над этой разработкой очень серьёзно размышляли. У неё был два очень интересных аспекта.

Скромный MOS 6502

Такой же скромный Zilog Z80

Intel 8080, с которым Z80 был совместим

Интегральная схема клона Z80

IBM и Вторая мировая война

Компания IBM достаточно активно сотрудничала с фашистским режимом в Германии. В 1933 году после прихода Гитлера к власти на территории Германии корпорация даже запустила собственный завод. Впрочем, компания, как и большинство других американских фирм, заявляет только о продаже машин и не считает это поддержкой режима.

На территории США в годы войны корпорация большей частью занималась снабжением фронта по государственному заказу. Она занялась производством прицелов для метания бомб, винтовок, деталей моторов и других необходимых военным товаров. При этом глава корпорации тогда установил номинальный размер прибыли в 1%, который отправлялся не акционерам, а на нужды фондов помощи.

Новый подход IBM к разработке PC

Все этапы разработки персонального компьютера IBM PC заняли менее года: с июля 1980 года и до августа 1981 года. Из-за таких сжатых сроков IBM вынуждена была активно использовать узлы и разработки сторонних разработчиков. Это был нестандартный ход, поскольку до этого компания придерживалась правила – использовать в процессе разработки новых устройств только собственные наработки.

Благодаря такому подходу сформировалась так называемая «открытая архитектура» персонального компьютера, которая позволяла буквально собирать компьютер из разных комплектующих разных производителей. Именно открытая архитектура, разумеется, в сочетании с другими возможностями персональных компьютеров, сделали их столь популярными во всем мире по сей день.

В персональном компьютере вместо процессора Intel 8085 использовали новый Intel 8088. Поэтому понадобилось создание новой 16-и разрядной операционной системы (ОС) вместо прежней 8-и разрядной системы BASIC.

Разработку ОС и инструментов программирования для нового ПК доверили компании Microsoft из Редмонда, которая на тот момент была малоизвестной. Данный контракт во многом поспособствовал росту популярности Microsoft и, главное, росту ее доходов за счет отчислений от продажи каждого персонального компьютера.

IBM PC 5150 с принтером, представлен в августе 1981 (Фото с habr.com/ru/post/406013/)

Так начиналась эра персональных компьютеров, когда еще многие не верили, что компьютеры появятся, практически, у каждого человека, в каждом доме, а не только у отдельных специалистов в области программирования. Вот так возникал и впоследствии формировался наш современный мир, в котором цифровизация стала его неотъемлемой частью.

Видео: История IBM PC

Резюме

Как и большинство микрокомпьютеров того времени, он мог работать без загрузки операционной системы : если при включении не было идентифицировано загрузочное устройство , пользователь находился непосредственно в сеансе Microsoft BASIC, присутствующем в постоянной памяти . 26 наиболее распространенных ключевых слов BASIC были получены с помощью клавиши Alt : Alt-F = FOR, Alt-I = IF, Alt-N = NEXT и т. Д. Эта возможность позволяла очень быстро входить в программы. В этом Basic также, как и в большинстве других, есть так называемая опция auto #, которая автоматически нумерует введенные строки (по умолчанию от 10 до 10).

Разные характеристики

• 83-клавишная клавиатура (модель F).
• Размер корпуса 51 см в ширину, 41 см в глубину и 14 см в высоту.

Некоторые из портов расширения ISA использовались для графической карты / последовательного порта.

• Выбор между несколькими типами карт визуализации:
  • Карта MDA : только текст, но «высокой четкости», монохромный: 25 строк по 80 символов (по сравнению с 24 из 80 на наиболее распространенных пассивных экранах IBM 3270 , которые быстро породили программное обеспечение для эмуляции 3270 на ПК, 25- я строка была назначен для управления информацией — и особенно по сравнению с 25 строками по 40 символов для большинства 8-битных компьютеров того времени). Символы отображаются с одинарной или двойной яркостью, мигают или перевернуты видео. Монохромный экран был разработан с сильным послесвечением, чтобы не утомлять глаза.
  • Графика » CGA «: 320×200 в палитре (на выбор из двух) из 4 цветов или 640×200 в 2 цветах. В таких играх, как STYX (клон Qyx), удастся частично преодолеть ограничение на поддон, выполняя переключение поддона на лету, что дает более широкий выбор.
  • Карта Hercules, выпущенная в 1984 году, монохромная, графическая, высокое разрешение: 720×348 (против 640×200, в лучшем случае, у остальных). Эта карта, совместимая с MDA, позволит обобщить параллельный порт . Текст по-прежнему 80×25, но с более тонким шрифтом (растр 9×14 вместо 8×8).

  Содержание

  IBM-PC-совместимые компьютеры построены на базе микропроцессоров, совместимых с 8086 [3] . Обязательно также наличие BIOS или UEFI, стандартных для PC системы адресации, прерываний, прямого доступа к памяти и системных шин (в зависимости от поколения компьютера это может быть ISA, PCI или PCI-Express) [4] .

  Предыстория

  PC не был первым персональным компьютером вообще и даже первым персональным компьютером фирмы IBM. С 1975 года выпускались машины серии 51XX на процессоре собственной разработки IBM PALM ( англ. ) , представлявшем собой набор микросхем невысокой степени интеграции и отдельных транзисторов. В 1980 году готовился к выпуску наследник этой серии уже на микропроцессоре Intel 8085 — IBM System/23, известный как «Datamaster», однако из-за проблем с портированием на новую систему языка BASIC выход новой машины задерживался [5] . Этот восьмибитный компьютер был значительно дороже конкурентов: Apple II, Commodore VIC-20, Atari 400/800 и TRS-80 CoCo и не имел даже возможности отображать графику. Компании требовалась более дешёвая модель, разработку которой поручили Дону Эстриджу. Для ускорения разработки ему дали полную свободу действий, в том числе широкое использование компонентов сторонних производителей.

  Оригинальный IBM PC

  Несмотря на небольшой размер команды, разработка IBM PC заняла всего год — компьютер был представлен в августе 1981, спустя месяц после выхода System/23. Важнейшими особенностями IBM PC были модульный принцип — когда устройство состояло из сменных модулей, и принцип открытой архитектуры, заключавшийся в том, что устройство компьютера не держалось в секрете, комплект схем продавался за $49 — для того, чтобы облегчить сторонним производителям задачу разработки периферии [6] . Другая важная особенность IBM PC — использование BIOS, прошитого в ПЗУ системной платы промежуточного ПО, реализующего стандартный программный интерфейс для доступа к её функциям без знания их конкретной аппаратной реализации и обращений к ОС. Этот же подход приняли многие разработчики периферии (например, жёстких дисков), записывая в ПЗУ своих устройств ПО драйверов низкого уровня, реализующих стандартные протоколы. Чтобы помешать конкуренции, компания IBM запатентовала прошивку BIOS, запретив её использование в компьютерах конкурентов [7] [8] [9] . Однако запатентован был лишь конкретный код прошивки, но не её программный интерфейс, что впоследствии позволило сторонним разработчикам выпускать программно-совместимые продукты, обходя патент IBM с использованием метода «чистой комнаты». [8]

  Первые совместимые компьютеры

  Слухи о том, что другие компании готовятся к выпуску совместимых с IBM PC компьютеров возникли сразу же после выхода PC [10] [11] Спустя год после выхода в журнале InfoWorld появилась заметка [12] :

  Обратная сторона открытых стандартов — подражание. Если их текст понятен, чтобы разрабатывать периферию, он подходит и для разработки всего компьютера. У Apple … есть патенты на два важнейших компонента их системы …, а у IBM похоже нет специальных патентов на PC, что делает их ещё более уязвимыми. Несколько PC-совместимых машин — по слухам не меньше 60 — уже скоро появятся на рынке.

  The dark side of an open system is its imitators. If the specs are clear enough for you to design peripherals, they are clear enough for you to design imitations. Apple … has patents on two important components of its systems … IBM, which reportedly has no special patents on the PC, is even more vulnerable. Numerous PC-compatible machines—the grapevine says 60 or more—have begun to appear in the marketplace.

  Популярность IBM PC была столь высока, что они сразу стали большим дефицитом, что также гарантировало высокий спрос на совместимые машины [13] [14] [15] . Первыми стали Columbia Data Products, выпустив в июне 1982 года модель MPC 1600. Тогда же вышел частично совместимый Eagle 1600 от Eagle Computer, а в ноябре — первый переносной PC-совместимый компьютер Compaq Portable ( англ. ) . Проблему с патентом на BIOS компании решали путём реверс-инжиниринга по «методу чистой комнаты». В том же году лицензионные копии процессоров Intel стала выпускать компания AMD.

  В мае 1984 года компания Phoenix Technologies ( англ. ) выпустила на рынок Phoenix BIOS, вскоре появились и другие разработчики — American Megatrends и Award Software, что позволило выйти на рынок PC-совместимых компьютеров другим производителям.

  Ослабление IBM, усиление роли Intel и Microsoft

  Желая вытеснить конкурентов с рынка в 1987 году компания IBM выпустила модель PS/2 [16] — серию компьютеров с более высокими характеристиками, чем у имевшихся на рынке моделей других производителей за счёт новой шины MCA с большей, чем у ISA, пропускной способностью, а также поддерживающую автоматическое определение подключенного устройства. Однако лицензионная политика в отношении новинки была слишком жёсткой, отчего производители предпочли скооперироваться и разработать шину EISA, которая не ломала бы совместимость со старыми устройствами. В дальнейшем компания Intel разработала более удачную шину PCI, которая оказалась более популярна, чем EISA и стала стандартом де-факто до выхода в 2004 году шины PCIe. Таким образом, вместо вытеснения конкурентов, с выпуском PS/2 компания IBM окончательно потеряла своё влияние на рынок PC-совместимых машин, уступив место Intel и Microsoft. В 2004 году IBM объявила об уходе с рынка PC-совместимых компьютеров [17] , впоследствии продав все права на производство ноутбуков и настольных компьютеров компании Lenovo.

  Эпоха Windows

  Несмотря на то, что компьютеры с процессорами 80386 были доступны с 1986 года (один из первых — Compaq Deskpro ( англ. ) ), основной операционной системой для PC оставалась MS-DOS, однозадачная ОС, не использовавшая всех возможностей процессора. Альтернативные ОС для PC существовали, но не пользовались популярностью, либо использовались только в узкоспециализированных нишах. Первые версии Windows также не получили широкого распространения, к тому же это были лишь надстройки над DOS, реализующие многозадачность и среду рабочего стола.

  Но эту ситуацию изменил выход Windows 95, сопровождавшийся масштабной рекламной кампанией. По функциональности Windows 95 уже стояла наравне с конкурентами с других платформ, поддерживалась автоконфигурация оборудования (Plug&Play) и защита памяти. Кроме того, для игровых и мультимедийных приложений было разработано API DirectX, предоставляющее доступ к расширенным функциям видеоадаптера, звуковой карты и игровых контроллеров. С выходом Windows 95 Microsoft стала основным игроком, наряду с Intel, диктующим основные стандарты платформы. В частности, компании Intel и Microsoft в 1997—2001 годах выпускали набор спецификаций PC System Design Guide, диктовавший, какие стандарты должен поддерживать компьютер, чтобы считаться PC-совместимым.

  Тем не менее, приложения для DOS, в том числе игры продолжали выпускаться и после появления Windows 95, в частности игры на движке Build Engine, такие как Duke Nukem 3D (1996). Основная причина — однозадачный DOS позволял отдавать все ресурсы процессора игре, что позволяло снизить системные требования.

  Дальнейшее развитие платформы

  В 1995 году компания Intel представила стандарт ATX, диктующий геометрические размеры компонентов компьютера, расположение, форму и распиновку разъёмов и крепёжных элементов, а также параметры блока питания. Этот стандарт прижился не сразу, став массовым только с начала 2000-х годов — до тех пор производители ориентировались на IBM PC/AT.

  С 1997 по 2001 компании Intel и Microsoft совместно выпускали документ под названием PC System Design Guide, содержащий рекомендации о том, какие стандарты должен поддерживать компьютер, чтобы считаться PC-совместимым. Было выпущено четыре редакции: PC97, PC98, PC99 и PC2001. Кроме основных стандартов они содержали рекомендации по цветовому кодированию разъёмов, а также о том, какие технологии следует считать устаревшими и воздержаться от их использования в новых моделях и от поддержки в новых версиях ПО.

  Первый IBM PC

  В конце 70-х годов IBM была признанным лидером рынка мейнфреймов. Однако растущие продажи персональных компьютеров и в частности успех Apple II заставили компанию обратить внимание на рынок ПК. Специально для создания микрокомпьютера (как тогда было принято их называть) IBM была создана отдельная рабочая группа, которой была предоставлена полная свобода в принятии решений о характеристиках и архитектуре проекта «Шахматы» (project Chess — именно таким было кодовое имя IBM PC во время разработки).

  Изначально в качестве процессора для будущего компьютера рассматривались простые 8-битные чипы типа Intel 8080 или Zilog Z80, однако на тот момент было понятно, что их низкая производительность и возможность адресации ограниченного объёма оперативной памяти в будущем станут серьёзной проблемой. После этого количество кандидатов на использование в будущем IBM PC уменьшилось до двух: Intel 8086/8088 и Motorola 68000.

  И Intel 8086/8088, и Motorola 68000 были 16-битными процессорами и имели примерно равную производительность. Однако у Intel было немаловажное преимущество: компания ранее уже поставляла компоненты для IBM и считалась надёжным поставщиком. В конце концов IBM остановилась на 8088, поскольку его 8-битная шина данных позволяла использовать более дешёвые и широко доступные 8-битные микросхемы системной логики. Кроме того, Intel предложила более низкую цену на 8088.

  IBM PC (Model 5150) был выпущен на рынок в августе 1981 года. Компьютер оснащался процессором Intel 8088, оперативной памятью объёмом вплоть до 256 КБ и одним или двумя дисководами для 5-дюймовых дискет. IBM PC сразу же стал настоящим хитом, поскольку он сочетал отличную для своего времени производительность, продуманную архитектуру, широкие возможности расширения и престиж имени IBM.

  

  ПК IBM Model 5150 с монитором IBM Model 5151

  Ключевым компонентом успеха IBM PC стала его открытая архитектура: IBM выпустила подробную документацию по разработке программ, плат расширения и периферии для PC, чем создала гигантский рынок комплектующих и программного обеспечения. А сам IBM PC стал самым клонируемым компьютером своего времени, особенно после того как компании Phoenix и American Megatrends разработали «чистые» с легальной точки зрения клоны BIOS оригинального PC (т. к. именно BIOS был единственной проприетарной и закрытой частью компьютера).

  Дальнейшее развитие платформы

  В 1995 году компания Intel представила стандарт ATX, диктующий геометрические размеры компонентов компьютера, расположение, форму и распиновку разъёмов и крепёжных элементов, а также параметры блока питания. Этот стандарт прижился не сразу, став массовым только с начала 2000-х годов — до тех пор производители ориентировались на IBM PC/AT.

  С 1997 по 2001 компании Intel и Microsoft совместно выпускали документ под названием PC System Design Guide, содержащий рекомендации о том, какие стандарты должен поддерживать компьютер, чтобы считаться PC-совместимым. Было выпущено четыре редакции: PC97, PC98, PC99 и PC2001. Кроме основных стандартов они содержали рекомендации по цветовому ированию разъёмов, а также о том, какие технологии следует считать устаревшими и воздержаться от их использования в новых моделях и от поддержки в новых версиях ПО.

  Использование процессора архитектуры x86 или x86-64 недостаточно, чтобы компьютер мог называться PC-совместимым. Он должен поддерживать актуальные на момент его выпуска BIOS/UEFI и стандарты шин. Например, на x86-смартфонах невозможно установить нативно Microsoft Windows, так как для этого нужен в том числе транслятор вызовов для BIOS [18] .

  В начале эры IBM PC-совместимых компьютеров выпускались также так называемые MS-DOS-совместимые компьютеры. На них можно было запускать ПО, использующее стандартные вызовы MS-DOS а часть более специфических возможностей не поддерживалась. Наиболее известный пример тех лет — Tandy 2000. Также сама компания IBM в 1983 году выпустила IBM PCjr, предназначенный в основном для игр — но его постиг маркетинговый провал, в том числе из-за неполной совместимости со «старшим братом». Тем не менее, совместимый с PCjr Tandy 1000 оказался достаточно успешен. В СССР наряду с полностью совместимыми ЕС 18xx и Искра 1030 выпускался частично совместимый «Поиск», сильно упрощённый и максимально использующий отечественные компоненты [19] . После распада СССР под маркой «Поиск» стали выпускаться уже полностью совместимые компьютеры.

  C 2005 года компания Apple отказалось от процессоров PowerPC, перейдя на процессоры архитектуры x86-64. Это позволяло устанавливать на них операционную систему Windows, однако для этого требовалась эмуляция вызовов BIOS и установка специфических драйверов устройств. Для этой цели была выпущена специальная программа Boot Camp [20] [21] . C 2020 года в Apple отказались от процессоров Intel в пользу собственной архитектуры Apple silicon, отказавшись от частичной совместимости с PC [22] [23] .

  С понятием PC-совместимого компьютера пересекается понятие Wintel (Windows+Intel) — компьютер на x86 — процессоре с операционной системой Windows [24] . Хотя за исключением ранних моделей, PC-совместимый компьютер может работать под управлением Windows, может использоваться и другая операционная система, например Linux, FreeBSD и т. д.

  PC изначально создавался исключительно как платформа для бизнеса. Как домашний компьютер, PC был слишком дорогим. Возможности графического адаптера CGA хоть на момент выхода и не отставали от конкурентов, вскоре стали появляться модели с более широкими возможностями графики, в том числе аппаратными спрайтами и прокруткой. Кроме того, единственным звуковым устройством был системный динамик, который мало годился для игр. В 1983 году компания IBM предприняла попытку выйти на рынок домашних компьютеров с моделью PCjr, но попытка провалилась — PCjr был слишком дорог для «просто домашнего компьютера», а как PC он не был полностью совместим. Тем не менее игры для PC были, в основном порты с других платформ [25] .

  Лишь к концу 1980-x PC стал рассматриваться как игровая платформа с широким распространением EGA, VGA и SVGA-совместимых видеоадаптеров а также звуковых карт. Важным фактором стало появление CD-ROM, позволявшего хранить значительный по тем временам объём данных в 500 мегабайт. Компьютер, подходящий для работы с играми в те годы назывался мультимедийным. PC тех лет всё ещё отставал от других платформ по графическим и звуковым возможностям: в нём не было никаких средств ускорения обработки графики: ни скроллинга, ни спрайтов, ни тем более 3d-ускорителей (которые уже существовали в компьютерах Amiga). Однако большая производительность центрального процессора и отсутствие клэшинга позволяла компенсировать этот недостаток: в вышедшем в 1990 году Commander Keen in Invasion of the Vorticons был применён плавный программный скроллинг, а в 1992 году вышел Wolfenstein 3D, ставший родоначальником всего жанра игр FPS. В середине 1990-х начали появляться и первые популярные графические ускорители для PC: наиболее известны карты 3dfx Voodoo.