Персональний комп'ютер компанії ibm
В кінці 1980 року IBM нарешті вирішила вийти на ринок дешевих, що стрімко розвивається, ПК. Для розробки нового комп'ютера вона заснувала в місті Бока-Ратон (шт. Флоріда) своє відділення Entry Systems Division. Невелику групу з 12 чоловік очолив Дон Естрідж (Don Estridge), а головним конструктором був Люіс Еггебрехт (Lewis Eggebrecht). Саме ця група і розробила перший справжній IBM PC. (IBM рахувала модель 5100, розроблену в 1975 році, інтелектуальним програмованим терміналом, а не справжнім комп'ютером, хоча, по суті, це був справжній комп'ютер.) Майже всі інженери групи раніше працювали над проектом комп'ютера System/23 DataMaster, тому він фактично виявився прообразом IBM PC.
Багато що в конструкції IBM PC було запозичене від DataMaster. Так, наприклад, розкладка і електрична схема клавіатури були скопійовані з DataMaster; правда, в IBM PC дисплей і клавіатура були автономні, на відміну від DataMaster, де вони об'єднувалися в один пристрій (що було незручне).
Були запозичені і деякі інші компоненти, включаючи системну шину (роз'єми вводу-виводу), причому використовувалися не тільки ті ж самі 62-контактні роз'єми, але і розводка контактів. У IBM PC застосовувалися ті ж контроллери переривань і прямого доступу до пам'яті, що і в DataMaster. При цьому платню розширення, розроблені для DataMaster, можна було використовувати і в IBM PC.
Проте в DataMaster застосовувався процесор 8085 компанії Intel, який міг адресувати всього 64 Кбайт пам'яті і мав 8-розрядні внутрішню і зовнішню шини даних. Через ці обмеження в IBM PC використовувався процесор 8088, який мав адресний простір 1 Мбайт, 16-розрядну внутрішню шину даних, але зовнішня шина даних була 8-розрядною. Завдяки 8-розрядній зовнішній шині даних і аналогічній системі команд можна було використовувати пристрої, розроблені раніше для DataMaster.
На цьому, як ви розумієте, справа не зупинилася. Були вивчені потреби ринку, враховані всі існуючі на той час стандарти, з'ясовані причини їх успіху, що дозволило розробникам вбудувати в IBM PC можливості практично всіх популярних тоді систем. Параметри комп'ютера фактично визначалися споживачами, тому IBM вдалося створити пристрій, який ідеально заповнив відведену йому на ринку нішу.
IBM створила комп'ютер менш ніж за рік, максимально упровадивши в нього розробки, що були, і компоненти інших виробників. Групі Entry Systems Division була надана більша незалежність, ніж іншим підрозділам: їм було дозволено використовувати послуги і продукцію інших фірм в обхід бюрократичного правила, приписуючого використовувати в розробках тільки вироби IBM. Наприклад, мови програмування і операційну систему для IBM PC розробляла Microsoft.
Зауваження
Цікаво, що IBM спочатку звернулася до Digital Research, творцю операційної системи СР/М, але ті не зацікавилися цією пропозицією. Тоді за справу узялася Microsoft, яка пізніше перетворилася на найбільшу в світі компанію — виготівника програмних продуктів. IBM фактично запропонувала їм співробітничати і підтримати новий комп'ютер.
12 серпня 1981 року з народженням IBM PC в світі мікрокомп'ютерної індустрії з'явився новий стандарт. З тих пір були продані сотні мільйонів PC-сумісних комп'ютерів, а на його основі виросло величезне сімейство комп'ютерів і периферійних пристроїв. Програмного забезпечення для цього сімейства створене більше, ніж для будь-якої іншої системи.
20 років опісля
Після появи першого IBM PC пройшло більше 20 років, і за цей час, звичайно, багато що змінилося. Наприклад, IBM-сумісні комп'ютери, що раніше використовують процесор 8088 з тактовою частотою 4,77 Мгц, тепер на основі процесора Pentium П працюють з тактовою частотою 500 Мгц і вище, швидкодія сучасних систем виросла більш ніж в 4 000 (!) разів (мається на увазі загальна продуктивність, а не тільки тактова частота). Перший IBM PC мав два односторонні накопичувачі на гнучких дисках місткістю 160 Кбайт і використовував операційну систему DOS 1.0, а сучасні комп'ютери працюють з жорсткими дисками місткістю в 20 Гбайт і вище.
У комп'ютерній індустрії продуктивність процесора і місткість дискових накопичувачів подвоюються, як правило, 2-3 щороку (цей закон носить ім'я одного із засновників Intel Гордона Мура).
Слід зазначити ще один важливий момент: IBM перестала бути єдиним виробником PC-сумісних комп'ютерів. Звичайно, IBM розробила і продовжує розробляти стандарти, яким повинні відповідати сумісні комп'ютери, але вона вже не є монополістом на ринку. Часто нові стандарти для ПК розробляють інші компанії. Сьогодні Intel розробляє більшість стандартів апаратного забезпечення, а Microsoft — програмного. Оскільки їх продукти домінують на ринку ПК, самі персональні комп'ютери часто називають Wintel. Саме ці компанії розробили стандарти шини PCI (Peripheral Component Interconnect), AGP (Accelerated Graphics Port), формфактори системної плати ATX і NLX, кубла Socket 1-8, Slot 1, Slot 2, Socket 370 і багато чого іншого. Windows фактично стала стандартом операційної системи для PC-сумісних комп'ютерів.
Сотні компаній випускають PC-сумісні комп'ютери, крім того, відомі тисячі виробників електронних компонентів. Все це сприяє як розширенню ринку, так і поліпшенню споживацьких якостей PC-сумісних комп'ютерів.
PC-сумісні комп'ютери так широко поширені не тільки тому, що сумісну апаратуру легко збирати, але і тому, що операційні системи поставляє не IBM, а інші компанії, наприклад Microsoft. Ядром програмного забезпечення комп'ютера є BIOS (Basic Input Output System), вироблювана різними компаніями (наприклад, Phoenix, AMI і ін.). Багато виробників ліцензіюють програмне забезпечення BIOS і операційні системи, пропонуючи свої сумісні комп'ютери. Увібравши в себе все краще, що було в системах СР/М і UNIX, DOS стала доступною для більшості існуючих програмних продуктів. Успіх Windows привів до того, що розробники програм все частіше стали створювати свої продукти для PC-сумісних комп'ютерів.
Системи Macintosh компанії Apple ніколи не користувалися таким успіхом, як PC-сумісні моделі. Це пов'язано з тим, що Apple сама розпоряджається всім програмним забезпеченням і не надає його іншим фірмам для використовування в сумісних комп'ютерах. З погляду користувачів, PC-сумісні комп'ютери набагато зручніші за всіх інших. Конкуренція між виробниками привела до того, що за ті ж гроші, вкладені в покупку, ви дістаєте доступ до набагато різноманітніших програмних і додаткових апаратних засобів.
Сьогодні ринок PC-сумісних комп'ютерів продовжує розвиватися. При розробці нових моделей використовуються все більш довершені технології. Оскільки ці типи комп'ютерних систем використовують найрізноманітніше програмне забезпечення, мабуть, протягом найближчих 15-20 років домінувати на ринку будуть PC-сумісні комп'ютери.
Закон Мура
У 1965 році Гордон Мур в ході підготовки доповіді про перспективи розвитку комп'ютерної пам'яті знайшов цікаву особливість: ємність кожної нової мікросхеми пам'яті подвоюється в порівнянні з її попередницею, а сама нова мікросхема з'являється кожні 18-24 місяці. Побудувавши лінію тренда, Мур відзначив, що продуктивність комп'ютерів збільшуватиметься експоненціально за часом. Цю залежність стали називати законом Мура. До речі, цей закон описує не тільки зростання місткості оперативної пам'яті, він часто використовується для визначення ступеня зростання швидкодії процесорів і місткості жорстких дисків. За 26 років кількість транзисторів процесора збільшилася в 3 200 разів: від 2,3 тис. в процесорі 4004 до 7,5 млн. в Pentium II.
Що нас чекає в майбутньому? Тут логічніше було б привести числові дані (наприклад, до 2011 року Intel випустить процесор з 1 млрд транзисторів, тактовою частотою 10 ГГц, виготовлений за 0,07-мікронною технологією і здатний виконувати 100 млрд операцій в секунду), але з упевненістю можна сказати лише одне: комп'ютери будуть швидшими, менше і дешевше.
Хто визначає стандарти в індустрії програмного забезпечення для PC
Коли я ставлю це питання на семінарах, багато не замислюючись відповідають: "Microsoft!". Вважаю, немає ніяких підстав не погоджуватися з такою відповіддю. Поза сумнівом, сьогодні Microsoft утримує контроль над розробкою операційних систем, використовуваних на PC; адже спочатку в більшості PC використовувалася MS DOS і Windows 3.1, а зараз — Windows 95/98, Windows NT або Windows 2000. Контроль над розробкою операційних систем Microsoft використовувала як важіль, що дозволяє контролювати розробку інших
типів програмного забезпечення PC (наприклад, утиліт і додатків). Так, багато утиліт (такі, як кешування диска, стиснення дисків, дефрагментація, калькулятори і записники), які спочатку пропонувалися незалежними компаніями, тепер включене в Windows. Microsoft навіть вбудувала в операційну систему Web-броузер, що не на жарт налякало конкурентів, що створюють аналогічні програми. Тісніша інтеграція програмного забезпечення для роботи з мережами і пакетів програм-додатків з операційною системою дозволила Microsoft ще більше підсилити контроль над операційними системами в порівнянні з іншими компаніями. Саме тому Microsoft тепер домінує на ринку програмного забезпечення для PC, пропонуючи різноманітні програми — від текстових процесорів до електронних таблиць і систем управління базами даних.
Коли з'явилися перші PC, IBM контролювала стандарти апаратних засобів PC; і саме вона привернула Microsoft для розробки більшої частини програмного забезпечення для PC. IBM розробляла апаратні засоби, записувала BIOS (Basic Input Output System — базова система вводу-виводу) і привертала Microsoft для розробки DOS (Disk Operating System — дискова операційна система) і декількох інших програм і пакетів для IBM. Проте вона не зуміла забезпечити собі виняткові права на DOS, надавши Microsoft право продавати код MS DOS, розроблений для IBM, будь-якої іншої зацікавленої компанії. Саме ця помилка в договорі перетворила Microsoft на домінуючу компанію на ринку програмного забезпечення, і саме через цю помилку згодом IBM втратила контроль над тим самим стандартом PC, який вона створила.
Причина втрати контролю IBM над цим стандартом полягає у тому, що програмне забезпечення можна захистити авторськими правами, тоді як авторські права на апаратні засоби можуть бути захищені тільки відповідно до патентів, що пов'язано з труднощами і вимагає значного часу (причому термін дії патенту закінчується через 17 років). Крім того, для отримання патенту вимагається, щоб розроблена апаратура була унікальною і новою, а IBM в своїх розробках PC спиралася на раніше існуючі елементи, які міг придбати будь-який радіоаматор. Фактично найважливіші елементи для першого PC були розроблені Intel, наприклад процесор 8088, генератор синхронізуючих імпульсів 8284, таймер 8253/54, контроллер переривань 8259, контроллер прямого доступу до пам'яті 8237, периферійний інтерфейс 8255 і контроллер шини 8288. Ці мікросхеми складали основу першого PC.
Оскільки проект першого PC не можна було запатентувати, будь-яка компанія могла дублювати апаратні засоби IBM PC. Потрібно було лише придбати ті ж самі чипи, що і IBM, у тих же виробників і постачальників і розробити нову системну платню з аналогічною схемою. Щоб допомогти в цьому, IBM навіть видала повний набір схем своєї системної плати і всієї плати адаптерів в дуже деталізованому і досяжному технічному керівництві. У мене є декілька цього першого керівництва IBM, і я все ще заглядаю в них час від часу, коли хочу дізнатися що-небудь про особливості PC на рівні елементів.
Найважче було скопіювати програмне забезпечення (мається на увазі програмне забезпечення IBM PC), яке було захищене відповідно до закону про авторське право. Phoenix Software — одна з перших фірм, що розробили законні методи рішення цієї проблеми: виявляється, відповідно до закону можна розробити (але не скопіювати!) програми, які функціонально дублюють програмне забезпечення, таке, як базова система вводу-виводу (BIOS). Були створені дві групи інженерів по розробці програмного забезпечення, причому особливо ретельно стежили, щоб до другої групи входили фахівці, які ніколи раніше не бачили код BIOS, розроблений IBM. Перша група досліджувала базову систему вводу-виводу, розроблену IBM, і повний опис BIOS. Друга читала опис, складений першою групою, і навмисно із самого початку кодувала нову базову систему вводу-виводу, яка робила все те, що було описане в складеній специфікації. Кінцевим результатом стала нова базова система вводу-виводу, написана із самого початку з кодом, хоча і не ідентичним коду IBM, але що мав точно такі ж функціональні можливості.
Компанія Phoenix назвала це підходом clean room, і цей підхід дозволяє виходити з будь-якого допустимого положення. Оскільки первинна базова система вводу-виводу IBM PC містила тільки 8 Кбайт коду і мала обмежену функціональну нагоду, дублювання її за допомогою вказаного підходу не складало особливих труднощів. У міру зміни базової системи вводу-виводу IBM інші компанії, що розробляли базові системи вводу-виводу, знайшли, що відносно нескладно своєчасно вносити зміни, відповідні змінам IBM. Команди тесту POST (Power-On Self Test), що є частиною базової системи вводу-виводу, в більшості базових систем вводу-виводу навіть зараз займають приблизно 32 Кбайт. Сьогодні не тільки Phoenix, але і такі компанії, як Award, AMI і Microid Research, розробляють програмне забезпечення базової системи вводу-виводу для виробників комп'ютерів PC.
Після дублювання апаратних засобів і базової системи вводу-виводу IBM PC залишилося тільки відтворити DOS, щоб повністю відтворити систему, сумісну з IBM. Проте задача проектування DOS "з нуля" була набагато складнішою, тому що DOS значно перевершує базову систему вводу-виводу і містить набагато більше програм і функції. Крім того, операційна система розвивалася і змінювалася частіше, ніж базова система вводу-виводу. Це означає, що єдиний спосіб одержати DOS для IBM-сумісного комп'ютера полягав в отриманні прав на його використовування. Ось тут і з'явилася Microsoft. Як ви пам'ятаєте, IBM не зажадала від Microsoft підписати виняткову ліцензійну угоду, що дозволяло цій компанії продавати DOS будь-якому користувачу. Завдяки ліцензії на копіювання MS DOS вдалося подолати останню перешкоду на шляху створення IBM-сумісних комп'ютерів, які тепер можна було виробляти незалежно від бажання IBM.
Тепер ми розуміємо, чому немає ніяких клонів або аналогів системи Macintosh Apple. He тому, що комп'ютери Травні не можна продублювати; апаратні засоби Травні досить прості і їх легко відтворити, використовуючи наявні у наявності деталі. Реальна проблема полягає у тому, що Apple володіє MAC OS і не дозволяє ніякої іншої компанії продавати Apple-сумісні системи. Крім того, базова система вводу-виводу і OS вельми істотно інтегровані в Травні; ця базова система вводу-виводу дуже велика, складна і, по суті, є частиною операційної системи. Тому метод clean room практично не дозволяє продублювати ні базову систему вводу-виводу, ні операційну систему.
Але в 1996-1997 рр. Apple ліцензіювала базову систему вводу-виводу і операційну систему, що дозволило таким компаніям, як Sony, Power Computing, Radius і навіть Motorola, почати випуск недорогих Apple-сумісних систем. Поява щодо недорогих Apple-сумісних комп'ютерів стала згубно впливати на розвиток і доходи Apple, яка негайно зупинила дію ліцензій. Тепер при модернізації комп'ютера Macintosh комплектуючі можна придбати тільки у Apple по досить високим цінам, так що модернізація системи стає невигідною.
Оскільки IBM не володіла винятковим (воно належало також і Microsoft) правом на DOS або Windows, будь-який користувач, що бажав встановити на комп'ютері ці операційні системи, міг одержати дозвіл від Microsoft. Це дозволяло будь-якій компанії, що бажала розробити IBM-сумісний комп'ютер, в обхід IBM (подобалося це їй чи ні) виробляти функціонально ідентичну машину. Коли одна компанія контролює ринок операційних систем, вона природним чином контролює ринок всього програмного забезпечення, що працює під управлінням тієї або іншої операційної системи, включаючи всілякі драйвери і прикладні програми. І поки PC використовуватимуться з операційними системами компанії Microsoft, вона контролюватиме ринок програмного забезпечення для PC.