IBM PC

Allikas: Vikipeedia
IBM PC
IBM PC 5150
Tüüp Personaalarvuti
Väljalastud 12. august 1981
Tootmine lõpetatud 2. aprill 1987
Protsessor Intel 8088 @ 4.77 MHz
Mälu 16 kiB ~ 256 kiB
Heli PC Speaker
Operatsioonisüsteem IBM BASIC / PC-DOS 1.0
CP/M-86
UCSD p-System

IBM Personal Computer, tuntud ka kui lihtsalt IBM PC, on algne versioon ja eelkäija "IBM PC ühilduv" riistvara platvormile. Tuntud on see ka kui IBM mudel 5150 ja esimest korda esitleti seda avalikkusele 12. augustil 1981. aastal. See loodi Floridas, Boca Ratonis inseneridest ja disaineritest koostatud meeskonna poolt Don Estridge juhtimise all.

Koos terminitega "mikroarvuti" ja "koduarvuti", oli ka "personaalarvuti" kasutuses juba enne 1981. aastat.Seda hakati kasutama aastal 1972 Xerox Alto iseloomustamiseks. Sellegi poolest, tänu IBM PC edule, hakkas personaalarvuti tähistama just mikroarvutit, mis on ühilduv IBM PC toodetega.

Algus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Algne PC sari oli osa IBM-i plaanist siseneda väikeste arvutite turule, mida sellel hetkel domineerisid Commodore PET, Apple II, Atari 8-bit perekond, Tandy Corporation-i TRS-80 ja mõned teised CP/M masinad. IBM tutvustas oma esimest, põhimõtteliselt kaasaskantavat lauaarvutit, IBM 5100-t, 1975. aastal. See oli terviklik süsteem, koosnedes sisseehitatud monitorist, klaviatuurist ja andmesalvestist. Maksis ta kuni 20 000 USD ja oli disainitud peamiselt teadustööks. Kui PC 1981. aastal välja tuli, pandi talle mudelinimeks 5150, kuigi arhitektuuriliselt ei põlvnenud ta 5100 seeriast.

IBM PC loodi Floridas, Boca Rantonis umbes aastaga kaheteistkümnest liikmest koosneva meeskonna poolt, mida juhtis Don Estridge koos juhtivteadur Larry Potter-i ja süsteemiarhitekt Lewis Eggebrecht-iga. Pärast pikka kaalumist Intel 8086 ja Motorola MC68000 (16-bitised protsessorid) vahel, otsustati siiski Intel 8088 kasuks, kuna arvati et teised kaks on liiga võimsad. Järgmisena paluti kirjutada operatsioonisüsteem nende uuele arvutile Digital Research-il (CP/M looja). Kuna Digital Research polnud eriti huvitatud, pöörduti väikefirma poole, kes oli tuntud BASIC programmeerimiskeele pärast (esimesena kasutusel Altair 8800-s). Selleks firmaks oli Microsoft. Microsoft aga ei saanud tööga hakkama ja Bill Gates ostis õigused Seattle Computer Products-i väiksele operatsioonisüsteemile nimega QDOS ("Quick and Dirty Operating System"), millest sai algul PC-DOS ja hiljem MS-DOS. Algselt suutiski IBM PC jooksutada kolme operatsioonisüsteemi: PC-DOS, CP/M-86 ja UCSD p-System.

Juba 1983. aastal toodi turule mudel IBM PC XT, mis oli esimene IBM PC sisemise kõvakettaga standardvarustuses. Järgnes IBM PC AT 1984. aastal uue Intel 80286 protsessoriga.

IBM PC 5150 sai edukaks tänu IBM-i nimele ja kuulsusele, kõrgekvaliteedilisele konstruktsioonile (eriti klaviatuur ja monitor), suurtele laiendamisvõimalustele ja firma otsusele avalikustada täielik tehniline spetsifikatsioon. IBM PC tehniline käsiraamat sisaldas elektroonika jooniseid ja täielikku BIOS-e lähtekoodi. Kuigi algne IBM PC tehnika on tänaseks päevaks iganenud, on paljud eksemplarid siiski veel (või olid lähiminevikus) kasutusel. Juuni 2006 seisuga kasutati IBM PC AT ja XT mudeleid enamustes USA ilmavaatlusjaamades, kus nad töötlesid andmeid, mida saatis neile õhupalliga taevasse tõusev raadiosond. Põhjused, miks tänapäeval veel nii vana tehnikat kasutatakse, on paindlik modulaarne disain, standardsete juppide kasutamine ja IBM-i kvaliteet, mis tagab pikaajalise töökindluse ja vastupidavuse.

Mudelid[muuda | redigeeri lähteteksti]

IBM PC mudelid
Mudeli nimi Mudel Tootma hakatud CPU Omadused
PC 5150 August 1981 8088 Disketiseade või kassetisüsteem.
XT 5160 Märts 1983 8088 Esimene IBM PC sisemise kõvakettaga standardvarustuses.
XT/370 5160/588 Oktoober 1983 8088 IBM 5160 koos IBM XT/370 valikpaketiga ja IBM 3278/79 emulatsiooni adapteriga
3270 PC 5271 Oktoober 1983 8088 IBM 3270 terminali emulatsiooniga
PCjr 4860 November 1983 8088 Diskettidel põhinev koduarvuti
Portable 5155 Veebruar 1984 8088 Disketipõhine kaasaskantav arvuti
AT 5170 August 1984 80286 Keskmise kiirusega kõvaketas
AT/370 5170/599 Oktoober 1984 80286 IBM 5160 koos IBM XT/370 valikpaketiga ja IBM 3278/79 emulatsiooni adapteriga
3270 AT 5281 Juuni 1985 80286 IBM 3270 terminali emulatsiooniga
Convertible 5140 Aprill 1986 8088 Mikrodiskettidega sülearvuti
XT 286 5162 September 1986 80286 Aeglane kõvaketas, kuid ooteajata mäluga emaplaadil, mistõttu see 6 MHz masin oli tegelikult kiirem kui 8 MHz AT-d.

Kõik IBM PC-d on üldiselt tarkvaraliselt tagasiühilduvad, kuid kõik programmid ei tööta igas masinas. Mõned programmid on ajatundlikud teatud kiirustele. Vanemad programmid ei saa kasu uuematest kõrgemaresolutsioonilistest pildistandarditest.

IBM PC (Mudel 5150)[muuda | redigeeri lähteteksti]

IBM PC polnud väga võimas (nõrgem kui paljud sellel ajal turul olevad 8-bitised arvutid). Kõige esimestel PC-del oli 16 kiB RAM-i ja neil polnud disketiseadet – Programmide salvestamiseks ja laadimiseks kasutati kassette (käsklused kassettidega ümberkäimiseks olid operatsioonisüsteemis olemas kuni MS-DOS 5-ni). Hilisematel eksemplaridel oli juba 64 kiB mälu ja üks või kaks 160 kiB 5.25" pehmekettaseadet.

Kõvaketta installeerimiseks oli vajalik võimsam toiteplokk, kuid hiljem toodi turule "IBM 5161 Expansion Chassis" laienduskomplekt, kus oli 10 MB kõvaketas ja võimalus lisada isegi teine kõvaketas. Oli ka võimalus soetada arvuti endale ilma ühegi salvestusseadmeta – sellisel juhul pidi kasutaja ühendama olemasoleva kassetisalvesti vastavasse porti, mis oli mehhaaniliselt identne, ja asus ka kohe selle kõrval, klaviatuuripordiga.

Emaplaadil oli viis laienduspesa ja laienduskomplektil kaheksa, kuid ühe pesa emaplaadil hõivas laienduskaart ja ühe pesa laienduskomplektil vastuvõtukaart, seega kokku oli kasutada 11 laienduspesa.Normaalseks tööks aga hõivasid osad laienduspesad graafikaadapter, disketiseade ja I/O adapter, kuna ainukesed emaplaadi küljes olevad pesad olid klaviatuuri- ja kassetiport; ka PC speaker oli emaplaadil olemas.

Maksimaalne muutmälu hulk oli IBM-i juppe kasutades 256 kiB – 64 kiB emaplaadil ja kolm 64 kiB laienduskaarti.

Protsessoriks valiti Intel 8088, mis töötas kiirusel 4.77 MHz.Väikese arvutusvõimsuse kasvu jaoks sai 8088 hiljem vahetada NEC V20 vastu; samuti sai lisada Intel 8087 matemaatikaprotsessori riistvaralise ujukoma aritmeetikatehete toetamiseks.

CGA (Color Graphics Adapter) videokaart võimaldas kasutada tavalist televiisorit või RGBI (Red-Green-Blue-Intensity) monitori 5153.Teine võimalus oli kasutada MDA (Monochrome Display Adapter) graafikakaarti koos must-valge monitori 5151-ga. Samuti sai installida mõlemad graafikakaardid, ning kasutada mõlemat monitori korraga, seda muidugi ainult juhul kui see programmi poolt toetatud oli.

Kuigi televiisoriga ühilduv graafikaadapter ja kassetiport olid mõeldud tegemiseks sellest koduarvuti, osutus IBM PC siiski kodukasutajale liiga kalliks. Arvuti, millel oli 64 kiB mälu, üks 5.25" disketiseade ja monitor, maksis 3005 USD, samal ajal kui kõige odavam konfiguratsioon (1565 USD), millel polnud disketiseadmeid ega monitori ja ainult 16 kiB mälu, osutus liiga mitteahvatlevaks ega äratanud ostjais huvi.Kuigi IBM PC-st ei saanud enimmüüdud koduarvutit, sai disketiseadmega varustatud mudelist üleootuste edukakaks ärivaldkonnas.

IBM PC XT (Mudel 5160)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viis 16-bitist ja üks 8-bitine ISA pesa emaplaadil

"IBM Personal Computer XT" ehk IBM-i mudel 5160, mida tutvustati kaks aastat pärast IBM PC väljatulekut, oli täiustatud disketiseadme ja kõvaketta jaoks, kassetiporti enam polnud. Sellel oli kaheksa laienduspesa ja 10 MB kõvaketas (hiljem 20 MB). XT suutis kasutada 256 kiB mälu; hilisemaid mudeleid sai laiendada kuni 640 kiB (Ülejäänud 384 kiB ühest megabaidist 8088 aadressiruumist võtsid enda alla BIOS-e ROM, videokaardi RAM, ning erinevate adapterite ROM ja RAM). Mudel 5160-i müüdi tavaliselt MDA videokaardiga.Protsessoriks oli ikka seesama 4.77 MHz Intel 8088 ja laiendussiiniks 8-bitine Industry Standard Architecture siin (ISA). Kuna laienduspesad paigutati üksteisele lähemale kui eelmisel mudelil, ei saanud kasutada PC korpust XT emaplaadiga ja vastupidi.Laienduspesad ja -kaardid ise jäid aga omavahel ühilduvateks, välja arvatud juhul kui kaart oli mõeldud kasutama P5150-i laienduspesade suuremat vahekaugust üksteisest.IBM PC XT laienduspesade paigutus on jäänud aga siiamaani samaks, kui kasutusel on hoopis teised siinid ja pesad.

IBM PC AT (Mudel 5170)[muuda | redigeeri lähteteksti]

"IBM Personal Computer/AT" ehk mudel 5170, mis kuulutati välja Augustis 1984, kasutas 6 MHz Intel 80286 protsessorit. Sellel oli 16-bitine ISA ja 20 MB kõvaketas. Suurema, 30 MB, kõvaketta ja 8 MHz protsessoriga toodi turule aastal 1986. IBM proovis seda turustada kui mitmele kasutajale mõeldud masinat, kuid põhilised kliendid olid siiski inimesed, kes ajasid taga kiirust ja suuremat arvutusvõimsust.Varajased AT-d kannatasid töökindluse probleemide käes, mis olid põhjustatud osaliselt tarkvaraliste ja riistvaraliste konfliktide poolt, kuid enamjaolt oli süüdi 20 MB sisemine kõvaketas. Mõned inimesed süüdistasid IBM-i kõvakettakontrollerit ja teised kõvakettatootjat, Computer Memories Inc.-i (CMI). Kuna IBM-i kontroller aga töötas teiste kõvaketastega veatult, kaasaarvatud CMI 33 MB mudel, pani see paljud inimesed kahtlema arvutis endas, ja ka kogu 286 arhitektuuris üldiselt, aga peale seda kui IBM vahetas välja 20 MB CMI kettad probleem kadus. IBM PC AT tõestas oma töökindlust ja sai kestvaks tööstuse standardiks.

Tehnika[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elektroonika[muuda | redigeeri lähteteksti]

Peamist elektroonikaplaati nimetati emaplaadiks. Põhiliselt oli see mõeldud CPU ja muutmälu jaoks, aga ka laiendussiini ja selle pesade jaoks. Emaplaadil asusid ka ROM-süsteem, DMA ja IRQ kontrollerid, abiprotsessori sokkel, elektroonika heli jaoks (PC speaker, toonigeneraator) ja klaviatuuriliides.

Siin mida 5150-s kasutati sai väga populaarseks ja nimetati hiljem ümber ISA siiniks. Algselt kasutati lihtsalt väljendeid 'PC siin' või 'XT siin'; termin ISA tõusis esile, kui juhtivtootjad otsustasid jätkata IBM PC AT arhitektuuri põhjal arvutite valmistamist, selle asemel et litsentseerida IBM-lt PS/2 arhitektuur ja selle MCA siin. Tagantjärele nimetati XT-siin '8-bitiseks ISA' või 'XT ISA' siiniks, kui lihtsalt ISA tähendas 16-bitist AT siini.AT siin on PC/XT siini laiendus ja on tänasel päevalgi veel kasutuses tööstusarvutites.

Quadram Quadboard

Monitor ja disketiseadmed või kõvakettad ühendatakse juhtmetega videokaardi ja kettakontrollerite külge, mis istuvad laienduspesades emaplaadil.Kuna ekstra mälu ja I/O seadmed (nt. paralleel-, jada- või internetipordid) tuli lisada laienduskaartidega, oli võimalik kõik viis PC, või isegi XT kaheksa, laienduspesa ära täita ilma spetsiaalriistvara installimata. Firmad nagu Quadram ja AST lahendasid selle probleemi integreerides mitmed lisaseadmed ühele laienduskaardile, hõivates ainult ühe pesa; Quadram pakkus toodet nimega QuadBoard ja AST SixPak.

Intel 8086 ja 8088 protsessoritel põhinevad PC-d vajasid laiendatud mälukaarti, et töötada rohkem kui 640 kiB mäluga (kuigi 8088 suutis adresseerida kuni megabait mälu). IBM PC AT kasutas Intel 80286 protsessorit, mis suutis adresseerida juba kuni 16 MiB mälu (siiski tavalised DOS-i programmid ei suutnud kasutada rohkem kui ühte megabaiti mälu ilma lisa API-liideseid kasutamata). Intel 80286-l baseeruvad OS/2 jooksutavad arvutid suutsid kasutada kogu võimalikku mälu.

Klaviatuur[muuda | redigeeri lähteteksti]

IBM 5150 Klaviatuur

Originaalne IBM PC klaviatuur oli väga töökindel ja kõrge koostekvaliteediga, algselt välja töötatud Põhja-Carolina-s Datamaster süsteemi jaoks. Iga nupu tööeaks hinnati kuni 100 miljonit vajutust. IBM 5150 jaoks muudeti algse klaviatuuri korpust nii, et kasutajal oleks võimalik klaviatuurinurka mugavamaks muuta. Võrreldes teiste sellel ajal saadaolevate väikearvutite klaviatuuridega, oli IBM-i oma palju parem ja mängis märkimisväärset rolli kvaliteetse mulje jätmises. Klaviatuuri, koos arvuti endaga, tunnustati disainiauhinnaga. Sügisel 1981 läks ajakiri Byte isegi niikaugele, et kuulutas 50% 5150-i müüginumbritest olevat klaviatuuri "süü". Klaviatuuri tähtsus tuli ilmsiks, kui IBM tõi turule (ebaõnnestunud) mudeli PCjr, mille klaviatuur oli palju erinev ja keskpärasem ega avaldanud klientidele muljet.

Sellegipoolest sai 5150-i 84-nupuline klaviatuur kriitikat ebastandardselt paigutatud enter ja vasaku shift nuppude pärast, aga ka kuna tal ei olnud eraldi kursorinuppe.Aastal 1982 tutvustas firma nimega Key Tronic tänapäevaks standardiks saanud 101-nupulist klaviatuuri.IBM parandas AT klaviatuuril enter ja shift nupud, kuid lühendas tagasivõtuklahvi, mis muutis selle raskemini ligipääsetavaks. 1986 muutis IBM 101-nupulist tõhustatud klaviatuuri kardinaalselt, lisades kursorinupud, ümberpaigutades funktsiooni ja ctrl nupud, ning viies Esc teise klaviatuuri otsa.

Kritiseeriti ka suhtelist valjusi klõpse, mida iga nupp vajutamisel tegi. Kuna masinkirjutajad olid harjunud hoidma silmi tekstil kust nad maha kirjutasid, pidid nad toetama mehhaanilisele häälele mille tekitas tähe trükkimine paberile, et olla kindlad vajutuse piisavas tugevuses (ja et sai vajutatud ainult üks kord). Klaviatuuri "klõps" oli mõeldud seda jäljendama, aga osutus hoopis väga tüütuks ja segavaks, eriti kui ühes ruumis oli mitu arvutit. Hilisemad klaviatuurid olid palju vaiksemad.

Elektroonilise poole pealt on iga nupp põhi-võimelt võrdne: iga nupp saadab ühe signaali kui ta alla vajutatakse ja teise kui vabastatakse. Integreeritud mikrokontroller töötleb nuppudelt saadud signaalid eraldi ja seega on võimalik mitme nupu üheaegne allavajutamine ja eraldi tuvastamine.IBM PC kloonide klaiatuurid ei pruugi aga kõiki originaal PC klahvikombinatsioone ära tunda.

Kuigi PC/XT ja AT kasutasid sama klaviatuuripistikut, oli neil madalataseme protokoll klaviatuurist arusaamiseks erinev. AT kasutas kahesuunalist liidest mis võimaldas arvutil saata klaviatuurile käsklusi. Seega polnud võimalik kasutada AT klaviatuuri XT-l, ega vastupidi. Kolmanda osapoole tootjad kasutasid mõnikord lülitit, mis võimaldas vahetada klaviatuuril kasutatavat protokolli.

Salvestusmeedia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kassett[muuda | redigeeri lähteteksti]

Nagu ennist juba mainitud, IBM varustas mudel 5150 kassetipordiga, et oleks võimalik arvuti külge ühendada juba olemasolev kassetiseade; algselt oligi mõeldud et kassettidest saavad 5150-i kõige tavalisem salvestusmeediumid. Aga inimesed ei võtnud disketiseadme ja monitorita konfiguratsioone omaks; vaid mõni üksik arvuti väljus tehasest disketiseadmeta. Samuti polnud DOS saadavala kassettidel, ainult diskettidel (nimest "Disk Operating System"). Ainult väliste kassetiseadmetega 5150-d said kasutada ainult ROM-is olevad BASIC operatsioonisüsteemi.Kuna DOS muutus järjest populaarsemaks, muutis DOS-i programmide ühildamatus ainult kassetiseadmetega arvutitega need veel vähem ahvatlevamaks.

Disketid[muuda | redigeeri lähteteksti]

IBM-i Disketiseade

Enamustel 5150 mudelitel oli üks või kaks 5.25" disketiseadet. Need seadmed olid kas ühepoolsed topelttihedusega (SS/DD aka SSDD) või kahepoolsed topelttihedusega (DS/DD aka DSDD seadmed); ühekordse tihedusega seadmeid ei kasutatud. Diskettidele ja seadmetele viidata tavaliselt mahtuvusega, nt "160KB diskett" või "360KB disketiseade". DSDD seadmed olid tagasiühilduvad, st nad suutsid lugeda ja kirjutada SSDD kettaid. Sama tüüpi diskette võis kasutada mõlema seadme jaoks, aga et teha SSDD kettast DSDD ketas, oli vaja see ümber vormindada, pärast mida SSDD seade seda enam lugeda ei suutnud.

Disketid olid MFM (modifitseeritud sagedusmodulatsioon) kodeeritud 512-baitisteks sektoriteks ja koosnesid 40 rajast ühe poole kohta 48 rada tolli kohta tiheduse juures, ning olid esialgu vormindatud koosnema kaheksast sektorist raja kohta.See tähendas et SSDD algne mahtuvus oli 160 kiB ja DSDD-l 320 kiB. Hiljem aga uuendati DOS võimalusega vormindada ketastele 9 sektorit raja kohta, mis tagas SSDD ketastele ja seadmetele 180 kiB mahtuvuse ja DSDD-dele 360 kiB. Kuigi kettaid reklaamiti kui vormindamata suurustega "250 KB" SSDD-l ja "500 KB" DSDD-l, polnud see siiski sama kui reaalselt kasutatav mahtuvus; DOS-i all oli SSDD ja DSDD ketaste maksimaalne mahtuvus ikkagi vastavalt 180 kiB ja 360 kiB. Olenemata tüübist, oli kõikide diskettide failisüsteem FAT12.

Kui SSDD seadmed olid alguses ainukesed, millega oli võimalik IBM PC-d tellida, siis hiljem läks IBM üle DSDD seadmetele, ja ühe või kahe DSDD seadmega müüdi ka enamik 5150 arvutid. IBM 5150 PC järeltulijal, IBM 5160 XT-l, ei olnud SSDD variantigi; tavaliselt müüdi see ühe DSDD seadmega (koos sisemise kõvakettaga). Kuigi tehniliselt oli võimalik hiljem 5150-i järeleaidata, lisades sellele uuema tehnoloogia disketiseadmeid, ei pakkunud IBM sellist valikut kunagi.

Kõvaketas[muuda | redigeeri lähteteksti]

20 MB Seagate ST 225 kõvaketas ja Western Digitali kõvakettakontroller

IBM 5150 ise ei suutnud kõvakettaid ära toita (kuni hiljem võimsama toiteploki lisamiseni), aga IBM pakkus laienduskomplekti 5161 mis mitte ainult ei andnud juurde rohkem laienduspesi, vaid sisaldas ka 10 MB (hiljem 20 MB) kõvaketast, mida toitis 5161-e enda 130-vatine toiteplokk.

Esimene IBM-i arvuti millel oli sisemine, fikseeritud, kõvaketas oli mudel 5160 ehk XT. IBM PC kloonide ilmumisega hakkasid turule tulema ka suurema mahtuvusega kõvakettad. Neid võis lisada nii laiendusüksusesse 5161, kui ka võimsama toiteplokiga PC/XT masinatesse. Kolmanda tootja kõvaketta lisamine aga tähendas mõnikord ka uue kõvakettakontrollerkaardi paigaldamist, kuna mõned kõvakettad ei olnud täielikult ühilduvad olemasoleva kontrolleriga.Kõvakettaid müüdi ka nn "kit"-idena, milles sisaldus ka kõvakettakontroller ja võimsam toiteplokk, et lisada 5150-ile kõvaketas.

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]