Глава 2

Компоненты PC, его возможности и проектирование систем

В этой главе дается определение компьютера PC и его типов. Кроме того, приводится краткий обзор компонентов современного PC.

Что такое PC

Начиная очередной семинар по аппаратным средствам, я обычно спрашиваю: "Что такое PC?". И немедленно получаю ответ, что PC - аббревиатура от Personal Computer (персональный компьютер), и это на самом деле так. Многие определяют персональный компьютер как любую небольшую компьютерную систему, приобретаемую и используемую одним человеком. К сожалению, это определение недостаточно точное. Я согласен, что PC - это персональный компьютер, однако далеко не все персональные компьютеры относятся к типу PC. Например, система Macintosh Apple, несомненно, является персональным компьютером, но я не знаю никого, кто назвал бы ее PC (в особенности это относится к пользователям Mac!). Чтобы отыскать правильное определение PC, необходимо смотреть гораздо шире.

Называя что-либо PC, вы при этом подразумеваете нечто гораздо более специфическое, нежели просто персональный компьютер. Естественно, это "нечто" как-то связано с первым IBM PC, появившимся в 1981 году. На самом деле именно IBM изобрела PC, т. е. ею был разработан и создан первый PC. Однако совершенно очевидно и то, что IBM не изобретала персональный компьютер. (История персональных компьютеров начинается в 1975 году, когда компания MITS представила Altair.) Кое-кто определил бы PC как любой "IBM-совместимый" персональный компьютер. Фактически уже много лет термин PC используется для обозначения или IBM-совместимых компьютеров, или их аналогов (таким образом воздается должное тому, что IBM стояла у колыбели PC).

Однако в действительности, несмотря на то что сотрудниками IBM в 1981 году был разработан и создан первый PC и именно она руководила разработкой и совершенствованием стандарта PC в течение нескольких лет, в настоящее время она не контролирует этот стандарт. IBM потеряла контроль над стандартом PC в 1987 году, когда представила свою модель компьютеров PS/2. С этого времени другие компании, производящие PC, начали буквально копировать систему IBM вплоть до чипов, соединителей и формфакторов плат, а IBM отказалась от многих стандартов, которые первоначально создала. Именно поэтому я стараюсь воздерживаться от использования термина "IBM-совместимый", когда говорю

о PC.

В таком случае возникает вопрос: если PC не IBM-совместимый компьютер, то что же это? Хотя правильнее было бы поставить вопрос так: кто сегодня осуществляет контроль над стандартом PC? А еще лучше разбить этот вопрос на две части и выяснить, кто определяет стандарты, во-первых, в индустрии программного обеспечения для PC и, во-вторых, в индустрии аппаратных средств PC.

Кто определяет стандарты в индустрии программного обеспечения для PC

Когда я задаю этот вопрос на семинарах, многие не задумываясь отвечают: "Microsoft!". Полагаю, нет никаких оснований не соглашаться с таким ответом. Несомненно, сегодня Microsoft удерживает контроль над разработкой операционных систем, используе-

мых на PC; ведь первоначально в большинстве PC использовалась MS DOS и Windows 3.1,

а теперь - Windows 95/98/NT/2000/XP.

Контроль над разработкой операционных систем Microsoft использовала как рычаг, позволяющий контролировать разработку других типов программного обеспечения PC (например, утилит и приложений). Так, многие утилиты (такие, как кэширование диска, сжатие дисков, дефрагментация, калькуляторы и записные книжки), которые первоначально предлагались независимыми компаниями, теперь включены в Windows. Microsoft даже встроила в операционную систему Web-броузер, что не на шутку испугало конкурентов, создающих аналогичные программы. Более тесная интеграция программного обеспечения для работы с сетями и пакетов программ-приложений с операционной системой позволила Microsoft еще больше усилить контроль над операционными системами по сравнению с другими компаниями. Именно поэтому Microsoft теперь доминирует на рынке программ для PC, предлагая разнообразные программы - от текстовых процессоров до электронных таблиц и систем управления базами данных.

Когда появились первые PC, IBM контролировала стандарты аппаратных средств PC; и именно она привлекла Microsoft для разработки большей части программного обеспечения для PC. Она разрабатывала аппаратные средства, записывала BIOS (Basic Input Output System - базовая система ввода-вывода) и привлекала Microsoft для разработки DOS (Disk Operating System - дисковая операционная система) и нескольких других программ и пакетов для IBM. Однако она не сумела обеспечить себе исключительные права на DOS, предоставив Microsoft право продавать код MS DOS, разработанный для IBM, любой другой заинтересованной компании. Именно эта ошибка в договоре превратила Microsoft в доминирующую компанию на рынке программного обеспечения, и именно из-за этой ошибки впоследствии IBM потеряла контроль над тем самым стандартом PC, который она создала.

Причина потери контроля IBM над этим стандартом состоит в том, что программное обеспечение можно защитить авторскими правами, в то время как авторские права на аппаратные средства могут быть защищены только в соответствии с патентами, что связано с трудностями и требует значительного времени (причем срок действия патента истекает через 17 лет). Кроме того, для получения патента требуется, чтобы разработанная аппаратура была уникальной и новой, а IBM в своих разработках PC опиралась на ранее существовавшие элементы, которые мог приобрести любой радиолюбитель. Фактически наиболее важные элементы для первого PC были разработаны Intel, например процессор 8088, генератор синхронизирующих импульсов 8284, таймер 8253/54, контроллер прерываний 8259, контроллер прямого доступа к памяти 8237, периферийный интерфейс 8255 и контроллер шины 8288. Эти микросхемы составляли основу первого PC.

Поскольку проект первого PC нельзя было запатентовать, любая компания могла дублировать аппаратные средства IBM PC. Нужно было лишь приобрести те же самые чипы, что и IBM, у тех же производителей и поставщиков и разработать новую системную плату с аналогичной схемой. Чтобы помочь в этом, IBM даже издала полный набор схем своих системных плат и всех плат адаптеров в очень детализированном и легкодоступном техническом руководстве. У меня есть несколько этих первых руководств IBM, и я все еще заглядываю в них время от времени, когда хочу узнать что-нибудь об особенностях PC на уровне элементов.

Труднее всего было скопировать программное обеспечение (имеется в виду программное обеспечение IBM PC), которое было защищено в соответствии с законом об авторском праве. Компания Phoenix Software одна из первых разработала законные методы решения