IBM PC

IBM PC是IBM個人電腦（Personal Computer）的縮寫，是IBM PC兼容機硬體平台的原型和前身，其型號為5150，1981年8月12日推出，是IBM佛羅里達州博卡拉頓（Boca Raton）的一組工程師和設計師在唐·埃斯特利奇（Don Estridge）的領導下設計的。

「個人電腦」這個稱呼最早用於1972年施樂帕洛阿爾托研究中心研製的Xerox Alto電腦，到1981年前這個稱呼已經相當普遍，但是由於IBM PC的巨大成功，此後這個詞幾乎只用於與IBM標準兼容的微型計算機了。

## 設計

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IBM PC是IBM公司試圖在以Apple II和坦迪公司（Tandy）的TRS-80為主的家用電腦的市場立足的結果。當時在家用電腦市場上除上述的兩種電腦外還有一系列CP/M機。

由於此前IBM傳統的設計過程就已經證明無法用來設計廉價的微型計算機（比如很失敗的IBM 5100），因此IBM決定破例設置一個特別小組。這個小組被授命繞過公司的規則來快速地提供一個市場產品。這個項目的代號叫做「象棋項目」（Project Chess）。

這個在唐·埃斯特利奇領導下的12人小組用了約一年的時間研製出了IBM PC。為了達到這個目的他們首先決定使用現成的、不同原始設備製造商的元件。這個做法與IBM過去始終研製自己的元件的做法相反。其次他們決定使用開放結構，這樣其它生產商可以生產和出售兼容的元件和軟體。IBM還出售其《IBM PC技術參考資料》，這份資料中包括一段ROMBIOS原始碼。

一開始唐·埃斯特利奇的小組曾經考慮使用IBM 801處理器以及在約克城高地（Yorktown Heights）的IBM研究實驗室為該處理器發展的作業系統。801處理器比英特爾的Intel 8088處理器的功能至少強一個數量級，其作業系統比最後入選的微軟的DOS作業系統至少先進數年。忽略IBM內部的解決方法使得小組避免了許多可能推延其日程的內部程序過程，大大地降低了其工作困難。但是這個決定的最後對IBM的影響是非常深遠的。

其它生產商很快就逆向分析了BIOS的程序，發展了其自己的、不侵犯版權的拷貝。1982年6月哥倫比亞數據產品公司（Columbia Data Products）推出了第一台IBM PC兼容機。1982年11月康柏電腦宣布發展出第一台IBM PC兼容的可攜式電腦Compaq Portable（1983年3月出產）。

IBM PC在商業上成功後就又被恢復到傳統的IBM管理控制下了。在這種情況下其它競爭者毫不費力地就超過了IBM。（IBM傳統地通過「合理化」其產品壓制低檔產品來防止它們影響高檔產品的盈利。在IBM PC上這個方針反而對IBM自己不利。）

## 銷售渠道

從一開始IBM的研究小組就與西爾斯－羅巴克公司（Sears Roebuck）和電腦天地（Computerland）的經理合作。IBM專門負責銷售和廣告的人依靠這些經理人員對市場的知識。而這些公司則立刻成為這個新產品的銷售商。西爾斯－羅巴克公司設立十數個銷售中心，而電腦天地當時已經有190多個店鋪。對於IBM來說這意味著從產品出籠開始，就在整個美國就已經有一個很廣的銷售網。從回顧的角度來看西爾斯－羅巴克公司沒有獲得開始預計的成果。IBM PC主要不是出售給本來設計的對象家用電腦，而是主要出售辦公室市場。

IBM PC是IBM首個使用外部企業機構（在IBM的用語中被稱為「第三者」）來銷售的產品，但它不是最後一個。IBM開始逐漸大批量地出售廉價的產品。它感覺到它當時的組織機構無法處理這麼多新顧客。因此它將其低檔的產品轉交給「零售商」來處理。在其它商品方面（比如日常用品或者汽車）這個做法實際上已經是非常普遍的了。但是到1990年代末時，全世界個人電腦的出售量已經超過了汽車甚至電視機的出售量。

## 型號

第一代IBM PC有以下型號：

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- 最初的IBM個人電腦的ROM里裝有Microsoft BASIC。其彩色圖形適配器可以使用普通的電視機作為圖像輸出設備，或者使用單色顯示適配器和5151型單色螢光屏。標準存儲器是卡式錄音帶，軟碟驅動器可以另外附加，不能使用硬碟。它只有五個擴展槽，使用IBM元件的話最高記憶體量為256kB，64kB在主機板上，額外的記憶體可以通過裝三塊64kB的擴展板裝上。微處理器是Intel 8088，執行頻率為4.77MHz。通過使用NEC V20作為處理器可以稍微提高其處理速度。通過添加Intel 8087輔助處理器可以提高其數學處理能力。IBM出售的PC一般事先裝好了16kB或64kBRAM（採用9、36或16kBDRAM晶片）。後來推出的IBM 5161擴展外殼允許裝更多RAM以及裝硬碟。
- 最初的IBM PC對於家用市場來說太昂貴，但是在企業中卻出其不意地非常成功。IBM PC XT是專門為企業用發展的高級機器。它有8個寬展槽和一塊10MB硬碟。64kB DRAM出產後它的主機板可以攜256kB記憶體，後來的模型甚至可以擴展到640kB。一般它出售時裝MDA適配器。處理器依然是4.77MHz的Intel 8088，其擴展總線依然是8位的ISA。
- 1984年8月宣布的IBM PC AT使用Intel 80286處理器（一開始6MHz），它的總線是16位的ISA，還有一塊20MB的硬碟。1986年引入使用8MHz的較快的型號。IBM試圖將它引入多用戶電腦市場，但是它主要被需要高速度的電腦使用者使用。一開始AT非常不穩定，其主要原因是軟體和硬體的不兼容，尤其是其內部的20MB硬碟有問題。當時有人認為IBM的硬碟驅動器是罪魁禍首，也有人認為其硬碟的硬體有問題。IBM的驅動器與其它硬碟工作時沒有問題（包括同一硬碟生產商的33MB模型）。這些問題使得有些人對AT的引入提出疑問，有人甚至認為286結構本身有問題。但是IBM取代其初始的硬碟之後這些問題就被解決。AT後來成為一個影響深遠的工業標準。
- IBM PC Convertible
- IBM Portable PC
- IBM PCjr

第二代IBM PC PS/2分25型和30型兩個模型，模型內各系列以其時鐘頻率區分。

所有IBM PC的軟體互相之間兼容，不過並非所有的軟體均能夠在所有的機器上運行。有些程序的時間控制是專門為一定速度的機器寫的。舊程序無法應用新的、高解析度的顯示標準的優點。

## 技術

### 電子元件

IBM PC的主要電路板是主機板，它上面有中央處理器和主記憶體，此外它還有總線及其裝擴展卡的槽。

原始PC中的總線設計後來普及得非常廣泛，它後來被稱為工業標準架構體系。今天工業用電腦廣泛使用它。由於高速度和高位數的需要又發展出新的版本。與其PS/2電腦一起IBM推出了微通道體系結構（MCA）。VL總線允許至三個、快得多的32位卡。延伸工業標準體系架構（EISA）與其前身（包括32位卡槽）相兼容，但是只在高檔的伺服器系統中銷售良好。在低價系統中1994年引入的PCI總線無處不在。

內部存儲器如硬碟、軟碟和CD-ROM等通過電線與主機板相連。這些內部存儲器一般有標準的大小如3.5英寸或5.25英寸的寬度，此外它們有固定用的孔。機身的外殼帶有標準的電源，其大小也是標準的AT或ATX大小。

基於Intel 8086和Intel 8088的PC需要擴展記憶體板才能使用高於1MB的記憶體。使用Intel 80286的原始IBM PC AT共可以使用16MB記憶體。不過標準DOS程序在沒有特別的API的幫助下無法使用1MB以上的記憶體，使用OS/2的Intel 80286電腦可以使用最高記憶體量。

### 鍵盤

1981年IBM PC的鍵盤對當時來說異常可靠，它本來是IBM在北卡羅萊納州為一台後來取消的一萬美元的電腦系統設計的，質量非常高。其質量要求在於每個鍵可以承受上億次打擊。與當時其它小電腦的鍵盤相比IBM PC的鍵盤是極高檔的，它對於使得IBM PC成為高質量的概念起了重要角色。後來IBM PCjr失敗的原因之一也是在於它後來使用了一種低檔的鍵盤，因此在消費者心目中留下了很糟糕的印象。有意思的是1981年初IBM的管理人員本來打算給其IBM PC配一種廉價的鍵盤，但是由於原來的發展工程師極力反對而勉強避免了這個錯誤。

但是打字員嚴厲地批評原始的IBM PC的鍵盤的回車鍵和左變性鍵放的地方與標準不同。1984年IBM在其AT鍵盤上校正了這個錯誤，但是將退格鍵縮短了，使它不易鍵到。1987年引入的高級鍵盤將所有的功能鍵以及Ctrl鍵全部改變了位置。Esc改道了鍵盤的另一邊。

IBM PC兼容機的鍵盤往往與原來的IBM PC不同。而且有些兼容機甚至使用自己特有的鍵盤接口來保障其鍵盤不能被取代。

### 字符編碼

最初的IBM PC使用基於7位ASCII字母表上的、擴充到8位、含有非標準字母的編碼。對有些國際應用這個字母表不合適，很快就產生了許多基於這個字母表上的不同國家的變異。在IBM傳統中這些變異被稱為代碼頁。今天這些代碼頁已經無用了，他們被更系統的和標準化的字符編碼如ISO/IEC 8859-1、CP1251和Unicode取代。

以下為原始的IBM PC的字符編碼：

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`3-`｜0｜1｜2｜3｜4｜5｜6｜7｜8｜9｜:｜;｜?｜`3-`

`4-`｜@｜A｜B｜C｜D｜E｜F｜G｜H｜I｜J｜K｜L｜M｜N｜O｜`4-`

`5-`｜P｜Q｜R｜S｜T｜U｜V｜W｜X｜Y｜Z｜\｜^｜_｜`5-`

`6-`｜`｜a｜b｜c｜d｜e｜f｜g｜h｜i｜j｜k｜l｜m｜n｜o｜`6-`

`8-`｜Ç｜ü｜é｜â｜ä｜à｜å｜ç｜ê｜ë｜è｜ï｜î｜ì｜Ä｜Å｜`8-`

`9-`｜É｜æ｜Æ｜ô｜ö｜ò｜û｜ù｜ÿ｜Ö｜Ü｜¢｜£｜¥｜₧｜ƒ｜`9-`

`A-`｜á｜í｜ó｜ú｜ñ｜Ñ｜ª｜º｜¿｜⌐｜¬｜½｜¼｜¡｜«｜»｜`A-`

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### 存儲媒體

原始的5150型IBM PC的官方標準存儲媒體是卡式錄音帶。就1981年的標準來說這個媒體也已經在技術上過時了。因此絕大多數IBM PC是帶有軟碟機出廠的。1981年的IBM PC帶一或兩個5¼英寸160kB單面雙密度軟碟機。XT除硬碟外還到一個雙面360kB軟碟機。

XT是最早的、裝有固定的硬碟的IBM PC。大容量的IBM兼容的硬碟很快就出現了。有些硬碟與現有的驅動器不相容，在這種情況下要插入一塊新的驅動卡。有些硬碟被直接結合在驅動卡上，稱為「硬卡」。

1984年IBM與其AT型號一起引入了1.2MB的雙面軟碟。其往往用來作為備份存儲，較少用來作為交換存儲。1986年IBM與其可攜式電腦一起引入了720kB的3.5英寸小型軟碟。隨PS/2又引入了1.44MB的高密度版本。這些軟碟機也可以加到舊型號的PC。1988年IBM還引入了2.88MB的高密度軟碟，不過這個型號並不普遍，因此幾乎絕跡。

### 初始軟體

所有IBM PC在其ROM中皆攜帶一個相對來說比較小的軟體。其40kB的ROM中8kB是加電自檢和BIOS，其它32kB是BASIC程序。假如沒有DOS啟動盤的話ROM中的BASIC解釋器就是使用者界面。在PC-DOS下可以使用BASICA程序來呼叫ROM中的BASIC。

## IBM PC與PS/2機種

機種｜推出日期｜CPU｜特徵

PC｜1981年8月｜8088｜軟碟系統

XT｜1983年3月｜8088｜低速硬碟。地址總線增加至20 bits，可以尋址至1MB

XT/370｜1983年10月｜8088｜System/370大型電腦終端機模擬功能

3270 PC｜1983年10月｜8088｜3270終端仿真

PCjr｜1983年11月｜8088｜基於軟碟的家用電腦

PC Portable｜1984年2月｜8088｜基於軟碟的攜帶型電腦

AT｜1984年8月｜80286｜中速硬碟。地址總線增加至24位元，可以尋址至16MB

Convertible｜1986年4月｜8088｜3½吋軟碟機

XT 286｜1986年9月｜80286｜低速硬碟機、主機板裝有零等待狀態記憶體。因為裝有零等待狀態記憶體，所以這部6MHz的機器事實上比8MHz的AT機更高速（當使用planar memory時）

機種｜推出日期｜CPU｜特徵

25｜1987年8月｜8086｜PC匯流排（擴充性差）

30｜1987年4月｜8086｜PC匯流排

30｜1987年8月｜80286｜PC匯流排

50｜1987年4月｜80286｜MCA匯流排

50Z｜1988年7月｜80286｜50的高速版

55 SX｜1989年5月｜80386SX｜MCA匯流排

60｜1987年4月｜80286｜MCA匯流排

70｜1988年7月｜80386｜桌上型、MCA匯流排

P70｜1989年5月｜80386｜攜帶型、MCA匯流排

80｜1987年4月｜80386｜直立式（tower）、MCA匯流排

CPU｜時脈頻率 (MHz)｜CPU 匯流排寬度（bit）｜系統匯流排寬度 (bit)｜RAM (MBytes)｜軟碟機｜硬碟機(MBytes)｜作業系統｜變更技術

8088｜4.77–9.5｜16｜8｜1 (1)｜5.25", 360 KB3.5", 720 KB3.5", 1.44 MB｜10–40｜PC-DOS

8086｜6–12｜16｜20–60

80286｜6–25｜1–8 (1)｜5.25", 360 KB5.25", 1.2 MB｜20–300｜PC-DOS、OS/2｜增加多工作業、虛擬記憶體

80386｜16–33｜32｜32｜1–16 (2)｜3.5", 720 KB3.5", 1.44 MB｜40–600｜UNIX｜增加記憶體保護

80386SX｜16

- 在DOS內可藉由EMS及XMS等記憶體管理程式以突破640K的限制利用到超過1MB的RAM。

## 軼事

- 唐·埃斯特利奇於1985年8月2日死於達美航空191號班機空難。
- 到2006年6月為止美國國家氣象局的大多數高大氣層觀測站依然使用IBM PC和XT。這些電腦被用來處理裝在氣象氣球上的無線電探測器發射回的數據。在今後幾年裡它們將陸續被淘汰。