IBM个人电脑

**IBM PC** 是 **IBM 個人電腦**（英語：Personal Computer）的縮寫，是 IBM PC 相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 年全錄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 標準相容的微型電腦了。

## 設計

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電腦（比如很失敗的 IBM 5100），因此 IBM 決定破例設定一個特別小組。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。這個專案的代號叫做「象棋專案」（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、不同原始裝置製造商的元件。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相容的元件和軟體。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式過程，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 的程式，發展了其自己的、不侵犯著作權的拷貝。1982 年 6 月哥倫比亞資料產品公司（Columbia Data Products）推出了第一台 IBM PC 相容機。1982 年 11 月康柏電腦宣布發展出第一台 IBM PC 相容的可攜式電腦 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。）

## 銷售管道

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物件家用電腦，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 開始逐漸大批次地出售廉價的產品。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：

* 最初的 IBM 個人電腦的 ROM 里裝有 Microsoft BASIC。其彩色圖形配接器可以使用普通的電視機作為圖像輸出裝置，或者使用單色顯示配接器和 5151 型單色螢光屏。標準記憶體是卡式錄音帶，軟碟驅動器可以另外附加，不能使用硬碟。它只有五個擴充槽，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 的擴充板裝上。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 擴充外殼允許裝更多 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進階機器。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充到 640kB。一般它出售時裝 MDA 配接器。處理器依然是 4.77MHz 的 Intel 8088，其擴充匯流排依然是 8 位元的 ISA。
* 1984 年 8 月宣布的 IBM PC AT 使用 Intel 80286 處理器（一開始 6MHz），它的匯流排是 16 位元的 ISA，還有一塊 20MB 的硬碟。1986 年引入使用 8MHz 的較快的型號。IBM 試圖將它引入多使用者電腦市場，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相容，尤其是其內部的 20MB 硬碟有問題。當時有人認為 IBM 的硬碟機是罪魁禍首，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脈頻率區分。

所有 IBM PC 的軟體互相之間相容，不過並非所有的軟體均能夠在所有的機器上執行。有些程式的時間控制是專門為一定速度的機器寫的。舊程式無法應用新的、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，此外它還有匯流排及其裝擴充卡的槽。

原始 PC 中的匯流排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 匯流排允許至三個、快得多的 32 位元卡。延伸工業標準體系架構（EISA）與其前身（包括 32 位元卡槽）相容，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 匯流排無處不在。

記憶體如硬碟、軟碟和 CD-ROM 等通過電線與主機板相連。這些記憶體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 需要擴充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 程式在沒有特別的 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，品質非常高。其品質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 成為高品質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 的鍵盤的確認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 年引入的進階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 相容機的鍵盤往往與原來的 IBM PC 不同。而且有些相容機甚至使用自己特有的鍵盤介面來保障其鍵盤不能被取代。

### 字元編碼

最初的 IBM PC 使用基於 7 位 ASCII 字母表上的、擴充到 8 位元、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頁碼。今天這些頁碼已經無用了，他們被更系統的和標準化的字元編碼如 ISO/IEC 8859-1、CP1251 和 Unicode 取代。

以下為原始的 IBM PC 的字元編碼：

### 儲存媒體

原始的 5150 型 IBM PC 的官方標準儲存媒體是卡式錄音帶。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 相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儲存，較少用來作為交換儲存。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 程式。假如沒有 DOS 啟動磁碟的話 ROM 中的 BASIC 直譯器就是使用者介面。在 PC-DOS 下可以使用 BASICA 程式來呼叫 ROM 中的 BASIC。

## IBM PC 與 PS/2 機種

1. 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資料。在今後幾年裡它們將陸續被淘汰。

## 參考資料