Какой тип архитектуры реализован в большинстве современных компьютеров, совместимых с IBM

Обновлено: 30.06.2024

Обновление от 4 мая 2021 г. В эту статью внесены исправления: изменена версия DOS, которая работала на ПК-совместимых устройствах, и модель чипа Intel, с которым они поставлялись; он также был обновлен, чтобы исправить, какая команда реализовала спецификацию как код для нового ПЗУ.

Враждебная функциональная совместимость возникает, когда кто-то создает новый продукт или услугу, которые работают с доминирующим продуктом или услугой, вопреки желанию доминирующего бизнеса.

Хотя существуют примеры враждебного взаимодействия, восходящие к ранним фонограммам и даже раньше, компьютерная индустрия всегда особенно полагалась на враждебное взаимодействие, чтобы поддерживать конкурентоспособность и инновации на рынках. Раньше это было особенно актуально для персональных компьютеров.

С 1969 по 1982 год IBM боролась с Министерством юстиции США за то, обладает ли она монополией на мейнфреймы; но еще до того, как Министерство юстиции отказалось от иска в 1982 году, рынок вычислительной техники изменился: значение мейнфреймов уменьшилось, а их место заняли персональные компьютеры.

Революция ПК во многом обязана чипу Intel 8080, дешевому процессору, который первоначально нашел рынок для встроенных контроллеров, но в конечном итоге стал основой для первых персональных компьютеров, часто созданных любителями. Когда Intel перешла на 16-разрядные чипы, такие как 8086 и 8088, IBM вышла на рынок ПК со своим первым персональным компьютером, который быстро стал стандартом де-факто для аппаратного обеспечения ПК. Есть много причин, по которым IBM стала доминировать на фрагментированном рынке ПК: у них было известное имя («Никого еще не уволили за покупку IBM», как говорилось в поговорке) и производственный опыт для производства надежных продуктов.

Успех IBM побудил на рынке множество производителей, создав целую экосистему персональных компьютеров на базе процессоров Intel, которые конкурировали с IBM.

Теоретически все эти компьютеры могли работать под управлением MS-DOS, операционной системы Microsoft, адаптированной из 86-DOS, которую компания приобрела у Seattle Computer Products, но на практике для запуска MS-DOS на данном компьютере требовалось небольшая доработка из-за различий в контроллерах и других компонентах.

Когда компьютерная компания создавала новую систему и хотела убедиться, что она может работать с MS-DOS, Microsoft отправляла производителя к Phoenix Software (теперь Phoenix Technologies), предпочтительному партнеру Microsoft по интеграции, где молодой мастер программного и аппаратного обеспечения по имени Том Дженнингс (создатель новаторской сетевой программы BBS FidoNet) будет работать с исходным кодом Microsoft MS-DOS, чтобы создать пользовательскую сборку MS-DOS, которая будет работать в новой системе.

Хотя это и сработало, это означало, что основные программные пакеты, такие как Visicalc и Lotus 1-2-3, должны были выпускать разные "совместимые с ПК" версии, по одной для системы каждого производителя. Все это было громоздким, подверженным ошибкам и дорогим, и это означало, например, что розничные продавцы должны были иметь в наличии несколько слегка различающихся версий каждой основной программы (это было в дни, когда программное обеспечение продавалось в физических точках розничной торговли). , на дискетах, упакованных в полиэтиленовые пакеты или термоусадочные коробки).

Персональный компьютер ознаменовал собой отход IBM от обычной деловой практики, заключающейся в стремлении получить преимущество путем производства целых систем, вплоть до составных частей. Вместо этого IBM решила использовать «открытую» конструкцию, которая включала в себя те же стандартные компоненты, которые использовали существующие поставщики ПК, включая PC-DOS и чип Intel 8088. Чтобы сопровождать это открытое оборудование, IBM опубликовала исчерпывающую техническую документацию, охватывающую каждый контакт на каждом чипе, все способы, которыми программисты могут взаимодействовать с прошивкой IBM (аналогично сегодняшним «API»), а также все нестандартные спецификации для своего собственного ПЗУ. чип, который включал такие вещи, как адреса, по которым IBM хранила шрифты, поставляемые вместе с системой.

Поскольку ПК IBM стали стандартом, конкурирующие производители оборудования поняли, что им придется создавать системы, совместимые с системами IBM. Поставщики программного обеспечения устали поддерживать множество уникальных конфигураций оборудования, а ИТ-менеджеры не хотели использовать несколько версий программного обеспечения, на которое они полагались. Если на ПК других производителей нельзя будет запускать программное обеспечение, оптимизированное для систем IBM, рынок этих систем будет сокращаться и увядать.

Феникс нашел ответ. Они попросили Дженнингса создать подробную спецификацию, включающую полный набор функций ПЗУ IBM, включая нестандартные функции, которые IBM задокументировала, но не гарантирует в будущих версиях ПЗУ. Затем Феникс проконсультировался с Айрой Перлоу, чтобы превратить спецификацию в программное обеспечение для нового ПЗУ, совместимого с IBM-PC, которое Феникс создал и начал
продавать конкурентам IBM.

Эти конкуренты теперь могли настраивать системы с теми же стандартными компонентами, которые использовала IBM, и, благодаря ПЗУ Phoenix, могли также поддерживать ту же версию MS-DOS и те же прикладные программы, которые работали на IBM PC.

Итак, IBM, компания, которая продемонстрировала свой опыт в захвате и доминировании на рынках вычислительной техники, не смогла монополизировать ПК. Вместо этого десятки производителей конкурировали с ним, расширяя базовую архитектуру IBM новыми и инновационными способами, соревнуясь в поиске способов снижения цен и, в конечном итоге, предоставляя нам современный вычислительный ландшафт.

Соперничающая совместимость Phoenix означала, что IBM не могла вытеснить конкурентов с рынка, даже несмотря на то, что у нее было больше капитала, узнаваемости имени и дистрибуции, чем у любого конкурента. Вместо этого IBM постоянно бросала вызов и дисциплинировала конкурентов, которые преследовали ее по пятам или даже опережали ее.

Сегодня в компьютерных технологиях доминирует несколько игроков, и для многих классов устройств только один поставщик может создавать совместимые системы. Если вы хотите запускать приложения для iPhone, вам нужно купить устройство у Apple, компании, которая больше и мощнее, чем IBM на пике своего развития.

Почему мы не наблюдаем враждебного вторжения на рынки этих доминирующих игроков? Почему нет устройств, совместимых с iPhone, которые копируют API Apple и запускают их код?

За годы, прошедшие после компьютерных войн, враждебная интероперабельность постоянно ухудшалась.

В 1986 году Конгресс принял Закон о компьютерном мошенничестве и неправомерном использовании – широкомасштабный закон о борьбе со взломом, которым Facebook и другие компании злоупотребляли для получения огромных убытков, основанных не более чем на нарушении условий предоставления услуг.
В 1998 году Конгресс принял Закон об авторском праве в цифровую эпоху, раздел 1201 которого грозит уголовным и гражданским наказанием тем, кто обходит «контроли доступа» к произведениям, защищенным авторским правом (включая программное обеспечение). это стало юридическим режимом для угроз любому, кто расширяет функциональность заблокированных устройств, от кабельных коробок до мобильных телефонов. были почти неслыханными в 1980-х годах; в последние годы политика невмешательства Ведомства США по патентам и товарным знакам в отношении выдачи патентов на программное обеспечение привела к тому, что вокруг самых тривиальных технологических новшеств образовались патентные заросли.

Добавьте к этим другим доктринам, таким как "неправомерное вмешательство в договор" (которое позволяет существующим операторам угрожать конкурентам, чьи клиенты используют новые продукты, чтобы обойти обременительные ограничения и условия обслуживания), и становится трудно понять, как такая компания, как Phoenix, могла добиться совместимое ПЗУ сегодня.

Таким усилиям придется столкнуться с соглашениями о кликах; зашифрованное программное обеспечение, которое нельзя было декомпилировать без риска ответственности в соответствии с DMCA 1201; бушелей низкокачественных (но дорогих в судебном порядке) патентов на программы и других угроз, которые могут отпугнуть инвесторов и партнеров.

И ситуация становится хуже, а не лучше: Oracle убедила апелляционный суд запретить повторную реализацию API, что остановило бы проект ROM компании Phoenix в самом разгаре.

Концентрация в технологическом секторе является результатом многих факторов, в том числе неконтролируемых слияний, но пока мы обдумываем способы децентрализации нашего технологического мира, давайте не будем забывать о враждебной совместимости. Исторически враждебная интероперабельность была одним из самых надежных инструментов борьбы с монополией, и нет никаких причин, по которым она не могла бы снова сыграть эту роль, если бы только мы провели правовые реформы, необходимые для расчистки пути для завтрашних Phoenix Computers и Tom Jenningses. .

Обновление: мы исправили этот пост, убрав неверную хронологию запуска IBM PC.

Изображения ниже: Технический справочник по IBM PC, любезно предоставлен Томом Дженнингсом, лицензия CC0.

2) Означает ли это что-нибудь с точки зрения разработчика?

Мне не совсем понятно, это биос, архитектура, шина или их комбинация. Часть программного обеспечения, над которой я работаю, ожидает увидеть «Описание» системы, и в настоящее время машины Windows сообщают «Совместимость с AT / AT». Получив задание перенести это на Mac, я действительно не знаю, каким будет правильное «Описание» - оно, скорее всего, будет опущено, но мне было интересно, может ли кто-нибудь дать некоторое представление о современном использовании этого термина.

Пока не добавляю это в качестве ответа, но IBM-совместимый ПК восходит к очень старым (1980-х?) IBM PC. Поскольку они были настолько доминирующими, базовая архитектура стала своего рода стандартом де-факто. Но больше никто так не называет. Стандарт де-факто определяет, например, форм-фактор (ATX, AT), BIOS и его расширяемость через ISA (ныне мертвый) и более поздний PCI. Название архитектуры x86 также происходит от одного из первых процессоров, используемых в этих компьютерах IBM: Intel 8086. Современные «совместимые с IBM» машины все еще могут работать с Windows 1 и Dos, что делает их такими совместимыми.

Mac работает на процессоре Intel. Теперь компоненты сообщают ОС, кто они и где в Интернете можно найти их драйверы. Это совсем другой мир. Достаточно сказано.

Возможно, вам следует опустить это описание и в версии для Windows. Со времен PC/AT прошло некоторое время, и с тех пор у нас были PC97, PC98, PC99 и PC2001. Ваши предполагаемые «AT-совместимые устройства», вероятно, не имеют каких-либо слотов расширения ISA, сокетов чипов сопроцессора или микропрограмм в ПЗУ, для начала.

2 ответа 2

1) Этот термин еще актуален?

Не совсем так. На заре домашних/персональных компьютеров существовало несколько вычислительных платформ, использующих различные микропроцессоры. Аппаратное и программное обеспечение обычно были несовместимы между этими платформами. Поскольку производители и пользователи аппаратного и программного обеспечения тяготели к IBM PC, компьютеры (известные как клоны IBM), которые были аппаратно и программно совместимы с оригинальным IBM PC, чтобы воспользоваться его популярностью. Сегодня термин «ПК» в значительной степени означает IBM-совместимый компьютер или компьютер Wintel и исключает другие персональные компьютеры, такие как Mac.

2) Означает ли это что-нибудь с точки зрения разработчика?

Не совсем так. Сегодня все основные параметры ПК стандартизированы и согласованы большинством производителей, наиболее важным из которых является альянс Microsoft и Intel, также известный как Wintel. Сегодня новые функции, такие как PCI или SATA, одобрены некоторыми комитетами по стандартам и/или производителями/ассоциациями аппаратного и программного обеспечения. Новые аппаратные продукты обычно выпускаются с полной поддержкой ОС и приложений. Граница между аппаратным обеспечением, ОС и прикладными программами гораздо лучше определена и разделена с помощью DKI (интерфейсов ядра драйвера) и API (интерфейсов прикладных программ), так что строгая имитация аппаратного обеспечения больше не требуется.

Мне интересно, почему компьютеры до сих пор называют совместимыми на 100 %, когда новые компьютеры начинают говорить о том, что они не будут поддерживать старые операционные системы, как и большинство старых операционных систем, таких как DOS, вплоть до Windows 98 и, возможно, Windows. 2000 не имеет поддержки драйверов для любого нового оборудования, которое выходит для ПК. А также с текущими новостями о том, что Windows 10 будет единственной совместимой ОС для более новых ПК. Очевидно, это связано с тем, что новые процессоры имеют функции, которых никогда не было в старых процессорах, и что им придется создавать обновления для его запуска. в более старых операционных системах, получение этого из этой цитаты

«Windows 7 была разработана почти 10 лет назад, до того, как появились SOC x86/x64. Чтобы Windows 7 работала на любом современном кристалле, драйверы устройств и встроенное ПО должны подражать ожиданиям Windows 7 в отношении обработки прерываний, поддержки шины и состояния питания, что является сложной задачей для WiFi, графики, безопасности и многого другого. По мере того, как партнеры настраивают устаревшие драйверы устройств, службы и параметры встроенного ПО, клиенты, скорее всего, столкнутся с регрессом в связи с текущим обслуживанием Windows 7».

Сегодня компьютеры с архитектурой x86 по-прежнему совместимы с ПК IBM, но я не думаю, что вы должны говорить на 100 %, старые операционные системы могут устанавливаться, но не стоит ожидать поддержки драйверов, иначе они будут работать некорректно из-за того, что они новее. процессоры работают.

Раньше под "совместимостью с IBM PC" подразумевалась определенная базовая аппаратная функциональность. Например, возможность загрузки немодифицированной DOS IBM PC до версии 1.00, аппаратно-совместимый контроллер гибких дисков, совместимый с защищенными от копирования дисками, настоящие последовательные COM-порты и порты LPT со стандартными адресами со стандартными разъемами, слоты расширения ISA, PS/2 ( AT-совместимый) порт для клавиатуры и мыши, видео, совместимое с CGA и более поздними версиями VGA, и многое другое.

Современные черные куски китайской жижи не имеют ничего общего с оригинальным IBM PC. В последний раз, когда я проверял, у большинства все еще был режим загрузки, совместимый с BIOS (можно было загрузить DOS с компакт-диска или USB-дискеты), но у некоторых может и не быть, и этот режим обычно отключается в пользу «безопасной» загрузки.

Когда это исчезнет навсегда, слово "IBM PC" вообще не будет применяться к этим машинам.

После того, как они будут навсегда заблокированы, чтобы вы не могли запускать «неавторизованное» программное обеспечение, как того хотят некоторые поставщики, и как это уже делают большинство игрушечных мобильных телефонов, даже общий термин «персональный компьютер» больше не будет применяться к ним.< /p>

Нет практически ничего общего с оригинальным IBM PC.

Раньше под "совместимостью с IBM PC" подразумевалась определенная базовая аппаратная функциональность. Например, возможность загрузки немодифицированной DOS IBM PC до версии 1.00, аппаратно-совместимый контроллер гибких дисков, совместимый с защищенными от копирования дисками, реальными последовательными COM-портами и портами LPT со стандартными адресами со стандартными разъемами, слотами расширения ISA, портом клавиатуры и мыши PS/2 (AT-совместимый), CGA и более поздним VGA-совместимым видео, и многое другое.

Когда это исчезнет навсегда, слово "IBM PC" вообще не будет применяться к этим машинам.

Еще одна причина сказать, что IBM на 100% совместима с ПК, связана с программным обеспечением, таким как программное обеспечение эпохи Windows 95, то есть 32-разрядная версия должна работать на новых компьютерах сегодня, даже 32-разрядная программа win32s для Windows 3.1 будет работать. на более новом компьютере, например, с Windows 10. У меня есть компьютер lga 775, его контроллер гибких дисков работает с 5,25-дюймовыми дисками, и я заставил его загружать оригинальный диск ibm pc dos 1.0.

нет, это не так.

И я не буду спешить с изучением спецификаций Intel.
ПК ВСЕГДА запускается одинаково. НИЧЕГО не изменилось.

ну кроме efi. efi и gpt меняют все.

В любом случае. запускается биос, он ищет сектор 0 - если он попал в шланг, поцелуйте жесткий диск на прощание.

по пути он запускается со списком устройств по умолчанию (своего рода) и базовым загрузочным кодом (чтобы позже получить загрузочный сектор, еще несколько секторов до тошноты. и что-нибудь придумать.

сначала мы начнем с ОРИГИНАЛЬНОГО 16-битного режима x86 (который неприятный при опросе вместо дерьмового кода, управляемого прерываниями - вот почему ваш вентилятор набирает обороты), и несколько очень забытых векторных таблиц загружаются и шлепаются. ос есть? 512 байт говорят нам да или нет.

после этого (freedos, если осмелитесь) загружает все, на что указывает 512-байтный загрузочный сектор на диске, обычно загрузчик stage2, который иногда связывает загрузчик этапа 3, а затем ядро или микроядро.

ntkrnl, ibmdos.sys, vmlinuz. не имеет значения.. сейчас мы в 16-битном режиме. Файл ядра захватывает нас и бросает (с некоторым хакерством) в 32- или 64-битные режимы или 16-битную виртуальную машину, но аппаратное обеспечение ВСЕГДА загружается в 16-битном режиме. Вот почему вы можете начать с загрузки DOS.

Теперь у вас не будет всех причудливых аппаратных драйверов, работающих без sin или linux, но. вы переходите в 32- и 64-битный режим, включаете режим vm, чтобы вернуться к 16 (очень волосатый код повышения). мы привыкли называть это thunking и dpmi. в любом случае, как только ядро схватит нас, мы застрянем без кода таблицы прерываний или чего-то еще - весь код отсюда, без помощи оборудования.

режимы dos(16) и dpmi(32) легче кодировать, и они имеют аппаратную поддержку, но чаще всего опрашивают аппаратные средства (плохой код), и некоторые производители по-прежнему требуют их для обновлений прошивки и BIOS.

efi и gpt пытаются обойти (очень нерешительно) это и позволяют биосу захватить 32- или 64-битный предварительный загрузчик, чтобы затем загрузить ядро. Он был прослушиваем с самого начала (даже msft знает об этом). Загрузка EFI также требует исправления PITA. Нет известного решения, а затем дерьмо с безопасной загрузкой. мне ничего из этого не нравится. И большинство инструментов не могут исправить загрузочную область EFI fubar.

В любом случае, надеюсь, я объяснил. Они совместимы, потому что ПО-ПРЕЖНЕМУ ЯВЛЯЮТСЯ x86.

Что могло бы произойти, если бы IBM PC не пошел тем же путем, что и он, чтобы стать прототипом ступени к современным вычислениям?

(Фото: Getty Images)

Сегодня исполняется 40 лет со дня появления IBM PC. Я писал о команде, создавшей ПК, и о том, почему они выбрали открытую архитектуру, как они остановились на DOS от Microsoft в качестве стандартной ОС и почему они выбрали центральный процессор Intel 8088.

Оглядываясь назад, становится ясно, что эти решения повлияли не только на IBM PC и IBM как на компанию, но и на направление всей индустрии ПК. Если бы IBM не выбрала открытую архитектуру, а вместо этого выбрала что-то более проприетарное, вывод ПК на рынок, безусловно, занял бы больше времени, и Apple, Tandy или Osborne могли бы вместо этого стать бизнес-стандартом.

Поскольку IBM выбрала открытую архитектуру, она оставила дверь открытой для стороннего оборудования (дополнительных плат и поставщиков периферийных устройств) и программного обеспечения, что, возможно, было хорошо для IBM, поскольку она создала экосистему, которая сделала ПК более ценным.Но это также оставило возможность другим компаниям создавать продукты, которые будут использовать те же продукты, и привело к тому, что десятки компаний производили IBM-совместимое оборудование, от тогдашних стартапов, таких как Compaq, Dell и Gateway, до таких известных фирм, как Digital. Оборудование и Hewlett Packard.

Это усилило конкуренцию, так как многие другие поставщики быстрее внедряли инновационные продукты, включая улучшенную графику и более портативные компьютеры. Успех IBM PC привел к тому, что подразделение систем начального уровня IBM и группа ПК стали намного больше; он больше не сможет двигаться так быстро, как во времена Project Chess. Фактически, в 1987 году IBM перешла на более проприетарную архитектуру с архитектурой Micro Channel, которая имела некоторые интересные технические преимущества. К тому времени бизнес-сообщество в основном искало улучшения в существующей совместимой архитектуре.

Если бы IBM и Digital Research смогли сначала договориться о соглашении о неразглашении (которое Microsoft согласилась, очевидно, без долгих раздумий), CP/M вполне могла бы стать доминирующей операционной системой. Microsoft, скорее всего, осталась бы доминирующим поставщиком языков и уже думала о приложениях, но, возможно, рынок программного обеспечения был бы более фрагментирован в течение многих лет.

Возможно также, что если бы Microsoft не сохранила за собой права продавать DOS другим поставщикам, рынка, совместимого с IBM, могло бы никогда не существовать, или несколько поставщиков, продающих CP/M, могли бы стать бизнес-стандартом. IBM, как известно, не смогла восстановить контроль над операционными системами в конце 80-х и начале 90-х с OS/2, но Linux с открытым исходным кодом в конечном итоге стал серьезным соперником на сервере, доказав ценность недорогого решения, поддерживаемого несколькими поставщиками. /p>

Действительно, в течение последних 30 лет Intel и конкурирующая с ней компания AMD придерживались формулы добавления новых функций, но сохранения совместимости. Когда они отошли от этого, они были менее успешными, как это было с IBM, когда она пыталась создать новую архитектуру со своим PowerPC (хотя позже он нашел дом в игровых машинах). Архитектура x86 сегодня включает почти весь рынке настольных компьютеров и ноутбуков, а также подавляющего большинства серверов, хотя продукты на базе ARM доминируют в телефонах и планшетах, и в прошлом году они сделали небольшое, но растущее проникновение на ПК (в основном благодаря машинам Apple на базе M1) и серверам.

Читайте также:

Какой тип архитектуры реализован в большинстве современных компьютеров, совместимых с IBM

2 ответа 2

Комментарии