IBM PC számítógépcsalád

A nagygép-gyártó világcég IBM, az 1981-ben kiadott PC 1050 modelljével lépett be a személyi számítógépek piacára. A világsiker a gép moduláris felépítésének köszönhető, aminek révén könnyen lehetett bővíteni és hozzáigazítani a felhasználók igényeihez (és pénztárcájához). Továbbfejlesztett változatai (XT, AT, PS/2) világszabvánnyá váltak, és klónjaik a mai napig uralják a személyi számítógépek piacát.  Az eredeti modellek nálunk nemcsak devizában fizetendő magas áruk miatt nem terjedtek el – akkoriban itt a Commodore 64 tarolt  –, hanem azért sem, mert az SZKI – Európában elsőként – már 1983-ban jelentkezett Proper 16 nevű, hazai fejlesztésű klónjával.

Az alábbiakban a PC XT (felső kép) és a PC AT (alsó kép) változatot ismertetjük részletesebben. Az egyedi adatokat  XT, ill. AT jelöli, enélkül mindkét típusra vonatkoznak.

• bérszámfejtés
• ?

Egy példa:

• FŐTAKEH
  
• ?

XT: Informatika Történeti Kiállítás

Felépítés

Központi egység

Bájt szervezésű gép: 8 bpB | 16 bpW

• központi vezérmű: mikroprocesszoros vezérlés + matematikai társprocesszor
  • XT: Intel 8088, órajel 4,77 MHz (= 210 ns ciklusidő)
    • 8 bites belső sín, átviteli sebesség 840 ns (4 ciklusidő)
    • 20 bites főtár-címsín
    • 3×16 bit sín időzítési feladatokra (valós idejű óra, memória-frissítés, hanggenerátor)
    • 8 megszakítási szint
  • AT: Intel 80286, órajel 6 MHz (= 167 ns ciklusidő)
    • 16|8 bites belső sín, átviteli sebesség:
      • 16 bites sínen 16 bites adatokkal: 500 ns (3 ciklusidő)
      • 8 bites sínen 8 bites adatokkal: 1 μs (6 ciklusidő)
      • 16 bites sínen 8 bites adatokkal: 2 μs (12 ciklusidő,)
    • 24 bites főtár-címsín
    • 3×16 bit sín időzítési feladatokra (valós idejű óra, memória-frissítés, hanggenerátor)
    • 16 megszakítási szint
• főtár:

_{Mindkét géptípusban minden bájthoz tartozik egy kilencedik paritásbit is, amit a rendszer automatikusan kezel; ezt a továbbiakban nem említjük.}

• • XT:  128 (max 256) KB RAM (ciklusidő 345 ns)
    • 40 KB ROM (ciklusidő 250 ns)
  • AT: 256 (max 512) KB RAM (ciklusidő 275 ns)
    • 64|128 KB ROM (ciklusidő 230 ns)
• számolómű: fixpontos ALU
  • 16 × 40 bites regiszter
  • Intel 8087 matematikai társprocesszorban 8 × 80 bites regiszter
• csatorna:
  • 20 bites adatátviteli sín, adat-be|kiviteli műveletekhez,
    • XT:  4×DMA/20 bit, átviteli sebesség 1,05 μs (5 processzor-ciklusidő)
    • AT:  7×DMA/20 bit, DMA-vezérmű órajel 3 MHz (= 333 ns ciklusidő); átviteli sebesség 1,66 μs (5 ciklusidő)

Periféria

• háttértárak:
  • 5,25″ hajlékonylemez
  • 10 MB merevlemez
• külső (periférikus) eszközök:
  • monokróm (Motorola 6845) vagy színes CRT monitor
  • angol billentyűzet
  • 80 chps nyomtató
  • hangszóró
• Interfészek:
  • 8 külső csatlakozóhely, tár- illetve funkció-bővítéshez
    • XT: hat 8+32 pólusú és két 40 pólusú
    • AT: hat 36+62 pólusú és két 62 pólusú

Működés

A főtárat –   valós (normál) vagy védett módban – 64 KB-os szegmensekben lehetett elérni, automatikus lapozással. (A “kicímzések” – pl. indexeléssel – rendszer-hibajelzést okoztak.) Védett módban virtuális címzésre volt lehetőség; ekkor az elérhető maximális címtartomány XT: 1 MB, AT: 1 GB volt; az utóbbi támogatta több program párhuzamos futtatását is (multitask).

Az IBM PC-k, illetve a velük kompatibilis klónok az x86 utasításkészlettel működtek, aminek alapváltozatát az Intel 8088 (XT), Intel 80286 (AT) mikroprocesszorok valósították meg.

A 8 bites (CISC) utasításokhoz tartozik 0-8 kiegészítő bit (regisztercímek, közvetlen adatok), illetve 1 v. 2 tényezőcím (kétcímes utasítások esetében az eredmény felülírja a második cím tartalmát).

Főbb utasítástípusok:

• processzor:
  • belső adatátvitel
  • 4 fixpontos alapművelet
  • logikai műveletek
  • vezérlési műveletek
  • szövegkezelés
• társprocesszor:
  • előjel nélküli tömörített (pakolt) decimális, illetve előjel nélküli binárisan kódolt decimális műveletek
  • előjeles és előjel nélküli bináris szorzás|osztás
  • lebegőpontos összeadás, kivonás, szorzás, osztás, négyzetgyökvonás
  • lebegőpontos exponenciális, logaritmikus és trigonometrikus függvények kiszámítása

A számolóművek előjel+abszolútérték alakú számokkal dolgoztak. Adattípusok:

• Szavas Integer: 16 bit | 4 decimális számjegy
  • értékkészlet: -32,768 ↔ +32,767
• Rövid Integer:  32 bit | 9 decimális számjegy
  
  • értékkészlet: ± 2×10⁹
• Hosszú Integer:  64 bit | 18 decimális számjegy
  
  • értékkészlet: ± 9×10¹⁸
• Tömörített decimális:  80 bit | 18 decimális számjegy előjellel vagy anélkül
  
  • értékkészlet:  ± 9×10¹⁸
• Rövid valós: 32 bit | 6-7 decimális számjegy
  • értékkészlet: ±  8.43×10^-37 ↔  ± 3,37×10³⁸
• Hosszú valós: 64 bit | 15-16 decimális számjegy
  
  • értékkészlet:  ± 4,19×10^-307 ↔ ± 1,67×10³⁰⁸
• Pillanatnyi valós: 80 bit |19 decimális számjegy
  
  • értékkészlet: ± 3,4×10^-4982 ↔ ± 1,2×10⁴⁸⁹²

Műveleti sebesség: n.a.

Képernyő-kezelés:

• Monokróm:
  • 4 KB RAM puffertár, 1,8 MBps
  • 25 sor, 80 chpl, 9×7 képpontos karakterek
  • 256 elemű karaktergenerátor
• Színes:
  • 16 KB RAM puffertár, 1,8 MBps
  • alfanumerikus módban: 25 sor, 40|80 chpl, 9×7 képpontos karakterek
  • felbontás grafikus módban: színes 320×200, ill. ff 640×200 képpont
  • 256 elemű karaktergenerátor

Programkészlet

• operációs rendszer: MS DOS 2. – 3.2, később Windows
• fordítóprogramok:
  • BASIC (ROM-ba égetve)

Történeti érdekességek

A legendás 1050 számítógépet egy 12 főből álló csapat tervezte meg, amelynek egy informatikusnő {!} is tagja volt. “Miután Gates-szel konzultált, Lowe augusztus 8-án tett javaslatot arra, hogy az IBM-nek mit kellene létrehoznia. A népszerű pletykák szerint … az IBM PC-t őrületes hajszában csapták össze.”

Az 1565 dollárba kerülő első változatban mindössze 16 KB (640 KB-g bővíthető) RAM volt. A gép két másik céggel szoros együttműködésben készült: az Intel szállította a mikroprocesszort, a Microsoft pedig az operációs rendszert. Ez a triász évtizedekre meghatározta az üzleti, irodai számítógépek fejlődési irányát.

Források

Általános ismertetés: Az IBM PC

Műszaki leírás: PC XT, PC AT (amgol)

Születésének előzményei (angol)

Történeti áttekintés: Hogyan nyerte meg a PC csatát az IBM (angol)

Egy hazai beszerzési példa 

Egy kis PC-történelem