IBM PC-kompatibel eller IBM PC-kompatibel er en type datamaskin som ligner på IBM PC, IBM Personal Computer XT og IBM Personal Computer/AT. Disse datamaskinene, også kalt PC-kloner, IBM-kloner eller kloner , er så navngitt fordi de nesten nøyaktig dupliserer alle de viktige egenskapene til PC-arkitekturen, et faktum lettet av muligheten til å lovlig reversere BIOS gjennom renromsdesign av forskjellige selskaper . Columbia Data Products bygde den første klonen av en IBM PC ved å bruke en renromsimplementering av BIOS.
Mange av de tidlige IBM PC-kompatible bruker samme buss som den originale IBM PC og IBM AT. Den IBM AT-kompatible bussen kalles senere ISA-bussen av produsenter av kompatible datamaskiner.
Etterkommere av den IBM PC-kompatible utgjør flertallet av personlige datamaskiner på markedet i dag, selv om interoperabilitet med bussstrukturen og periferiutstyret til den originale PC-arkitekturen er begrenset eller ikke-eksisterende.
Opprinnelsen til denne plattformen begynner med IBMs beslutning i 1980 om å kommersialisere en rimelig personlig datamaskin så snart som mulig som svar på Apple Computers suksess i det voksende markedet. 12. august 1981 kommer den første IBM PC -en i salg . Det var tre operativsystemer tilgjengelig for det, men det mest populære og minst kostbare var PC DOS , en versjon av MS DOS lisensiert av Microsoft . I en avgjørende konsesjon tillot avtalen med IBM Microsoft å selge sin egen versjon, MS-DOS , for ikke-IBM-plattformer. Den eneste proprietære komponenten til PC-en er BIOS (Basic Input/Output System).
Et stort antall datamaskiner basert på Intel 8086 og 8088 mikroprosessorer ble produsert i denne perioden, men med en annen arkitektur enn PC-en, og som derfor utviklet sine egne versjoner av DOS og CP/M-86 . Imidlertid er programvare som direkte adresserer maskinvaren i stedet for å ringe på MS-DOS-nivå raskere. Dette er spesielt relevant i videospill . IBM PC-en var den eneste maskinen som solgte i volum som var høye nok til å rettferdiggjøre programvare skrevet spesielt for den, og dette motiverer andre produsenter til å produsere maskiner som kan bruke de samme programmene, utvidelseskortene og periferiutstyret som PC-en. Markedet for 808x-datamaskiner utelukker raskt alle maskiner som funksjonelt sett ikke er veldig like PC-en. Grensen på 640 kilobyte for konvensjonelt RAM-minne tilgjengelig for MS-DOS er en arv fra denne perioden; andre ikke-klone maskiner har ikke den grensen.
"Klonene" av IBM PC ble opprettet uten IBMs involvering eller godkjenning. Columbia etterligner IBM PC-en, og produserte den første "kompatible" PC-en (det vil si mer eller mindre kompatibel med IBM PC-standarden) i juni 1982, etterfulgt av Eagle Computer . Compaq Computer Corp. kunngjør sin første kompatible noen få måneder senere i november 1982, Compaq Portable . Compaq var den første bærbare datamaskinen på størrelse med en symaskin som i hovedsak var 100 % kompatibel. Selskapet kunne ikke kopiere BIOS direkte, som et resultat av rettsavgjørelsen i Apple v. Franklin , men du kan reversere IBM BIOS og deretter skrive din egen BIOS ved å bruke renromsdesignet.
Samtidig ga mange produsenter, som Xerox , Hewlett Packard , Digital , Sanyo , Texas Instruments , Tulip , Wang og Olivetti ut personlige datamaskiner som var MS-DOS-kompatible, men ikke fullt ut kompatible med IBM PC-programvare eller maskinvare.
Microsofts intensjon, og industriens intensjon fra 1981 til midten av 1980- tallet , var at applikasjonsprogrammerere skulle bruke API -ene i MS-DOS eller BIOS- fastvaren ved å bruke det vi nå kaller et maskinvareabstraksjonslag. . Hver datamaskin vil ha sin egen OEM -versjon av MS-DOS, tilpasset maskinvaren. Enhver programvare skrevet for MS-DOS kan kjøres på hvilken som helst MS-DOS-datamaskin, til tross for variasjoner i maskinvaredesign. En lignende vei ble fulgt med MSX hjemmedatamaskiner .
Denne forventningen virker rimelig for datamarkedet på den tiden. Inntil da er Microsoft mest fokusert på programmeringsspråk som BASIC . Operativsystemet par excellence for små datamaskiner på den tiden var Digital Researchs CP/M , som ble brukt av både amatører og profesjonelle brukere. For å oppnå en så utbredt bruk, og dermed gjøre produktet økonomisk levedyktig, måtte operativsystemet kunne kjøres på en rekke datamaskiner fra forskjellige produsenter med et bredt utvalg maskinvare. Kunder som trenger andre applikasjoner utover startpakkene kan med rimelighet forvente at forskjellige programvareutgivere tilbyr produktene sine for et bredt utvalg av datamaskiner, på de riktige mediene for hver enkelt.
Microsofts operativsystem var opprinnelig orientert for å kjøre på et bredt spekter av maskinvare, selv om alt var basert på prosessoren 8086. Av denne grunn ble MS-DOS solgt i mange år kun som et OEM-produkt. Det var ingen Microsoft-merket MS-DOS: MS-DOS kunne ikke kjøpes direkte fra Microsoft, og hver OEM-versjon ble pakket under merkenavnet til den lisensierte PC-produsenten. De forskjellige versjonene var generelt inkompatible med annen maskinvare. Feil skulle rapporteres til OEM, ikke til Microsoft. Men da klonene spredte seg, ble det snart klart at OEM-versjonene av MS-DOS var praktisk talt identiske, bortsett fra kanskje tilstedeværelsen av noen få hjelpeprogrammer.
MS-DOS gir tilstrekkelig støtte for tegnorienterte applikasjoner som de som kan implementeres for en datamaskinterminal med bare tekst . Mest kommersielt viktig programvare falt innenfor disse grensene, der lavt nivå av maskinvarekompatibilitet var uten betydning. Men for å gi maksimal ytelse og dra nytte av maskinvarefunksjoner (eller omgå maskinvarefeil), utviklet PC-applikasjoner seg veldig raskt utover de enkle terminalapplikasjonene som MS-DOS støtter direkte. Regneark , WYSIWYG - tekstbehandling , presentasjonsprogramvare og fjernkommunikasjonsprogramvare etablerte nye markeder som utnyttet PC-ens styrke, men som krevde funksjoner utover det MS-DOS ga. Derfor, veldig tidlig i MS-DOS-applikasjonsutviklingsmiljøet, ble mange store kommersielle programvareprodukter skrevet direkte for maskinvaren, av en rekke årsaker:
I begynnelsen var det få andre kompatible enheter enn Compaq som tilbød kompatibilitet utover DOS/BIOS-nivået. Testere og brukere utviklet suiter med programmer for å teste kompatibilitet; muligheten til å kjøre Lotus 1-2-3 eller Microsoft Flight Simulator ble en av de viktigste testene. Leverandører lærte gradvis ikke bare hvordan de skulle emulere IBM BIOS, men også hvor de skulle bruke identiske brikker for å utføre nøkkelfunksjoner i systemet. Til slutt tillot Phoenix BIOS og lignende kommersielt tilgjengelige produkter datamaskinprodusenter å lage praktisk talt 100 % kompatible kloner uten å måtte reversere IBM PC BIOS.
Over tid skadet IBM sitt eget marked ved å unnlate å forstå viktigheten av IBM-kompatibilitet , og introduserte produkter som IBM Portable (som ble utsolgt av den tidligere Compaq Portable ) og PCjr (som hadde betydelige inkompatibiliteter med den originale PC-en og ble pensjonert om kort tid ) ).
Fra midten av 1980-tallet til slutten av 1980-tallet begynte kjøpere å betrakte PC-en som varen, og tvilte på at sikkerheten til IBM-merket var garantert av den høyere prisen. I mellomtiden var MS-DOS-kompatible (men ikke maskinvarekompatible) systemer vellykkede på markedet. Deres manglende evne til å kjøre høyytelses programvarepakkene for IBM PC og ekte kompatibilitet førte til dårlig salg og bortgang av denne kategorien av systemer. På grunn av maskinvare-inkompatibiliteten med IBM PC-design, var 80186 -prosessoren , utgitt bare et år etter IBM PC, aldri populær i generelle personlige datamaskiner.
Etter 1987 dominerte IBM-kompatible PC-er råvaremarkedet, både i hjemme- og profesjonelle arenaer, [ 1 ] med andre bemerkelsesverdige alternative arkitekturer som Macintosh-datamaskinene tilbudt av Apple Inc. , 8- tommers Commodore 64 32-bit Commodore Amiga -linjen som brukes i TV- og videoproduksjon. Imidlertid mistet IBM selv lederskapet i det IBM PC-kompatible markedet i 1990. Noen hendelser var sannsynligvis vendepunktene:
Men med utviklingen av markedet, og til tross for feilen i MCA-bussen, oppnådde IBM en betydelig inntektsstrøm fra lisensavgiftene til selskaper som betalte for lisenser for å bruke IBM-patentene som var i utformingen av PC-en, til grad at IBMs mål hadde endret seg fra å avskrekke PC-kloner til å øke inntektene fra lisenssalg. Parallelt med utviklingen av PS/2 fortsatte IBM også å selge kompatible PC-er, denne gangen med standarder som var utviklet av konkurrentene. IBM ga til slutt opp rollen som PC-produsent i april 2005, da de solgte PC-avdelingen til Lenovo for 1,75 milliarder dollar.
Fra oktober 2007 hadde Hewlett-Packard og Dell Computer de største andelene av PC-markedet i Nord-Amerika. De har også suksess utenfor Amerika, sammen med Acer , Lenovo og Toshiba . På verdensbasis er et stort antall datamaskiner "white box"-systemer satt sammen av et stort antall lokale systemprodusenter. Til tross for fremskritt innen datateknologi, beholder alle nåværende IBM-kompatible PC-er stort sett en viss kompatibilitet med de originale IBM-PC-ene, selv om de fleste komponentene implementerer "bakoverkompatibilitet" med tidligere versjoner i spesielle moduser, kun brukt under systemoppstart.
En av styrkene til den PC-kompatible plattformen er dens modulære maskinvaredesign. Sluttbrukere kan enkelt oppgradere periferiutstyr og til en viss grad prosessor og minne uten å måtte modifisere datamaskinens hovedkort eller erstatte hele datamaskinen, slik tilfellet var med mange mikrodatamaskiner på den tiden. Etter hvert som prosessorhastigheten og minnemengden økte, ble imidlertid grensene for den originale XT/ATs bussdesign raskt nådd, spesielt med de nyere grafikkortene. IBM introduserte en oppdatert buss i IBM PS/2 , som overskred mange av de tekniske grensene for XT/AT-bussen, men ble sjelden brukt som grunnlag for IBM-kompatible datamaskiner, da den krevde betaling av lisenser til IBM for begge. for PS/2-bussen så vel som for tidligere AT-bussdesign som forble under lisens. Dette var upopulært blant maskinvareprodusenter, og flere konkurrerende bussstandarder ble utviklet av konsortier, med rimeligere lisensvilkår. Det ble gjort forskjellige forsøk på å standardisere grensesnittene, men i praksis mislyktes mange av disse forsøkene eller ble ignorert. Likevel var det mange muligheter for utvidelse, og "PC Compatible"-plattformen avanserte mye raskere enn andre konkurrerende plattformer på den tiden, om ikke annet enn på grunn av markedsdominansen.
På 1990-tallet ble IBMs innflytelse på PC-arkitektur stadig mer irrelevant. En IBM-merket PC ble unntaket, ikke regelen. I stedet for å fokusere på å forbli kompatibel med IBM PC, begynte leverandører å fokusere på kompatibilitet med utviklingen av Microsoft Windows . I 1993 ble en versjon av Windows NT utgitt som kunne kjøre på ikke- x86 -prosessorer . (Dette krevde rekompilering av applikasjoner, et skritt de fleste utviklere ikke tok.) Imidlertid ble maskinvareuavhengigheten deres utnyttet av Silicon Graphics ' x86-arbeidsstasjoner - takket være NTs HAL - som de kunne jobbe med NT (og dets enorme bibliotek av applikasjoner) ). Ingen vanlig maskinvareleverandør turte å være inkompatibel med den nyeste versjonen av Windows, og Microsofts årlige WinHEC- konferanser ga en ramme der Microsoft kunne lobbye for og i noen tilfeller diktere tempoet og maskinvareretningen til PC-industrien. Intel og Microsoft hadde blitt så viktige for den fortsatte utviklingen av PC-maskinvare at datajournalister begynte å bruke sammentrekningen Wintel for å referere til Intels kombinerte maskinvare- og Windows-programvareplattform. Dette begrepet er i ferd med å bli litt misvisende, ettersom Intel har mistet absolutt kontroll over retningen for maskinvareutvikling, og andre operativsystemer som Linux har begynt å etablere en merkbar tilstedeværelse.
Selv om IBM PC-en ble designet for å kunne utvides, kunne ikke designerne forutse maskinvareutviklingen på 1980-tallet. For å gjøre vondt verre hadde IBMs valg av Intel 8088 CPU flere begrensninger som var hindringer for programvareutvikling for den støttede PC-plattformen. For eksempel hadde 8088-prosessoren bare en 20-bits minneadresseplass. For å utvide PC-minnet utover én megabyte, opprettet Lotus, Intel og Microsoft i fellesskap Expanded Memory (EMS), en bankbytteordning for å tillate mer minne levert av maskinvaretillegg, og sett gjennom et sett på fire 16 kilobyte "windows" i 20-biters adressen. Senere Intel-prosessorer hadde større adresserom og kunne direkte adressere 16 megabyte (i tilfellet med Intel 80286 ) eller mer, slik at Microsoft kunne utvikle utvidet minne (XMS), som ikke krevde ekstra maskinvare.
Utvidet og utvidet minne har inkompatible grensesnitt, så all programvare som brukte mer enn en megabyte måtte opprettholde støtte for begge systemene. For å gi større kompatibilitet begynte MS-DOS å inkludere EMM386 -programmet , som simulerer EMS-minne ved hjelp av XMS-minne. Et operativsystem i beskyttet modus kan også skrives for 80286 , men kompatibiliteten med DOS-applikasjoner var vanskeligere enn forventet, ikke bare fordi de fleste DOS-applikasjoner fikk direkte tilgang til maskinvaren, men også fordi de fleste BIOS-anrop ble gjort gjennom IRQ- er merket som "reservert" av Intel.
Grafikkort hadde sine egne inkompatibiliteter. Når skjermkort utviklet seg til SVGA , var standarden for tilgang til dem ikke lenger klar. På den tiden brukte programmering for PC-en en 64 KB segmentert minnemodell . Den vanligste VGA -visningsmodusen var plassert i et enkelt minnesegment . SVGA-moduser krevde mer minne, så det var vanskelig å få tilgang til fullskjermsminne. Hver produsent utviklet sine egne måter å få tilgang til skjermminne på, selv uten å liste modusene konsekvent. Det ble gjort et forsøk på å lage en standard, kalt VBE , men ikke alle produsenter fulgte den.
På grunn av det store antallet tredjeparts- og ikke-standardadaptere for dem, var programmering for PC vanskelig. Profesjonelle utviklere måtte teste programmene sine på et stort sett med forskjellige maskinvarekombinasjoner. Selv PC-en hadde ikke et tydelig applikasjonsgrensesnitt til flatminnemodellen som 386 og nyere kunne gi i beskyttet modus.
Da 386 ankom, kunne et beskyttet modus operativsystem igjen programmeres for den. Denne gangen var MS-DOS-kompatibiliteten mye enklere, siden denne prosessoren inkluderte virtuell 8086-modus . Dessverre kunne ikke programmer bytte direkte mellom dem, så nye API- , VCPI- og DPMI -minnemodeller ble utviklet , og sistnevnte ble den mest populære.
I mellomtiden ble forbrukerne overveldet av de forskjellige inkompatible standardene og forskjellige kombinasjoner av maskinvare som tilbys. For å gi en ide om hva slags PC de trenger for å kjøre programmene sine, ble Multimedia PC (MPC)-standarden etablert i 1990. En PC som oppfylte minimums-MPC-standarden kunne betraktes, og markedsføres som, en MPC. Programvare som kan kjøre på en PC med selv den minste MPC-kompatibilitet vil garantert kjøre på en hvilken som helst MPC. MPC-nivå 2- og MPC-nivå 3-standardene ble opprettet senere, men begrepet "MPC-kompatibel" fanget aldri opp. Etter nivå 3 MPC i 1996 ble det ikke etablert flere MPC-standarder.
Ved begynnelsen av det 21. århundre hadde suksessen til Microsoft Windows drevet nesten alle andre operativsystemer til nesten utryddelse, og sikret at "IBM PC Compatible"-plattformen var den dominerende maskinvaren. Dette betydde at hvis en programmerer bare utviklet sin programvare for Wintel -plattformen , ville de kunne nå de aller fleste databrukere. På slutten av 1980-tallet var den eneste store konkurrenten til Windows Apple Inc. sin Macintosh . Macen ble fakturert som "datamaskinen for resten av oss", men fremveksten av DOS/Windows/Intel-pakken reduserte raskt Macintosh til nisjen med utdanning og grafisk design , som den først nylig har begynt å dukke opp fra. På midten av 1990-tallet hadde markedsandelen til Macintosh krympet til rundt 5%, og introduksjonen av et nytt rivaliserende operativsystem var blitt for kommersielt risikabelt. Erfaring hadde vist at selv om et operativsystem var teknisk overlegent Windows, ville det være en markedssvikt ( for eksempel BeOS og OS/2 ). I 1989 ga Steve Jobs ut sin nye NeXT- plattform , som han sa "vil være den siste nye maskinvareplattformen som lykkes, eller den første som mislykkes." I 1993 kunngjorde NeXT at de avslutter produksjonen av NeXTcube -datamaskinen og porterer NeXTSTEP til Intel-prosessorer. I 1997 ble NeXT kjøpt opp av Apple, som fulgte av introduksjonen av iMac -datamaskinen i 1998. Etter denne lanseringen har Mac-maskiner tatt tilbake markedsandeler, om enn veldig sakte. Fra august 2009 var markedsandelen for Mac OS bare 4,59 %. {trenger Kilde}
På maskinvaremarkedet lisensierte Intel først teknologien sin slik at andre produsenter kunne lage x86 -prosessorer . Ettersom "Wintel"-plattformen fikk markedsdominans, endte Intel opp med å forlate denne praksisen. Selskaper som AMD og Cyrix utviklet alternative CPUer som var funksjonelt kompatible med Intel. På slutten av 1990-tallet tok AMD en økende andel av PC CPU-markedet. AMD endte til og med opp med å spille en betydelig rolle i å lede utviklingen av x86-plattformen, da Athlon-serien med prosessorer fortsatte å utvikle den klassiske x86-arkitekturen, som Intel avvek fra med sin Netburst- arkitektur med Pentium 4 CPUer og IA-arkitektur. -64 for Itanium -linjen med server - CPUer . AMD utviklet AMD64 , den første store utviklingen som ikke ble skapt av Intel, som senere ble adoptert av Intel. I 2006 begynte Intel å forlate Netburst med utgivelsen av sin Intel Core -linje med prosessorer , som representerte en utvikling av den tidligere Pentium III .
Begrepet «IBM-kompatibel» er ikke i vanlig bruk for dagens datamaskiner, fordi praktisk talt alle større datamaskiner er basert på PC-arkitekturen. De fleste konkurrerende plattformer har enten forsvunnet eller blitt henvist til markeder for minoritetsentusiaster, som Commodore Amiga . Et bemerkelsesverdig unntak var Apple Macintosh , som brukte PowerPC -arkitekturen frem til 2006, da Apple tok i bruk Intel x86-arkitekturen slik den ble brukt på PC-en. x86-arkitekturen som Apple for tiden markedsfører er, for alle hensikter, "IBM PC-kompatibel."
Prosessorhastigheten og minnekapasiteten til moderne datamaskiner er langt større enn de var i den originale IBM-PCen, og likevel har bakoverkompatibiliteten i stor grad blitt opprettholdt. Et 32-bits operativsystem utgitt på 2000-tallet kan fortsatt kjøre mange av de enklere programmene som er skrevet for 1980-talls operativsystemer uten behov for en emulator , selv om en emulator som DOSBox nå har nær innebygd funksjonalitet. full hastighet.