Ordenador personal IBM

El proceso de diseño se mantuvo bajo una política de estricto secreto, incluso para otras divisiones de IBM. ^{[ 19 ]}

Se consideraron varias CPU, incluyendo la Texas Instruments TMS9900 , la Motorola 68000 y la Intel 8088. La 68000 tenía registros de 32 bits con un espacio de direcciones plano de 24 bits para hasta 16 MB de memoria y se consideró la mejor opción, ^{[ 20 ]} pero no estaba lista para producción como las demás. ^{[ 21 ]} También se consideró el procesador RISC IBM 801 , ya que era considerablemente más potente que las otras opciones, pero se descartó debido a la restricción de diseño de usar componentes comerciales . La TMS9900 tenía solo 16 bits de espacio de direcciones, lo mismo que otros chips de 8 bits, y se descartó por ser inferior a la Intel 8088, que tenía 20 bits de espacio de direcciones y podía usar un megabyte de memoria. ^{[ 22 ]}

La arquitectura Intel 8086 tenía registros de 16 bits y utilizaba un esquema de segmentos para aumentar el espacio de direcciones a 20 bits o 1 MB de memoria, lo que complicaba la programación , pero suponía un gran avance respecto al límite de 64 KB de la mayoría de los chips de 8 bits. El 8086 fue diseñado como una extensión compatible con el código fuente , aunque no con el binario , del antiguo 8080, lo que facilitó la adaptación de software existente como BASIC . IBM eligió la variante 8088 del 8086 de 16 bits porque Intel ofrecía un mejor precio para el primero y podía proporcionar más unidades, ^{[ 23 ]} y el bus de 8 bits del 8088 redujo el coste del resto del ordenador. El 8088 tenía la ventaja de que IBM ya estaba familiarizada con el 8085 por el diseño del IBM System/23 Datamaster . Las ranuras del bus de expansión de 62 pines también se diseñaron para ser similares a las ranuras Datamaster , ^{[ 24 ]} y el diseño y la disposición de su teclado se convirtieron en el teclado Modelo F que venía con la PC, ^{[ 25 ]} pero por lo demás el diseño de la PC difería en muchos aspectos.

La placa base 8088 se diseñó en 40 días, ^{[ 26 ]} con un prototipo funcional creado en cuatro meses, ^{[ 14 ]} presentado en enero de 1981. El diseño estaba prácticamente terminado en abril de 1981, cuando se entregó al equipo de fabricación. ^{[ 27 ]} Los PC se ensamblaban en una planta de IBM en Boca Ratón, con componentes fabricados en varias fábricas de IBM y de terceros. El monitor era un diseño existente de IBM Japón ; la impresora fue fabricada por Epson . ^{[ 28 ]} Debido a que ninguno de los componentes funcionales fue diseñado por IBM, obtuvieron solo un puñado de patentes para el PC, que cubrían características como la codificación de bytes para monitores a color, el funcionamiento del acceso DMA y la interfaz del teclado. Nunca se hicieron efectivas. ^{[ 29 ]}

Muchos de los diseñadores eran aficionados a la informática que poseían sus propios ordenadores, ^{[ 9 ]} incluyendo muchos propietarios de Apple II, lo que influyó en las decisiones de diseñar el ordenador con una arquitectura abierta ^{[ 30 ]} y publicar información técnica para que otros pudieran crear software compatible y periféricos para ranuras de expansión . ^{[ 31 ]}

Durante el proceso de diseño, IBM evitó la integración vertical en la medida de lo posible; por ejemplo, optó por licenciar Microsoft BASIC en lugar de utilizar la versión interna de BASIC utilizada para mainframes debido a la mayor familiaridad pública existente con la versión de Microsoft. ^{[ 32 ]}

El IBM PC debutó el 12 de agosto de 1981, tras un año de desarrollo. Su precio inicial era de 1565 dólares para una configuración con 16  KB de RAM, adaptador de gráficos a color , teclado y sin unidades de disco. El precio se diseñó para competir con máquinas similares en el mercado. ^{[ 33 ]} A modo de comparación, el Datamaster, anunciado dos semanas antes como el ordenador más económico de IBM, costaba 10 000 dólares. ^{[ 4 ]}

La campaña de marketing de IBM obtuvo la licencia de la imagen del personaje de Charlie Chaplin , " El pequeño vagabundo ", para una serie de anuncios basados ​​en las películas de Chaplin, interpretado por Billy Scudder. ^{[ 34 ]}

La PC fue el primer intento de IBM de vender una computadora a través de canales minoristas en lugar de directamente a los clientes. Debido a que no tenía experiencia minorista más allá de los Centros de Producto de IBM que comenzó a abrir en 1980, ^{[ 35 ]} la compañía se aseguró de que software como VisiCalc y EasyWriter estuviera disponible rápidamente. ^{[ 36 ]} Se asoció con las cadenas minoristas ComputerLand y Sears , que proporcionaron un conocimiento importante del mercado ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]} y compitieron con la propia fuerza de ventas directas de IBM. ^{[ 41 ]} Ya existían más de 190 tiendas ComputerLand, mientras que Sears estaba en proceso de crear un puñado de centros de computadoras dentro de sus tiendas para la venta del nuevo producto.

La recepción fue abrumadoramente positiva, y los analistas estimaron un volumen de ventas de miles de millones de dólares en los primeros años posteriores a su lanzamiento. ^{[ 42 ]} Tras su lanzamiento, el PC de IBM se convirtió inmediatamente en el tema de conversación de toda la industria informática. ^{[ 43 ]} Los distribuidores se vieron desbordados por los pedidos, incluyendo clientes que ofrecían el pago por adelantado de máquinas sin fecha de entrega garantizada. ^{[ 33 ]} Para cuando la máquina comenzó a distribuirse, el término "PC" ya era de uso común. ^{[ 44 ]}

Las ventas superaron las expectativas de IBM hasta en un 800%, llegando la compañía a enviar hasta 40.000 PC al mes. ^{[ 45 ]} IBM estimó que los usuarios domésticos representaban entre el 50 y el 70% de las compras en tiendas minoristas. ^{[ 46 ]} En 1983, IBM vendió más de 750.000 máquinas; ^{[ 47 ]} la compañía comprendía mejor que sus rivales tradicionales cómo el mercado minorista se diferenciaba de los clientes corporativos. ^{[ 36 ]} Las computadoras personales de Hewlett-Packard, Xerox y Digital Equipment Corporation (DEC) no tuvieron éxito; DEC, una de las compañías cuyo éxito en la competencia contra IBM había provocado que esta última entrara en el mercado de las PC, ^{[ 4 ]} vendió solo 69.000. ^{[ 48 ]}

El soporte de software de la industria creció rápidamente, y la IBM se convirtió casi de inmediato en el objetivo principal para la mayoría del desarrollo de software para microcomputadoras. ^{[ 4 ]} InfoWorld contabilizó 753 paquetes de software disponibles un año después del lanzamiento de la PC, cuatro veces más que los disponibles para la Macintosh 128k de Apple un año después de su lanzamiento. ^{[ 49 ]} El soporte de hardware también creció rápidamente, con entre 30 y 40 empresas compitiendo para vender tarjetas de expansión de memoria en el plazo de un año. ^{[ 50 ]}

Para 1984, los ingresos de IBM provenientes del mercado de PC eran de 4 mil millones de dólares, más del doble que los de Apple. ^{[ 51 ]} Un estudio de 1983 sobre clientes corporativos reveló que dos tercios de los grandes clientes que estandarizaban su uso de una sola computadora elegían la PC, mientras que solo el 9% elegía Apple. ^{[ 52 ]} Una encuesta de Fortune de 1985 reveló que el 56% de las empresas estadounidenses con computadoras personales utilizaban PC, mientras que el 16% utilizaba Apple. ^{[ 53 ]}

Casi tan pronto como la PC llegó al mercado, comenzaron los rumores de clones compatibles con hardware y software, ^{[ 54 ]} y el primer clon legal compatible con PC —la MPC 1600 de Columbia Data Products— se lanzó en junio de 1982, menos de un año después del debut de la PC. ^{[ 55 ]}

Finalmente, en 2004 , IBM vendió su negocio de ordenadores personales a Lenovo .

El ordenador personal está construido alrededor de una única placa de circuito grande llamada placa base , que contiene el procesador, la memoria RAM integrada, las ranuras de expansión, el teclado y los puertos de casete, y los diversos circuitos integrados periféricos que conectan y controlan los componentes de la máquina.

Los chips periféricos incluían un microcontrolador Intel 8259 PIC , un controlador DMA Intel 8237 y un controlador de tiempo de ejecución (PIT ) Intel 8253. El PIT proporciona pulsos de reloj de 18,2 Hz y sincronización dinámica de la memoria.

La CPU es una Intel 8088 , una forma de costo reducido de la Intel 8086 que conserva en gran medida la lógica interna de 16 bits de la 8086, pero expone solo un bus de 8 bits . ^{[ 58 ]} La CPU está configurada a 4,77  MHz; los clones y los modelos de PC posteriores tienen velocidades de CPU más altas que rompen la compatibilidad con el software desarrollado para la PC original. ^{[ 59 ]} La frecuencia de reloj base única para el sistema es 14,31818  MHz, que cuando se divide por 3, da como resultado los 4,77  MHz para la CPU (que se consideró suficientemente cerca del  límite de 5 MHz de la 8088 en ese momento), y cuando se divide por 4, da como resultado los 3,579545  MHz necesarios para la frecuencia portadora de color NTSC .

La placa base del PC incluye un segundo zócalo vacío, descrito por IBM simplemente como un "zócalo de procesador auxiliar", aunque el uso más obvio era la adición de un coprocesador matemático Intel 8087 , que mejora el rendimiento de las operaciones matemáticas de punto flotante . ^{[ 60 ]}

Las placas base de PC se fabricaron con el primer banco de memoria de DRAM DIP compatibles inicialmente con Mostek 4116, ^{[ 61 ]} o posteriormente con 4164 ^{[ 62 ]} soldadas a la placa, ^{[ 63 ]} para una configuración mínima de tan solo 16 KB, o posteriormente 64 KB de RAM. Las actualizaciones de memoria de IBM y de terceros proporcionan instalación en zócalos en tres bancos adicionales en la placa base, y como tarjetas de expansión ISA .

Las primeras 400.000  placas base de 16 KB (ID "16KB-64KB") vendidas hasta marzo de 1983 se pueden actualizar a un máximo de 64  KB en la placa sin usar ranuras, y la  revisión posterior de 64 KB (ID "64KB-256KB") a un máximo de 256  KB en la placa base. ^{[ 64 ]} Las tarjetas RAM pueden actualizar cualquiera de las variantes aún más, ^{[ 58 ]} para un total de 640 KB de memoria convencional , y posiblemente varios megabytes de memoria expandida más allá de eso, aunque en las máquinas de clase PC/XT, esta última era una opción de hardware de terceros muy cara que solo estaba disponible más adelante en el ciclo de vida del IBM 5150 y solo se podía usar con soporte de software dedicado (es decir, solo accesible a través de una ventana de RAM en el Área de Memoria Superior ^{[ 65 ]} ); esto se equipó y utilizó relativamente raramente en el IBM PC original, mucho menos completamente, por lo que la configuración máxima de RAM de la máquina como se entiende comúnmente es de 640  KB.

La BIOS es el firmware del IBM PC y ocupa un  chip de 8 KB en la placa base. Proporciona código de arranque y una biblioteca de funciones comunes que todo el software puede usar para diversos fines, como salida de vídeo, entrada de teclado, acceso a disco, gestión de interrupciones, prueba de memoria y otras funciones.

IBM lanzó tres versiones de la BIOS a lo largo de la vida útil del PC, con fechas del 24/04/81, 19/10/81 y 27/10/82 (la primera en arrancar desde el disco duro). La compañía ofreció un kit de actualización. ^{[ 64 ]}

Si bien la mayoría de las computadoras domésticas contaban con hardware de salida de video integrado, IBM adoptó un enfoque inusual al ofrecer dos opciones gráficas diferentes: las tarjetas MDA y CGA . La primera proporcionaba texto monocromo de alta resolución, pero solo podía mostrar texto, mientras que la segunda ofrecía gráficos y texto en color de resolución media y baja.

CGA utilizaba la misma frecuencia de escaneo que la televisión NTSC , lo que le permitía proporcionar una salida de vídeo compuesto que podía utilizarse con cualquier televisor o monitor compuesto compatible , así como una salida TTL de accionamiento directo adecuada para su uso con cualquier monitor RGBI que utilizara una frecuencia de escaneo NTSC . IBM también vendió el monitor a color 5153 para este propósito, pero no estaba disponible en el momento de su lanzamiento ^{[ 66 ]} y no se lanzó hasta marzo de 1983. ^{[ 67 ]}

MDA escaneaba a una velocidad de línea más alta y requería un monitor propietario, el IBM 5151. La tarjeta también incluía un puerto de impresora integrado. ^{[ 68 ]}

Ambas tarjetas también podían instalarse simultáneamente para aplicaciones mixtas de gráficos y texto. ^{[ 69 ]} Por ejemplo, AutoCAD , Lotus 1-2-3 y otros programas permitían el uso de un monitor CGA para gráficos y un monitor monocromo independiente para menús de texto. Posteriormente, terceros proporcionaron una enorme variedad de adaptadores gráficos de posventa, como la tarjeta gráfica Hercules .

El software y el hardware del PC, en el momento de su lanzamiento, fueron diseñados en torno a una única adaptación de 8 bits del conjunto de caracteres ASCII, ahora conocida como página de códigos 437 .

Las dos bahías en la parte frontal de la máquina podían albergar una o dos unidades de disquete de 5,25", con una capacidad de almacenamiento de 160  KB por cara, para un total de 320  KB en un solo disco. ^{[ 68 ]} Las unidades de disquete requieren una tarjeta controladora insertada en una ranura de expansión y se conectan mediante un único cable plano con dos conectores de borde. La tarjeta controladora de disquete de IBM proporciona un conector D-sub externo de 37 pines para la conexión de una unidad de disco externa, aunque IBM no la ofreció a la venta hasta 1986.

Como era común en las computadoras domésticas de la época, la IBM PC ofrecía un puerto para conectar una grabadora de datos de casete . Sin embargo, a diferencia de las computadoras domésticas típicas, este nunca fue un medio importante para la distribución de software, ^{[ 70 ]} probablemente porque se vendieron muy pocas PC sin disqueteras. El puerto se eliminó en el siguiente modelo de PC, la XT. ^{[ 71 ]}

En su lanzamiento, IBM no ofrecía ninguna opción de disco duro ^{[ 58 ]} y añadir uno era difícil: la fuente de alimentación estándar del PC tenía potencia insuficiente para alimentar un disco duro, la placa base no admitía las ROM de expansión de la BIOS necesarias para admitir un controlador de disco duro, y tanto PC DOS como la BIOS no eran compatibles con discos duros. Tras el lanzamiento del XT, IBM modificó el diseño del 5150 para añadir la mayoría de estas capacidades, excepto la fuente de alimentación mejorada. En ese momento, añadir un disco duro era posible, pero requería la compra de la unidad de expansión IBM 5161, que contenía una fuente de alimentación dedicada e incluía un disco duro. ^{[ 72 ]}

Aunque no existía soporte oficial para discos duros, el mercado de terceros sí ofrecía discos duros primitivos que se conectaban al controlador de disquetes , pero requerían una versión modificada de PC DOS para admitir discos de mayor tamaño.

La única opción de interfaz humana que ofrecía el PC básico era el puerto de teclado integrado, diseñado para conectarse al teclado Modelo F incluido. El Modelo F se desarrolló inicialmente para el IBM Datamaster y era sustancialmente superior a los teclados que incluían prácticamente todos los ordenadores domésticos del mercado en aquel momento en muchos aspectos: número de teclas, fiabilidad y ergonomía. Mientras que algunos ordenadores domésticos de la época utilizaban teclados tipo chiclet o diseños mecánicos económicos, el teclado de IBM ofrecía una buena ergonomía, mecanismos de teclas táctiles fiables y precisos, y patas abatibles para ajustar su ángulo. La acogida del público fue extremadamente positiva, y algunas fuentes lo describieron como uno de los principales atractivos del PC e incluso como «el mejor teclado disponible en cualquier microordenador». ^{[ 68 ]}

En su lanzamiento, IBM proporcionó un adaptador de control de juegos que ofrecía un puerto de 15 pines para la conexión de hasta dos joysticks, cada uno con dos ejes analógicos y dos botones. (Los primeros PC no eran compatibles con ratón).

La conectividad con otros ordenadores y periféricos se proporcionaba inicialmente a través de puertos serie y paralelo.

IBM proporcionó una tarjeta serie basada en un UART 8250. La BIOS admite hasta dos puertos serie.

IBM ofrecía dos opciones diferentes para conectar impresoras paralelas compatibles con Centronics. Una era el adaptador de impresora de IBM, y la otra estaba integrada en el MDA como el adaptador de impresora y pantalla monocromática de IBM.

La capacidad de expansión del IBM PC fue fundamental para su éxito en el mercado. Algunas publicaciones destacaron la inusual decisión de IBM de publicar especificaciones completas y detalladas del bus del sistema y el mapa de memoria inmediatamente después de su lanzamiento, con la intención de fomentar un mercado de hardware y software compatibles de terceros. ^{[ 73 ]}

La placa base incluye cinco conectores de borde de tarjeta de 62 pines conectados a las líneas de E/S de la CPU. IBM los denominaba "ranuras de E/S", pero tras la expansión de la industria de los clones de PC, se les conoció retroactivamente como bus de PC y, posteriormente, como bus ISA de 8 bits . En la parte posterior del equipo hay un panel metálico, integrado en el chasis de acero de la unidad del sistema, con una serie de ranuras verticales alineadas con cada ranura de tarjeta.

La mayoría de las tarjetas de expansión incluyen un soporte metálico que encaja en una de estas aberturas, cumpliendo dos funciones. En primer lugar, un tornillo insertado a través de una pestaña del soporte en el chasis fija la tarjeta de forma segura, impidiendo que se mueva. En segundo lugar, los puertos que la tarjeta proporciona para la conexión externa se atornillan al soporte, manteniéndolos también en su lugar.

Las ranuras de expansión de la PC pueden aceptar una enorme variedad de hardware de expansión, agregando capacidades tales como:

• Gráficos
• Sonido
• Compatibilidad con el ratón
• Memoria expandida
• Puerto para joystick
• Puertos serie o paralelo adicionales
• Redes de contactos
• Conexión a equipos industriales o científicos patentados.

El mercado reaccionó tal como IBM lo había previsto, y uno o dos años después del lanzamiento del PC, las opciones disponibles para la expansión del hardware eran inmensas.