14.3.- Historia De Los Ordenadores Personales
Diseño del primer PC de IBM
El IBM 5150 PC, presentado en agosto de 1981, fue un equipo cuyo objetivo era el mercado doméstico, con lo cual se comprenderán fácilmente las limitaciones existentes en la primera generación. Externamente estaba integrado por tres piezas, la unidad central, de sobremesa y de gran tamaño, la pantalla, monocroma y de modo texto y un teclado. A esto se podía añadir una impresora de nueve agujas, con la marca IBM pero fabricada por la japonesa Epson.
Por lo que respecta al
microprocesador se trataba del Intel 8088, una versión, con el bus
recortado a la mitad de ancho, del 8086. Esta CPU suponía un avance
respecto a los microordenadores comercializados en esa época, pues
todos eran de 8 bit, a excepción del Olivetti M20, que incluía una
CPU Zilog 8000 de 16 bit, aunque el 8088 no era un auténtico 16
bit.
El usar la CPU Intel 8088, con bus externo de 8 bit, tenía una
explicación, poder emplear todos los chips de acompañamiento (que
en aquella época eran bastantes) existentes en el mercado, a precio
barato, de 8 bit. Si se hubiera empleado la CPU Intel 8086, como
hicieron de inmediato otras empresas como Olivetti en su famoso M24
y la desaparecida Victor, todos estos chips habrían de ser de 16
bit, con un precio muy elevado en aquella época.
Así se concluye que IBM, buscó el fabricar un equipo novedoso en su
CPU, aunque limitando al máximo el precio de sus componentes, para
mantener un producto de calidad alta, prestaciones superiores
frente a los productos domésticos de la competencia, y a un precio
que le permitiera mantener los grandes márgenes comerciales de
aquella época.
La configuración básica estaba integrada por:
64 kO de memoria RAM
Controladora de vídeo modo texto
Controladora de impresora (Centronics)
Monitor de modo texto
Cinta de casete para almacenar datos y programas
Lenguaje BASIC en ROM
Teclado, de 84 teclas
La gran ventaja de este equipo era su facilidad de ampliación debido a los slots o zócalos de que disponía, lo cual dio origen a que un gran número de empresas independientes crearan tarjetas electrónicas adaptables, que realizaban funciones no disponibles en el PC o que mejoraban las existentes. Estos zócalos constituyen el tan conocido BUS de expansión del PC, que dio lugar al BUS AT, un estándar a nivel microinformático, conocido como Bus ISA. Se define como ancho de banda del bus, la cantidad de bits que puede transportar por unidad de tiempo.
El éxito de este equipo fue superior al previsto por IBM, prueba de ello es que no estuvo disponible en Europa hasta casi dos años después de su lanzamiento en EE.UU., momento en que se empezó a fabricar en Escocia (R.U.). Este éxito se debió a la gran fama de IBM, pues en esa época había equipos muy superiores, como los antes citado de Olivetti y Victor, y a precios más asequibles.
Dado que las especificaciones técnicas fueron hechas públicas por IBM, esto dio origen, como se ha comentado previamente, al nacimiento de gran cantidad de empresas que crearon tarjetas adaptables al bus. Entre ellas se pueden citar, por ejemplo, tarjetas con un reloj con batería, pues el PC perdía la hora al apagarlo, tarjetas de vídeo con posibilidades gráficas y que por lo tanto soportaban un monitor gráfico y a veces en colores, tarjetas de comunicaciones como por ejemplo tipo modem o télex, y otras muchas posibilidades.
IBM reaccionó con alguna lentitud, presentando algunas mejoras en su PC, conocido como IBM PC XT, en el que incorporó un disco duro de 20 MO con interface MFM (actualmente desaparecida), con su controladora, y una tarjeta de vídeo que soportaba monitores en color y gráficos, pero con una resolución baja (640*200 puntos), que para lo único que servían era para destrozar la vista de los usuarios. A su vez incluyó disqueteras para soportes con capacidad de 360 kO.
Simultáneamente aparecieron los primeros microordenadores clónicos y compatibles. Por ejemplo, en EE.UU. Olivetti Docutel presentó el Olivetti PC, una copia casi idéntica del IBM PC XT, aunque con mejores prestaciones y precio más bajo; en Europa apareció el Olivetti M24, con CPU Intel 8086, y buses de 16 bit, lo cual lo hizo muy superior al XT de IBM, siendo un gran éxito a nivel mundial (se comercializó con otras marcas: AT&T, Toshiba, Logabax, Xerox, Hermes ...). A su vez la francesa Bull presentó un clónico del IBM PC XT, copia exacta, aunque lo raro es que tenía prestaciones inferiores al de IBM; cosa incomprensible. De esta forma fueron apareciendo equipos que intentaban superar a los de IBM, pero aún no había dado comienzo la época de los clónicos a bajo precio y montados en base a piezas fabricadas en Formosa (Taiwan) y otros países asiáticos. La gran difusión de estos equipos, hizo que aparecieran gran cantidad de programas, lo cual reforzó el liderazgo de los PC's de IBM.
También surgió un equipo de IBM
conocido como portable (no portátil), que además de ser bastante
voluminoso, no tenía autonomía eléctrica, es decir había que
enchufarlo a la red. Otro inconveniente fue que la pantalla era de
tubo de rayos catódicos, como los ordenadores de sobremesa, aunque
de pequeñas dimensiones, pero con toda la problemática que
conllevan para su transporte. Este equipo no era muy asequible ni
en precio ni en portabilidad, por lo que otras empresas intentaron
mejorarlo, así surgió, con este propósito, Compaq, empresa comprada
posteriormente por Hewlett Packard.
El PC AT de IBM
Al descubrir IBM, que su equipo se estaba usando a nivel
profesional, y poco a nivel doméstico, y que por otra parte la
competencia ofrecía equipos con más prestaciones más baratos y
totalmente compatibles, decidió sacar una versión mejorada de sus
PC's, que denominó AT (Tecnología Avanzada). Este incluía una CPU
de 16 bit, superior a la 8086, era la 80286 de Intel, cuya
principal diferencia respecto a la 8086 era el bus de direcciones
de 20 bit, en vez de 16, por lo que podía direccionar mucha más
memoria, aunque en aquella época no era una gran necesidad.
Otra diferencia fundamental, era que los slots de expansión
constituían un bus de 16 bit, lo cual permitía utilizar las
tarjetas de los XT, de 8 bit, y las nuevas que se crearan para él.
Este bus AT se convirtió en un estándar (Bus ISA) ampliamente usado
en los primeros años de la "era PC". A su vez la frecuencia de
reloj pasó a ser de 6 u 8 MHz, frente a los 4.77 del PC
original.
Dado que Intel dió licencias para que sus CPU's fueran fabricadas
por otras empresas (Fujitsu, Siemens, AMD, Harris, ...), se
abarataron los costes de tal forma, que apareció el fenómeno de los
clónicos tal como lo conocemos actualmente, lo cual perjudicó mucho
a IBM, pués el mercado no sólo se distribuía entre IBM y las marcas
de prestigio que comercializaban compatibles (Olivetti, Bull,
Compaq, Xerox, AT&T, Philips, NCR y algunas otras), sino que
empresas con pocos medios y con gastos de investigación nulos, pues
gran parte del producto lo copiaban ilegalmente, podían ofrecer
equipos clónicos a precios imbatibles, aunque la mayoría de las
veces con una calidad y seguridad para el usuario ínfimas.
La arquitectura de un ordenador AT estaba compuesta por:
Placa base o placa madre, que incorpora:
Memoria RAM de 1 MO. ampliable
Conjunto de chips (ChipSet), que gestionan el sistema
Tarjeta controladora de vídeo, gráfico y color (640*200)
Tarjeta comunicaciones RS 232C
Tarjeta controladora impresora (Centronics)
Tarjeta controladora de dos discos duros MFM y dos disqueteras
Tarjeta para ampliación de memoria
Bus con los slots de expansión
Bus Local PC
Ante la situación de competencia en la que se vió inmersa IBM, actuó de dos formas, la primera fue exigir a todos los fabricantes que habían copiado sus productos el pago de los royalties correspondientes, a lo cual, dado el inmenso poder de IBM, no se negaron, y por otra parte diseñar una nueva línea de equipos, legalmente muy difíciles de copiar por su gran detalle de patentes. De esta forma nacieron en 1987 los IBM PS/2.
Una de las innovaciones de estos equipos era el bus a 32 bit, podían incluir CPU Intel 386, muy mejorado, en el que se introducían las tarjetas de expansión, pues IBM lo cambió por completo, llamándole Microchannel, lo cual dió lugar a los equipos con arquitectura MCA (Arquitectura Microcanal). Otra innovación fue el cambio de tipo de monitores, y por lo tanto de controladora, se introdujeron los monitores analógicos, con una resolución superior a los previamente empleados (digitales) y con una variedad de colores muy superior. Estas dos innovaciones supusieron que no valía nada de lo anterior y que además los clónicos, en principio se verían desplazados del mercado. A su vez se introdujeron nuevas CPU´s de Intel, las 386 y 386SX, con mejoras significativas frente a sus predecesoras.
La arquitectura MCA fue
comercializada por algunos fabricantes aparte de IBM, como por
ejemplo Olivetti, pero con muy poco éxito. Además dado que estos
equipos, incluso los de IBM se difundieron poco todas las tarjetas
de ampliación diseñadas para ellos eran caras, lo cual hacía de
esta arquitectura un producto poco atractivo.
Simultáneamente a la aparición de estos equipos se comercializó un
nuevo sistema operativo denominado OS/2, desarrollado entre IBM y
Microsoft, aunque las versiones posteriores fueron creadas por IBM;
actualmente ya no se comercializa.
A su vez Compaq creó un bus específico para sus equipos de gama
alta, el denominado Triflex, que comprende tres buses
interconectados, uno de 128 bit para la memoria, otro de 64 bit
para uno o dos microprocesadores 486 (a 267 MO/s) y un bus
EISA.
El reconocimiento del fracaso de la arquitectura MCA, por parte de
IBM, está claro, pués una nueva generación de equipos que
comercializó posteriormente, para uso doméstico, los PS/1, no
utilizaban arquitectura MCA. A su vez como no logró frenar el
avance de los clónicos, IBM decidió comercializar clónicos de
países asiáticos, con la marca Ambra, lo cual acabó en fracaso al
poco tiempo.
IBM vendió en 2005 la división de PC's, debido a los bajos márgenes
de beneficios. a la empresa china Lenovo, que significa Nueva
Leyenda, (actualmente el mayor fabricante de PC a nivel
mundial).
EL BUS EISA
Dado que la arquitectura MCA era muy cerrada, un grupo de
fabricantes de microordenadores, AST Research, Compaq Computer,
Epson, Hewlett-Packard, NEC, Olivetti, Tandy, WYSE y Zenith Data
Systems, decidieron crear un bus con prestaciones superiores al
ISA, pero que a su vez fuera compatible con él, esto dio origen al
bus EISA (ISA extendido). Sus características eran: 32 bit, ancho
de banda de 33 MO/s y frecuencia de reloj 8 MHz. EISA sólo se
empleó en los microordenadores de gama alta y ha tenido poca
difusión, a pesar de sus ventajas sobre ISA y a valer las tarjetas
de expansión existentes, lo cual repercutió en que no se abarataran
los precios.
De forma que en el año 1992 la situación era la siguiente:
- Bus ISA, un auténtico cuello de botella
- Bus MCA, muy restringido y sin difusión al gran público
- Bus EISA, sólo usado en equipos de gama alta
- Bus Local PC existiendo demanda para un ancho de banda aún mayor,
lo cual daría origen a otros buses.
Bus Local VESA
Es una extensión de la arquitectura tradicional del PC, dado que el
bus ISA era cuello de botella, la solución es conectar algunos
dispositivos directamente a la CPU, mediante un bus conocido como
bus local. Este ha de tener el mismo ancho que el microprocesador
(16 bit en un 286 o 386SX y 32 bit en un 386DX o 486), por lo que
eran realidad las velocidades elevadas. Lo ideal es conectar a este
bus las controladoras de vídeo y de disco duro, mientras que otras
tarjetas que no requieren grandes velocidades se mantienen en el
bus ISA.
Surgieron algunos problemas, pues la CPU no puede soportar la
conexión directa de más de dos o tres tarjetas, además el diseño de
la placa base ha de hecerse de forma que las distancias sean
mínimas para evitar retrasos. También es conveniente usar memorias
caché. Su principal ventaja es que cuadruplican el ancho de banda,
llegando a 133 MO/s.
VESA es el acrónimo de la Asociación de Fabricantes de
Controladoras de Vídeo ( Video Electronics Standars
Association), que agrupa a más de 120 fabricantes, y fueron
los que lo propusieron, disponible desde finales de 1992 y desde
1996 fuera de uso.
Este bus va a la misma velocidad que el procesador, siendo una
solución sencilla, que no incluye soporte de DMA (acceso directo a
memoria) ni de interrupciones, lo que obliga a la mayoría de las
tarjetas a estar conectadas a los dos buses, el ISA y el VESA, para
aprovechar del primero las características de E/S y del segundo el
ancho de banda.
Al salir al mercado las placas madre con bus VESA, su precio era
algo superior al de las con bus ISA, hubo una época en que
dominaron el mercado, pero han desaparecido del mercado, frente al
bus PCI. Para equipos Pentium sólo se llegaron a fabricar algunas
placas VESA.
Bus Local PCI
PCI es abreviatura de Peripheral Component Interface, diseñado por
Intel. En 1992 Intel y otras compañías formaron el PCI Special
Interest Group para promocionar, supervisar y mejorar el
desarrollo de PCI como estándar de bus local abierto y no
propietario. Este grupo cuenta con más de 160 fabricantes. Es una
solución completa, dado que a diferencia del VESA incluye ventajas
como el soporte de interrupciones y DMA. Lo cual implicaba que
necesita tres chips específicos, y por lo tanto un coste
superior.
Las especificaciones del bus local PCI en el momento de su
aparición ofrecieron un número de beneficios clave:
Compatibilidad
Independencia del procesador
Flexibilidad de plataforma
Bus Local PC rentabilidad
Soporte futuro
Dado que la arquitectura de este bus es muy flexible, posteriormente se efectuó un desarrollo específico para equipos de aplicaciones industriales. Empresas de dicho entorno crearon unas especificaciones dando lugar al denominado Compact PCI, que ofrece la posibilidad de diseñar ordenadores con dimensiones reducidas, (placas de 160*100 mm) soportando ambientes agresivos. Otra de las ventajas es que se pueden crear puentes con otros buses estándares en la industria, como VME y STD.
La versión 2.2 de las especificaciones, ofrece como novedad más importante, que en los nuevos equipos de acuerdo con esta versión, se permite el intercambio de placas en el bus, sin necesidad de apagar el ordenador. La última versión está operativa desde junio de 2004 y se denomina PCI Express, siendo muy superior en prestaciones respecto al bus AGP, que se creó para mejorar la velocidad de acceso de los controladores gráficos al microprocesador del ordenador.
Bus 1394, FireWire o I.Link
En 1995 el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) estableció las bases de un nuevo estándar, el bus serie de elevadas prestaciones, el IEEE 1394. Desde 1986 se ha tendido a unificar los diferentes buses en serie, la aparición de nuevos dispositivos grandes consumidores de un gran ancho de banda, como los DVD, dio lugar al nacimiento de las especificaciones del bus Firewire. Actualmente apenas se usa, debido a la gran difusión del bus USB. Esta norma se puede resumir en los siguientes puntos:
Flujos de transferencia de hasta 800 MO/s.
Conexión en caliente (sin desconectar la alimentación eléctrica), sin pérdida de datos.
Topología de red flexible, incluyendo al de bus y en grafo.
Sin necesidad de terminadores en los extremos.
Conectores comunes para todos los componentes.
Posibilidad de conectar entre sí hasta 63 dispositivos.En el momento de su desarrollo presentaba ventajas frente al resto de buses, incluso frente a las primeras versiones del USB, aunque no podía competir en precio. Los productos más usuales con este bus son, cámaras digitales, cámaras de vídeo, discos, sistemas de captura, cintas DAT ( Digital Audio Tape), CD, ZIP, sistemas de almacenamiento magnetoópticos e impresoras.
Este bus serie, fue creado por un amplio consorcio de empresas, permite conectar más que ordenadores y periféricos. Puede conectarse con hasta 127 dispositivos como fotografía digital, monitores, teclados, ratones impresoras y escáneres. Está reemplazando rápidamente a otras interfaces.
El estándar más reciente es el 3.0, que permite una velocidad de transmisión hasta 5 Gb/s y es compatible con versiones previas. La conexión se transmite mediante un par de cables, de hasta cinco metros de longitud, mientras que por otro par circula la información de retorno.