仅用一年时间，蓝巨人 IBM 如何开发出首台个人计算机

IBM的个人电脑经历了很多变化，但是它的核心部分从来没有变过：一个机箱，两个软驱动器，五个I/O扩展槽，以及一个可拆卸键盘；一台英特尔8088CPU，一台8087FPU，一个8259A中断控制器，一个8237-5DMA控制器；主板上安装一个内存条，一个可选的内存条，一个独立的显示器，或者一个电视。

由于明显的原因选择了这些特定的芯片，这不是巧合：IBMSystem/23Datamaster。

Datamaster遗留问题

IBMPC硬件受设计团队之前设计的Datamaster的影响。Datamaster发布于1981年7月，在PC发布之前显得有些古怪。但是实际上，Datamaster从1978年开始发展，硬件在1980年夏天完成。因为IBM选择了BASIC，使得产品的发布时间大大推迟。

使用8位英特尔8085CPU、8259中断控制器、8237DMA控制器和8253可编程定时器的Datamaster。它还使用了与PC非常相似的扩展总线。

选择CPU

Datamaster团队了解到，8个CPU的64K地址空间不足以处理IBM设计的任务。所以Datamaster使用分页来扩展寻址能力，但是这样一来，复杂性就大大提高了。

考虑到这一点，IBM希望PCCPU有更大的地址空间。英特尔8086或8088是一个合理的选择。虽然8086的性能略好，但他们认为相对于复杂度和成本的增加，这种性能提升是不值得的。8088提供了一个很好的方案。1MB(当时很大)的地址空间可以支持16位软件，也可以使用更便宜更熟悉的8位基础设施。

借助现有的8086BASIC(微软)等工具，从8085移植软件并不难。此外，IBM还拥有支持8085和8086开发的英特尔MDS开发系统。

考虑到上述情况，我相信不难回答为什么IBM不使用摩托罗拉68000等问题。1980年，这个CPU还是很少见的，没有支持6.8万BASIC，也没有软件，IBM在这方面也没有经验。选择68000会延迟PC的发布，远远超出IBM的接受范围。仅此一项就足以放弃68000。

内部布局

最初的设计要求电源放置在PC机箱的左侧，需要与扩展卡和内部软盘驱动挤压在一起。实际设计将电源移动到软盘驱动器后面，为扩展卡留出更多空间。

IBM利用额外的空间，与IBMPC一起发布的扩展卡位于更大的一侧。

内存

首个IBMPC系统板支持16~64KB的存储器，64KB是当时个人计算机可以支持的最大存储器。另外，还提供了32/64KB的存储器卡，可以插入PC扩展槽。充分利用这三张卡(实际最大数量，五个扩展槽中有两张是为显卡和软盘控制器准备的)，PC可以扩展到256KB的存储器。

最初，1MB的地址空间被分成若干个区域。最上面的系统固件是128KB,128KB是其他内存，128KB是显示内存。还有640KB可用来作为系统内存，但是理论上讲，原来PC只支持256KB。即使是PC/AT也仅支持板载256或512KB。

PC机的内存分配非常合理，640KB的内存限制直到80年代末才开始给个人电脑带来麻烦，远超过个人电脑的设计寿命。那个时候，问题不在于硬件(286和386处理器)，而是软件(DOS)的拖后腿。

存储

最初大家以为 PC 的设计会配备 8 英寸的外部驱动器。但最后并不是这样。但是 PC 存储子系统的其余部分与最初的设计相差无几。

Datamaster使用 8 英寸的驱动器，而 PC 却使用了5¼英寸的驱动器。这种存储媒体使用起来更为方便（不知道你有没有见过 8 英寸软盘，非常大），而且 8 英寸的驱动器与 PC 的外形也不匹配。

Datamaster使用 NEC μPD765 软盘控制器，而且运行良好。IBM 工程师知道如何使用这种控制器，而且他们觉得没必要为 PC 选择不同的控制器。

PC使用扇区大小为 512 字节的软盘，后来这就成了默认配置，而其他大小就成了另类。然而，在1980 ～ 1981 年间，常见的扇区大小为 128 字节、256 字节，乃至 1,024 字节。Datamaster也使用 512 字节的扇区，只不过软盘的第一个磁道使用 128字节的扇区，这种做法在当时很常见。幸运的是，PC 做了一些简化，一律使用 512 字节的扇区。

PC本可以使用 1,024 字节扇区来最大化软盘存储容量，但当时他们根本没有考虑过。有一个问题需要权衡利弊：软盘的每个扇区都需要一定量的管理开销以及额外的闲置区，但同时每个文件往往会在其最后一个扇区中浪费一些未使用的空间。512 字节扇区是一个很好的折中，既可以降低磁盘扇区开销，每个文件也不会浪费太多空间。

PC存储子系统不需要与现有系统兼容，因此可以制定自己的标准。