彭民德：《電子計算60年》 (22) IBM PC如潮水般湧來

正當業內對UNIX充滿熱情，沉醉在愜意地使用第三代多使用者機的時候，一種微型計算機正悄然興起。上個世紀80年代中期，忽如一夜春風，個人計算機PC(Personal Computer)撲面而來。它讓佔用一整間實驗室的計算機，瘦身到能夠擺在試驗桌上，效能卻不亞於第三代機。PC的速度逐步達到億次級，軟體日益豐富，後來有了多媒體特性。人們在電腦面前開始有了駕馭者的主動性。於是從實驗室到辦公室再進入家門。越來越多的人從此熱心掌握它、駕馭它、運用它，計算機開始走向大眾，走向社會生產生活的更多應用領域。此時，從一些港臺書籍開始，個人計算機同時有了電腦這個新名稱。

推動計算機微型化的驅動源是微電子技術的進步。1971年世界上第一塊4位處理器晶片4004在英特爾公司誕生，它把運算器和控制器整合在一起，統稱微處理器（CPU）晶片。在一塊指頭大小薄薄的晶片上，整合了2300只電晶體，有45條指令，運算速度每秒執行5萬條指令。1974年處理器從8位的8008升級至8080，每秒能執行29萬條指令，整合電晶體數目6000只，執行速度2MHz。主機和外設的微型化從硬體上驅使微型計算機呼之欲出。英特爾公司的基爾代爾與8英寸軟盤發明人IBM的艾倫•舒加特合作，開發了最早的微型計算機和微機作業系統CP/M。

CP/M採用模組分層結構，上層是控制檯命令處理程式CCP；中層是CP/M的核心，基本磁碟作業系統BDOS，負責管理檔案系統；下層為基本輸入輸出系統BIOS。8位微機不單採用英特爾晶片，也有采用摩托羅拉晶片的，不過作業系統大多采用CP/M。鑑於CP/M微機覆蓋面小，功能也還不太完善，還不足以吸引大眾視線。

作為計算機界領頭羊的IBM，開始對於微機不屑一顧，但當看到個人機的前景後，就坐不住了。1981年推出了IBM PC。硬體上它把原來別人用8位晶片改成16位的8086和8088，主頻4.77MHz，效能上有了一個飛躍，屬大規模積體電路第三代計算機範疇的計算機了。

IBM-PC的作業系統是PC-DOS（Disk Operating System），一種單使用者、單任務作業系統。它相容CP/M，以便吸納原有CP/M的使用者。比如它本來只用到檔案捲上一個檔案分配表FAT，但考慮CP/M有兩個FAT結構，僅僅為了與之相容，依然保留兩個FAT，但是DOS開發者們自己從來不用第二個。作業系統是委託Microsoft公司開發的PC-DOS，微軟公司用在其它機器上則叫MS-DOS。IBM還採取了一個重要策略，公開PC和DOS的技術細節，比如公開記憶體中斷向量表、磁碟檔案捲上DOS引導扇區以及FAT、檔案目錄等重要資料結構每個位元組和每個字位的含義。還為個人使用者配備了大量的工具軟體以及眾多遊戲。這些舉措非常成功，大批使用者、廠商和技術人員都轉向IBM PC。IBM原先預計每年售出24萬臺，實際訂貨遠遠超出這個數字。其第二代IBM PC/XT曾一舉佔據企業PC市場份額的76%。到1984年的IBM PC/AT，其個人機收入達到40億美元。使得IBM PC成為個人電腦的代名詞，外界只要IBM PC而不顧其它微機。以IBM的領先技術和在業內的地位， IBM PC 事實上成了個人機的標準。其他廠商的同型別機器，都追求跟它相容。

我國採取改革開放策略，大批微機被引進來。聰明的中國人，學習IBM PC的公開技術，利用自己的漢字終端，也很快推出了長城、浪潮、長江以及聯想等幾款序列微機，積極發展自己的微型計算機產業，使得計算機的社會擁有量大幅度增加。據當時的電子工業部計算機工業局局長透露，“1984年我國計算機工業總產值比1983年大約增長一倍；主要產品，特別是微型機的產量，大約比1983年增長6倍”。另有報導，“1984年全國微機產量突破了2萬臺”，“微機大發展，全國出現了‘微機熱’”（引自 “微機大發展，全國出現了‘微機熱’” 《計算機世界》報報導，1985年1月8日）。到1989年初，“我國已經擁有微型計算機30多萬臺”，“還在逐年增加”（引自李玉林，錢培德《PC-DOS系統漢化和CC-DOS分析》前言，測繪出版社。1989年4月）。對比本書第2節引述1984年蘇聯官方害怕人民擁有微機後，擴大資訊的佔有和交流，因而限制微機普及的情況，我們國家採取開放策略，鼓勵購機用機，老百姓比蘇聯人幸運多了。

此後，企業購買PC多了，舉辦培訓班多了，DOS一詞成了工程技術人員中的流行語。我到北京，在石化部、廣電部等部門工作的親友都曾熱議過DOS。MS-DOS技術不但進入了我們本專科生“作業系統”教學內容，有時我們還應邀到校內外給更多的技術人員去講解這個系統的使用。其實我們面對的也是新知識，邊學邊介紹而已。在別人眼裡我們是入對了行的人，當然自己也覺得很愜意。

IBM PC的問世，標誌著計算機走向大眾化時代的開始。有些條件好一點的單位，開始以PC作為獎品，再好一點的更作為員工的福利。有一個單位的領導，擬給他們的員工每人發放一臺，還曾經徵詢我的意見，是否（每臺近3萬元）買當年的原裝PC，一步到位，省去以後升級的麻煩。短短的幾年時間，微型機從專業人士延展工作時空，較早進入家門，逐步擴大至更多的工程技術人員、教師和學生。而後各地的“電腦城”提供DIY服務，微機的普及就更快了。1996年春天，筆者單位的華龍公司，替部分有購機意向的職工購買了相容的IBM PC 486 DX/66，學校的網路中心派人為我們連上了校園網。這對於我們來說，是很有歷史意義的大事。多年以來，我的微機配置陸續更新，保持能夠滿足自己自如運用的狀態。從此計算機不再深居深閨，也不再只有到實驗室依嚴格管理制度才能使用，不再是“大家圍繞公家機器轉”，而變得“這是我的電腦”，“電腦聽我的話”了。PC就在我的辦公桌上，亦或者也在家裡的書桌上，我想用就開，不想用關掉就是了。開、關機也變得簡單，不用像多使用者計算機那樣，關機之前要多次通報協調，提示你快到關機時間了，趕快備份資料吧。有的關機前還要10分鐘、5分鐘、3分鐘、1分鐘報時，關機那可是一件很大的事情，生怕哪位使用者的資料丟失。到了個人機時代，開關機可以隨心所欲。電腦變得跟人親近多了。

MS-DOS被存放在一張磁碟上，很容易攜帶。它包括三個系統檔案IBMBIO.com、IBMDOS.com和COMMAND.com。其中IBMBIO.com負責處理I/O，IBMDOS.com是檔案系統，這兩個檔案在磁碟上依序順序駐留，並且採用隱式方式駐留。COMMAND.com是它的命令解釋程式。PC機的基本工作方式是，開電門，ROM中的載入程式被自動啟用，它把DOS的三個檔案從磁碟上陸續讀到記憶體，並最終讓作業系統工作起來，從而管理整個系統的軟硬體資源，為使用者提供適當的工作環境。在DOS提供的命令狀態下，使用者輸入命令，電腦執行並報告結果，作業系統再提示你可以輸入下一條命令。這種人與機器之間“輸入命令、執行命令、再輸入命令、再執行命令”的一問一答的互動工作方式，是UNIX等分時多使用者系統的用機方式，大家已經習慣，現在繼續用在個人機上，電腦成了聽話的助手。

十幾年間，個人機的處理器依據著名的“摩爾定律”（大約每18個月晶片整合度和效能提高一倍），經歷了從Intel 8086/8088、80286、80386、80486到80586的世代更迭，後來到奔騰系列。1993年， Intel公司推出的奔騰微處理器，開始了64位的微機時代。個人電腦隨之進行世代更迭，涵蓋計算機的第三代和第四代，功能越來越強，使用越來越方便。連同代表它的作業系統也在不斷地發展。在Windows之前，MS-DOS就在不斷地適應硬體發展和改進自身軟體效能過程中，大體上以半年為週期不斷地演變。MS-DOS的版本演進速度與支援晶片發展的摩爾定律基本一致。隨著微電子晶片的演進，市場上陸續有硬體新品推出，人們也有理由向電腦提出新的需求。作業系統為了能夠管理新硬體和滿足人們的新需求，就必須推出新版本。

1981年10月推出基本磁碟作業系統MS-DOS(PC-DOS) 1.0版，支援5英寸單面軟磁碟（容量180KB），1982年的版本開始支援5英寸雙面軟磁碟（容量360KB）。1983年3月的2.0版，加入了許多UNIX特色，比如支援多級檔案目錄結構。1984年8月3.0版，適應剛剛推出的5英寸1.2MB軟磁碟和32MB硬碟。其3.1版開始支援PC聯結區域網。到1986年3月的3.2版，開始支援新的3.5英寸軟盤和對32MB硬碟分割槽。以上幾個版本的推出，主要是為了適應硬體發展。而1988年的4.0版出現了PC Shell選單介面，則主要是改進用機環境。1993年的6.0版，則有了一定的防病毒機制。1994年便推出了支援中文的MS-DOS 6.22。

技術公開是IBM佔領市場的成功策略，但也給他帶來了負面效應，一批相容商仿IBM PC推出相容機，以較低價格反過來蠶食IBM的PC市場。在香港、臺灣、東南亞地區以及南韓，都有一批相容機。因為無論部件還是整機，市面上都可以買到，可以仿製，軟體可以拷貝，甚至修改。還有一個側面是一批病毒程式開始流行起來。先是看到螢幕上有跳動的小球，而後看到有毛毛蟲在“吃螢幕”，這條蟲子自下而上地逐行把螢幕上的顯示內容消掉。後來又有檔案型病毒，它增大或修改硬碟上的檔案。這都嚴重損害IBM的利益和形象。

IBM用法律保護自己，它曾經控告一些相容商，而且一告一個準。在1987年4月，決定推出一款新的與其大型機相容的系列微機PS/2，不再公開技術，以排斥掉相容商，也給病毒編造者更少機會。自其宣佈這一個決策起的一年時間內，我國有影響的專業報紙《計算機世界》報每一期都有相關訊息報導，或者是IBM公司的動向，擬採用的技術路線，或者是世界各國，特別是我們國家的對策等，可見IBM公司對業界影響之大。PS/2配的是微軟公司寫的作業系統OS/2。我曾經用過PS/2，那是參加湖南省公安廳召開的由國防科大為之開發的戶政管理系統鑑定會上。測試系統的時候，我們給定一些條件進行人員查詢，比如，查詢戶籍長沙，文化程度本科，25歲以下的未婚女青年。一下子便顯示出所有符合條件人員的姓名、單位、身份證號碼、照片等資訊。系統比較好用，其介面有類似於Macitosh那樣的圖形介面，這種介面被後來的Windows所吸納。但OS/2沒能充分利用80286保護模式，硬體功能發揮不充分。而且IBM追求與其大中型機相容，使得“OS/2過於龐大、笨重和複雜”（【美】比爾•蓋茨著，辜正坤譯：《未來之路》P80，北京大學出版社，1996.1）。OS/2並沒有像預期那樣在市場上大量地流行起來。

除了IBM PC，還有一些其它個人機，蘋果公司的Macintosh（也叫大Mac）就是非常好的一種，它曾經被美國Infoworld雜誌評為美國當時的最佳微機。其突出優點有兩個，第一，這款電腦首先採用了比它晚幾年才有的Windows那樣的圖形介面，開始配置滑鼠。人們藉助於圖形方式的“桌面”與機器互動操作，比如桌面上一個叫做“垃圾箱”的圖示，是用來存放被刪除檔案的，你想刪除某個檔案，只要用滑鼠點按住代表那個檔案的圖示，把它拖往垃圾箱就行了，操作過程很形象。如果是一種誤刪，以後還可以點開垃圾箱，把它拖回去。長沙鐵路分局計算機網路財務管理系統用的就是這種機器。跟MS-DOS的互動操作方式相比，MS-DOS屬於閉架賣貨、閉架借書之列，顧客必須指名道姓稱謂貨物名或書名報售報借，售貨員、圖書管理員才能幫忙查詢。而Macintosh辦的就是超市了，顧客需要什麼就直接拿好了，叫不出品名也不要緊，它給人們帶來了極大的方便。第二，這款電腦是第一款多媒體電腦。它集文字、圖形影像、動畫、語音等多種媒體於一身，在計算機多媒體領域有開創性地位。

微機之所以叫微機，只是就體積而言，並非功能微弱。個人機之所以叫個人機，只是就它的所有權和工作環境而言，也並非功能上的低下。在計算機主頻達到幾百兆赫茲的時候，國防科大銀河-Ⅱ總設計師周興銘院士，在湖南省計算機學會組織的學術報告中，談到計算技術發展之快時說，以往億次機是巨型機，今天的億次機已經是個人微機了。

1989年夏天，我們承攬了湖南省水文總站流速儀檢定系統設計的課題，必須購買一臺微機。經研究，我們從深圳購買了原裝的IBM PC/XT，配置為Intel 80286 CPU，1MB記憶體，20MB硬碟，5英寸軟碟機。這是我們學校購買的第一臺PC 286機。給我印象最深的是記憶體條，4條256KB的儲存條插在主機板的專用插槽上，購買價僅1000元，摺合1塊錢買到1KB位元組容量。跟以往DJS 21機的記憶體16K個單元相比，儲存器從一個大機櫃裡縮小到了指頭大小的晶片上，不但容量大為增加，而且它可以拔插，可以就放在手心上，十分方便。運算器和控制器也從以往的一個運控大機櫃，縮小到了插在主機板上的一塊處理器晶片（CPU）上了。對比之下，計算機大樓，圍繞它轉的各種工作人員都省掉了。讓我對30年來計算機技術的進步速度感慨不已。

不過當時微機主機板上除了CPU、記憶體和匯流排以外，幾乎沒有其它東西，所有外設都靠插在匯流排槽的板卡相連。顯示器要顯示卡，印表機要列印卡，硬碟驅動、軟盤驅動也要專門的一塊卡。這些對外設的控制線路現在都縮小做在主機板上了，當時都是單獨的板卡，而且售價不菲，一塊RS232序列通訊用卡要3000多元。

PC機還可以由自己隨意組裝，當一個DIY族。效能越來越高，價格越來越便宜。到了2000年，2500元可以買到當時最新的256MB記憶體條，合1塊錢100KB位元組了，比十年前又便宜了100倍。

微機上配有許多軟體，文書處理軟體，圖形影像軟體，工具軟體，遊戲軟體等等。作業系統則從MS-DOS逐步演變成Windows，微軟公司的一套office也逐步發展，具有表格處理，製作簡報，資料庫管理和網路功能，很受歡迎。許多《計算機基礎》教材都把office當作基本內容。

微機上的程式語言首先是BASIC，易學易用，解釋執行。其功能並不弱，有很好的圖形功能，學習寫程式容易收到立竿見影之效。剛使用微機的時候，我們就利用PC的圖形功能開發了一個幾何作圖題庫，演示一批平面幾何圖形，如何只用無刻度尺規，一步一步把它們畫出來。

後來PC機有了多媒體功能，到了網路時代，它又是一個網路的節點，一個前臺開發環境，程式設計能力更強，程式語言、程式設計工具更是日益發展，讓人眼花繚亂。

2006年後，PC機向多核發展，到了2009年我寫這段文字的時候，一款聯想IdeaCentre Qs3050的家用多媒體娛樂型品牌機，其配置：CPU為Intel 奔騰雙核 E5200 2.5GHz； 記憶體容量已經2GB； 硬碟容量320GB；光碟機RAMBO DVD帶多種資料格式光碟燒錄機，售價僅4250元。能夠滿足當時個人的一般要求，包括上國際網際網路，家庭娛樂等。這說明，當時個人機的價效比已經相當高，甚至已經列入我國家電下鄉的行列，價格是一般人都能夠承受的了。比爾•蓋茨“讓每一個家庭，每一張桌子上都有一臺計算機”（【美】比爾•蓋茨著，辜正坤主譯《未來之路》P5，北京大學出版社，1996.1）的計劃基本上實現了。而到了2015年，市場發售的膝上型電腦CPU採用Intel雙核或者4核結構的新品，記憶體容量已經配置到8GB，硬碟1TB。價格依然在5000元上下。

在技術與市場結合的潮流中，技術力量雄厚的中科院計算所，1984年成立了聯想集團。從1996年開始，聯想電腦銷量一直位居中國國內市場首位。2004年，聯想集團收購了IBM PC，成為業內世界矚目的大事。2013年，聯想電腦銷售量升居世界第一，成為全球最大的PC生產廠商。

（與本文相關的更多內容，可參看 彭民德《電子計算60年》第5章 個人計算靈活方便　電子工業出版社）