To jak to z tym IBM PC i jego klonami było?
Wielu z nas zna lepiej lub gorzej historię takich firm komputerowych jak Atari, Sinclair, Commodore, czy nawet poszczególnych modeli, jak kultowych Amiga i Atari ST. Natomiast wiedza, jak było z IBM PC i jego klonami jest już mniej popularna? Dlaczego klonowanie stało się procesem masowym? Co spowodowało sukces platformy PC do tego stopnia, że wyeliminowała pozostałe (no może oprócz Apple, choć od czasów zastosowania procesorów Intel a Mackach, to także platforma PC)? Spróbujmy się temu w skrócie przyjrzeć.
Co to jest komputer PC? Większość z nas pomyśli, że to mały, domowy lub biurowy komputer a obecnie też i laptop. Takie określenie nie jest jednak wystarczająco precyzyjne. To prawda, że pecet jest komputerem osobistym, ale na pewno nie każdy komputer osobisty, jest lub był, pecetem. Dla przykładu, komputery Apple Macintosh były z całą pewnością komputerami osobistymi, ale nie można ich nazwać pecetami.
To architektura komputera powoduje, że nazywa się go PC, czyli popularnie pecetem. Tutaj trzeba przyznać, że ta nazwa się zdezawuowała a komputer stał się synonimem PC. Nazwa PC pochodzi od pierwszego komputera IBM PC z 1981 r. Właściwie to IBM wynalazł pecety, projektując i uruchamiając produkcję pierwszego egzemplarza. Oczywiste jest jednak, że IBM nie wynalazł komputerów osobistych. Pierwszy komputer osobisty pochodzi z MITS a był nim Altair, który powstał w 1975 r.. Pomimo, iż IBM zaprojektował i stworzył w 1981 roku peceta, i przez wiele kolejnych lat kontrolował rozwój komputerów PC, to w 1987 roku utracił kontrolę nad tym standardem. Miało to miejsce w czasie próby zmiany koncepcji PC i odzyskaniu kontroli na dynamicznie rozwijającym się rynku PC. Pomysłem IBM-a na to było wprowadzenie na rynek linii komputerów PS/2. Do tego momentu inne produkujące pecety kopiowały dokładnie wszystkie rozwiązania IBM-a, łącznie z układami, wtyczkami, a nawet wymiarami płyt głównych. W 1987 r. IBM porzucił jednak wiele z utworzonych wcześniej rozwiązań i, wydawało by się już, standardów. To IBM określił już w 1981 roku podstawowe założenia płyt głównych pecetów, zaprojektował architekturę gniazd rozszerzeń (8- i 16-bitową magistralę ISA), portów szeregowych i równoległych, kart graficznych aż do standardu VGA i XGA, zaprojektował również specyfikację interfejsów i sterowników twardych dysków oraz stacji dysków, sposób zasilania, wygląd i interfejs klawiatury i myszy, a nawet fizyczne parametry (wymiary) wszystkich elementów – od płyty głównej do kart rozszerzeń, zasilaczy i obudów.
Dlaczego powstały klony?
1. Platforma sprzętowa.
Twórcy oprogramowania zawsze chronią swoje dzieła poprzez prawa autorskie. Podczas gdy sprzęt może być chroniony tylko poprzez patenty, które często są trudne do uzyskania, a i tak ich ważności upływa po 17 latach. Aby coś mogło zostać opatentowane, musi bazować na unikatowych i zauważalnie nowych rozwiązaniach. A przecież komputery PC były zbudowane z wcześniej już istniejących części, które każdy mógł kupić! Większość najważniejszych układów peceta pochodziła od Intela, na przykład: procesor 8088, generator cyklu podstawowego 8284, programowalny generator interwałów czasowych 8253/54, kontroler przerwań 8259, kontroler bezpośredniego dostępu do pamięci DMA (Direct Memory Access) 8237, interfejs urządzeń peryferyjnych 8255 oraz kontroler magistral 8288. Układy te były sercem oryginalnych komputerów PC.
Ponieważ projekt oryginalnych komputerów PC nie został opatentowany, każdy mógł kopiować rozwiązania sprzętowe zastosowane w komputerach IBM PC. Wszystko co trzeba było zrobić, to zaopatrzyć się u dostawców w te same części, z których korzystał IBM, a następnie zaprojektować nową płytę główną. Co więcej, aby ułatwić to zadanie, IBM wydał łatwe do zdobycia podręczniki, zawierające kompletne i bardzo szczegółowe schematy swoich płyt głównych oraz wszystkich kart rozszerzeń.
2. Oprogramowanie płyt BIOS
Najtrudniejszą do skopiowania częścią pecetów było zabezpieczone prawami autorskimi oprogramowanie. Pierwszą firmą, która wymyśliła legalną metodę obejścia tego problemu, czyli w zasadzie duplikację (ale nie kopiowanie) trudnego do zastąpienia oprogramowania (na przykład BIOS-u), był Phoenix Software. Firma ta zatrudniała dwie grupy informatyków, przy czym skład drugiej grupy został specjalnie dobrany tak, by pracowali w niej informatycy, którzy nigdy nie widzieli ani nie analizowali kodu BIOS-u produkcji IBM. Ludzie w pierwszej grupie badali i tworzyli tak szczegółowy, jak tylko to było możliwe, opis tego oprogramowania. Druga grupa czytała opis tworzony przez pierwszą grupę i na jego podstawie pisała nowy BIOS, który wykonywał wszystkie opisane przez pierwszą grupę funkcje. Produktem końcowym całego procesu był BIOS funkcjonujący równie dobrze jak oryginał, napisany na jego podstawie, ale różniący się od niego rozwiązaniami poszczególnych problemów.
Phoenix nazwał tę technikę metodą „czystego pokoju” (clean room approach) i w odróżnieniu od odtwarzania kodu oprogramowania (na przykład za pomocą oprogramowania dekompilującego), nie można jej niczego zarzucić pod względem prawnym. BIOS IBM-a zawierał tylko 8 kB użytecznego kodu i miał określone funkcje, kopiowanie go poprzez technikę „czystego pokoju” nie było trudne. Później także inne firmy produkujące BlOS-y nie miały problemów z nadążaniem za IBM-em w rozwijaniu swoich produktów. Nie licząc części BIOS-u, w których zawarty został POST (Power On Self Test), to posiada one tylko 32 kB aktywnego kodu. Poza firmą Phoenix produkcją BIOS-ów zajęły się takie firmy jak Award, AMI czy też MicroID Research.
3. System operacyjny
Na początku istnienia pecetów, gdy IBM kontrolował jeszcze kierunek rozwoju komputerów osobistych, zatrudnił Microsoft do napisania oprogramowania. IBM wyprodukował komputer, napisał zbiór programów realizujących podstawowe operacje wejścia-wyjścia, czyli BIOS (Basic Input Output System), a zadaniem Microsoftu było stworzenie dyskowego systemu operacyjnego, czyli DOS (Disk Operating System), oraz innych aplikacji i programów narzędziowych. Jak się później okazało, IBM popełnił jedną z najkosztowniejszych pomyłek w świecie biznesu – nie zapewnił sobie praw wyłączności do DOS-u. Dzięki temu Microsoft mógł sprzedawać przeznaczony dla IBM-a kod DOS-u innym zainteresowanym firmom.
Patrząc z perspektywy czasu, ten jeden drobny błąd w umowie, umożliwił Microsoftowi przeistoczenie się w to, czym jest dzisiaj – dominującą firmą na rynku oprogramowania. W następstwie tego samego błędu IBM utracił kontrolę nad stworzonym przez siebie standardem komputerów PC.
Po skopiowaniu układów oraz BIOS-u komputerów PC IBM-a, jedynym, co dzieliło komputer od stania się w pełni kompatybilnym z IBM-em, był DOS. Kopiowanie DOS-u poprzez technikę „czystego pokoju” byłoby bardzo pracochłonnym zadaniem, ponieważ DOS jest znacznie większy od BIOS-u i posiada o wiele więcej podprogramów i funkcji. Innym
problemem z systemem operacyjnym jest jego ewolucja – zmieniają się one znacznie częściej i istotniej niż BIOS, który w porównaniu z tempem tych zmian jest właściwie niezmienny. Oznacza to, że jedynym sposobem uzyskania DOS-u na komputerze kompatybilnym z IBM-em, jest uzyskanie na niego licencji. I tu właśnie pojawia się Microsoft. Ponieważ IBM, który na samym początku zatrudnił Microsoft do napisania DOS-u, nie zawarł z nim umowy na wyłączność, Microsoft mógł sprzedawać kopie DOS-u komu tylko zechciał. Licencjonowana kopia DOS-u była ostatnim elementem w układance tworzącej komputer kompatybilny z IBM-em, który mógł być produkowany i sprzedawany niezależnie od tego, czy IBM-owi się to podobało, czy nie.
Co z pozostałymi platformami?
Patrząc z perspektywy czasu, właśnie powyższe decyzje spowodowały brak komputerów będących klonami Apple Macintosh (chociaż tu był krótki epizod), Amigi lub innymi. Nie jest to związane z tym, że komputerów tych nie dało się skopiować; prawdę mówiąc, układy tych komputerów były dość proste i łatwe w produkcji. Prawdziwy problem to oprogramowanie systemowe. Apple, dla przykładu, był jedynym właścicielem systemu operacyjnego MAC OS i nie sprzedawał ani nie licencjonował go żadnej firmie, przez co nikt inny nie mógł sprzedawać komputerów kompatybilnych z tym standardem. W dodatku Mac BIOS oraz system operacyjny są bardzo ze sobą zintegrowane; BIOS tych komputerów jest bardzo duży, rozbudowany i stanowi ważną część systemu operacyjnego. Dzięki temu zarówno BIOS, jak i system operacyjny uzyskał odporność na jakiekolwiek procedury kopiowania z wykorzystaniem techniki „czystego pokoju” i najprawdopodobniej bez błogosławieństwa (licencji) firmy Apple nigdy nie powstaną klony jej komputerów.
Ponieważ IBM posiada jedynie, nie dającą mu praw wyłączności, licencję na korzystanie z DOS-u, każda firma, która chciała stosować ten system w swoich komputerach kompatybilnych z IBM PC, mogła zakupić go od Microsoftu. Dzięki temu praktycznie każdy mógł tworzyć komputery kompatybilne z IBM-em, niezależnie od tego, co IBM o tym myśli. Użytkownikom zależy na oprogramowaniu kompatybilnym wstecz, firma posiadająca wyłączną kontrolę nad systemem operacyjnym automatycznie uzyskuje również kontrolę nad całym oprogramowaniem.