如果你在设计一个新的计算机系统,而这个系统中采用新的总线类型,你可以选择把总线规范公布于众(也可以通过其他方式发布出去)或者使其保密,决定权在于你。
一旦一条指定总线的规范公布开来,其他制造商——称为第三方(third-party)制造商—就可以设计并销售采用了这种总线的扩展板了。这些额外扩展板不仅加强了计算机的实用性,还使其更加满足实际需求。计算机的销售情况越好,扩展板的市场前景也就越好。正是由于这个原因,设计者在设计多数小型计算机系统时,都会坚持开放体系结构(OpenArchitecture)的原则,这样一来,其他制造商就可以生产计算机的外设。最终会有一条总线成为工业标准。在今天,“标准”已经成为个人计算机产业的一个重要组成部分。
1981年秋,最著名的开放体系结构个人计算机——IBM的PC问世。IBM公布了PC的技术参考资料(technical reference),里面包含了整台计算机的全部电路图,IBM为其制造的扩展板的资料也在其中。这个手册可是很重要的资料,它的出现使得很多制造商可以生产自已的 PC扩展板,实际上,这创造出了整个 PC的克隆体——其实与IBM的PC几乎完全相同,运行的软件也一样。
在如今的桌面计算机领域,从起初的IBM的PC发展而来的计算机数量庞大,占据约90%的市场份额。尽管IBM本身只占很小一部分,但事实上,如果起初的PC采用的是封闭体系结构(closed architecture)且设计是私有化(proprietary)的,其所占的市场份额会更少。苹果公司的麦金托什(Macintosh)起初采用的是封闭体系结构,尽管也曾部分考虑过开放的问题,这也就解释了为什么Macintosh在如今的桌面计算机市场上只占有不到10%的份额。(请记住这一点:一个计算机系统可以是在开放体系结构下设计的,也可以是在封闭体系结构下设计的,无论是哪种情况,其他公司都可以为其设计软件。但也有例外的情况,某些视频游戏的开发商会限制其他公司开发其专用系统上的软件)。
最初的IBM PC采用的是Intel8088 微处理器,可以寻址1MB的存储单元。虽然8088内部是一个16位的微处理器,但外部却只能寻址8位的存储器。工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,ISA)总线,是IBM 为最初的 PC 设计的。扩展板上有 62针的连接插头。有20个地址信号,8个复用的数据输入输出信号,6个中断请求信号及3 个直接存储器访问(Direct Memory Access,DMA)请求信号。DMA可以使存储设备(本章最后我们会讲到)快速地执行存储操作,这比采用其他方法快得多。通常情况下,所有读/写内存的操作都是由微处理器来完成的,但采用了DMA后,其他设备可以不通过微处理器而获得总线的控制权,进而直接对内存进行读写。
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