讲述光阴的故事：从操作系统看PC硬件的发展（上）
硬件时空
“流水它带走光阴的故事改变了两个人，就在那多愁善感而初次流泪的青春，遥远的路程昨日的梦以及远去的笑声，再次的见面我们又经历了多少的路程……”，当你坐在电脑面前，熟悉的歌声再一次响起时，你是否想过，与我们朝夕相处的PC不也在演绎着光阴的故事吗？而主导这个故事的主角之一正是我们熟悉的操作系统。下面就让我们跟随操作系统进化的步伐，回顾一下PC二十几年来的重大革新之路。
DOS 1.0 时代
时间：1981-1982年 关键词：IBM 5150、80286、内存条
1981年8月12日，这是一个让无数电脑“先辈”难以忘怀的日子，就在这一天，现代PC的“鼻祖”——IBM 5150诞生了。IBM 5150就像一个灰色的“大盒子”，最初售价高达1565美元，而内存容量只有捉襟见肘的16KB，配备有显示器、键盘和两个软盘驱动器。如果读者朋友有幸在上个世纪90年代初接触到电脑，一定会对当时“小气”的显示屏幕记忆犹新。IBM PC显卡有单色卡和彩色图形卡之分，单色卡可显示“80行×25列”字符，而彩色图形卡可以达到“720×350”。90年代初我们能接触到计算机大多是在大学里面，当时那些主机正是“IBM 5150”的复制品，配备了单色卡。
每一部精彩的电影都会造就一批新的明星，IBM 5150同样也不例外，被它“捧红”的明星当属现在大名鼎鼎的英特尔和微软公司了。为了尽快推出自己的PC产品，当时IBM工程师大卫·布拉德利和他的同事打破了IBM的一贯政策，采用了其他公司的技术和产品，其中CPU使用了英特尔的8088处理器，而操作系统使用了微软提供的DOS 1.0。最初的DOS 1.0非常简陋，每张盘上只有一个根目录，而且不支持子目录，这种情况到1983年3月2.0版本发布时才有所改观。微软把提供给IBM销售的版本称作PC-DOS，而把自己销售的版本命名为MS-DOS，事实上它们是一样的。
1982年2月，桌面CPU的一个特殊时刻到来了——英特尔发布了80286处理器。资深电脑玩家耳熟能详的“保护方式”就是来自于这款处理器。80286处理器的最大主频为20MHz，内、外部数据传输位宽均为16位，使用了24位内存储器寻址，内存寻址能力为16MB，它可以工作于两种方式：实模式和保护方式，其中后者能保护操作系统在遇到异常应用时不会停机。
伴随着80286处理器的问世，内存条开始“入住”PC主机。在80286主板发布之前，内存是直接固化在主板上，而且容量只有64KB～256KB，不过随着软件程序和新一代80286硬件平台的出现，程序和硬件对内存性能提出了更高的要求，为了提升速度并扩大容量，内存必须以独立的封装形式出现，此时便诞生了“内存条”的概念，搭配80286处理器的30pin SIMM（Single In-line Memory Modules，单边接触内存模组）内存是内存领域的开山鼻祖。
DOS 2.0 时代
时间：1983年 关键词：IBM PC/XT
不支持子目录的缺陷让DOS 1.0备受指责。1983年3月，微软推出了DOS 2.0版本，它增加了类似UNIX分层目录的管理形式，这一次DOS又“傍上”IBM的新一代主机——IBM PC/XT。虽然IBM PC/XT仍然使用8088 处理器，但配置却高多了，加上了一个10MB（随后的XTS机型为20MB）的内置硬盘，IBM把原本放在盒子里的控制卡的功能集成到一块接口控制卡上，构成了我们常说的硬盘控制器。借助IBM这颗“大树”，DOS的市场份额仍在稳步地扩大之中。
DOS 3.0 时代
时间：1984年 关键词：ADLIB、IDE
1984年8月，微软发布了DOS 3.0，它提升了内存管理能力，可以让IBM PC/AT及兼容机的性能得到进一步发挥。在这一年里， PC的革新路程又迎来了两位重要成员。可能很多人都没听说过ADLIB，但它是开电脑音频技术先河的功臣。世界上第一块声卡被称为“ADLIB魔奇音效卡”，于1984年诞生于英国的ADLIB AUDIO公司，正是这款产品让人们开始感受到电脑音乐的魅力。在这一年里，计算机存储领域也迎来了崭新的一页——1984年底，康柏公司开始研发IDE接口，并逐渐成为桌面硬盘的事实标准。尽管ADLIB已经退出历史的舞台，康柏后来也被惠普合并，但PC产业的发展完全称得上日新月异，PC在社会生活中的地位正日益突出。
Windows 1.0 时代
时间：1985-1986年 关键词：80386、CD-ROM
1985年11月20日，PC终于迎来了第一个图形界面系统——Windows 1.0，用户可以借助鼠标来使用操作系统的各种功能。Windows 1.0基于MS-DOS 2.0，可以显示出256色。安装Windows 1.0 需要256 KB的内存、两个软驱及DOS 2.0系统。Windows 1.0是一个很不成熟的产品，据不完全统计，当时每天累计有2500万个崩溃！不过DOS的成功加上Windows的问世，让很多极具慧眼的有识之士瞄上了微软，从1986年开始微软的股票就飙升。
1985年对硬件产业来说也是激动人心的一年。在Windows问世的前三个月，英特尔以一种特殊的方式宣告了80386的到来——它在80286芯片的宣传海报上打了一个红色的叉，“3比2好”的数字效应让新一代处理器迅速深入人心。80386集成了27.5万个晶体管，运算速度达到了每秒500万个指令，这是第一代微处理器4004的120倍。在这一年里，PC主机又迎来了一位“新人”——CD-ROM。自飞利浦和索尼联合公布了在光盘上记录计算机数据的黄皮书以后，CD-ROM驱动器便在计算机领域得到了广泛的应用。最初的光盘只包含文字信息，而现在可存储声音、图形、视频、动画等多种信息。
Windows 2.0 时代
时间：1987-1989年 关键词：80486、Sound Blaster Card、MR
1987年11月，微软正式推出了Windows 2.0，该版本主要针对用户界面做了一些改进，增强了键盘和鼠标操作特性，特别是加入了功能表和对话方框。虽然与Windows 1.0相比并没有太大的变化，但Windows 2.0开始支持VGA显示标准，这就意味着屏幕能显示更多的内容，图形界面不再是噱头，这为Windows的广泛应用打开了大门，它对PC硬件的影响力也开始与日俱增，在Windows 2.0问世后的第三年，也就是1989年，PC产业界迎来了三件大事。
1989年4月10日，英特尔在拉斯维加斯电脑大展上首次发布了集成有120万晶体管的486处理器，该处理器集成了120 万个晶体管，其后继型号的时钟频率达到100MHz，自1971年英特尔生产第一块微处理器开始，PC主机的“大脑”终于迈入100MHz频率的大关，摩尔定律迎来了崭新的篇章。
时势造英雄。PC产业界又有一颗璀璨的新星骤然升起，它就是创新公司。1989年11月，创新发布了划时代的“Sound Blaster”声卡，这款声卡一经发布便在全球掀起了多媒体的热潮。人们猛然发现，原来电脑也可以这样“动人”！同时，电脑音频也步入了Sound Blaster时代。
作为电脑行业的元老，IBM又做出了一项重大贡献。1989年IBM发布了每平方英寸1000兆位记录密度的MR（Magneto Resistive，磁阻磁头技术）磁头，这种磁头是通过阻值变化（而不是电流变化）来感应信号的幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也大大提高，这使得盘片的存储密度比以往每英寸20MB的容量提高了数十倍，突破了薄膜磁头在磁盘密度上的瓶颈。MR磁头的问世，让硬盘容量得以飞速发展，如果没有它的出现，很难想象微软后来敢在操作系统上做出巨大的改进，日后对业界产生巨大影响的Windows 95就至少需要100MB容量的硬盘。
Windows 3.X 时代
时间：1990-1994年 关键词：MPC、Sound Blaster 16、Pentium
1990年5月，微软发布了Windows 3.0，该版本重新编写了界面，存储器空间扩展到了640KB，首创了许多全新的功能，如引入文件管理器对系统中的文件进行管理，拖放操作、程序管理器、任务管理器等使应用程序之间的切换更加方便。它仅推出6周就售出50万套，并在Windows 3.1发布前创下了销售700万套的纪录。越来越多的PC厂商选择Windows作为捆绑对象，Windows对PC硬件的影响力达到了新的高度。
无论哪个行业，谁先制定并掌握了标准，谁就占了先机。此时微软敏锐地感觉到多媒体将在未来电脑中扮演着重要角色，于是在1990年11月27日，微软联合Tandy、NEC、创新等10家IT厂商，共同召开了一次多媒体大会，并出台了多媒体个人电脑（Multimedia PC，简称MPC）标准。第一代MPC要求处理器至少为80286/12MHz（后来提高到80386SX/16MHz）及一个光驱，光驱至少要达到150KB/s的传输速率。
1992年，微软带来了针对多媒体应用量身定制的Windows 3.1，两个月内就售出300万套。从此Windows进入了多媒体时代，Windows 3.1一跃成为当时最流行的操作系统，DOS的地位逐步被削弱。个人电脑的功能也随着Windows 3.1的普及，从文字、数据处理全面扩展到影片欣赏、电子图书、音乐作曲、录像录音、美术创作和电脑游戏等领域。
作为多媒体领域的一位重要战将，创新也紧随微软的步伐推出了Sound Blaster系列的又一款产品——Sound Blaster 16，该产品的问世标志声卡进入了16位采样时代，从8位到16位的变化堪称声卡历史上最伟大的变革之一。Sound Blaster 16第一次让声卡获得了CD一样的指标，比起以前的声卡，音质上有一种巨大的飞跃。
1993 年3 月22 日，英特尔推出了全面超越486的新一代处理器，但英特尔并没有像以往那样把它命名为80586，而是给了它一个全新的名称——Pentium（奔腾），这是为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰，英特尔希望此举能把自己的产品与AMD和Cyrix的产品区分开来。Pentium 架构在每个周期的执行效能最多达到了80486处理器的两倍，第一代Pentium集成了300多万个晶体管、早期版本的核心频率为60MHz～66MHz，后来，75MHz、90MHz、100MHz……233MHz等产品陆续问世。
