Совместимость персональных ЭВМ

В СССР выпускаются или будут выпускаться несколько моделей персональных компьютеров, основанных на микропроцессорах (МП) КМ1810ВМ86, КМ1810ВМ86М, КМ1810ВМ88. При использовании этих компьютеров возникает проблема совместимости между ними, а также совместимости с аналогичными ПЭВМ, выпускаемыми в других странах.
В мире выпускается много моделей персональных компьютеров, базирующихся на МП INTEL 8086 и 8088, с которыми совместимы советские КМ1810ВМ86 и КМ1810ВМ88. Большинство этих ПЭВМ конст- уировались как совместимые с компьютерами серии IBM PC (фир- 1Ы IBM). Сейчас ежегодно выпускается несколько миллионов ПЭВМ, эвместимых с различными моделями IBM PC, из них самой фир- ой IBM - около 40% от мирового производства. Правда, в настоящее эемя фирма IBM перешла на выпуск ПЭВМ серии PS/2, которую ожно считать развитием серии PC.
В нашей стране создано несколько моделей ПЭВМ, совместных с IBM PC. Наиболее распространенная из них ПЭВМ ЕС 1840. на серийно выпускается уже несколько лет. Кроме нее созданы ЭВМ ЕС 1841, ЕС1842, ЕС1845, "Искра-1030", "Нейрон И9-66", СМ1810 некоторые др. Все эти компьютеры в той или иной степени совместимы с IBM PC и соответственно друг с другом.
Проблему совместимости можно рассматривать на нескольких ювнях. Самый нижний - взаимозаменяемость аппаратуры: возмож- >сть использовать в ПЭВМ платы, созданные для другой машины, тедующий уровень - совместимость структуры памяти, адресов и /нкций портов ввода-вывода, способа отображения информации на [сплее. Третий уровень - совместимость базовой системы ввода-выво- (БСВВ) - находящихся в ПЗУ программ управления внешними ус- ойствами. Следующий, последний уровень - совместимость операци- ных систем (ОС) разных компьютеров.
Естественно, что для конкретных компьютеров разные устройст- могут быть совместимыми по разным уровням. Рассмотрим совме- имость ПЭВМ ЕС1840 и ЕС1841 с компьютерами IBM PC XT, вхо- щими в серию IBM PC.
На самом нижнем уровне - взаимозаменяемости аппарату- : - совместимость отсутствует. Платы ЕС1840/41 имеют отличные от именяемых в IBM PC размеры и разъемы, хотя и аналогичную 1ну. В этом существенный недостаток ПЭВМ серии ЕС: в мире выдается очень большое количество дополнительных адаптеров для VI PC, и они не могут использоваться в ЕС1840/41. Более того, ча- : выпускаются ПЭВМ, программно совместимые с IBM PC и имею- ie другой размер плат и разметку разъемов, но это делается для :тижения совместимости с другой существующей аппаратурой, на- имер магистралью Multibus. Кроме того, те же фирмы одновремен- выпускают и компьютеры, аппаратно совместимые с IBM PC. Ос- зным же доводом создания собственного конструктива для 1840/41 было наличие производственных мощностей, приспособлеп- х к производству печатных плат того размера, что и в ПЭВМ ЕС. авда, в ЕС1842 имеется один разъем, совместимый со стандартны- разъемами IBM PC XT, но всего один.
В СССР выпускается или будет выпускаться какое-то количество циальных адаптеров для ЕС1840/41 для синтеза и распознавания и, АЦП и ЦАП, КАМАК и т. д., но возможностей импорта таких птсров из других стран, в том числе из социалистических, это не екрост.
Совместимости на следующем уровне - адресов и функций пор- s ввода-вывода, структуры оперативной и дисплейной памяти - при
конструировании ЕС1840/41 уделялось большое внимание. Здесь совместимость почти полная. Различия имеются в способах управления последовательным интерфейсом (стык С2, западное наименование подобного интерфейса RS-232), в некоторых тонкостях управления дисководами, в структуре расширенной памяти в ЕС1841 и способах управления манипулятором "мышь". В остальном ЕС1840/41 полностью (насколько мне удалось определить) совместима с IBM PC XT на рассматриваемом уровне.
Последовательный интерфейс реализован на микросхемах, отличных от применяемых в серии IBM PC, в связи с чем он программируется по-другому. В БСВВ ЕС1840 вообще нет программ обеспечения работы последовательного интерфейса, из-за чего не работают программы, рассчитанные на использование RS-232 в IBM PC.
В БСВВ ЕС1841 такие программы имеются, и аппаратное различие почти полностью скрыто. Большинство программ, использующих последовательный интерфейс, не замечает подмены аппаратуры, но неправильно работают прерывания от стыка С2. Прерывания в основном используются при реализации сети ПЭВМ на последовательных интерфейсах и для связи компьютеров друг с другом через телефонную сеть с использованием модемов. Первое применение не очень существенно, так как для ЕС1841 создано некоторое подобие локальной сети (типа "Эстафета"), а второе применение в настоящий момент по многим причинам не актуально.
Различия в управлении накопителями на гибких магнитных дисках очень незначительны: в ЕС1840/41 накопители позволяют использовать на диске 80 дорожек, в отличие от 40, применяемых в IBM PC XT. БСВВ скрадывает это различие, передвигая головку дисковода через дорожку. Однако возникают две проблемы.
Первая состоит в том, что во многих достаточно крупных прикладных пакетах используются средства защиты от копирования, основанные на специальном формате дискеты. При загрузке пакет проверяет специфические особенности формата, и если не обнаруживает своих меток, не запускается. Если среди команд проверки есть команды установки головки на какой-либо трек не через БСВВ, а с помощью программирования на уровне портов ввода-вывода, то головка дисковода установится на другой трек (с логическим номером в два раза меньше) и средства защиты пакета от копирования сообщат, что дискета не имеет специального формата. Пакет не запустится. Среди не работающих по этой причине программ есть и программа копирования дискет с повторением исходного формата - COPYWRIT. Эта программа пытается (но ей не всегда это удается!) скопировать тонкости формата исходной защищенной дискеты для создания дубликата. Она копирует фактически половину дискеты - 20 треков, хотя сама считает, что скопировала все 40. Решение рассмотренного вопроса могло быть в имитации дисковых накопителей ПЭВМ IBM PC AT с 80 дорожками, и все современные программы, использующие средства зашиты, это учитывают. Но для этого необходимо модифицировать БСВВ EC1840/4I, тго было сделано только в EC1S42 и ЕС1845. Конечно, уже имеются программы, подменяющие БСВВ диска и учитывающие сказанное выше, но жаль, что появляются такие "мелочи" - их надо заранее продумывать на стадии проектирования ПЭВМ.
Вторая проблема: в 80-трековых накопителях записанная дорожка в два раза уже. Если дискета была однажды записана или сформа- тирована на 40-трековом накопителе, то при записи на нее с использованием 80-трекового накопителя будет стерта только половина (по ширине) существующей дорожки. Последующее чтение на 40-трековом накопителе приведет к тому, что будут накладываться сигналы от новой и старой записей. В результате дискеты, записанные на ЕС1840/41, могут не прочитаться на ПЭВМ, полностью совместимых с IBM PC, точнее, на таких, в которых используются 40-трековые накопители.
Аппаратная реализация расширенной памяти в ЕС1841 полностью отличается от принятой в серии IBM PC. Сначала несколько комментариев о термине "расширенная память". Адресное пространство процессоров КМ1810ВМ86/88 - 1 Мбайт (1М). В ЕС1840/41 из этого мегабайта 512 Кбайт (512К) отведено под оперативную память, область размером 128К - под дисплейную память (используется не вся область), область в 64К - под БСВВ (используется также не полностью) и области размерами 192 и 128К - под специальные нужды компьютера. Таким образом, иметь оперативную память объемом больше 512К не позволяет конструкция компьютера (но не процессора!).
В ЕС1841 имеется специальный механизм, позволяющий использовать дополнительную (расширенную) оперативную память объемом 0,5...1,0 М. Системные и прикладные программы пользователя не имеют прямого доступа ко всей памяти. Они могут вызвать ее часть некоторого заранее оговоренного размера для хранения информации, не используемой постоянно. Доступ к этой информации должен происходить только через специальные программы, которые умеют доставать необходимый кусочек дополнительной памяти. В расширенной памяти обычно организуется псевдодиск - программная имитация дисковода. Псевдодиск используется для хранения наиболее часто используемых программ и данных. При выключении питания компьютера вся информация, находящаяся на псевдодиске, исчезает, но во время сеанса он помогает даже при наличии на компьютере жесткого диска (винчестера): псевдодиск примерно в 5 раз быстрее.
Фирмами Lotus, Intel и Microsoft совместно разработан специальный аппаратный и программный интерфейс, известный как соглашение LIM или интерфейс ЕЕМ. Существует также его расширение под названием ЕЕЕМ. Интерфейс ЕЕМ применяется и фирмой IBM. Многие современные прикладные пакеты умеют использовать расширенную память, удовлетворяющую этим соглашениям. Но советский вариант расширенной памяти не удовлетворяет ни ЕЕМ, ни ЕЕЕМ.
Аппаратная несовместимость "мыши" ЕС1841 с ее зарубежными родственниками практически незаметна. Практически все программы используют программный интерфейс, реализованный совместимым драйвером, и не замечают аппаратной несовместимости.
В ЕС1842 можно включить программно-аппаратный эмулятор процессора INTEL 80286. Но вряд ли кто-нибудь это будет делать, так как и без того низкая производительность (примерно 1,8...2,0 по сравнению с PC XT) сильно падает.
Закончив описание несовместимости, укажем на некоторые расширения стандартных возможностей серии IBM PC, реализованные в ЕС1840/41. Их два. Первое расширение - загружаемый знакогенератор дисплея. Чисто программными методами можно изменить начертание любых знаков, выводимых на дисплей. Для каждого из 256 знаков, которые могут быть высвечены на экране дисплея, в дисплейном адаптере имеется специальная память, где хранится начертание этого знака. В ЕС1840/41 эта намять доступна программе и в нее может быть записано новое содержимое.
Второе расширение - большее количество клавиш на клавиатуре. Это связано с использованием русского алфавита. Клавиатура "раздвинута" на одну клавишу в ширину, что позволило иметь на ней одновременно стандарт QWERTY на латинском и ЙЦУКЕНГ на русском регистрах с сохранением мест знаков препинания в обоих регистрах. Кроме того, появились клавиши переключения с русского регистра на латинский и обратно. Правда, таких клавиш переключения слишком много - четыре. В ЕС1842 уже используется современная расширенная (enchanced) клавиатура, применяемая в компьютерах серии PS/2.
Совместимость на уровне БСВВ. БСВВ практически полностью совместима с BIOS IBM PC: В БСВВ ЕС1840 имеются одна ошибка, одна недоработка и один существенный недостаток. Ошибка заключается в том, что не инициализируется вектор 1516 процессора ПЭВМ. Программное прерывание по этому вектору в ранних модификациях IBM PC использовалось для организации вывода на кассетный магнитофон, в более поздних модификациях он используется для доступа к специальным функциям общего управления компьютером. В ЕС1840 нет программного драйвера управления кассетником и не реализованы специальные функции управления ПЭВМ. Некоторые же варианты ДОС и многие прикладные пакеты вызывают прерывание 1516, что приводит к зависанию компьютера.
Недоработка просматривается в реализации одной из функций вывода на дисплей - последовательного вывода (функция 0Е16 прерывания 1016). В ранних вариантах IBM PC при вызове этой функции необходимо было указывать страницу дисплейной памяти, в которую должен происходить вывод. В более поздних (современных) вывод производится всегда в нулевую страницу. В ЕС1840 и ЕС1841 реализован старый вариант, из-за чего современные версии MS DOS функционируют неправильно.
Недостаток - отсутствие драйвера последовательного интерфейса.
В БСВВ ЕС1841 ликвидированы указанные выше ошибка и недоработка, кроме того, доработаны другие драйверы. В том числе для загрузки знакогенератора дисплея ПЭВМ используется такой же интерфейс, как и в дисплейном адаптере EGA для ПЭВМ IBM PC (в ЕС1840 встроенных программных средств загрузки знакогенератора нет), в БСВВ ЕС1841 имеются программы доступа к расширенной памяти.
Совместимость на уровне ОС. В мире основной ОС для данного класса ПЭВМ является MS DOS (или ее вариант PC DOS, распространяемый фирмой IBM для своих компьютеров). ')ш (и мпрМйЛЬ- но функционируют на ПЭВМ ЕС1840/41 (с учетом заме ч.шип п последовательном выводе на дисплей, сделанных выпи ) < II IIIM ЕС1840/41 в настоящее время распространяется и Альфа J К н . гоимс- стимая с MS DOS версии 3.30, учитывающая все особеннееш 11 IIIM ЕС1840/41. Альфа-ДОС позволяет использовать кириллицу » нмпшх файлов, названиях команд и выводит сообщения на русском шмм-.
На ЕС1842 с включенным эмулятором процессора 1NT1.1 HO.Wi делались попытки запустить OS/2, но, по моему мнению, они ш in.i- ли полностью успешными.

 


Обсудить вопрос в студенческом форуме

 

Сайт содержит информацию о учебном заведении и студенческой общине и не является официальным