Vitrina: Ordenadores de 16 bits: IBM lanza el primer PC

El 12 de agosto de 1981, International Business Machines (IBM) presentó al mundo el IBM Personal Computer (modelo 5150). Lo que comenzó como un proyecto experimental y atípico dentro del gigante azul —desarrollado en apenas un año por un reducido equipo de doce ingenieros en Boca Ratón (Florida)— acabó por transformar para siempre el panorama de la microinformática. El IBM PC no solo definió el concepto de ordenador personal en oficinas y hogares, sino que instauró el estándar de arquitectura abierta sobre el cual se edificaría la industria tecnológica moderna.

A finales de los años 70, el mercado de la informática personal estaba dominado por equipos de 8 bits como el Apple II, el Commodore PET o las máquinas con CP/M. IBM, conocida mundialmente por sus gigantescos y costosos *mainframes*, carecía de presencia en este segmento en plena efervescencia.

Para responder con rapidez, la dirección de IBM autorizó al ingeniero Don Estridge a formar un grupo de trabajo independiente en Boca Ratón bajo el nombre en clave “Project Chess”. Estridge rompió deliberadamente con todas las tradiciones de la compañía:

• Uso de componentes comerciales estándar (COTS): En lugar de diseñar cada chip internamente a medida con plazos de varios años, compraron componentes ya existentes en el mercado. Eligieron el microprocesador Intel 8088, unidades de disco de Tandon y circuitos integrados estándar.
• Arquitectura de bus abierta: Publicaron los esquemas de los circuitos y la documentación técnica de las ranuras de expansión (el futuro bus ISA de 8 bits). Cualquier fabricante externo podía diseñar tarjetas de ampliación de memoria, sonido o comunicaciones sin pagar licencias abusivas.
• La BIOS como único eslabón cerrado: El único componente exclusivo de IBM era el chip de la BIOS (Basic Input/Output System), cuyo código de inicialización y llamadas de bajo nivel estaba protegido por derechos de autor. Años más tarde, la ingeniería inversa limpia de esta BIOS por compañías como Phoenix o Compaq dio origen a la avalancha de los “compatibles PC” o clónicos.

La elección del sistema operativo para el IBM PC 5150 marcó el punto de inflexión definitivo en la historia de la informática personal y transformó a Microsoft de una empresa de lenguajes a un gigante global del software.

A mediados de 1980, el estándar indiscutible en la informática profesional de 8 bits era el sistema operativo CP/M (Control Program for Microcomputers), desarrollado por Gary Kildall en su compañía Digital Research (DRI).

• Cuando la delegación de IBM (liderada por Jack Sams) visitó a Bill Gates para licenciar software, Gates les aconsejó contactar directamente con DRI para obtener una versión de CP/M adaptada a la arquitectura de 16 bits (CP/M-86).
• La reunión entre IBM y Digital Research fracasó de inmediato: Dorothy McEwen (responsable comercial de DRI y esposa de Kildall) se negó a firmar el estricto acuerdo de confidencialidad (NDA) impuesto por los abogados de IBM.
• Ante la urgencia de cumplir con los ajustados plazos del Proyecto Chess, IBM regresó a Redmond para encargar a Microsoft el suministro conjunto de los lenguajes y un sistema operativo funcional.

Microsoft no disponía de un sistema operativo propio para el procesador Intel 8086. Sin embargo, en Seattle, Tim Paterson (ingeniero de Seattle Computer Products - SCP) había desarrollado de forma interna un clon de CP/M para sus propias placas de desarrollo con 8086, bautizado provisionalmente como QDOS (Quick and Dirty Operating System) y más tarde comercializado como 86-DOS.

• Paterson diseñó 86-DOS replicando prácticamente la API y las llamadas de sistema (INT 21h) de CP/M para facilitar la portabilidad directa de aplicaciones existentes, pero sustituyó el sistema de ficheros de DRI por la tabla de asignación de archivos (FAT), derivada del BASIC de Microsoft.
• En diciembre de 1980, Gates negoció una licencia no exclusiva de 86-DOS con SCP por 25.000 dólares.
• En julio de 1981, semanas antes de la presentación pública del 5150, Microsoft compró todos los derechos intelectuales de 86-DOS por 50.000 dólares adicionales. Tim Paterson fue contratado por Microsoft para liderar la adaptación y corrección del código de cara a las especificaciones de IBM.

El golpe maestro de Bill Gates y Paul Allen radicó en la redacción del contrato con IBM:

• Licenciamiento no exclusivo: IBM obtuvo los derechos del sistema operativo para renombrarlo y distribuirlo junto a sus equipos como IBM PC-DOS (versión 1.0).
• Retención de derechos: Microsoft se reservó expresamente el derecho de comercializar el mismo sistema operativo a cualquier otro fabricante bajo el nombre de MS-DOS.
• Estrategia de precios de IBM: En el lanzamiento, IBM ofreció tres opciones de sistema operativo: CP/M-86 (que llegó más tarde con un precio prohibitivo de unos 240 $), el sofisticado pero complejo UCSD p-System (unos 450 $) y PC-DOS (un precio casi simbólico de 40 $), lo que convirtió a DOS en el estándar absoluto de facto.

Cuando la industria descubrió que la BIOS del IBM PC podía replicarse legalmente mediante ingeniería inversa de “sala limpia” (clean-room) —hito alcanzado por Compaq a finales de 1982 con su Compaq Portable—, surgió el mercado masivo de los “clónicos IBM PC compatibles”.

Para construir un ordenador 100% compatible no bastaba con clonar el hardware y la BIOS: se requería exactamente el mismo sistema operativo. Dado que IBM no licenciaba PC-DOS a terceros, todas las marcas emergentes (Compaq, Columbia Data Products, Eagle, Dell, Tandy, Phoenix, etc.) tuvieron que acudir obligatoriamente a Microsoft para comprar licencias de MS-DOS.

Este modelo de negocio convirtió a Microsoft en el árbitro independiente y estándar universal del software para la arquitectura PC, proporcionando los ingresos masivos y el dominio de plataforma que más tarde cimentaron el desarrollo de Microsoft Windows.

Al igual que los microordenadores domésticos de su tiempo, el IBM PC 5150 no requería necesariamente de un sistema operativo en disco para arrancar.

El IBM PC 5150 integraba un intérprete de BASIC en memoria ROM, ocupando 32 KB repartidos en 4 chips de 8 KB (ubicados en el rango de direcciones 0xF6000 a 0xFDFFF). Desarrollado por Microsoft, este entorno tomaba el control del sistema de forma automática cuando el equipo arrancaba sin unidades de disco o si no se detectaba un disquete de arranque en la unidad A:, mostrando el cursor parpadeante listo para introducir código.

El intérprete en ROM servía como núcleo base para las distintas versiones que comercializaba IBM:

• Cassette BASIC (C1.10): Totalmente autónomo en la ROM. Solo permitía cargar y almacenar programas a través del puerto DIN de cinta de casete.
• Disk BASIC (BASIC.COM): Requería arrancar desde PC-DOS. Mantenía el núcleo de la ROM pero cargaba en memoria RAM las rutinas necesarias para el acceso a ficheros en disquete y reloj de tiempo real.
• Advanced BASIC (BASICA.COM): Ampliaba el Disk BASIC añadiendo soporte para gráficos avanzados en color, música/sonido polifónico y comunicaciones serie.

La presencia del BASIC de Microsoft en el IBM PC fue la consecuencia directa de una hegemonía de software iniciada a mediados de los años 70:

1. Nacimiento de Microsoft (1975): Tras la publicación del microordenador MITS Altair 8800 (Intel 8080) en la revista Popular Electronics (enero de 1975), Bill Gates y Paul Allen contactaron con Ed Roberts afirmando tener listo un intérprete de BASIC. Allen desarrolló un emulador del 8080 para un mainframe DEC PDP-10 y, junto a Monte Davidoff (rutinas de coma flotante), completaron el intérprete sin haber tocado un Altair físico. Tras probarlo con éxito en Albuquerque, fundaron la sociedad Micro-Soft.
2. Expansión a los 6502 y Z80: El código base evolucionó y fue adaptado a las principales arquitecturas de 8 bits del mercado:
   • Commodore: Licencia plana (flat-fee) que dio origen al Commodore BASIC (utilizado desde los PET hasta el Commodore 64).
   • Apple: Steve Wozniak licenció el código para sustituir su Integer BASIC original por el Applesoft BASIC (con soporte de coma flotante) en la familia Apple II.
   • Tandy / Radio Shack: Adaptado al procesador Zilog Z80 como Level II BASIC para el TRS-80.
   • Estándar MSX (1983): Diseñado bajo el liderazgo de Kazuhiko Nishi (Microsoft Japón), adoptando el MSX-BASIC para Z80 como estándar universal de la plataforma.

Cuando IBM planificó el Proyecto Chess en 1980 para crear el 5150, acudió originalmente a Microsoft en busca de su intérprete de BASIC consolidado; la negociación del sistema operativo (que derivó en la compra de QDOS para crear PC-DOS) se gestó meses después a raíz de esa relación inicial.

En 1981, el concepto de interfaz gráfica no existía en el mercado de masas; el método de interacción exclusivo era la consola de comandos de texto.

• El Teclado IBM Model F (83 teclas):
  • Diseñado y fabricado por la propia IBM con una robustez legendaria, el teclado original del 5150 pesaba casi 3 kilos gracias a su placa de refuerzo interna de acero curvado.

• Utilizaba el prestigioso mecanismo de resorte capacitivo basculante (*buckling spring*), que producía una respuesta táctil inconfundible y un sonoro “clic” mecánico al escribir.
• Su disposición contaba con 83 teclas: un bloque de 10 teclas de función (F1 a F10) dispuestas en dos columnas a la izquierda, y un teclado numérico a la derecha que compartía funciones con las flechas de dirección (no disponía aún de bloque de cursor independiente ni de indicadores LED de bloqueo de mayúsculas).
• Se comunicaba con la placa base a través de un conector circular DIN de 5 pines utilizando el protocolo de bajo nivel unidireccional de IBM (denominado retrospectivamente protocolo “XT”, incompatible con los posteriores teclados AT / PS/2 sin adaptadores electrónicos de conversión activa).
• ¿Y el ratón?:
• El IBM PC original no incluía ratón ni existía soporte nativo para él en DOS 1.0.
• No fue hasta años después, con la proliferación de software gráfico y de diseño, cuando se popularizó la conexión de ratones serie (*Serial Mouse*). Estos dispositivos se acoplaban a los puertos serie RS-232 (DB-9 o DB-25), requiriendo la carga previa en memoria de un controlador residente (*driver* como MOUSE.COM o MOUSE.SYS) para poder ser utilizados en programas compatibles o entornos gráficos primigenios.

El modelo IBM PC 5150 que se expone en esta vitrina ejemplifica la evolución que experimentaron muchos de estos equipos a lo largo de su vida útil. Originalmente concebido como un sistema de doble disquetera y memoria reducida, ha sido optimizado con los componentes más codiciados de su era:

• Ampliación de Memoria a 640 KB:
  • La placa base original del 5150 contaba con cuatro bancos de memoria soldados/zócalos que permitían entre 16 KB y 64 KB (en la primera revisión de placa) o hasta 256 KB (en la segunda revisión).
  • Esta unidad incorpora una tarjeta de ampliación de memoria RAM en ranura ISA que eleva la memoria utilizable a los legendarios 640 Kilobytes, alcanzando el techo absoluto de la memoria convencional del direccionamiento DOS bajo el procesador 8088.
• Integración de Disco Duro y Retirada de la Segunda Disquetera:
  • El modelo 5150 no ofrecía de serie soporte para disco rígido (capacidad que no llegaría de fábrica hasta el lanzamiento del IBM PC/XT 5160 en 1983).
  • Para dotar al equipo de almacenamiento masivo, se retiró la disquetera flexible secundaria de 5¼“ ocupando su bahía con un disco duro mecánico Seagate de 40 Megabytes.
• Controladora de Disco MFM (Modified Frequency Modulation):
  • La unidad se gobierna mediante una tarjeta controladora dedicada insertada en el bus ISA. A diferencia de los sistemas IDE posteriores, esta controladora MFM alberga el reloj y la decodificación lógica, conectándose al disco duro Seagate mediante la clásica pareja de cables planos: uno ancho de 34 conductores (señales de control físico del motor y cabezal) y otro estrecho de 20 conductores (transferencia de flujo de datos serie).
• Tarjeta Controladora de Disquetes y Puerto Externo DB-37:
  • La tarjeta controladora original de disquetes de IBM (basada en el chip NEC µPD765) gestiona la unidad de 5 ¼” de 360 KB interna mediante su conector plano de borde.
  • Además, expone en el bracket trasero un gran conector D-sub de 37 pines (DB-37 / DC-37 hembra) diseñado para conectar un chasis con una o dos unidades de disquete externas adicionales, una solución habitual antes de la era de los discos duros para ampliar el almacenamiento sin ocupar bahías internas.
• Visualización CGA y Monitor monocromo:
  • El sistema utiliza una tarjeta grafica CGA (Color Graphics Adapter) conectada al monitor original de monocromo.
• Tarjeta con puertos de expansión:
  • El sistema utiliza una tarjeta de expansión con 2 puertos traseros: 1 puerto serie DB9 RS233 y un puerto paralelo DB-25 hembra.