Evolutie van PC’s: I/O bus

Evolutie van de PCAls je apparatuur wilt aansluiten op een computer, moet die computer in de eerste plaats daar een geschikte aansluiting voor hebben. Een van de redenen voor het grote succes van de PC was het gebruik van industriestandaard interfaces en aansluitingen.

Uit de serie: „opa vertelt”.

Insteekkaarten

Vooral de videokaart is altijd de drijvende kracht geweest achter de doorontwikkeling van de I/O bus voor insteekkaarten in de PC, met de harddisk als volger: IDE en VGA waren de eersten die profiteerden toen de ISA bus verbreed werd van 8 naar 16 bits.

Vroeger zat in een PC zo’n beetje alle I/O op een losse insteekkaart, alleen de keyboardaansluiting zat op het moederbord. Vanaf een gegeven moment werden nieuwe PC’s standaard voorzien van een „multi I/O kaart” (ook wel „MIO” of „controllerkaart” genoemd): een enkele kaart met daarop aansluitingen voor inbouwapparatuur (floppy, 1 of 2 keer IDE) en externe aansluitingen (2 keer serieel, een parallelle printer en vaak ook een gamepoort). Wilde je een extra poort dan kon dat met een extra insteekkaart, maar zo’n insteekkaart had vaak maar 1 of 2 poorten (meer bestond ook, maar dat was voor professioneel gebruik dus veel duurder) en in een PC kon je in totaal maar een stuk of 5 kaarten plaatsen.

Sinds de introductie van de ATX form-factor voor moederborden is het voor fabrikanten gemakkelijk om veel I/O op het moederbord te integreren. Het voordeel van losse I/O kaarten was dat je bijvoorbeeld in geval van overbelasting van een poort alleen die ene kapotte kaart hoefde te vervangen. Dat is goedkoper dan een compleet nieuw moederbord. Maar I/O kaarten gaan niet zo snel kapot, moederborden zijn veel goedkoper geworden en het integreren van I/O heeft ook grote voordelen bijvoorbeeld op gebied van interrupts.

Toen iedereen op ATX overgestapt was, werden de rol van veel soorten externe I/O poort geleidelijk aan overgenomen door USB (periode 2000-2010). Zelfs video kan tegenwoordig via USB.

Harddisk

De eerste harddisks in een PC werkten met de „Shugart” interface, wat eigenlijk niet meer was dan een soort floppyinterface met een uitbreiding (vandaar dat er 2 losse kabels naar de harddisk gingen). Door over te stappen van MFM codering op RLL codering kon de opslagruimte op harddisks anderhalf keer zo efficiënt gebruikt worden.

Hierna stapte men over op IDE, een afgeleide van de 16-bits ISA bus. Je zou IDE ook kunnen zien als het integreren van een (RLL) controllerkaart op de harddisk. IDE is zo’n 20 jaar lang de populairste harddiskinterface geweest (naast SCSI voor professionele toepassingen). Wat de meeste mensen niet weten is dat er ook ooit een paar harddisks gemaakt zijn voor een speciale 8-bit „XT-versie” van de IDE bus: XT-IDE. Onder andere de MiniScribe type 8425XT.

Voor mensen die graag een harddisk wilden gebruiken, maar in hun PC geen plaats hadden om hem te monteren, was er de „hard card”. Dit was een 16-bits ISA insteekkaart met daarop niet alleen de harddiskcontroller, maar ook een (destijds moderne en super kleine) 3,5″ harddisk.

De opvolger van IDE (=ATA of PATA) is Serial-ATA (=SATA): de hoogste snelheid blijkt veel gemakkelijker te halen met een simpel serieel signaal, dan met een groot aantal synchrone parallelle draden. Als je het mij vraagt een belangrijk leermoment voor de hele IT industrie.

In de toekomst zou het kunnen zijn dat we helemaal geen harddisk meer inbouwen in een PC. In de loop van 2011 brengen diverse fabrikanten al goedkope moederborden voor mini-PC’s op de markt waarop SSD geheugen geïntegreerd is — een sneller alternatief voor de harddisk. Over een jaar of 10 gebruiken we mogelijk harddisks (van enkele tientallen Terabytes) nog alleen als extern medium.

Muis, toetsenbord en modem

Het toetsenbord van een PC had oorspronkelijk altijd witte toetsen met zwarte letters, want ergonomen hadden voor typemachines al bepaald dat andersom heel erg fout was.

Popular Computing maart 1983: Meet the MouseOorspronkelijk zat onderin de muis een balletje dat meedraaide met je bewegingen. Daar rolde je een boel stof mee op van de tafel, dus dat stof moest je om de zoveel weken weer een keer uit je muis pulken.

De aansluiting voor het keyboard zat op het moederbord, voor de muis was nog geen eigen aansluiting bedacht — niemand wist wat een muis was toen de PC op de markt kwam. De muis werd oorspronkelijk aangesloten op een universele seriële (RS-232C) poort. Seriële poorten waren bedoeld voor het aansluiten van modems en dergelijke, in de praktijk zijn ze op de PC meestal gebruikt voor een muis.

Toen IBM de PS/2 lijn introduceerde veranderde er veel: ineens kregen muis en toetsenbord een nieuwe (allebei dezelfde) aansluiting.

Toen meer mensen (snelle) modems gingen gebruiken (dit was nog in de tijd van de BBSen) bleek dat de standaard seriële poorten van een PC eigenlijk niet eens geschikt waren voor de snelheid van een modem: omdat de chips geen buffer hadden moest elke byte verwerkt zijn voordat de volgende ontvangen was. Daarom moest de je op goedkope I/O kaartjes de standaard-chip vervangen door een 16550 voor betrouwbare communicatie. Gelukkig waren chips toen nog zo groot dat je die met de hand kon verwisselen.

Printerpoort en geluid

Oorspronkelijk bedoeld voor het aansluiten van printers met een „Centronics” aansluiting, maar uiteindelijk voor van alles gebruikt: de printerpoort.

Vanaf een gegeven moment werd de printerpoort zelfs bidirectioneel gebruikt, terwijl hij daar oorspronkelijk niet voor ontworpen was. Ik heb de printerpoort zelf in de loop der tijd gebruikt voor het leggen van een netwerk (LANtastic), voor het aansluiten van een flatbedscanner, een ZIP drive, een (E)EPROM programmer, maar ook voor de CoVOX (een geluidskaart die werkt via de printerpoort).

Je geluidskaart moest eigenlijk „Soundblaster compatible” zijn, anders had je er niet veel aan. Een programma moest jouw kaart ondersteunen en de kaart kon maar door één programma tegelijk benaderd worden. Pas sinds Windows 95 loopt het geluid via Windows en kan je meerdere geluiden tegelijkertijd (door elkaar) afspelen. En is het dus voldoende als je alleen een Windows driver hebt voor de geluidskaart.

Advertenties

Vertel jouw mening

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

w

Verbinden met %s