А.В. Богдановконспект курсаИстория вычислительной техники

1. Введение. Система 360

IBM System/360 (S/360) — это семейство мэйнфреймов, анонсированное корпорацией IBM 7 апреля 1964 года, и продававшееся между 1964 и 1978 годами. Это было первое семейство компьютеров, способное выполнять широкий спектр приложений — от малых и больших и от коммерческих до научных. Реализация устройств привнесла четкое различие между архитектурой и выполнением, что позволяло IBM выпустить набор совместимых компьютеров по варьирующимся ценам. Все модели, кроме самых дорогих, использовали микрокод для реализации набора инструкций, который реализовывал 8-битовую побайтную адресацию и двоичные, десятичные, а также вычисления с плавающей запятой.

Самые медленные модели System/360, выпущенные в 1964, работали со скоростями от 0.0018 до 0.034 MIPS, а самые быстрые модели были приблизительно в 50 раз быстрее и оснащены внутренней памятью от 8 КБ до 8 MB, однако последний вариант был нестандартен и ему чаще предпочитали систему хранения информации IMB Large Core Storage емкостью в 8 Мб. У большой системы могло быть всего 256 КБ основной памяти, но вариант с 512 КБ, 768 КБ или 1024 КБ было более распространенными.

Компьютеры 360 были чрезвычайно успешны на рынке, позволяя клиентам покупать менее производительную систему с пониманием того, что они всегда могут изменить конфигурацию на более мощную, если их потребности увеличатся, не переписывая заново уже разработанное ПО. Такая реализация компьютера, как полагают многие, являлась одной из самых успешных в истории и влияла на проектирование компьютеров в течение многих последующих лет.

Главным архитектором систем S/360 был Джин Амдаль, проектом управлял Фред Брукс. Выпуском систем занимался Джон Р. Опел, который запустил семейство IBM System/360 в производство в 1964.

Совместимость на уровне приложений (с некоторыми ограничениями) для System/360 и компьютеров линейки IBM zSeries серий сохранена до сих пор.

2. Семейство компьютеров

Выделяясь на фоне принятой в то время промышленной практики, IBM создала всю линейку компьютеров от малого и большого, от низкой к высокой производительности, используя один и тот же набор команд (с двумя исключениями для определенных рынков). Это позволило клиентам использовать более дешевую модель и затем обновляться до больших систем, поскольку их потребности увеличивались без времени и необходимости переписывания существующего ПО. IBM была первым изготовителем, который использовал технологию микрокода, чтобы реализовать совместимый между собой набор компьютеров с сильно различной производительностью, хотя самые большие и самые быстрые модели реализовывали проводную (hardwired) вместо этого.

3. Модели

Корпорация IBM первоначально объявила о выпуске серии из шести компьютеров и сорока единиц общей периферии. В конечном счете, корпорация выпустила четырнадцать моделей, включая редкие единичные модели для агентства НАСА. Самой дешевой моделью являлась S/360-20 со всего 4 Кб внутренней памяти, восьмью 16-битовыми регистрами вместо шестнадцати 32-битовых регистров, как в остальных моделях 360 и набором команд, который был подмножеством используемого остальной частью машин диапазона. (Модели 20 разрабатывались для малых фирм, но всё же эта линейка носила имя IBM и была коммерчески успешна.)

Самый первый анонс модельного ряда в 1964 включал модели 30, 40, 50, 60, 62, и 70. Первые три были системами низкой и средней производительности, нацеленными на серийный рынок IBM 1400. Все три поставлялись в течение 1965 года. Последние три предназначались как замена линейке 7000, но не были в итоге выпущены и позже были заменены на модели 65 и 75, которые были поставлены в течение ноября 1965 года и января 1966, соответственно.

Более поздние дополнения к линейке более дешевых моделей включали модели 20 (1966, упомянута выше), 22 (1971), и 25 (1968). Модель 22 представляла собой переработанную модель 30 с незначительными ограничениями: меньшая максимальная конфигурация памяти и более медленные каналы ввода/вывода, которые ограничили возможность подключения только медленных дисковых устройств небольшого объема, если сравнивать с моделью 30.

Модель 44 (1966) была нацелена на средний рынок научных организаций с реализованной аппаратной плавающей запятой, но ограниченным набором команд.

Серия высокопроизводительных машин включала модели 67 (1966, упомянута ниже), 85 (1969), 91 (1967), 95 (1968), и 195 (1971). Модель 85 стала промежуточной между линейкой System/360 и последующей System/370, а также послужила базой для модели 370/165. Также существовала модель 195 для платформы System/370, но она не имела динамическую трансляцию адресов (DAT).

Реализации существенно отличались, используя различные ширины родных каналов, наличие или отсутствие микрокода, но всё же они были очень совместимы. За исключением случаев, указанных отдельно, модели были архитектурно совместимы. Модель 91, например, была предназначена для научных вычислений и предоставляла возможность выполнения инструкций в ином порядке (и могла включать "неточные прерывания", если срабатывала программная ловушка, в то время как читались несколько команд), но в ней не хватало набора десятичных инструкций, используемых в коммерческих приложениях. Новые возможности могли быть добавлены без нарушения архитектуры: модель 65 имела двухпроцессорную версию (M65MP) с расширениями для межпроцессорного обмена сигналами; в модели 85 была введена кэш-память. Модели 44, 75, 91, 95, и 195 были реализованы с аппаратной логикой, а не с использованием микроядра, как другие модели.

Система S/360-67, анонсированная в августе 1965 года, была первойIBMсистемой, которая предлагала динамическую трансляцию адресов (DAT) для поддержки режима разделения времени. Экспериментальный блок был выпущен всего один раз и был построен на основе модели 40. До появления модели 67,IBMобъявила о выпуске моделей 64 и 66, которые являлисьDATверсиями 60 и 62, но они были практически сразу же заменены моделью 67. В то же время, модели 60 и 62 были заменены на модель 65. После этого,DAT-оборудование появлялось в серииS/370 в 1972 году, хотя изначально в ней отсутствовало. Как и модель 65, с которой она была тесно связана, модель 67 также имела двухпроцессорную реализацию.

Все модели System/360 были выведены с рынка подобных машин к концу 1977 года.