Архитектура корпоративных систем IBM
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2023 г. ) |
| История мейнфреймов IBM , 1952 – настоящее время |
|---|
| Название рынка |
| Архитектура |
Архитектура корпоративных систем IBM — это архитектура набора команд, представленная IBM как ESA/370 в 1988 году. Она основана на архитектуре IBM System/370-XA .
Он расширил механизм двойного адресного пространства, представленный в более поздних моделях IBM System/370 , добавив новый режим, в котором каждый регистр общего назначения 1–15 связан с регистром доступа, ссылающимся на адресное пространство, с операндами инструкций, адрес которых равен вычисленное с использованием данного регистра общего назначения в качестве базового регистра, будет находиться в адресном пространстве, на которое ссылается соответствующий адресный регистр.
В более поздней версии ESA/390, представленной в 1990 году, была добавлена возможность чтения описаний устройств с помощью команд канала, а в более поздних моделях добавлены инструкции для выполнения IEEE 754 операций с плавающей запятой и увеличено количество регистров с плавающей запятой с 4. до 16.
Архитектура корпоративных систем по сути является 32-битной архитектурой; как и в System/360, System/370 и 370-XA, регистры общего назначения имеют длину 32 бита, а арифметические инструкции поддерживают 32-битную арифметику. Только байтовая адресация реальной памяти (центральное хранилище) и адресация виртуального хранилища ограничены 31 битом, как в случае с 370-XA. (IBM зарезервировала самый старший бит , чтобы легко поддерживать приложения, ожидающие 24-битную адресацию, а также обойти проблему с расширением двух инструкций для обработки 32-битных беззнаковых адресов.) Он поддерживает обратную совместимость проблемных состояний , начиная с 1964 года с 24-битными адресами. -bit -адрес/32-битные данные ( System/360 и System/370 ) и последующая архитектура 24/31-битный адрес/32-битные данные ( System/370-XA ). Однако подсистема ввода-вывода основана на расширенной архитектуре System/370 (S/370-XA), а не на исходных инструкциях ввода-вывода S/370.
Архитектура ЕКА/370
[ редактировать ]![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( апрель 2023 г. ) |
| Дизайнер | ИБМ |
|---|---|
| Биты | 32-битный |
| Представлено | 1988 год |
| Дизайн | ЦИСК |
| Тип | Регистрация–Регистрация Регистрация–Память Память-Память |
| Кодирование | Переменная (длиной 2, 4 или 6 байт) |
| Ветвление | Код состояния , индексация, подсчет |
| Порядок байтов | Большой |
| Предшественник | Система/370-ХА |
| Преемник | ЕКА/390 |
| Регистры | |
| общего назначения | 16 |
| Плавающая точка | 4 64-битный |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 февраля 1988 года IBM объявила. [6] [7] Enterprise Systems Architecture/370 (ESA/370) для расширенных моделей 3090 («E») и для групп моделей 4381 91E и 92E.
В дополнение к режимам адресации в первичном и вторичном пространстве, которые поддерживаются более поздними моделями System/370 и моделями System/370 Extended Architecture (S/370-XA), ESA имеет режим регистра доступа , в котором каждое использование общего регистра 1-15 в качестве базового регистра используется связанный регистр доступа для выбора адресного пространства. [8] В дополнение к обычным адресным пространствам, которые поддерживают машины с возможностью двойного адресного пространства, ESA также допускает пространства данных, которые не содержат исполняемого кода.
Машина может быть разделена на логические разделы ( LPAR ), каждый из которых имеет свою собственную виртуальную системную память, так что на одной машине могут одновременно работать несколько операционных систем.
Архитектура ЕКА/390
[ редактировать ]| Дизайнер | ИБМ |
|---|---|
| Биты | 32-битный |
| Представлено | 1990 год |
| Дизайн | ЦИСК |
| Тип | Регистрация–Регистрация Регистрация–Память Память-Память |
| Кодирование | Переменная (длиной 2, 4 или 6 байт) |
| Ветвление | Код состояния , индексация, подсчет |
| Порядок байтов | Большой |
| Предшественник | ЕКА/370 |
| Преемник | з/Архитектура |
| Регистры | |
| Доступ 16×32, управление 16×32, управление с плавающей запятой (FPC) 32 бита, префикс 32 бита, PSW 64 бита | |
| общего назначения | 16 |
| Плавающая точка | 4 64-бит до G4; 16 64-бит, начиная с G5 [9] [10] |
важная возможность формирования параллельного сисплекса В 1994 году в архитектуру была добавлена .
ESA/390 также расширяет команду Sense ID для предоставления дополнительной информации об устройстве и дополнительных команд канала, зависящих от устройства, коды команд для которых указаны в информации Sense ID, чтобы обеспечить возможность извлечения информации описания устройства из устройства. [11] [12]
Начиная с System/390 G5 , [9] [10] IBM представила: [13]
- базовое расширение операций с плавающей запятой, которое увеличивает количество регистров с плавающей запятой с 4 (0, 2, 4, 6) до 16 (0–15);
- средство расширения двоичных чисел с плавающей запятой (BFP), которое поддерживает IEEE 754 , с дополнительным регистром управления плавающей запятой (FPC) для поддержки режимов и ошибок IEEE 754; двоичные числа с плавающей запятой
- средство расширений поддержки чисел с плавающей запятой (FPS), которое добавляет инструкции для загрузки и хранения чисел с плавающей запятой независимо от того, имеют ли они шестнадцатеричный формат или формат IEEE 754, а также для преобразования между этими форматами;
- средство расширения шестнадцатеричных чисел с плавающей запятой (HFP), которое добавляет новые шестнадцатеричные инструкции с плавающей запятой, соответствующие некоторым двоичным инструкциям с плавающей запятой.
Со временем были выпущены некоторые IBM-совместимые мэйнфреймы на базе ПК , которые оснащены процессорами ESA / 390 на небольших машинах, но предназначены только для разработки программного обеспечения.
Новые возможности
[ редактировать ]ESA/390 добавляет следующее: [14] удобства
- Все модели
- Защита на основе списка доступа
- Некоторые модели
- Параллельный смысл
- ПЕР 2
- Переопределение защиты хранилища
- Возможность перемещения страницы 2
- Квадратный корень
- Строковая инструкция
- Подавление защиты с помощью расширения виртуального адреса
- Быстро настройте управление адресным пространством
- Группа подпространств
- Идентификация вызываемого пространства
- Контрольная сумма
- Сравнить и переместить расширенное
- Немедленное и относительное обучение
- Полномочия филиала и набора
- Выполнить заблокированную операцию
- Дополнительная плавающая запятая
- Программа вызывается быстро
- Возобновить программу
- Ловушка
- Расширенные часы TOD
- Переопределение управления часами TOD
- Хранить системную информацию
- Расширенный перевод 1
- Расширенный перевод 2
- z/Architecture (отдельные инструкции)
- Расширенный ввод/вывод
Новые команды канала
[ редактировать ]Следующие команды канала [ф] являются новыми или их функциональные возможности изменены в ESA/390: [12]
| Команда | Битовая позиция | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Чтение данных конфигурации | Д | Д | Д | Д | Д | Д | Д | 0 |
| Чтение идентификатора узла | Д | Д | Д | Д | Д | Д | Д | 0 |
| Смысл идентификатора | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Установить идентификатор интерфейса | Д | Д | Д | Д | Д | Д | Д | 1 |
| Примечание: D Зависит от устройства. Код команды, если таковой имеется, распознаваемый устройством ввода-вывода, может быть получен с помощью команды Sense-ID. | ||||||||
Примечания
[ редактировать ]- ^ Количество и формат регистров с плавающей запятой зависит от установленных функций:
- ЕКА/370
ESA/390 без новых средств вычислений с плавающей запятой - Существуют только шестнадцатеричные регистры с плавающей запятой (HFP) FP0, FP2, FP4 и FP6.
- ESA/390 с новыми возможностями вычислений с плавающей запятой
- FP0_FP15 может быть HFP или IEEE. с плавающей запятой
- ЕКА/370
- ^ ESA/390 с новыми возможностями работы с плавающей запятой
- ^ ESA/390 с новыми возможностями работы с плавающей запятой
- ^ Бит 22 переименован в отрицательную экспоненту HFP в ESA/390.
- ^ Бит 23 переименован в значение HFP в ESA/390.
- ^ Данные, возвращаемые Sense ID, включают коды команд для чтения данных конфигурации, чтения идентификатора узла и установки идентификатора интерфейса.
Ссылки
[ редактировать ]- S370-ЕСА
- IBM Enterprise Systems Architecture/370 Принципы работы (PDF) (Первое издание). ИБМ. Август 1988 г. SA22-7200-0.
- S/390-ЕСА
- IBM Enterprise Systems Architecture/390 Принципы работы (PDF) (Девятое изд.). ИБМ. Июнь 2003 г. SA22-7201-08.
- ^ S370-ESA , с. 5-30, Токен входа в список доступа .
- ^ S370-ESA , стр. 4-7–4-9, рисунок 4-3 Назначение полей регистра управления .
- ^ S390-ESA , стр. 4-8–4-10, рисунок 4-3 Назначение полей регистра управления .
- ^ S370-ESA , с. 4-5, Формат «Программа-Состояние-Слово» .
- ^ S390-ESA , с. 4-5, Формат «Программа-Состояние-Слово» .
- ^ «МОДЕЛИ ПРОЦЕССОРНОГО БЛОКА IBM 3090 280E И 500E И ОБНОВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОРНОГО БЛОКА IBM 3090 МОДЕЛИ 300E ДО 400E» . Информационные письма . ИБМ. 15 февраля 1988 г. 188-038.
- ^ «АРХИТЕКТУРА ПРЕДПРИЯТНЫХ СИСТЕМ/370 (TM) И MVS/СИСТЕМНЫЙ ПРОДУКТ ВЕРСИЯ 3» . Информационные письма . ИБМ. 15 февраля 1988 г. 288-059.
- ^ S370-ESA .
- ^ Jump up to: а б Слегель, Тимоти Дж. (17 августа 1998 г.). «Микропроцессор IBM S/390 G5» (PDF) . Горячие чипсы .
- ^ Jump up to: а б Шварц, Э.М.; Крыговский, Калифорния (1 сентября 1999 г.). «Блок вычислений с плавающей запятой S / 390 G5». Журнал исследований и разработок IBM . 43 (5): 707–721. дои : 10.1147/рд.435.0707 .
- ^ S390-ESA , стр. 1–8.
- ^ Jump up to: а б Архитектура корпоративных систем/390 общих команд устройств ввода-вывода , второе издание, IBM, апрель 1992 г., SA22-7204-01
- ^ S390-ESA , стр. 1-3–1-4, Основные моменты ESA/390 .
- ^ S390-ESA , стр. D-1–D-7, Приложение D. Сравнение ESA/370 и ESA/390.