IBM System/360 Модель 20

IBM System/360 Модель 20
	IBM System / 360 Model 20 с IBM 1442 справа и линейным принтером IBM 2203 слева.
Производитель	Международная корпорация бизнес-машин ( IBM )
Семейство продуктов	Система/360
Дата выпуска	Ноябрь 1964 г.
Память	Ядро 4–32 КБ

IBM System/360 Model 20 — самый маленький член семейства IBM System/360 , анонсированный в ноябре 1964 года. Модель 20 поддерживает только подмножество набора команд System/360 с двоичными числами, ограниченными 16 битами и без плавающей запятой. ^[1] В последующие годы его классифицировали бы как 16-битный мини-компьютер , а не как мэйнфрейм , но термин «мини-компьютер» не был в ходу, и в любом случае IBM хотела подчеркнуть совместимость Модели 20, а не ее отличия от остальных. линейки System/360. Однако он имеет полный набор десятичных команд System/360, который позволяет выполнять сложение, вычитание, произведение и деление до 31 десятичной цифры.

Разработано IBM в Бёблингене , Германия. ^[2]^{: стр. 217–218, 352.} Система предназначалась для обработки данных и как замена табулярного оборудования . Несовместимый небольшой компьютер IBM 1130 , представленный в следующем году, был разработан для научных и инженерных вычислений.

Дизайн модели 20 стал результатом перетягивания каната внутри IBM. Джон Ханстра хотел иметь дешевую машину, которая могла бы выполнять инструкции IBM 1401 . Фред Брукс хотел, чтобы машина имела архитектуру System/360. Конечным результатом стал компромисс, в котором преобладали соображения стоимости: система сдавалась в аренду менее чем за 2000 долларов США в месяц (что эквивалентно 19 648 долларам США в 2023 году), включая многофункциональную карточную машину и линейный принтер, по сравнению с примерно 3000 долларов США (что эквивалентно 29 472 долларам США в 2023 году) за сопоставимую 1401. ^[2]^{: стр.446}

По количеству проданных систем Модель 20 была самой успешной моделью System/360. По словам Пью, «количество процессоров Model 20, установленных к концу 1970 года в США, превысило 7400». ^[2]^{: стр.639} Однако другие модели принесли больший доход. Несмотря на их популярность, в 2020 году в рабочем состоянии существует относительно мало моделей Model 20. ^[3]

Архитектура

Модель 20 была доступна с шестью объемами памяти: 4, 8, 12, 16, 24 и 32 КБ. Как и в других моделях System/360, память является побайтно-адресуемой. ^[1]^{: стр.1} Он имеет восемь 16-битных регистров общего назначения с номерами от R8 до R15, которые можно использовать в вычислениях в качестве базовых регистров . Вся память также напрямую адресуется с помощью функции, называемой прямой адресацией, которая объединяет двенадцать бит смещения и младшие биты того, что обычно является полем базового регистра команды (R0-R7), чтобы сформировать объединенное пятнадцать битов. адрес. ^[1]^{: стр.4} Никакой защиты хранилища не предусмотрено, за исключением младших 144 байтов «защищенной области».

Набор инструкций представляет собой подмножество System/360, состоящее из 37 инструкций вместо 143. ^[1]^{: стр. 7–25.}^[4]^{: стр.384} с некоторыми несовместимыми инструкциями, такими как BASR (регистр ветвей и магазинов), а не BALR (регистр ветвей и ссылок).

Двоичная арифметика использует инструкции S/360 «полуслова» для работы с 16-битными величинами. Были доступны «Загрузить полуслово», «Добавить полуслово», «Вычесть полуслово», «Сравнить полуслово» и «Сохранить полуслово», а также «Добавить регистр» и «Вычесть регистр».
Десятичная арифметика включает полный набор десятичных команд S/360 для операций с упакованными десятичными операндами длиной до 31 цифры плюс знак в памяти.
Логические инструкции : «Переместить символы», «Переместить со смещением», «Немедленно переместить», «Переместить числа», «Переместить зоны», «Немедленное логическое сравнение», «Сравнить логические символы», «Редактировать», «И немедленно» или «Немедленно», «Проверить под маской» и «Перевести». Одной особенно необычной логической командой, отсутствующей в других моделях System/360, является «Остановить и продолжить» (HPR, код операции X'99'), которая приостанавливает ввод/вывод и останавливает процессор, отображающий код оператору. Работу можно возобновить, нажав кнопку «Пуск».
Инструкции по переходу включают стандартные инструкции S/360 по переходу по условию. Вместо «Ветвления и ссылки» в наборе команд используется «Ветвь и сохранение» (BASR, X'0D' и BAS, X'4D'), которая работает аналогично, за исключением того, что сохраняется 16-битный адрес ссылки. «Установить PSW» (SPSW, X'B1'), который загружает 32-битное слово состояния программы (PSW), заменяет стандартную «Загрузить PSW». Модель 20 не имеет концепции привилегированных инструкций или различия между состоянием супервизора и состоянием пользователя , поэтому SPSW доступен для пользовательских программ.
Инструкции ввода/вывода уникальны для модели 20. Из-за отсутствия каналов ввода/вывода все периферийные устройства управляются напрямую процессором.
- «Тест ввода-вывода и ответвления» (TIOB, X'9A'), который проверяет указанное устройство на предмет любой комбинации четырех аппаратно-зависимых условий.
- «Управление вводом-выводом» (CIO, X'9B') выполняет операцию управления (без данных) на устройстве.
- «Передача ввода-вывода» (XIO, X'D0') выполняет операцию передачи данных на устройстве. XIO запускает передачу и указывает количество байтов, которые необходимо прочитать или записать. Передача данных может опционально выполняться путем перехвата цикла (в документации IBM это называется разделением времени ), то есть забирая циклы процессора из пользовательской программы, необходимые для выполнения операции.

Как и большинство других моделей System/360, Модель 20 имеет микропрограммирование; он использует хранилище только для чтения преобразователя (TROS).

Периферийные устройства

следующие периферийные устройства : По состоянию на 1967 год поддерживались ^[1]^{: стр. 36–110.}

Устройство для магнитной ленты IBM 2415 с возможностью подключения до 6 ленточных накопителей .
IBM 2560 . Многофункциональная карточная машина
IBM 2520 Считывание/перфорация карт или Перфокарта.
IBM 1419 Считыватель символов с магнитными чернилами.
Дисковое хранилище IBM 2311 (модели 11 и 12).
Перфоратор для карточек IBM 1442 Model 5.
Линейный принтер IBM 2203 .
Линейный принтер IBM 1403 .
Устройство чтения карт IBM 2501 .

Система также может иметь встроенный коммуникационный адаптер. Были доступны две версии адаптера: одна для синхронной передачи-приема (STR) и одна для двоичной синхронной связи (Bisync).

2311 Дисковое хранилище

В дисковом хранилище модели 20 используются дисковые накопители IBM 2311 модели 11 или 12, подключенные к встроенной «функции управления хранилищем» на ЦП. ^[1]^{: стр. 58–76.} Если подключено несколько приводов, они должны быть одной модели. В обеих моделях используется пакет дисков 1316 , который обеспечивает максимум 203 цилиндра по 10 гусениц на цилиндр. Модель 11 использует все цилиндры, модель 12 — только самые крайние 103. Каждая дорожка разделена на десять секторов по 270 байт каждый. Модель 11 имеет форматированную емкость 5,4 миллиона байт, а модель 12 — 2,5 миллиона. ^[5]

Многофункциональная карточная машина IBM 2560

2560 Многофункциональная карточная машина IBM ( MFCM ) ^[6] это периферийное устройство, впервые предложенное на модели 20. Из-за проблем с надежностью, часто связанных с застреванием карт, эта аббревиатура часто интерпретировалась как относящаяся ко многим менее благоприятным названиям.

Модель 2560 имеет два бункера, в которые можно помещать перфокарты. Карты во втором бункере могут содержать перфокарты для чтения или пустые карты для перфорации. Было предложено две модели:

Модель A1: пять укладчиков карточек и дополнительный принтер/интерпретатор с двумя, четырьмя или шестью печатающими головками. ^[7]
Модель A2: четыре накопителя карт.

Поток карточек включает в себя: станцию считывания, станцию перфорации и станцию печати формата А2, позволяющую печатать текст на карточках. После обработки карты поступали в один из накопителей. ^[1]^: 41–43 Это позволяет ему функционировать как устройство чтения карт и перфоратор карт . Поскольку программа может выдать команду записи карты для печати на карте после считывания данных карты с помощью команды чтения первичной карты или чтения вторичной карты, она также может под управлением программы функционировать как интерпретатор и, поскольку программа может выдавать команду первичной карты, Выбор укладчика карт или выбор вторичного укладчика карт. Команда выбора укладчика, в который следует поместить карту после считывания данных карты. Он может работать как сортировщик карт . Это позволяет модели 20 заменить несколько отдельных частей перфокарточного оборудования.

В объявлении IBM было заявлено, что 2560 обеспечивает «возможность обработки карт, которая ранее была невозможна за один проход через систему». ^[8]^[7]^: 13^[9] Поскольку весь ввод-вывод выполняется процессором, система особенно подходит для управления устройствами, зависящими от синхронизации, такими как 2560, где карту можно считывать, перфорировать, распечатывать и отправлять в указанный выходной укладчик с жесткими временными интервалами. требованиям, если необходимо поддерживать полную номинальную скорость.

Программное обеспечение

Дисковая система программирования

Система программирования дисков (DPS) — это программа управления для модели 20 с объемом памяти не менее 12 КиБ и одним дисководом. Компонентами ДПС являются: ^[10]

Начальный загрузчик программ (IPL).
Небольшой резидентный монитор , который обрабатывает ввод/вывод данных с диска, устранение ошибок и переход от задания к заданию, а также загружает программы для выполнения из библиотеки основных образов на диске.
Программа управления заданиями, загружаемая монитором между заданиями, выполняет настройку заданий.
Сервисные программы для управления библиотекой, обслуживания таблиц устройств ввода-вывода, редактирования связей , а также для загрузки и копирования постоянного диска системы, резервного копирования и восстановления других дисков.

Rollout/Rollin позволяет оператору компьютера прервать выполняющуюся пакетную программу, выполнить программу запроса, а затем перезапустить пакетное задание там, где оно было прервано.

Система программирования ленты

Поддержка программирования на магнитной ленте (TPS) поддерживает системы с накопителями на магнитной ленте, но без дисковых накопителей.Минимальная конфигурация TPS — 4096 байт оперативной памяти, устройство считывания карт, перфоратор карт, принтер и два накопителя на магнитной ленте.В таких системах TPS предоставляет ассемблер и служебные программы для работы с лентами.Дополнительные возможности предоставляются в системах с 8192 байтами оперативной памяти.и еще больше с четырьмя или более накопителями на магнитной ленте. ^[11]^: 42–43

Поддержка программирования карт

Система программирования карт (CPS) представляет собой набор управляющих программ для компьютерной системы модели 20 только с устройствами ввода/вывода карт.

Языки

Генератор программ отчетов (RPG) .
Подмножество PL/I , только DPS. ^[12]
Базовые версии ассемблера были доступны для CPS, TPS и DPS, включая макросы системы управления вводом/выводом (IOCS) и процедуры обработки.

Другие программы IBM

Сортировать/Объединить .
Утилиты для работы с дисками и лентами, такие как инициализация диска , инициализация ленты , очистка диска .

Клоны

Процессоры UNIVAC 9200 и 9300 были клонами Model 20.

Оставшиеся машины

Несмотря на то, что компьютеры System/360 Model 20 были проданы или сданы в аренду в очень больших количествах для мэйнфреймов того времени, осталось лишь несколько компьютеров System/360 Model 20. В первую очередь это собственность музеев или коллекционеров. Примеры существующих систем включают в себя:

Два процессора Model 20 вместе с многочисленными периферийными устройствами (составляющими по крайней мере одну полную систему), расположенными в Нюрнберге, Германия, были куплены на eBay в апреле/мае 2019 года за 3710 евро двумя британскими энтузиастами, которые в течение нескольких месяцев перевезли машину в Парк Креслоу в Бакингемшире , Великобритания. Система находилась в небольшом заброшенном здании, которое десятилетиями оставалось нетронутым, и, очевидно, использовалось в этом здании, поскольку все периферийные устройства все еще были полностью подключены и взаимосвязаны. Сейчас системы находятся в специальном машинном зале и проходят реставрацию в рамках подготовки к публичному показу в будущем. ^[13]
По состоянию на 2020 год ^[update]Процессор Model 20 вместе с некоторыми периферийными устройствами выставлен на всеобщее обозрение в Немецком музее в Мюнхене , Германия . ^[14]

Текущий список оставшихся процессоров System/360 можно найти в World Inventory of rest System/360 CPU .

См. также

IBM Система/360
Терминал удаленного ввода заданий IBM 2922 на базе модели 20

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Функциональные характеристики IBM System/360 Model 20 (PDF) . ИБМ. 1967. А26-5847-3.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Пью, Эмерсон В.; Джонсон, Лайл Р.; Палмер, Джон Х. (1991). Системы IBM 360 и Early 370 . МТИ Пресс. ISBN 0-262-16123-0 .
^ Брэдли, Адам; Блэкберн, Кристофер; Вон, Питер. «Спасение и восстановление IBM 360 Model 20» . Проверено 2 марта 2020 г.
^ Пью, Эмерсон В. (1995). Создание IBM: формирование отрасли и ее технологий . МТИ Пресс. ISBN 0-262-16147-8 .
^ IBM Field Engineering Theory of Operation 2311 Disk Storage Drive Models 1, 11 и 12 (PDF) . ИБМ . Y26-5897-4. описывает IBM 2311, включая модели 11 и 12, используемый в System / 360, модель 20.
^ CE Спурриер (1966). «Многофункциональная карточная машина IBM 2560» . Материалы весенней совместной компьютерной конференции 26–28 апреля 1966 г. — AFIPS '66 (Весна) . стр. 315–321. дои : 10.1145/1464182.1464221 . ISBN 9781450378925 . S2CID 24960497 .
^ Jump up to: ^а ^б Краткое описание системы IBM System/360 . ИБМ . Модель 20. А22-6810.
^ «Объявление о технической поддержке IBM 360 Model 20» (PDF) .
^ Руководство по эксплуатации IBM для полевых инженеров, процессор System/360 Model 20 2020 (PDF) . ИБМ .
^ Программы управления и обслуживания системы дискового программирования IBM System / 360 Model 20 (PDF) (Пятое изд.). ИБМ . Март 1969 г. C24-9006-4.
^ Операционные процедуры системы программирования на магнитной ленте IBM System / 360 Model 20 (PDF) (Четвертое изд.). ИБМ . Март 1969 г. C24-9009-3. Эта публикация предоставляет операторам модели 20 информацию, необходимую для работы их систем с использованием ленточной системы программирования модели 20 (TPS).
^ Система дискового программирования IBM System/360 Model 20 PL/I (PDF) (первое издание). ИБМ . Декабрь 1968 г. C33-6007-1.
^ «IBM 360 МОДЕЛЬ 20 СПАСЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ» . 2019 . Проверено 20 мая 2019 г.
^ «Немецкий музей — Компьютеры с полупроводниковыми компонентами» . 2020. Архивировано из оригинала 1 июня 2020 г. Проверено 18 марта 2020 г.

Дальнейшее чтение

Базовые приложения — System/360 Model 20 (E20-0098-0) «Цель данного руководства — описать IBM System/360 Model 20 и показать, как ее можно использовать для обработки шести основных приложений: выставление счетов, дебиторская задолженность. , анализ продаж, контроль запасов, кредиторская задолженность и расчет заработной платы».
IBM System/360 Model 20 / Система программирования дисков / Программы Disk Utility «Цель этого руководства — показать вам, как использовать и изменять программы Disk Utility, описывая операторы управления заданиями и утилитами управления и указывая разнообразие операций с диском. эти программы могут работать».
Программы управления и обслуживания системы программирования дисков IBM System/360 Model 20 «В этой публикации описываются назначение и функции программ управления и обслуживания системы программирования дисков IBM System/360 Model 20 (DPS)».
IBM System/360 Model 20 / Поддержка программирования карт / Базовый язык ассемблера «Эта справочная публикация предоставляет программистам информацию, необходимую для написания программ на языке базового ассемблера IBM System/360 Model 20».

[FuncChar-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Функциональные характеристики IBM System/360 Model 20 (PDF) . ИБМ. 1967. А26-5847-3.

[Pugh-2] Jump up to: ^а ^б ^с Пью, Эмерсон В.; Джонсон, Лайл Р.; Палмер, Джон Х. (1991). Системы IBM 360 и Early 370 . МТИ Пресс. ISBN 0-262-16123-0 .

[3] Брэдли, Адам; Блэкберн, Кристофер; Вон, Питер. «Спасение и восстановление IBM 360 Model 20» . Проверено 2 марта 2020 г.

[4] Пью, Эмерсон В. (1995). Создание IBM: формирование отрасли и ее технологий . МТИ Пресс. ISBN 0-262-16147-8 .

[5] IBM Field Engineering Theory of Operation 2311 Disk Storage Drive Models 1, 11 и 12 (PDF) . ИБМ . Y26-5897-4. описывает IBM 2311, включая модели 11 и 12, используемый в System / 360, модель 20.

[6] CE Спурриер (1966). «Многофункциональная карточная машина IBM 2560» . Материалы весенней совместной компьютерной конференции 26–28 апреля 1966 г. — AFIPS '66 (Весна) . стр. 315–321. дои : 10.1145/1464182.1464221 . ISBN 9781450378925 . S2CID 24960497 .

[SystemSummary.360_20-7] Jump up to: ^а ^б Краткое описание системы IBM System/360 . ИБМ . Модель 20. А22-6810.

[8] «Объявление о технической поддержке IBM 360 Model 20» (PDF) .

[9] Руководство по эксплуатации IBM для полевых инженеров, процессор System/360 Model 20 2020 (PDF) . ИБМ .

[10] Программы управления и обслуживания системы дискового программирования IBM System / 360 Model 20 (PDF) (Пятое изд.). ИБМ . Март 1969 г. C24-9006-4.

[11] Операционные процедуры системы программирования на магнитной ленте IBM System / 360 Model 20 (PDF) (Четвертое изд.). ИБМ . Март 1969 г. C24-9009-3. Эта публикация предоставляет операторам модели 20 информацию, необходимую для работы их систем с использованием ленточной системы программирования модели 20 (TPS).

[12] Система дискового программирования IBM System/360 Model 20 PL/I (PDF) (первое издание). ИБМ . Декабрь 1968 г. C33-6007-1.

[ibms360-13] «IBM 360 МОДЕЛЬ 20 СПАСЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ» . 2019 . Проверено 20 мая 2019 г.

[ibm360deutsches-14] «Немецкий музей — Компьютеры с полупроводниковыми компонентами» . 2020. Архивировано из оригинала 1 июня 2020 г. Проверено 18 марта 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]