IBM серии 700/7000
 | |
 Мэйнфрейм IBM 704 в NACA в 1957 году. | |
| Тип | Мейнфрейм / научный компьютер |
|---|---|
| Дата выпуска | 1953 год |
| Преемник | IBM 8000 (не выпущен) IBM Система/360 |
| Связанный | IBM 1400 серия |
| История мейнфреймов IBM , 1952 – настоящее время |
|---|
| Название рынка |
| Архитектура |
Серия IBM 700/7000 — это серия крупномасштабных ( мэйнфреймов ) компьютерных систем, которые производились IBM в 1950-х и начале 1960-х годов. В серию входят несколько разных несовместимых процессорных архитектур. В 700-х используется ламповая логика, и они устарели с появлением транзисторных 7000 -х. 7000-е, в свою очередь, были в конечном итоге заменены на System/360 , о которой было объявлено в 1964 году. Однако 360/65, первые 360-е, достаточно мощные, чтобы заменить 7000-е, стали доступны только в ноябре 1965 года. Ранние проблемы с OS/360 и высокая стоимость программного обеспечения для преобразования позволила многим 7000 эксплуатироваться в течение многих лет после этого.
Архитектуры
[ редактировать ]Серия IBM 700/7000 имеет шесть совершенно разных способов хранения данных и инструкций:
- Первый научный (36/18- битные слова): 701 (Калькулятор обороны)
- Более поздние научные (36-битные слова, аппаратные числа с плавающей запятой ): 704 , 709 , 7040 , 7044 , 7090 , 7094 .
- переменной длины Коммерческий ( строки символов ): 702 , 705, 7080.
- Серия 1400 (строки символов переменной длины): 7010
- Десятичные (10-значные слова, аппаратные числа с плавающей запятой ): 7070 , 7072 , 7074.
- Суперкомпьютер (64-битные слова, аппаратные вычисления с плавающей запятой ): 7030 «Stretch».
В машинах класса 700 используются вакуумные лампы ; машины класса 7000 являются транзисторными . Все машины (как и большинство других компьютеров того времени) используют память на магнитных сердечниках ; за исключением ранних моделей 701 и 702, которые первоначально использовали ЭЛТ-память на трубке Уильямса , а затем были преобразованы в память на магнитном сердечнике.
Проблемы совместимости программного обеспечения
[ редактировать ]Первые компьютеры продавались без программного обеспечения. Когда операционные системы начали появляться , наличие четырех различных архитектур мэйнфреймов плюс промежуточных архитектур IBM 1400 стало серьезной проблемой для IBM, поскольку это означало, что требовалось как минимум четыре различных этапа программирования.
System/360 сочетает в себе лучшие характеристики архитектур серий 7000 и 1400 в единой конструкции как для коммерческих, так и для научных и инженерных вычислений. Однако его архитектура несовместима с архитектурами серий 7000 и 1400, поэтому некоторые модели 360 имеют дополнительные функции, которые позволяют им эмулировать наборы инструкций 1400 и 7000 в микрокоде. Одним из преимуществ System /370 , преемника модели 360, представленной в середине 1970 года, была улучшенная эмуляция серии 1400/7000, которую можно было выполнять под управлением операционной системы, а не выключать и перезапускать в режиме эмуляции, как это требовалось. для эмуляции 7040/44, 7070/72/74, 7080 и 7090/94 на всех 360-х, кроме 360/85.
Периферийные устройства
[ редактировать ]Хотя архитектуры различаются, машины одного класса используют одни и те же электронные технологии и, как правило, одни и те же периферийные устройства. Ленточные накопители в целом [а] используйте 7-дорожечный формат : IBM 727 для ламповых машин и 729 для транзисторных машин. И в электронных лампах, и в большинстве моделей транзисторов используются одни и те же устройства считывания карт, перфораторы и линейные принтеры , которые были представлены в модели 701. Эти устройства, IBM 711 , 721 и 716, основаны на технологии бухгалтерских машин IBM и даже включают в себя коммутационную панель. панели управления. Они относительно медленны, и в установках серии 7000 было обычным делом включать IBM 1401 с его гораздо более быстрыми периферийными устройствами для выполнения операций печати с карты на ленту и печати с ленты на линию в автономном режиме. Три более поздние машины, 7010, 7040 и 7044, использовали периферийные устройства от средней серии IBM 1400. Некоторые технологии 7030 использовались в каналах передачи данных и периферийных устройствах на других компьютерах серии 7000, например, 7340 Hypertape .
Первая научная архитектура (701)
[ редактировать ]
Эта машина, известная как « Защитный калькулятор» во время разработки в лаборатории IBM в Покипси, была официально представлена 7 апреля 1953 года как машина электронной обработки данных IBM 701 .
- Форматы данных
Числа имеют длину 36 или 18 бит , только с фиксированной точкой .
- Числа с фиксированной точкой хранятся в двоичном формате знак/величина .
- Формат инструкции
Инструкции имеют длину 18 бит и один адрес.
- Знак (1 бит) – адрес операнда целиком (-) или полусловом (+).
- Код операции (5 бит) – 32 инструкции
- Адрес (12 бит) – 4096 адресов из полуслова
Для расширения памяти с 2048 до 4096 слов была добавлена 33-я инструкция, использующая старший бит своего адресного поля для выбора банка. (Эта инструкция, вероятно, была создана с использованием инструкции «No OP», которая, по-видимому, была единственной инструкцией с неиспользуемыми битами, поскольку изначально она игнорировала свое поле адреса. Однако документация по этой новой инструкции в настоящее время недоступна.)
- Регистры
Регистры процессора состояли из:
- AC – 38-битный аккумулятор
- MQ – 36-битный множитель-коэффициент
- Память
2048 или 4096 – 36-битные двоичные слова с шестибитными символами.
Поздняя научная архитектура (704/709/7090/7094)
[ редактировать ]
36-битная научная архитектура IBM использовалась для множества приложений с интенсивными вычислениями. Первыми машинами были ламповые 704 и 709 , за ними последовали транзисторные 7090 , 7094, 7094-II и более дешевые 7040 и 7044. Последней моделью была система с прямой связью (DCS), состоящая из 7094, подключенного к 7044, который обрабатывал операции ввода и вывода.
- Форматы данных
Числа имеют 36 бит длину как для арифметики с фиксированной запятой, так и для арифметики с плавающей запятой .
- Числа с фиксированной точкой хранятся в двоичном формате знак/величина .
- одинарной точности Числа с плавающей запятой имеют знак величины, 8-битный показатель экспоненты с превышением 128 и 27-битную величину.
- Числа с плавающей запятой двойной точности, представленные в 7094, имеют знак величины, 17-битный показатель экспоненты с превышением 65536 и 54-битную величину.
- Буквенно-цифровые символы представляют собой 6-битные BCD-коды , упакованные по шесть в слово.
- Формат инструкции
Базовый формат инструкции — трехбитный префикс , пятнадцатибитный декремент , трехбитный тег и пятнадцатибитный адрес . Поле префикса указывает класс инструкции. Поле декремента часто содержит непосредственный операнд для изменения результатов операции или используется для дальнейшего определения типа инструкции. Три бита тега определяют три (семь в 7094) индексных регистров , содержимое которых вычитается из адреса для получения эффективного адреса . Поле адреса содержит либо адрес, либо непосредственный операнд.
- Регистры
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Регистры процессора состояли из:
- AC – 38-битный аккумулятор
- MQ – 36-битный множитель-коэффициент
- XR – 15-битные индексные регистры (три или семь)
- SI – 36-битный индикатор Sense
Регистры аккумулятора (и множителя) работают в знак/величина формате . В аккумуляторе есть два бита переполнения, обозначенные Q и P. Логические инструкции очищают или игнорируют S и Q; Инструкция Add and Carry Logical (ACL) выполняет циклический перенос от бита P к биту 35.
Индексные регистры работают в формате дополнения до двух и при их использовании для изменения адреса инструкции вычитаются из адреса в инструкции. На машинах с тремя индексными регистрами, если в теге установлены два или три бита (т. е. выбрано несколько регистров), то перед вычитанием их значения объединяются по логическому ИЛИ. IBM 7094 с семью индексными регистрами включается в режиме нескольких тегов для совместимости с более ранними машинами, чтобы программы, использовавшие этот трюк, могли продолжать использоваться; Инструкция выхода из режима множественных тегов (LMTM) отключает этот режим, так что тег указывает, какой из индексных регистров использовать, а инструкция входа в режим множественных тегов (EMTM) снова включает его.
Сенсорные индикаторы позволяют взаимодействовать с оператором с помощью переключателей и индикаторов на панели.
- Память
- 704: 4096 или 8192 или 32768 – 36-битные двоичные слова с шестибитными символами.
- 709, 7090, 7094, 7094 II, 7040, 7044: 32,768 – 36-битные двоичные слова с шестибитными символами.
- Ввод/вывод
В сериях 709/7090 используются каналы синхронизации данных для высокоскоростного ввода/вывода, например, на ленту и диск. Базовый 7-битный [б] DSC, например 7607, выполняют свои собственные простые программы из памяти компьютера, которые управляют передачей данных между памятью и устройствами ввода-вывода; более продвинутая 9-битная [с] 7909 поддерживает более сложные канальные программы. Поскольку оборудование единичной записи на 709x было очень медленным, ввод-вывод перфокарт и высокоскоростная печать часто выполнялись путем переноса магнитных лент на автономный IBM 1401 и обратно . Позже каналы передачи данных использовались для подключения 7090 к 7040 или 7094 к 7044 для формирования системы прямого сопряжения IBM 7094/7044 (DCS) . В этой конфигурации процессор 7044, который мог использовать более быстрые периферийные устройства серии 1400, в основном обрабатывал ввод-вывод.
Программа ассемблера FORTRAN
[ редактировать ]Программа FORTRAN сборки (FAP) — это ассемблер для 709, 7090 и 7094, первоначально написанный в Западном центре обработки данных Дэвидом Э. Фергюсоном и Дональдом П. Муром для 709. [1] Он работает под управлением операционных систем IBM Fortran Monitor System (FMS) и IBSYS . Более ранним ассемблером был компилятор-ассемблер-транслятор SHARE (SCAT) под операционной системой SHARE (SOS). Макросы были добавлены в FAP компанией Bell Laboratories (BE-FAP), а последним ассемблером 7090/7094 была программа Macro Assembly Program (IBMAP) под управлением IBSYS/IBJOB. SCAT, FAP и MAP были несовместимы.
Его псевдооперация BSS , используемая для резервирования памяти, является источником общего названия « раздела BSS », которое до сих пор используется во многих языках ассемблера для обозначения диапазонов адресов зарезервированной памяти , которые не нужно сохранять в исполняемом образе. .
Коммерческая архитектура (702/705/7080)
[ редактировать ]
IBM 702 и IBM 705 похожи, и 705 может запускать многие программы 702 без изменений, но они не полностью совместимы.
IBM 7080 — это транзисторная версия модели 705 с различными улучшениями. Для обратной совместимости его можно запустить в 705 I. [2] режим, 705 II [3] режим, 705 III [4] режим или полный режим 7080.
- Формат данных
Данные представлены строкой символов переменной длины, заканчивающейся знаком записи .
- Формат инструкции
Пять символов: односимвольный код операции и четырехзначный адрес – OAAAA.
- Регистры
- 702
- два аккумулятора (A и B) — 512 символов
- 705
- один аккумулятор – 256 символов
- 14 вспомогательных запоминающих устройств – 16 символов
- одна вспомогательная память – 32 символа
- 7080
- один аккумулятор – 256 символов
- 30 вспомогательных запоминающих устройств – 512 символов
- 32 блока памяти связи – 8 символов
- Память
- 702
- От 2000 до 10 000 символов в трубках Уильямса (с шагом 2000 символов)
- Скорость цикла символов – 23 микросекунды
- 705 (модели I, II или III)
- 20 000, 40 000 или 80 000 символов основной памяти
- Частота цикла символов — 17 микросекунд или 9,8 микросекунд.
- 7080
- 80 000 или 160 000 символов основной памяти
- Частота цикла символов — 2,18 микросекунды
- Ввод/вывод
Модель 705 и базовая версия 7080 используют каналы с 7-битным кодированием. [б] интерфейс. Модель 7080 может быть оснащена каналами передачи данных 7908 для подключения более быстрых устройств с помощью 9-битного порта. [с] интерфейс.
Архитектура серии 1400 (7010)
[ редактировать ]
Коммерческая архитектура 700/7000 вдохновила на создание очень успешной IBM 1400 серии бизнес-компьютеров среднего размера . В свою очередь, IBM позже представила версию IBM 1410 для мэйнфреймов под названием IBM 7010.
- Формат данных
- Данные представлены строкой символов переменной длины, заканчивающейся словесным знаком .
- Формат инструкции
- Переменная длина: 1, 2, 6, 7, 11 или 12 символов.
- Регистры
Пятнадцать пятисимвольных полей в фиксированных местах в нижней памяти можно рассматривать как индексные регистры, значения которых можно добавлять к адресу, указанному в инструкции. Кроме того, программисту доступны определенные внутренние регистры, которые сегодня были бы невидимы, например адреса обрабатываемых в данный момент символов; в частности, регистр адреса B часто используется для связи с подпрограммами.
- Память
- 100 000 символов [5]
Десятичная архитектура (7070/7072/7074)
[ редактировать ]
IBM 7070 , IBM 7072 и IBM 7074 — это десятичные машины с фиксированной длиной слова. Они используют десятизначное слово, как меньший и более старый IBM 650 , но не совместимы с набором команд 650.
- Формат данных
- Длина слова – 10 десятичных цифр плюс знак.
- Кодировка цифр – код два из пяти.
- Плавающая точка – необязательно, с двузначным показателем степени.
- Три знака для каждого слова – Плюс, Минус и Альфа.
- Плюс и минус обозначают 10-значные числовые значения.
- Альфа обозначает пять символов текста, закодированных парами цифр. 61 = А, 91 = 1.
- Формат инструкции
- Во всех инструкциях используется одно слово
- Двузначный код операции (включая знак, только плюс или минус)
- Двузначный индексный регистр
- Управление двухзначным полем – позволяет выбирать наборы цифр, сдвигать их влево или вправо.
- Четырехзначный адрес
- Регистры
- Все регистры используют одно слово и также могут обращаться к памяти.
- Аккумуляторы – три (адреса 9991, 9992 и 9993 – стандартные; 99991, 99992 и 99993 – расширенные 7074)
- Регистр программы – один (адрес 9995 – стандартный; 99995 – расширенный 7074)
- Адресуется только с консоли. Сохраняет текущую инструкцию.
- Счетчик команд – один (адрес 9999 – стандартный; 99999 – расширенный 7074)
- Адресуется только с консоли
- Индексные регистры – 99 (адреса 0001-0099)
- Память
- От 5000 до 9990 слов (стандартно)
- От 15 000 до 30 000 слов (расширенный 7074)
- Время доступа – 6 микросекунд (7070/7072), 4 микросекунды (7074)
- Добавить время — 72 микросекунды (7070), 12 микросекунд (7072), 10 микросекунд (7074)
- Ввод/вывод
707x использует каналы с 7-битным кодированием. [б] интерфейс. Модели 7070 и 7074 могут быть оснащены каналами передачи данных 7907 для подключения более быстрых устройств с помощью 9-битного порта. [с] интерфейс.
Хронология
[ редактировать ]| год | категория | логика | память | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| десятичный | коммерческий | научный | суперкомпьютер | |||
| 1952 | ИБМ 701 | вакуумные трубки | Трубки Уильямса | |||
| 1953 | ИБМ 702 | |||||
| 1954 | ИБМ 705 | ИБМ 704 | основная память | |||
| 1958 | ИБМ 709 | |||||
| ИБМ 7070 | транзисторы | |||||
| 1959 | ИБМ 7090 | |||||
| 1960 | ИБМ 7074 | |||||
| 1961 | ИБМ 7072 | ИБМ 7080 | ИБМ 7030 | |||
| 1962 | ИБМ 7010 | ИБМ 7094 | ||||
| 1963 | ИБМ 7040 ИБМ 7044 | |||||
| 1964 | IBM 7094 II | |||||
IBM 7074 использовался Налоговой службой США в 1962 году. [6]
Система сбора данных IBM 7700 не входит в серию IBM 7000, несмотря на ее номер и дату анонса 2 декабря 1963 года.
Производительность
[ редактировать ]Все машины серий 700 и 7000 предшествовали стандартным инструментам измерения производительности, таким как тесты Whetstone (1972), Dhrystone (1984), LINPACK (1979) или циклы Ливермора (1986).
В таблице ниже измерения Гибсона и Найта показывают скорость, где чем выше число, тем лучше; измерение TRIDIA сообщает время, где чем меньше число, тем лучше.
| Модель | Гибсон смешивание КИПС | Рыцарь Индекс научный [7] | Программа ТРИДИА (ФОРТРАН) (секунды) [8] |
|---|---|---|---|
| IBM 705 м1,2 | 0.50 | ||
| ИБМ 705 м3 | 0.38 | ||
| ИБМ 709 | 21 | ||
| ИБМ 7030 | 372 | 15.58 | |
| ИБМ 7040 | 148 | ||
| ИБМ 7044 | 109 | 74 | |
| ИБМ 7090 | 139 | 66 | |
| ИБМ 7094 | 176 | 31.35 | |
| IBM 7094 II | 257 | 217 | 16.50 |
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Исключением является 7340 Hypertape .
- ^ Jump up to: а б с 6 бит плюс четность.
- ^ Jump up to: а б с 8 бит плюс четность.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ПРОГРАММА АССАМБЛЕИ ФОРТРАНА (FAP) для IBM 709/7090 (PDF) . 709/7090 Бюллетень системы обработки данных. ИБМ . 1961. J28-6098-1.
- ^ Вейк, Мартин Х. (декабрь 1955 г.). «ИБМ-705» . ed-thelen.org . Обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.
- ^ Вейк, Мартин Х. (март 1961 г.). «ИБМ 705 I II» . ed-thelen.org . Третий обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.
- ^ Вейк, Мартин Х. (март 1961 г.). «ИБМ 705 III» . ed-thelen.org . Третий обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем.
- ^ IBM-7010
- ^ Ганнон, Роберт (март 1963 г.). «Большой Брат 7074 наблюдает за тобой» . Популярная наука . Архивировано из оригинала 19 января 2020 года . Проверено 19 января 2020 г.
- ^ М. Фистер-младший, Технологии обработки данных и экономика , 2-е изд., 1979; Таблица II.2.11.1
- ^ Итоговый отчет о 64/6600 FORTRAN версии 3.0 (PDF) (Отчет). Корпорация Control Data . 6 июня 1966 г. раздел IB, стр. 3-4.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Генеалогическое древо мейнфреймов IBM
- Архитектура первых компьютеров IBM (PDF)
- С. Гордон Белл, Компьютерные структуры: материалы для чтения и примеры , McGraw-Hill, 1971; часть 6, раздел 1, «Последовательность IBM 701-7094 II, семейство, созданное в результате эволюции» , ISBN 0-07-004357-4
- ИБМ 705
- IBM 7030 Стретч
- ИБМ 7070
- ИБМ 7094
- Архитектура IBM 7090/94. Архивировано 22 мая 2012 г. в Wayback Machine.
- Страница Джека Харпера в FAP. Архивировано 20 февраля 2012 г. в Wayback Machine.
- Рождение нежеланного компьютера IBM, Боб Бемер
- Фильм IBM 700
Справочные руководства
[ редактировать ]- 701
- Принципы работы — Тип 701 и сопутствующее оборудование (PDF) . ИБМ. 1953. 24-6042-1 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 702
- Машины электронной обработки данных IBM — тип 702 (PDF) . ИБМ. 1954. 22-6173-1 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 704
- Электронная вычислительная машина 704 - инструкция по эксплуатации (PDF) . ИБМ. 1955. 24-6661-2 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 705
- Справочное руководство — Система обработки данных 705 (PDF) . ИБМ. Май 1959 г. А22-6506-0 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 7010
- Принципы работы IBM 7010 (PDF) . Справочная библиотека по системам IBM. ИБМ. А22-6726 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 7030
- Справочное руководство — Система обработки данных 7030 (PDF) . ИБМ. Август 1961 г. А22-6530-2 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 7040/7044
- IBM 7040-7044 Принципы работы (PDF) . Справочная библиотека по системам IBM. ИБМ. Май 1964 г. А22-6640-4 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 7070/7072/7074
- Справочное руководство — Система обработки данных 7070 (PDF) . Справочная библиотека по системам IBM. ИБМ. 1962. А22-7003-6 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 7080
- Принципы работы IBM 7080 (PDF) . Справочная библиотека по системам IBM. ИБМ. Ноябрь 1964 г. А22-6560-4 . Проверено 3 ноября 2022 г.
- 7090/7094
- Справочное руководство — Система обработки данных IBM 7090 (PDF) . ИБМ. Март 1962 г. А22-6528-4 . Проверено 3 ноября 2022 г.
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - Принципы работы IBM 7094 (PDF) . Справочная библиотека по системам IBM. ИБМ. 1966. А22-6703-4 . Проверено 3 ноября 2022 г.