IBM System/360 modell 67

S/360 Extended PSW
	;
	;
	Instruktionsadress
20	Brädda med fast punkt
21	Decimalspill
22	Exponentunderflöde
23	Betydelse

IBM System/360 modell 67
	IBM System/360 Model 67-2 (duplex) vid University of Michigan, ca. 1969
Tillverkare	International Business Machines Corporation ( IBM )
Produktfamilj	System/360
Utgivningsdatum	16 augusti 1965
Minne	512 KB–1 MB kärna

Vänster sida, 2167 konfigurationskonsol för IBM/System 360 Model 67-2 (duplex) vid University of Michigan, ca. 1969

IBM System/360 Model 67 ( S/360-67 ) var en viktig IBM stordatormodell i slutet av 1960-talet. Till skillnad från resten av S/360- serien, inkluderade den funktioner för att underlätta tidsdelningsapplikationer , särskilt en dynamisk adressöversättningsenhet , "DAT-boxen", för att stödja virtuellt minne , 32-bitars adressering och 2846 Channel Controller för att möjliggöra delning kanaler mellan processorer. S/360-67 var annars kompatibel med resten av S/360-serien.

Ursprung

S/360-67 var avsedd att tillfredsställa behoven hos viktiga tidsdelningskunder , särskilt MIT (där Project MAC hade blivit ett ökänt IBM-försäljningsmisslyckande), University of Michigan , General Motors , Bell Labs , Princeton University , Carnegie Institute of Technology (senare Carnegie Mellon University ), och Naval Postgraduate School .

I mitten av 1960-talet var ett antal organisationer intresserade av att erbjuda interaktiva datortjänster med hjälp av tidsdelning . På den tiden begränsades det arbete som datorer kunde utföra av deras brist på verklig minneslagringskapacitet. När IBM introducerade sin System/360 -familj av datorer i mitten av 1960-talet, gav den ingen lösning för denna begränsning och inom IBM fanns det motstridiga åsikter om vikten av tidsdelning och behovet av att stödja det.

En artikel med titeln Program and Addressing Structure in a Time-Sharing Environment av Bruce Arden , Bernard Galler , Frank Westervelt (alla biträdande direktörer vid University of Michigans akademiska datorcenter) och Tom O'Brian som bygger på några grundläggande idéer som utvecklats vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) publicerades i januari 1966. Uppsatsen beskrev en virtuell minnesarkitektur som använder dynamisk adressöversättning (DAT) som kan användas för att implementera tidsdelning.

Efter ett år av förhandlingar och designstudier gick IBM med på att göra en unik version av sin S/360-65 stordator för University of Michigan. S/360-65M skulle inkludera funktioner för dynamisk adressöversättning (DAT) som stöder virtuellt minne och tillåter stöd för tidsdelning. Inledningsvis beslutade IBM att inte leverera ett tidsdelningsoperativsystem för den nya maskinen.

När andra organisationer hörde talas om projektet blev de fascinerade av idén om tidsdelning och uttryckte intresse för att beställa de modifierade maskinerna i IBM S/360-serien. Med detta visade intresse ändrade IBM datorns modellnummer till S/360-67 och gjorde den till en produkt som stöds. När IBM insåg att det fanns en marknad för tidsdelning gick man med på att utveckla ett nytt tidsdelningsoperativsystem kallat IBM Time Sharing System (TSS/360) för leverans ungefär samtidigt som den första modellen S/360-67.

Den första S/360-67 skickades i maj 1966. S/360-67 drogs tillbaka den 15 mars 1977.

Innan tillkännagivandet av Model 67 hade IBM annonserat modellerna 64 och 66, DAT-versioner av sina 60 och 62 modeller, men de ersattes nästan omedelbart av 67 samtidigt som 60 och 62 ersattes av 65.

Meddelande

IBM tillkännagav S/360-67 i sina "blå bokstäver" den 16 augusti 1965 (en standardmekanism som används av IBM för att göra produktmeddelanden). IBM uppgav att:

"Särskilda budbegränsningar har tagits bort från System/360 Model 67" (dvs den var nu allmänt tillgänglig)
Det inkluderade "flerprocessorkonfigurationer, med en hög grad av systemtillgänglighet", med upp till fyra processorenheter [medan konfigurationer med upp till fyra processorer tillkännagavs, byggdes faktiskt endast en och två processorkonfigurationer]
Den hade "sitt eget kraftfulla operativsystem...[the] Time Sharing System Monitor (TSS)" som erbjuder "nästan omedelbar tillgång till och svar från datorn" för att "utnyttja de unika funktionerna hos ett multiprocessorsystem"
Det erbjöd "dynamisk omlokalisering av problemprogram med hjälp av de dynamiska adressöversättningsfaciliteterna i 2067 Processing Unit, vilket möjliggjorde svar, inom några sekunder, till många samtidiga användare"

Virtuellt minne

S/360-67-designen lade till en komponent för implementering av virtuellt minne, "DAT-boxen" (Dynamic Address Translation box). DAT på 360/67 var baserad på arkitekturen som beskrivs i en JACM- tidning från 1966 av Arden, Galler, Westervelt och O'Brien och inkluderade både segment- och sidtabeller. Modell 67:s virtuella minnesstöd var väldigt likt det virtuella minnesstödet som så småningom blev standard på hela System/370- linjen.

S/360-67 gav ett 24- eller 32-bitars adressutrymme – till skillnad från det strikt 24-bitars adressutrymmet i andra S/360 och tidiga S/370-system, och 31-bitars adressutrymmet i S/370-XA tillgänglig på senare S/370s. Det virtuella adressutrymmet S/360-67 var uppdelat i sidor (på 4096 byte) grupperade i segment (om 1 miljon byte); sidor mappades dynamiskt till processorns verkliga minne. Dessa S/360-67-funktioner plus referens- och ändringsbitar som en del av lagringsnyckeln gjorde det möjligt för operativsystemen att implementera efterfrågesökning : hänvisning till en sida som inte fanns i minnet orsakade ett sidfel , som i sin tur kunde fångas upp och bearbetas av en operativ systemavbrottshanterare . _

S/360-67:s virtuella minnessystem kunde uppfylla tre distinkta mål:

Stort adressutrymme. Den mappade fysiskt minne till en större pool av virtuellt minne, som dynamiskt kunde bytas in och ut ur det verkliga minnet efter behov från lagring med slumpmässig åtkomst (vanligtvis: disk- eller trumlagring).
Isolerade OS-komponenter. Det gjorde det möjligt att ta bort det mesta av operativsystemets minnesfotavtryck från användarens miljö, vilket ökade det tillgängliga minnet för applikationsanvändning och minskade risken för applikationer att inkräkta på eller korrumpera operativsystemdata och program.
Flera adressutrymmen. Genom att implementera flera virtuella adressutrymmen , var och en för en annan användare, kan varje användare potentiellt ha en privat virtuell maskin .

Det första målet tog bort (i åtminstone decennier) en förkrossande begränsning av tidigare maskiner: att få slut på fysisk lagring. Den andra möjliggjorde avsevärda förbättringar av säkerhet och tillförlitlighet. Den tredje möjliggjorde implementeringen av verkliga virtuella maskiner . Samtida dokument gör det klart att fullständig hårdvaruvirtualisering och virtuella maskiner inte var ursprungliga designmål för S/360-67.

Funktioner

S/360-67 inkluderade följande tillägg utöver standard- och tillvalsfunktionerna som är tillgängliga på alla S/360-system:

Dynamisk adressöversättning (DAT) med stöd för 24 eller 32-bitars virtuella adresser med segment- och sidtabeller (upp till 16 segment vardera innehållande upp till 256 4096 bytesidor)
Utökat PSW-läge som möjliggör ytterligare avbrottsmaskering och ytterligare kontrollregister
Högupplöst intervalltimer med en upplösning på cirka 13 mikrosekunder
Referera och ändra bitar som en del av lagringsskyddsnycklar
Utökad direktkontroll som låter processorerna i en duplexkonfiguration presentera ett externt avbrott för den andra processorn
Uppdelning av processorer, processorlagring och I/O-kanaler i en duplexkonfiguration i två separata delsystem
Flytande adressering för att tillåta processorlagring i en partitionerad duplexkonfiguration att tilldelas konsekutiva riktiga minnesadresser
En IBM 2846 Channel Controller som tillåter båda processorerna i en duplexkonfiguration att komma åt alla I/O-kanaler och som gör att I/O-avbrott kan presenteras för båda processorerna oberoende av vilken processor som initierade I/O-operationen
Enkla konfigurationer kan inkludera 7 I/O-kanaler, medan duplexkonfigurationer kan inkludera 14 I/O-kanaler
Tre nya instruktioner för supervisor-tillstånd: Ladda multipel kontroll (LMC), lagra multipel kontroll (SMC), ladda verklig adress (LRA)
Två nya instruktioner för problemtillstånd: Branch and Store Register (BASR) och Branch and Store (BAS)
Två nya programavbrott: Undantag för segmentöversättning (16) och undantag för sidöversättning (17)

S/360-67 fungerade med en grundläggande intern cykeltid på 200 nanosekunder och en grundläggande 750 nanosekunders lagringscykel för magnetisk kärna, samma som S/360-65. Cykeltiden på 200 ns placerade S/360-67 i mitten av S/360-linjen, mellan Model 30 i den lägre delen och Model 195 i den övre delen. Från 1 till 8 byte (8 databitar och 1 paritetsbit per byte) kan läsas eller skrivas till processorminnet i en enda cykel. En 60-bitars parallelladderare underlättade hanteringen av långa fraktioner i flyttalsoperationer. En 8-bitars seriell adderare möjliggjorde samtidig exekvering av flyttalsexponentaritmetik, och hanterade även instruktioner för decimalaritmetik och variabel fältlängd (VFL).

Nya komponenter

Fyra nya komponenter var en del av S/360-67:

2067 Processing Unit Models 1 och 2,
2365 Processor Storage Model 12,
2846 Channel Controller, och
2167 Konfigurationsenhet.

Dessa komponenter, tillsammans med 2365 Processor Storage Model 2, 2860 Selector Channel, 2870 Multiplexer Channel och andra System/360 kontrollenheter och enheter var tillgängliga för användning med S/360-67.

Notera att medan Carnegie Tech hade en 360/67 med en IBM 2361 LCS, fanns det alternativet inte med i prisboken och kanske inte fungerade i en duplexkonfiguration.

Grundläggande konfigurationer

Tre grundläggande konfigurationer var tillgängliga för IBM System/360 modell 67:

Simplex – en IBM 2067-1-processor, två till fyra IBM 2365-2-processorlagringskomponenter (512K till 1M byte), upp till sju datakanaler och annan kringutrustning. Detta system kallades IBM System/360 modell 67-1.
Halvduplex – en IBM 2067-2-processor, två till fyra IBM 2365-12-processorlagringskomponenter (512K till 1M byte), en IBM 2167 Configuration Unit, en eller två IBM 2846 Channel Controllers, upp till fjorton datakanaler och andra kringutrustning.
Duplex – två IBM 2067-2-processorer, tre till åtta IBM 2365-12-processorlagringskomponenter (768K till 2M byte), en IBM 2167 Configuration Unit, en eller två IBM 2846 Channel Controllers, upp till fjorton datakanaler och annan kringutrustning.

Ett halvduplexsystem kan uppgraderas i fält till ett duplexsystem genom att lägga till en IBM 2067-2-processor och den tredje IBM 2365-12 Processor Storage, såvida inte halvduplexsystemet redan hade tre eller fler. Halvduplex- och duplexkonfigurationerna kallades IBM System/360 modell 67-2.

Operativsystem

När S/360-67 tillkännagavs i augusti 1965, tillkännagav IBM också TSS/360 , ett tidsdelningsoperativsystemsprojekt som avbröts 1971 (som också avbröts 1968, men återkallades 1969). IBM modifierade därefter TSS/360 och erbjöd TSS/370 PRPQ för tre utgåvor innan de avbröt den. IBM:s misslyckande med att leverera TSS/360 som utlovat öppnade dörren för andra att utveckla operativsystem som skulle använda de unika funktionerna i S/360-67

MTS, Michigan Terminal System , var det tidsdelningsoperativsystem som utvecklades vid University of Michigan och användes först på modell 67 i januari 1967. Stöd för virtuellt minne lades till MTS i oktober 1967. Stöd för flera processorer för en duplex S /360-67 tillkom i oktober 1968.

CP/CMS var det första operativsystemet för virtuella maskiner . Utvecklad vid IBMs Cambridge Scientific Center (CSC) nära MIT. CP/CMS var i huvudsak ett forskningssystem som inte stöds, byggt bort från IBMs vanliga produktorganisationer, med aktivt engagemang av externa forskare. Med tiden utvecklades det till ett IBM-operativsystem med fullt stöd ( VM/370 och dagens z/VM) . VP/CSS , baserat på CP/CMS, utvecklades av National CSS för att tillhandahålla kommersiella tidsdelningstjänster.

Arv

S/360-67 hade ett viktigt arv. Efter misslyckandet med TSS/360 blev IBM överraskad av uppblomstringen av en tidsdelningsgemenskap på S/360-67-plattformen ( CP/CMS , MTS , MUSIC ). Ett stort antal kommersiella, akademiska och servicebyråers webbplatser installerade systemet. Genom att dra fördel av IBM:s ljumma stöd för tidsdelning, och genom att dela information och resurser (inklusive källkodsändringar), byggde och stödde de en generation av tidsdelningscenter.

De unika egenskaperna hos S/360-67 kom till en början inte med i IBM:s nästa produktserie, System/370 , även om 370/145 hade ett associativt minne som verkade mer användbart för personsökning än för dess skenbara syfte. Detta var till stor del ett resultat av en bitter och mycket synlig politisk strid inom IBM om fördelarna med tidsdelning kontra batchbearbetning . Till en början gick åtminstone tidsdelning förlorad.

IBM möttes dock av ökande efterfrågan från kunder på tidsdelning och virtuella minnesmöjligheter. IBM kunde inte heller ignorera det stora antalet S/360-67 tidsdelningsinstallationer – inklusive den nya industrin av tidsdelningsleverantörer , som National CSS och Interactive Data Corporation (IDC), som snabbt nådde kommersiell framgång.

År 1972 lade IBM till virtuella minnesfunktioner till S/370-serien, ett drag som av många ses som ett bevis på arbetet som gjorts med S/360-67-projektet; mikrokoden i 370/145 uppdaterades för att använda det associativa minnet för virtuell adressöversättning. Överlevnaden och framgången för IBM:s VM- familj, och virtualiseringsteknologin i allmänhet, beror också mycket på S/360-67.

2010, i den tekniska beskrivningen av dess senaste stordator, z196 , uppgav IBM att dess mjukvaruvirtualisering började med System/360-modellen 67.

Se även

Virtuellt minne

EW Pugh, LR Johnson och John H. Palmer, IBM:s 360 och tidiga 370-system, MIT Press, Cambridge MA och London, ISBN 0-262-16123-0 , inkluderar en omfattande (819 s. ) behandling av IBM:s erbjudanden under denna period
Melinda Varian, VM och VM-gemenskapen, tidigare nutid och framtid , DELA 89 sessioner 9059-9061, 1997

S360: IBM System/360 Principles of Operation (PDF) (åttonde upplagan). IBM. September 1968. A22-6821-7.
func67: IBM System/360 Model 67 Functional Characteristics (PDF) (tredje upplagan). IBM. Februari 1972. GA27-2719-2.

externa länkar

A. Padegs, "System/360 and Beyond" , IBM Journal of Research & Development, vol. 25 nr. 5, sid. 377-390, september 1981
IBM System/360 System Summary , trettonde upplagan, januari 1974, IBM-publikation GA22-6810-12, sidorna 6–13 till 6-15 beskriver modellen 67
IBM System/360 Model 67 referensdata (blått kort)
Flera bilder av en dubbelprocessor IBM 360/67 vid University of Michigans akademiska datorcenter i slutet av 1960-talet eller början av 1970-talet ingår i Dave Mills artikel som beskriver Michigan Terminal System (MTS)
Bilder på en IBM S/360-67 vid Newcastle (UK) University
TSS/360 koncept och faciliteter
Tidsdelning i IBM System/360 modell 67