IBM 1620

IBM 1620

IBM 1620 モデル I、レベル H
メーカー	IBM
タイプ	科学ミニコンピュータ
発売日	1959
出荷数	2000年頃
CPU	トランジスタ化、SMS カード搭載、可変 12 ～ 72 ビット ワード @ 50 kHz (20 us)
メモリ	20,000～60,000語（コアメモリ）
力	2kW
質量	550 kg (1210 ポンド)
前任者	IBM 650、IBM 610、IBM 608
後継	IBM 1130
関連している	IBM 1710、IBM 1720

IBM 1620は1959年10月21日にIBMによって発表され、^[1]安価な科学計算用コンピュータとして販売されました。^[2]約2000台が生産された後、1970年11月19日に販売が中止されました。1620の改良版はIBM 1710およびIBM 1720産業用プロセス制御システムのCPUとして使用されました（工場設備のリアルタイム プロセス制御に十分な信頼性があると見なされた最初のデジタルコンピュータとなりました）。^[1]

固定長の純粋なバイナリとは対照的に、可変長の10 進数であるため、学習用の最初のコンピューターとして特に魅力的であり、何十万人もの学生が IBM 1620 でコンピューターを初めて体験しました。

コアメモリのサイクルタイムは、（初期の）モデルIでは20マイクロ秒、モデルIIでは10マイクロ秒（2006年の一般的なコンピュータのメインメモリの約1000倍遅い）でした。モデルIIは1962年に導入されました。^[3]

IBM 1620 モデル I は、コアメモリを使用した可変長の 10進数 ( BCD ) コンピュータでした。モデル I のコアは 10 進数で 20,000 桁を保持でき、各桁は 6 ビットで格納されます。^{[4] [3]} IBM 1623 ストレージ ユニット モデル 1 は 40,000 桁を保持でき、1623 モデル 2 は 60,000 桁を保持できるため、より多くのメモリを追加できます。^[1]

モデルIIではIBM 1625コアストレージメモリユニット^{[5] [6]}が導入され、モデルI(内部または1623メモリユニット)と比較して、より高速なコアを使用することでメモリサイクル時間が半分の10μs(つまり、サイクル速度が100kHzに引き上げられた)に短縮されました。

どちらのモデルも5桁のアドレスで10万桁の10進数を処理できたが、6万桁を超える10進数を扱うマシンは市場に出回らなかった。^[7]

メモリは、2桁の10進数に同時にアクセスされました（数値データの場合は偶数と奇数の数字のペア、テキストデータの場合は1つの英数字）。各10進数は6ビットで、奇数パリティのチェックビット、フラグビット、および数字の値を表す4つのBCDビットで構成され、次の形式になっています。^[8]

  CF 8 4 2 1

Fラグ ビットにはいくつかの用途があります。

• 最下位桁では、負の数 (符号付き絶対値) を示すように設定されました。
• 数字の最上位桁をマークするために設定されました（ワードマーク）。
• 5桁のアドレスの最下位桁は間接アドレッシングに設定されていました（モデルIではオプション、1620モデルIIでは標準）。マルチレベル間接^[1]を使用することもできます（マシンを無限間接アドレッシングループにすることもできます）。
• 5 桁のアドレスの中央の 3 桁 ( 1620 IIの場合) は、7 つのインデックス レジスタの 1 つを選択するように設定されていました。

有効な BCD 桁値に加えて、3 つの特殊な桁値がありました (これらは計算には使用 できません)。

  CF 8 4 2 1
      1 0 1 0 –  レコードマーク（レコードの右端、二重のダガー記号‡として印刷されます）
      1 1 0 0 – 数値空白（パンチカード出力フォーマットの場合は空白）
      1 1 1 1 –  グループマーク（ディスクI/Oのレコードグループの右端）

命令は固定長 (12 桁の 10 進数) で、2 桁の「オペコード」、5 桁の「P アドレス」(通常は宛先アドレス)、および 5 桁の「Q アドレス」(通常はソースアドレスまたはソース即値) で構成されます。B (分岐) 命令などの一部の命令は P アドレスのみを使用し、その後のスマート アセンブラには 7 桁の分岐命令 (オペコード、P アドレス、および次の命令が偶数桁から始まる必要があるため 1 桁の追加) を生成する「B7」命令が含まれていました。

固定小数点データの「ワード」は、小数点 2 桁から他の目的に使用されていないメモリ全体までの任意のサイズにすることができます。

浮動小数点データ「ワード」（ハードウェア浮動小数点オプションを使用）は、4 桁から最大 102 桁（仮数部は 2 桁から 100 桁、指数部は 2 桁）までの任意のサイズになります。

Fortran II コンパイラは、固定形式で Fortran ソースの前にある「ソース プログラム制御カード」を介して、この柔軟性への限定的なアクセスを提供しました。

*ふぅっ

1 列目の *、ff は 浮動小数点数の仮数の桁数 (02 から 28 まで)、kk は固定小数点数の桁数 (04 から 10 まで)、sは、現在のコンピュータでない場合、コードを実行するコンピュータのメモリ サイズを指定します。20,000 桁、40,000 桁、または 60,000 桁のメモリの場合は 2、4、または 6 になります。

このマシンにはプログラマがアクセスできるレジスタがなく、すべての操作はメモリ対メモリで行われました ( 1620 IIのインデックス レジスタを含む)。

建築上の難しさのセクションを参照

以下の表に、英数字モードの文字 (およびオペコード) を示します。

モデルIでは、タイプライターのキリル文字 Ж (zh と発音) を、正しいパリティを持つ汎用の無効文字として使用しました (無効なパリティは、上線 "–" で示されます)。1620 のインストールでは、1960 年代後半に人気を博したジェームズ ボンドの小説で使用されていたため、SMERSH と呼ばれていました。モデルIIでは、新しい文字 ❚ ("pillow" と呼ばれます) を、正しいパリティを持つ汎用の無効文字として使用しました。

IBM 1620 のアーキテクチャは科学および工学界で非常に人気がありましたが、コンピュータ科学者のEdsger Dijkstra はEWD37「IBM 1620 データ処理システムのレビュー」でその設計にいくつかの欠陥があることを指摘しました。^[9]これらの欠陥の中には、マシンの Branch および Transmit 命令と Branch Back 命令の組み合わせでは、ネストされたサブルーチン呼び出しが 1 レベルしか許可されないため、複数レベルを持つコードのプログラマーは、この「機能」の使用が最も効果的な場所を決定する必要があります。また、マシンの紙テープ読み取りサポートでは、レコード マークを含むテープを正しく読み取れないことも示しました。レコード マークは、ストレージで読み取られた文字を終了するために使用されるためです。この影響の 1 つは、1620 ではレコード マークを含むテープを簡単な方法で複製できないことです。レコード マークが検出されると、パンチ命令は代わりに EOL 文字をパンチして終了します。ただし、これは致命的な問題ではありませんでした。

• データはメモリの末尾にコピーされ、WNの代わりにDN命令でそのままパンチされる。
• テープは通常、オフラインで複製されていました。

1620のほとんどのインストールでは、紙テープではなく、 より便利なパンチカード入出力^{[10]が使用されていました。}

1620の後継機であるIBM 1130 ^[11]は、全く異なる16ビットバイナリアーキテクチャに基づいていました。（1130シリーズには、1620周辺機器であるIBM 1627ドラムプロッタが1つ残っていました。）

IBM は 1620 用に次のソフトウェアを提供しました。

• 1620 シンボリックプログラミングシステム (SPS) (アセンブリ言語)
• フォートラン
• FORTRAN II – 40,000桁以上のメモリが必要

• GOTRAN – 「ロード＆ゴー」操作のためのFORTRANの簡略化された解釈バージョン^[12]
• モニター I およびモニター II – ディスクオペレーティング システム。

モニターは、1620 SPS IId、FORTRAN IId のディスク ベース バージョンと DUP (ディスク ユーティリティ プログラム) を提供しました。両方のモニター システムには、20,000 桁以上のメモリと 1 台以上の 1311 ディスク ドライブが必要でした。

IBM 1620関連のマニュアルのPDFコレクションがbitsaversに存在します。^[13]

モデルIは加算/減算にメモリ内のルックアップテーブルを使用していたため、 ^[14]テーブルの内容を変更することで、限定された基数（5～9）の符号なし数値の演算を実行できましたが、ハードウェアには減算（および逆符号の数値の加算）用の10の補数器が含まれていたことに注意してください。

2 進数から 4 進数までの完全な符号付き加算と減算を実行するには、補数と桁上げのロジックを偽装する「折り畳み式」加算テーブルを作成するためのハードウェアの詳細な理解が必要でした。

また、プログラムでアドレス計算が必要になるたびに、通常の 10 進演算用に加算テーブルを再ロードし、その後、代替の基数用に再度再ロードする必要がありました。このため、この「トリック」は実際のアプリケーションではあまり役に立ちませんでした。

モデル IIでは加算と減算がハードウェアで完全に実装されていたため、メモリ内のテーブルを変更して算術基数を変更する「トリック」として使用することはできませんでした。ただし、8 進数の入出力、論理演算、および 10 進数から 8 進数への基数変換を行うためのハードウェアのオプションの特殊機能は利用できました。

8 進数と 10 進数以外の基数はサポートされていませんでしたが、これにより、モデル II は、他のコンピュータ (IBM 7090 など) によって 8 進数でフォーマットされたデータを操作する必要があるアプリケーションにとって非常に実用的になりました。

IBM 1620 モデル I (1959 年から 1962 年にモデル II が導入されるまでは一般に「1620」と呼ばれていました) がオリジナルです。価格を低く抑えるために、できるだけ安価に製造されました。

• 従来のALUハードウェアがなく、演算はメモリテーブルルックアップによって行われました。加算と減算には100桁のテーブル（アドレス00300..00399）が使用されました。乗算には200桁のテーブル（アドレス00100..00299）が使用されました。^{[15] : p.4.4}基本マシンでは除算にソフトウェアサブルーチンが使用されていましたが、繰り返し減算アルゴリズムを使用する除算ハードウェアをオプションでインストールすることもできました。浮動小数点演算命令はオプションで使用できました（除算オプションがインストールされている場合）。
• 磁気コアメモリの最初の 20,000 桁はCPU自体に内蔵されており、基本システムの床面積要件を削減しました。40,000 桁または 60,000 桁に拡張するには、IBM 1623 メモリ ユニットを追加する必要がありました。メモリ サイクル時間は 20  μsでした(つまり、メモリ速度は 50  kHz = 1/20 MHz)。メモリ アドレス レジスタ ストレージ (MARS) ^[15]コア メモリの読み取り、クリア、または書き込み操作には 2 μs かかり、各書き込み操作の前には、20 μs のメモリ サイクル中に同じ「レジスタ」の読み取りまたはクリア操作が自動的に (必ずしも即時に) 実行されます。
• 中央プロセッサのクロック速度は1MHzで 、 10ポジションのリングカウンタで20分周され、システムタイミングと制御信号を提供した。命令のフェッチには8メモリサイクル（160μs）かかり、実行には可変数のメモリサイクルが必要だった。間接アドレッシング^[1]では、間接レベルごとに4メモリサイクル（80μs）が追加されていた。
• 重量は約1,210ポンド（550kg）でした。^[16]

IBM 1620 モデル II (一般には単にモデル II と呼ばれます) は、オリジナルのモデル I に比べて大幅に改良された実装でした。モデル II は 1962 年に導入されました。

• 加算と減算のための基本的なALUハードウェアがありましたが、乗算は依然として200 桁のテーブル (アドレス 00100..00299) を使用して、 コア内のメモリテーブル検索によって実行されました。アドレス 00300..00399 のメモリ アドレスは、加算テーブルをハードウェアに置き換えることによって解放され、7 つの 5 桁のインデックス レジスタの 2 つの選択可能な「バンド」のストレージになりました。
• モデル I のようにオプションとして利用できるのではなく、繰り返し減算アルゴリズムを使用する除算ハードウェアが組み込まれています。浮動小数点演算は、8 進入出力、論理演算、および 10 進命令との間の基数変換と同様に、オプションとして利用できます。
• コアメモリ全体はIBM 1625メモリユニットにありました。メモリサイクル時間は、モデルI（内部または1623メモリユニット）と比較して半分の10μs（つまり、サイクル速度は100kHzに上昇）となり、 より高速な コアを使用しました。^[6]メモリアドレスレジスタストレージ（MARS）コアメモリの読み取り、クリア、または書き込み操作には1.5μsかかり、各書き込み操作の前には、10μsのメモリサイクル中に同じ「レジスタ」の読み取りまたはクリア操作が自動的に（必ずしも即時に）行われました。
• プロセッサのクロック速度も 2  MHzに倍増したが、これは依然として 10 ポジションのリング カウンタによって 20 で割られ、システムのタイミング/制御信号を提供した。フェッチ/実行メカニズムは完全に再設計され、タイミングが最適化され、P フィールドまたは Q フィールドが不要な場合に部分的なフェッチが可能になった。命令のフェッチには 1、4、または 6 メモリ サイクル (10 μs、40 μs、または 60 μs) かかり、実行には可変数のメモリ サイクルが必要だった。間接アドレッシング^[1]では、間接レベルごとに 3 メモリ サイクル (30 μs) が追加されていた。インデックス アドレッシングでは、インデックス レベルごとに 5 メモリ サイクル (50 μs) が追加されていた。間接アドレッシングとインデックス アドレッシングは、間接レベルまたはインデックス レベルのいずれでも組み合わせることができた。^[17]

IBM 1620システムのモデル1 ^[18]とモデル2 ^[19]の下部コンソールには同じランプとスイッチがありましたが、上部コンソールは部分的に異なっていました。

上部コンソールのバランスは両モデルで同じでした。

• オペレーションレジスター – 25 個のランプ
• メモリバッファレジスタ – 30 個のランプ
• メモリアドレスレジスタ – 25 個のランプ
• メモリアドレスレジスタ表示セレクター – ロータリースイッチ、12ポジション

• 緊急オフプル – プルスイッチ
• チェック状態ステータスランプ/スイッチ – ランプ 15 個とトグルスイッチ 5 個
• プログラムスイッチ – トグルスイッチ 4 個
• コンソールオペレータライト/スイッチ – ライト 13 個、電源スイッチ 1 個、ボタン 12 個

モデルIコンソール タイプライターは、モデル B1 を改造したもので、リレー セットでインターフェイスされており、1 秒あたりわずか 10 文字しか入力できませんでした。

タイプライターに書き込んだり、タイプライターから読み取ったりする一連の命令がありました。一般的なRN (数値読み取り) 命令とWN (数値書き込み) 命令には、2 番目のアドレス フィールドに「デバイス」コードを提供し、2 番目のアドレス フィールドの下位桁に制御コードを提供するアセンブリ言語ニーモニックがありました。

• WNTY :数値TYライターへの書き込み: 各メモリ位置には、000000 ～ 001001 の範囲の 6 ビット文字が含まれています。この命令により、各メモリ位置は「0」～「9」の文字の 1 つとしてレンダリングされます。
• WATY :英数字タイプライターに書き込みます。メモリ位置の各ペアには、タイプライターに表示される 64 文字のうちの 1 文字として表示される 2 つの 6 ビット数字が含まれています。
• RNTY :タイプライターのキーボードから数値を読み取る
• RATY :英数字の読み取りTYキーボードから文字を読み取り、2桁の英数字として保存します。
• TBTY : T a B TYキーボード。タブは手動で設定する必要があったため、この命令はほとんど使用されませんでした。
• RCTY :リターンキャリッジTYpewriter : タイプライターに、現在 CR/LF シーケンスと呼ばれる処理を実行させます。

入力と出力を簡素化するために、次の 2 つの命令がありました。

• TNS :数値送信: 2桁の英数字表現「0」から「9」を1桁の表現に変換します。
• TNF :送信数値フィル: 1桁の数字表現を「0 」から「9」を表す2桁の英数字シーケンスに変換します。

モデルII では改良されたSelectricタイプライターが使用され、15.5 cps で入力できるようになりました (55% の向上)。

利用可能な周辺機器は次のとおりです。

• IBM 1621 – 紙テープリーダー
• IBM 1622  – パンチカードリーダー/パンチ
• IBM 1624 – 紙テープパンチ（1621 の棚の中に設置）
• IBM 1626 – プロッタ コントローラ
• IBM 1627  – プロッター
• IBM 1311  – ディスクドライブ: モデル3マスタードライブが最大3台のモデル2スレーブドライブを制御します。^{[20] [21]}
• IBM 1443  – プリンター、フライングタイプバー
• IBM 1405  – ディスク ドライブはRPQとして入手可能(価格見積りを依頼)

プログラムの標準的な「出力」メカニズムは、カードに穴を開けることでしたが、これはタイプライターを使用するよりも高速でした。これらの穴あけカードは、2 枚のカードを印刷するようにプログラムできるIBM 407機械式計算機に送られ、407 で使用可能な追加の印刷列を使用できるようになりました。すべての出力は同期しており、入出力(I/O) デバイスが出力を生成する間、プロセッサは一時停止したため、タイプライターの出力がプログラムの実行時間を完全に支配することができました。

より高速な出力オプションであるIBM 1443プリンターは1963年5月6日に導入され^[22]、150～600行/分の印刷能力は1620のどちらのモデルでも使用可能であった^{[23] [24] 。}

120 列または 144 列を印刷できます。文字幅は固定されているため、用紙サイズが変わります。プリンターは 1 インチあたり 10 文字を印刷するため、最大 12 インチまたは 14.4 インチのテキストを印刷できます。さらに、プリンターにはバッファーがあるため、プロセッサーの I/O 遅延が短縮されます。ただし、行が完了していない場合は、印刷命令がブロックされます。

コンピュータの「オペレーティング システム」は、フロント パネルとタイプライターで構成されるコンピュータ コンソールのコントロールを使用して、近くのキャビネットに保管されているパンチ カードのデッキや紙テープのロールなどの利用可能な大容量ストレージ メディアからプログラムをロードする人間のオペレーターで構成されていました。後に、モデル 1311 ディスク ストレージ デバイスがコンピュータに接続され、カード デッキや紙テープのロールの取り出しと持ち運びが軽減され、ディスクからロードするものを選択するのに役立つ単純な「モニター」オペレーティング システムをロードできるようになりました。^{[20] [25]}

標準的な準備作業は、コンピュータ メモリから以前のユーザーの残骸を消去することでした。磁気コアであるため、電源がオフになってもメモリは最後の状態を保持していました。これは、コンソール機能を使用して、コンソール タイプライタでマシン コードを入力し、実行して停止することで、単純なコンピュータ プログラムをロードすることで実現しました。これは、160001000000 などの 1 つの命令だけが必要で、アドレス 0 以降にロードされるので、難しくありませんでした。これは、フィールド即値(16: 2 桁のオペコード) をアドレス 00010 に送信し、即値定数フィールドの値は 00000 (5 桁のオペランド フィールド、2 番目はアドレス 11 から 7 に戻る) であり、ソース アドレスと宛先アドレスをデクリメントして、「フラグ」付きの数字がコピーされるまで続けます。これは、最大 5 桁の定数をコピーする通常のマシン コード手段です。数字列は下位の端でアドレス指定され、フラグ付きの数字で終了するまで下位アドレスに拡張されます。しかし、この命令では、フラグが見つかることはありませんでした。ソース桁はその直前にフラグのない桁で上書きされていたからです。したがって、操作はメモリ内を巡回し (メモリ自体を上書きすることさえあります)、オペレータが表示灯の揺れを見るのに飽きてInstant Stop - Single Cycle Executeボタンを押すまで、メモリをすべてゼロで埋め尽くしました。メモリの 20,000 桁モジュールはそれぞれ、クリアするのに 1 秒弱かかりました。1620 IIでは、この命令は機能しませんでした(実装における特定の最適化のため)。代わりに、コンソールにModifyというボタンがあり、コンピュータが Manual モードのときに、 Check Resetボタンと一緒に押すと、 Startを押すと、メモリの量に関係なく、10 分の 1 秒ですべてのメモリをクリアするモードにコンピュータが設定されます。また、メモリがクリアされると自動的に停止するため、オペレータが停止する必要はありませんでした。

コンソールでマシン コードを入力する以外に、紙テープ リーダー、カード リーダー、または任意のディスク ドライブを介してプログラムをロードすることもできます。テープまたはディスクからロードするには、最初にコンソール タイプライターで 「ブートストラップ」ルーチンを入力する必要があります。

カード リーダーには、最初のカードがコンピューターのメモリ (アドレス 00000 から開始) に読み込まれて実行されることを示す特別なロードボタンがあるため、作業が簡単になります (カード リーダーを起動するだけで、カード リーダーはコンピューターからのカード読み取りコマンドを待機します)。これは、目的のプログラムを読み込んで実行するローダーを構成する残りのコード (カード リーダー、ディスクなどから) を読み込むのに十分なコードをコンピューターに取り込む「ブートストラップ」プロセスです。

プログラムは事前にオフラインで、紙テープやパンチカードで準備されていました。しかし、当時のメインフレーム コンピュータのようにオペレータに渡すのではなく、プログラマが自分でプログラムを実行することが許されていました。また、コンソール タイプライターでは、事前にパッケージ化されたデータ セットでブラインド バッチを実行して通常の印刷出力を得るだけでなく、対話形式でデータを入力して出力を得ることができました。さらに、コンソールには 4 つのプログラム スイッチがあり、実行中のプログラムでその状態をテストして、ユーザーが動作を指示することができました。コンピュータ オペレータは、実行中のプログラムを停止 (または意図的にプログラムされた停止) して、メモリの内容を調査または変更することもできました。10 進数ベースであるため、これは非常に簡単で、浮動小数点数でさえ一目で読み取ることができました。その後、任意のポイントから実行を再開できます。デバッグは別として、科学的プログラミングは通常、同じ作業が定期的に繰り返される商用データ処理とは対照的に、探索的です。

1620 年代のコンソールで最も重要なアイテムは、「挿入」と「解放」というラベルの付いた一対のボタンと、コンソール タイプライターでした。

• 挿入 -手動モードのコンピュータでこのキーを押すと、プログラム カウンタ (MARS コア メモリ内) がゼロにリセットされ、コンピュータが自動モードと挿入モードに切り替わり、アドレス 0 へのタイプライターからの数値の読み取りの実行がシミュレートされます (タイプライターのキーボードがロック解除され、タイプライターが数値モードに切り替わります)。注: 実際のタイプライターからの数値の読み取りとは異なり、挿入モードでは、算術テーブルが上書きされるのを防ぐため、100 桁入力された後にリリースが強制されます。
• リリース - タイプライターからの読み取り中にこのキーを押すと、読み取りが終了し、コンピューターが手動モードに切り替わり、タイプライターのキーボードがロックされます。

タイプライターは、コンピュータのメイン コンソール コントロールとして、またプログラム制御の入出力として、オペレータの入出力に使用されます。タイプライターの後期モデルには、コンソールのリリースボタンとスタートボタンの機能を組み合わせたRSという特別なキーがありました (これは、現代のキーボードのEnterキーに相当すると考えられます)。注: タイプライターのいくつかのキーは入力文字を生成しませんでした。これにはTab キーとReturnキーが含まれます(1620 年代の英数字および数字の BCD 文字セットには、これらのキーの文字コードがありませんでした)。

コンソール上で次に重要な項目は、[ Start]、[Stop-SIE]、[Instant Stop-SCE]というラベルの付いたボタンでした。

• スタート - コンピューターが手動モードのときにこのキーを押すと、コンピューターが自動モードに切り替わります (コンピューターはプログラム カウンターのアドレスから実行を開始します)。
• Stop-SIE – コンピュータが自動モードのときにこのキーを押すと、現在実行中の命令が完了したときにコンピュータが手動モードに切り替わります。コンピュータが手動モードのときにこのキーを押すと、コンピュータが1 つの命令の間自動モードに切り替わります。
• Instant Stop-SCE – コンピュータが自動モードのときにこのキーを押すと、現在のメモリ サイクルの終了時にコンピュータが自動/手動モードに切り替わります。コンピュータが手動モードまたは自動/手動モードのときにこのキーを押すと、コンピュータが自動/手動モードに切り替わり、1 つのメモリ サイクルが実行されます。

プログラムのデバッグ用に、[ Save & Display MAR]というラベルの付いたボタンがありました。

• 保存 – コンピューターが手動モードのときにこのキーを押すと、プログラム カウンターが MARS コア メモリ内の別のレジスタに保存され、保存モードがアクティブになります。

保存モードでブランチバック命令が実行されると、保存された値がプログラム カウンターにコピーされ (通常のように戻りアドレス レジスタをコピーするのではなく)、保存モードが非アクティブになります。

これは、デバッグ中に、オペレータがタイプライタで入力したデバッグ命令が終了した後にプログラムを再開できるように、プログラムが停止した場所を記憶するために使用されました。注: プログラム カウンタを保存するために使用される MARS レジスタは、Multiply命令でも使用されるため、この命令とSaveモードは互換性がありませんでした。ただし、デバッグ コードでは multiply を使用する必要がなかったため、これは問題とは見なされませんでした。

• MAR の表示 - コンピューターが手動モードのときにこのキーを押すと、選択した MARS レジスタと、そのアドレスのメモリの内容がコンソール ランプに表示されます。

メイン メモリのすべてをコンソールからクリアするには、アドレスからアドレス +1 への転送命令を入力して実行します。これにより、通常転送命令を停止するワード マークが上書きされ、メモリの最後でラップアラウンドします。しばらくして、[停止] を押すと転送命令が停止し、メモリがクリアされます。

IBM 1621紙テープリーダーは1秒あたり最大150文字の読み取りが可能で、
IBM 1624紙テープパンチは1秒あたり最大15文字の出力が可能でした。^[1]

両ユニット:

• 8チャンネルの紙テープを扱える
• 正確性を確保するために自己チェックを実施した
• 単一文字のコーディングで数字とアルファベットの両方の情報を収容します。

1621 テープ リーダーと 1624 テープ パンチには、次のコントロールが含まれていました。

• 電源スイッチ - 「オン」の場合、CPU の電源がオンになるとユニット リーダーの電源もオンになります。
• リールストリップ スイッチ - このスイッチは、紙テープのリールを使用するかストリップを使用するかを選択します。
• リール電源キー - 供給リールと巻き取りリールに電力を供給してテープ読み取り位置を調整し、リーダーを準備完了状態にします。
• 非プロセス ランアウト キー - リーダーが空になるまでテープを送り、リーダーを準備完了状態から解除します。

IBM 1622 カード リーダー/パンチは次のことが可能です。

• 1分間に最大250枚のカードを読み取る
• 最大125枚/分のカードをパンチする。^[1]

1622 のコントロールは、3 つのパンチ コントロール ロッカー スイッチ、6 つのボタン、および 2 つのリーダー コントロール ロッカー スイッチの 3 つのグループに分かれています。

パンチロッカースイッチ:

• パンチ オフ/パンチ オン – このロッカーはパンチ メカニズムのオン/オフを切り替えます。
• ノーストップ/ストップを選択 - パンチミスしたカード（通常のパンチスタッカーではなくパンチエラー選択スタッカーに収納されている）によってパンチが続行されるか、チェック停止が発生するかを判断する場合に、このロッカーを選択します。
• 非プロセス ランアウト - パンチ ホッパーが空のこのロッカーでは、パンチ メカニズムから残りのカードが「ランアウト」します。

ボタン:

• パンチを開始 – パンチがアイドル状態でオンのときにこのキーを押すと、パンチが開始されます。これで、コンピューターはカードをパンチできるようになります。
• パンチを停止 - パンチがアクティブな状態でこのキーを押すと、パンチが停止します。
• チェックリセット - このキーを押すと、リーダーとパンチのすべての「エラー チェック」条件がリセットされます。
• ロード - リーダーがアイドル状態でオンになっており、コンピューターが手動モードのときにこのキーを押すと、リーダーが起動し、プログラム カウンター (MARS コア メモリ内) がゼロにリセットされ、1 枚のカードがリーダーのバッファーに読み込まれ、カードのエラーがチェックされ、アドレス 0 へのカード リーダーからの数値の読み取りの実行がシミュレートされ (リーダーのバッファーの 80 文字がメモリ アドレス 00000 ～ 00079 に読み込まれ)、コンピューターが自動モードに切り替わりました (プログラム カウンターのアドレスから実行が開始されます)。
• リーダーを停止 – リーダーがアクティブな状態でこのキーを押すと、リーダーが停止します。
• リーダーを起動 - リーダーがアイドル状態でオンのときにこのキーを押すと、リーダーが起動し、カードを 1 枚リーダーのバッファーに読み込み、カードのエラーをチェックします。これで、コンピューターはカードを読み取ることができるようになります。

リーダーロッカースイッチ:

• 非プロセス ランアウト - 読み取りホッパーが空のロッカーでは、残りのカードがリーダー メカニズムから「ランアウト」します。
• リーダー オフ/リーダー オン – このロッカーは、リーダー メカニズムのオン/オフを切り替えます。

1311ディスクドライブ コントロール。

• モジュール ライト - このライトはドライブ番号を示します。点灯しているときは、ドライブはアクセス可能な状態です。
• 比較無効キースイッチ - このスイッチ (マスターのみ) がオンの位置にあり、書き込みアドレス ボタンが押されると、アドレスを比較せずにフル トラック書き込みを実行できます。ディスク パックをフォーマットするために使用されます。
• セレクトロック ライト - このライト (マスターのみ) が点灯している場合、1 つ以上のドライブに障害が発生しています。ディスク アクセスは実行できません。
• アドレス書き込みボタン/ライト - このキー (マスターのみ) はセクター アドレスの書き込みを制御します。これを押すと、この機能が有効になり、ライトのオン/オフが切り替わります。
• 有効/無効トグルスイッチ – このスイッチは、ドライブへのアクセスを有効または無効にします。マスターでこのスイッチが無効になっている場合、各ドライブのスイッチの状態に関係なく、すべてのドライブが無効になります。また、ディスク使用時間メーターも制御します。
• スタート/ストップ ボタン – このキーを押すと、ディスク ドライブ モーターが起動または停止します。蓋を開けてディスク パックを交換するには、モーターを停止する必要があります。

FORTRAN IIコンパイラとSPSアセンブラは現代の基準からするとやや扱いにくいものでした^{[26] [27]}が、繰り返していくうちに手順はすぐに自動化され、細かい点について考える必要がなくなりました。

GOTRAN はメモリ内に実行ファイルを直接生成するため、使い方がはるかに簡単でした。ただし、完全な FORTRAN 実装ではありませんでした。

これを改善するために、様々なサードパーティのFORTRANコンパイラが開発された。これらのうちの1つは、ライス大学のプログラマーであるボブ・リチャードソン^{[28] [29]}によって開発されたFLAG（FORTRAN Load-and-Go）コンパイラである。FLAGデッキがロードされると、出力デッキに直接アクセスするにはソースデッキをロードするだけでよく、FLAGはメモリ内にとどまるため、次のソースデッキをすぐに受け入れる準備ができていた。これは、多数の小さなジョブを処理する場合に特に便利であった。たとえば、オークランド大学では、学生の課題（通常は、多くのメモリを必要としない多数の小さなプログラム）用のバッチジョブプロセッサは、後期のIBM 1130がディスクベースシステムで行ったよりもかなり高速にクラスロットを処理した。コンパイラはメモリ内にとどまり、学生のプログラムは残りのメモリ内で成功または失敗するチャンスがあったが、重大な失敗は常駐コンパイラを混乱させる可能性があった。

その後、ディスク ストレージ デバイスが導入され、カード デッキ上の作業用ストレージが不要になりました。コンパイラとローダーを構成するさまざまなカード デッキをキャビネットから取り出す必要がなくなり、ディスクに保存して、シンプルなディスク ベースのオペレーティング システムの制御下でロードできるようになりました。多くのアクティビティが目に見えにくくなりましたが、それでも継続されます。

カード リーダー パンチのパンチ側ではカード上部の文字がエッジ プリントされないため、出力デッキを別のマシン(通常はIBM 557アルファベット インタープリター) に持ち込んで各カードを読み取り、その内容を上部に印刷する必要がありました。リストは通常​​、リスト デッキをパンチし、 IBM 407会計マシンを使用してデッキを印刷すること で生成されました。

1620 のロジック回路のほとんどは、速度を優先した「ドリフト」トランジスタ( 1953 年にハーバート クローマーが発明したトランジスタの一種)を使用した抵抗器トランジスタ ロジック(RTL) の一種で、IBM はこれを飽和ドリフト トランジスタ抵抗ロジック(SDTRL) と呼んでいました。IBM が使用したその他の回路タイプは、Alloy (一部はロジックですが、主にさまざまな非ロジック機能で、使用するトランジスタの種類にちなんで名付けられています)、CTRL (別の種類の RTL ですが、 SDTRLよりも低速です)、CTDL (ダイオード トランジスタ ロジック(DTL)の一種)、DL (別の種類の RTL で、使用するトランジスタの種類である「ドリフト」トランジスタにちなんで名付けられています) と呼ばれていました。これらすべての回路の一般的なロジック レベル ( S レベル) は、高: 0 V ～ -0.5 V、低: -6 V ～ -12 V でした。SDTRL回路の伝送線路ロジック レベル( C レベル) は、高: 1 V、低: -1 V でした。リレー回路は、2 つのロジック レベル ( T レベル)高: 51 V ～ 46 V、低: 16 V ～ 0 V または ( W レベル) 高: 24 V、低: 0 V のいずれかを使用しました。

これらの回路は、 IBM がSMSカード ( Standard Modular System)と呼んでいた、16 ピンの金メッキエッジ コネクタを備えた 2.5 x 4.5 インチ (64 x 114 ミリメートル) の片面紙エポキシ プリント基板に取り付けられた個別のコンポーネントで構成されていました。1 枚のカード上のロジックの量は、 7400 シリーズSSIまたはより単純なMSIパッケージ1 つ (たとえば、3 ～ 5 個のロジック ゲートまたは 2、3 個のフリップフロップ) とほぼ同じでした。

これらのボードは、IBM がゲートと呼んでいたドアのようなラックに取り付けられたソケットに挿入されました。マシンの基本構成では、次の「ゲート」がありました。

• 「ゲート A」 – 「ゲート B」の後ろにある、アクセスのために後方に開く前方ヒンジゲート。
• 「ゲート B」 – アクセスのために後方に開く後部ヒンジ付きゲート。
• 「ゲート C」 – アクセスするために後ろにスライドします。コンソール タイプライター インターフェイス。主にリレーロジックです。
• 「ゲート D」 – アクセスのために後ろにスライドします。標準 I/O インターフェイス。

1620 では 2 種類のコア メモリが使用されていました。

• メインメモリ
  • 同時電流XYラインアドレス指定
    • 20,000、40,000、または60,000桁
  • 12 ビットの偶数と奇数の数字のペア
  • 各モジュールに12個の1ビットプレーン、1～3個のモジュール
    • 1 機あたり 10,000 コア
• メモリアドレスレジスタストレージ（MARS）メモリ
  • ワードラインアドレス指定
    • 16ワード、基本構成では最低8ワードを使用
    • 単一ワードの読み取り、複数ワードのクリア/書き込み
  • 24 ビット、5 桁の 10 進メモリ アドレス (8 ～ 10,000 ビットは保存されません)
  • 1 機
    • 384 コア

メイン メモリのアドレス デコード ロジックも、モジュールごとに 100 個のパルス トランスコアの 2 つのプレーンを使用して、XY ラインの半電流パルスを生成します。

1620 には 2 つのモデルがあり、それぞれハードウェア実装がまったく異なります。

• IBM 1620I
• IBM 1620 II

1958 年、IBM はニューヨーク州ポキプシーの開発研究所に「小規模科学市場」を調査するチームを編成しました。当初、チームは Wayne Winger (マネージャー)、Robert C. Jackson、William H. Rhodes で構成されていました。

この市場で競合していたコンピュータは、Librascope LGP-30とBendix G-15で、どちらもドラム メモリマシンでした。IBM の当時最小のコンピュータは、人気のあったIBM 650で、これもドラム メモリを使用した固定ワード長の 10 進マシンでした。3 台とも真空管を使用していました。IBM はこの分野で本当に新しいものを提供できないという結論に達しました。効果的に競争するには、IBM が大型コンピュータ用に開発したテクノロジを使用する必要があり、しかもマシンは可能な限り低コストで製造する必要がありました。

この目標を達成するために、チームは次の要件を設定しました。

• コアメモリ
• 制限された命令セット
  • 除算や浮動小数点命令は使用せず、「一般プログラム パッケージ」内のサブルーチンを使用します。
• 可能な限り、ハードウェアを既存の論理マシン機能に置き換える
  • 演算回路は不要、コアメモリ内のテーブルを使用
• 最も安価な入出力
  • パンチカードは使用せず、紙テープを使用する
  • プリンターがない場合は、オペレーターコンソールのタイプライターを使用します

チームは、アン・デックマン、ケリー・B・デイ、ウィリアム・フローラック、ジェームズ・ブレンザの加入により拡大しました。彼らは 1959 年の春に (コードネーム) CADET プロトタイプを完成させました。

一方、カリフォルニア州サンノゼの施設では独自の提案に取り組んでいました。IBM は 2 つのうち 1 つしか構築できず、ポキプシーの提案が採用されました。「サンノゼのバージョンは最上位モデルで拡張できませんが、あなたの提案にはあらゆる拡張機能があります。拡張できないマシンは絶対に提供しないでください」という理由からです。

経営陣は、コア メモリが小型マシンで動作できるかどうか確信が持てなかったため、バックアップとしてドラム メモリを設計するために、ジェリー オタウェイがチームに派遣されました。製品テスト ラボによる受け入れテスト中に、コア メモリの障害が繰り返し発生し、経営陣の予測が現実になりそうでした。しかし、最後の瞬間に、コア スタックに熱風を吹き込むために使用されるマフィン ファンが故障し、コアがノイズ パルスを拾って正しく読み取れないことが判明しました。ファンの問題が解決した後、コア メモリにそれ以上の問題は発生せず、ドラム メモリの設計作業は不要として中止されました。

1959 年 10 月 21 日に IBM 1620 が発表された後、IBM 社内の再編により、コンピュータの製造をポキプシーのデータ処理部門 (大規模メインフレーム コンピュータのみ) からサンノゼの一般製品部門 (小型コンピュータとサポート製品のみ) に移管することが決定されました。

サンノゼに異動した後、誰かが冗談で、コード名CADETは実際には「C an't A dd, Does n't Even T ry」の略で、専用の加算回路ではなくメモリ内の加算テーブルを使用していることを指していると示唆しました（また、SDTRLは実際には「S old Down T he River Logic 」の略で、CEの間では一般的なジョークになりました）。これは定着し、ユーザーコミュニティで非常によく知られるようになりました。^{[30] [31] [32]}

• モデルI
  • レベル A; プロトタイプ。
    • 設計上のすべてのフリップフロップは、オリジナルのエクルズ・ジョーダン・トリガー回路のトランジスタ化バージョンでした。このマシンは完全に機能していましたが、これらで使用されているコンデンサ結合は、コンソールタイプライターの駆動に使用されるリレーやタイミングカム駆動スイッチのノイズの多い信号環境では問題になることが判明しました。そのため、マシンを完全に再設計して、代わりにSRフリップフロップを使用する必要がありました ( SRフリップフロップのクロックを生成するために使用される 2 つのトリガーを除く)。ただし、フリップフロップを参照する場合は、IBM の慣例的な用語であったため (英数字は alphamerics と呼ばれていたため)、すべてのドキュメントでトリガーという用語の使用が維持されました。
    • これは、1 ピースの垂直コントロール パネルを使用する唯一のレベルです。設計がポキプシーからサンノゼに移されたときに、すべての生産モデルで使用される 2 ピースの角度付きコントロール パネルに再設計されました。
  • レベルB; 初回生産。
    • これは、磨かれたアルミニウムの下部コントロール パネルを使用する唯一のレベルです。後のレベルでは、このパネルは白色で仕上げられています。
  • レベル C; 1622 カード リーダー/パンチの導入。
  • レベル D; 1311 ディスク ドライブの導入と、ディスク制御ロジックを含むオプションの「ゲート J」の追加。
  • レベル E; 浮動小数点オプションの導入。
  • レベルF
  • レベル G; 割り込みオプションの導入 ( IBM 1710に必要)。
    • 割り込みコードで BT および BB サブルーチンをサポートしていませんでした。
    • 「ゲート J」ロジックのディスク制御ロジックが「ゲート A」と「ゲート B」に統合されました。
      • モデル II 用に設計されたカードを使用してロジックの大部分が圧縮されたため、可能になりました。
  • レベル H; 割り込みコードで BT および BB サブルーチンをサポートする割り込みオプションが改善されました。
    • モデルIの最終バージョン。
• モデル II (現時点では「レベル」に関する情報はありません)

1620 モデル II では、加算と減算 (「加算できない、試せない」という表現は当てはまらなくなりました) およびインデックス レジスタ用の基本的なALUハードウェアが導入されました。

• モデルIII
  • 1620 モデル III の作業が開始されましたが、IBM が新しいSystem/360の販売を促進し、古いラインを廃止したかったため、プロジェクトはすぐにキャンセルされました。

NASA本部（FOB 10B、ワシントンDC）のVearl N. HuffはIBM 1620モデルIIを使用して、宇宙で2つの物体を繋いで運ぶことが安全かどうかがまだ完全には分かっていなかった当時、繋がれたジェミニカプセルと アジェナロケットモジュールの2体問題の3次元シミュレーションをFortranでプログラムしました。同じコンピューターはジェミニ飛行の軌道のシミュレーションにも使用され、各軌道のプリンターアートチャートが作成されました。これらのシミュレーションは一晩中実行され、翌日にデータが調べられました。^[33]

1963年にIBM 1620がIITカンプールに導入され、インドのソフトウェア力の原動力となった。^[34]

1964年、オーストラリア国立大学でマーティン・ワードはIBM 1620モデルIを使用してヤンコ群J1の位数を計算した_。 [ 35 ^]

1966年にITUは、IBM 1620とリノフィルム写真植字機を使用してワシントンイブニングスターでコンピュータ植字を行う1963年のシステムに関する説明映画を制作した。^[36]

1964年にアイスランド大学にIBM 1620が導入され、アイスランド初のコンピュータとなった。^[37]

• IBM のジョン・バージソンと当時アメリカ海軍少尉だった弟のポールが開発した野球ゲームシミュレーターを基に、DJ レジ・コーディックが KDKA ピッツバーグ向けにラジオ番組を開発しました。このプログラムは、シミュレーション演習を実行するコンピューターの威力を示す例として、1960 年から 1963 年にかけて数多くのデモンストレーションイベントで使用されました。
• 架空のコンピュータColossus of Colossus: The Forbin Projectは、余剰市場で購入した1620のフロントパネルをさまざまな向きで約12個使用しました。^[38]
• 同様の配置は、THRUSHスーパーコンピュータを描写するために、The Man from UNCLEの後期のテレビ番組^[39]と映画^[40]で使用されました。

ユーザーコミュニティの多くは、1620がCADETと呼ばれていたことを思い出します。これは冗談めかして「追加できない、試すこともできない」という意味で、専用の加算回路ではなくメモリ内の加算テーブルを使用することを指しています。^[41]

マシンのコード名に関する 3 つの既知の解釈の説明については、開発履歴を参照してください。

このマシンには社内コード名CADET が選ばれました。開発者の 1 人は、これは「Computer with ADvance E conomic T echnology」の略だと言っていますが、他の人は単に「SPACE - CADET」の半分だと言っています。SPACEは当時開発中だったIBM 1401マシンの社内コード名です。 ^{[引用が必要]}

• CDC 160 、コントロール データ コーポレーションが1960 年に発売した別の卓上科学コンピュータ
• CAB 500 、 1960 年にリリースされたSociété d'Electronique et d'Automatismeの別の卓上科学コンピュータ

• IBM 1620 修復プロジェクト
• 1620 データ処理システム
• bitsavers.org の IBM 1620 ドキュメント
• IBM 1620 中央処理装置モデル 1 のシステム リファレンス マニュアル (PDF)
• IBM 1620 中央処理装置モデル 2 のシステム リファレンス マニュアル (PDF)
• テッサロニキ科学センター & テクノロジー博物館の IBM 1620 モデル II (アーカイブ リンク)
• IBM 1620 シミュレーター アプレット (IBM 1620 復元プロジェクトの一部)