IBM システム/7

IBM System/7は産業用制御用に設計されたコンピュータシステムで、1970年10月28日に発表され^[1]、1971年に初めて出荷されました。 ^[2] これは16ビットマシンであり、当時の一般的な磁気コアメモリの代わりに新しい半導体メモリを使用したIBM初のマシンの1つでした。 ^[3]

IBM は産業用制御市場において、 1964 年に登場したIBM 1800などの初期の製品を持っていました。しかし、1800 シリーズと System/7 の間には、アーキテクチャやソフトウェアの類似点はほとんどありませんでした。

System/7はフロリダ州ボカラトンで設計・組み立てられた。^[1]

このシステムのプロセッサ指定はIBM 5010でした。レジスタは 8 個あり、ほとんどが汎用 (命令で同様に使用可能) でしたが、R0​​ にはインデックス メモリ アクセスやシステムI/O用の追加機能がありました。後のモデルはより高速になったかもしれませんが、1973 年のバージョンでは、レジスタ間の操作時間は 400 ns、メモリ読み取り操作は 800 ns、メモリ書き込み操作は 1.2 μs、直接 IO 操作は通常 2.2 μs でした。命令セットは、レジスタ操作に重点が置かれ、メモリ操作や複雑なアドレッシング モードはほとんどなく、現代のRISCプログラマには馴染みのあるものでした。たとえば、乗算命令と除算命令はソフトウェアで実行され、使用するにはオペレーティング システムに特別に組み込む必要がありました。

このマシンは当時としては物理的にコンパクトで、3705 通信コントローラなどの他の IBM マシンと共有するシャーシ/ゲート構成に基づいて設計されており、典型的な構成では高さ約 5 フィート (1.5 メートル) のラック 1 台または 2 台を占め、最小の System/7 の高さは約 3 フィート (0.91 メートル) でした。通常のコンソール デバイスはTeletype Model 33 ASR (IBM 5028 と指定) であり、マシンがブート ローダー シーケンスを読み取るのも通常この方法でした。電源が切れると半導体メモリが空になり (当時は、電源を切るとメモリが失われることは目新しいこととされていました)、S/7 には ROM がなかったため、起動時のマシンの機能は最小限でした。通常は Teletype から小さなブートローダを読み取り、次にそのプログラムが別のコンピューター、高速紙テープ リーダー、またはテープ カセット プレーヤーへのRPQインターフェイスから完全なプログラムを読み取ります。システムで使用される外部デバイスの多くはASCII文字セットを使用していましたが、システムの内部操作では、 IBM がほとんどのシステムで使用していたEBCDIC文字セットが使用されていました。

プロセス制御にはさまざまな特殊化がありました。CPU には、それぞれ異なる優先度のレジスタ バンクが 4 つあり、優先度の高いセットに切り替えることで、1 つの命令サイクル内で割り込みに応答できました。アナログ測定や信号生成、ソリッド ステートまたはリレー スイッチング、TTLデジタル入力および出力ラインなど、多くの特殊な I/O デバイスを構成できました。このマシンは、空調のない産業環境に設置できましたが、過酷な環境でも安全に操作できる機能コードが用意されていました。

System/7は通常、以下の要素を組み合わせたものです。^[4]

• IBM 5010: 処理モジュール。このモジュールは System/7 に常に存在します。実質的には、これは System/7 のコントローラであり、算術および論理機能を実行するとともに、制御機能も提供します。
• IBM 5012: 多機能モジュール。このモジュールはデジタルとアナログの両方の I/O を処理します。IBM 2790 を制御するためにも使用できます。
• IBM 5013: デジタル入出力モジュール。このモジュールは、デジタル入出力とカスタム製品の接続を処理します。IBM 2790 の制御にも使用できます。
• IBM 5014: アナログ入力モジュール。このモジュールは電圧信号を受け取り、それをデータ入力に変換できます。
• IBM 5022: ディスクストレージユニット。1971年に発表され、123万または246万の16ビットワードを保存できました。^[5]
• IBM 5025: エンクロージャー。これは実質的に、電源装置と I/O モジュールが取り付けられるラックです。
• IBM 5028: オペレーター ステーション。これは、キーボードとプリンターを備えたスタンドアロン ステーションです。また、紙テープ パンチと紙テープ リーダーも備えています。「IBM System/7 使用中」というキャプションの写真では、写真の前景にいるオペレーターの左側にあります。1970 年に初めて発表されたとき、各 System/7 に 1 つのオペレーター ステーションが必須でしたが、^{[1] 1971 年に IBM は 1 つの 5028 を}複数のSystem/7で共有できることを発表しました。^[6]

これは船上航行に特化したソリューションであり、以下のハードウェアで構成されています。^[7]

• 5010E 処理モジュール。このモジュールは常に存在します。
• 5022 ディスク ストレージ ユニット。
• 5026 C03エンクロージャ。長時間の激しい振動や傾斜に耐えられるように改造されています。
• 5028 オペレーターステーション。
• 5090: N01 レーダー ナビゲーション インターフェイス モジュール (RNIM)。レーダー、ジャイロ、ナビゲーション機器などの OEM 機器とのインターフェイス。
• 5090: N02ブリッジコンソール。これはレーダープランポジションインジケーター（PPI）を備えており、ナビゲーターがシステムと通信して制御できるようにします。^{[8] [7]}

ハードウェアの耐久性を高め、さまざまなナビゲーション機器へのインターフェースを提供し、船上のスペアパーツを提供するための RPQ もあります。

オペレーティング システムは、より正確にはモニターと呼ぶべきでしょう。IBM は、周辺機器とアプリケーションをサポートするために最小限のセットに構成できる、主にアセンブラで記述されたさまざまなサブルーチンを提供しました。アプリケーション固有のコードは、モニター スタックの上に記述されました。最小限の有用な構成は 8 キロバイトのメモリで動作しますが、実際には、モニターとアプリケーション プログラムのサイズは通常 12 キロバイト以上でした。最大構成では 64 キロバイトのメモリがありました。当時としては先進的な半導体メモリにより、マシンは高速になりましたが、高価でもありました。そのため、展開前にアプリケーションの一般的なメモリ フットプリントを最小限に抑えるために多くの作業が行われました。開発ツールは通常、IBM の 360 コンピュータ システムで動作し、プログラム イメージはシリアル リンクによって開発ラボの System/7 にダウンロードされました。少なくとも 1975 年までは、プログラムにディスク オーバーレイを使用することはまれで、ソフトウェア ツールではそれがサポートされていませんでした。 IBM Dolphin シリーズの密封カートリッジのハードディスクは入手可能でしたが高価であり、通常はデータと実行可能プログラムを保存するファイル システムとして使用されていました (これにより、システムの起動に紙テープ リーダーに頼る必要がなくなりました)。

ほとんどの作業はマクロアセンブリ言語で行われ、かなり強力なマクロ言語機能により、コードの構成と生成に大きな柔軟性が与えられました。Fortranのような静的変数バインディングが標準であり、任意のサブルーチン呼び出しパターンを使用することはほとんどありませんでした。マシンは通常、厳密に計画されたソフトウェア セットを使用して、非常に固定されたジョブに導入されました。これは、保証されたレイテンシを確保するために 4 つの優先度レベルと注意深く作成されたソフトウェア パスを使用するリアルタイム割り込みレイテンシにまで及ぶことがよくありました。 より大規模な構成がより手頃な価格になり、より複雑なデータ処理が必要になったため、Fortran とPL/1サブセット (PL/7) コンパイラは 1976 年までには利用可能になりました。 System/7 プログラマーは、使用可能な実際の命令を依然として認識する必要がありました。

S/360 または S/370 では、MSP/7 マクロ言語に合わせた HLASM プログラムのバリエーションを使用して、多くの開発作業が行われました。System/7 のプログラミングの柔軟性を高めるために、カリフォルニア州サンノゼの IBM サンノゼ研究所のグループがLABS/7オペレーティング環境を開発しました。この環境の言語であるイベント ドリブン言語(EDL) は、非常に成功したイベント ドリブン エグゼクティブ(EDX)として Series/1 環境に移植されました。

System/7 は、アナログ デバイス (温度センサー、産業用制御デバイスなど) からの入力と出力 (I/O) の収集とそれに対する応答を必要とする特定の「リアルタイム」市場のニーズに対応するために設計されました。これは当時非常に限定された市場でした。具体的な商業用途には、工場制御システムや空調エネルギー制御システムがありました。AT &Tも大口顧客でした。ただし、主な用途は、当時は機密扱いだった軍事用途だった可能性があります。

これは、System/7 を利用できるさまざまなユースケースを示すことを目的とした、さまざまな顧客のリストです。

• 1971年、IBMはワシントン州ケノーシャのアメリカン・モーターズ・コーポレーション（AMC）にSystem/7を初めて納入したと発表した。システムは1971年9月16日に納入され、24時間後に設置された。これは新車の排出量を測定するために使用される2台のうちの最初のものだった。^[9]
• 1972年、ペンシルバニア大学がIBM System/7に接続されたカードリーダー付きのリモート端末を使用して、2000人の学生の食事契約の不正使用を減らしていたことが報告されました。これにより、学生が食事制限を超えたり、同じ食事時間に複数のダイニングルームで食事をしたりすることがなくなりました。^[10]
• 1978年、ファイザー社が音声応答機能を備えたSystem/7を使用して、約1,300人の営業担当者が電話を介してプッシュホン信号を送信できるミニ端末を通じて遠隔で注文を入力できるようにしていたと報告されました。彼らはそのシステムを「ジョアン」と呼びました。^[11]

IBMは1973年10月15日にこのシステムを発表し、1979年末までに100隻以上の船舶で使用されていました。^[12]

このソリューションは、ロイズ船級協会の制御エンジニアリング部門が承認した制御および電気機器のリストに追加した最初の航行援助装置でした。^[13]

System/7 Maritime Application/Bridge System は、ブリッジ要員が関連付ける必要のあるデータの量を削減し、データの表示方法を改善することで、大型船舶の航行をより安全かつ効率的にするように設計されています。

5つのプログラム機能を提供する: ^[8]

• 衝突評価: 船舶のレーダー、速度ログ、ジャイロコンパスを使用して、半径 16.5 海里以内の衝突リスクが存在する場所を判断します。
• 位置の固定: 衛星ナビゲーション受信機、デッカ ナビゲーター、ジャイロコンパス、船舶の速度ログなどのさまざまな入力を使用して船舶の位置を表示します。
• 適応型自動操縦：海況に応じて船の操舵を常に適応させます
• ルート計画: これにより、船舶の現在の位置と、入力された目的地または次の方向転換点に基づいて、航行の変更を予測できます。ルートは保存および取得できます。
• ルート追跡: ナビゲーターが入力した境界と位置決定データを使用します。次に、PPI を使用してチャネルまたはレーンを表示します。境界に近づいた場合は、アラームを鳴らすことができます。

1970年代後半、IBM会長フランク・ケアリーは、このシステムを撤去するだけでなく、それを搭載した船舶から撤去することを決定しました。これは、このシステムを搭載した船舶が大きな事故に巻き込まれた場合に何が起こるかという法的および評判上の懸念から行われたものです。すべての顧客には撤去に対する補償が支払われました。^[12]

この製品ラインは 1984 年 3 月 20 日に販売終了となりました。IBM の産業用制御における次の製品は、やはりボカラトンで設計された Series/1でした。