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 ノルウェー初の IBM 650 コンピュータ (1959 年) の一部で、「EMMA」として知られています。650 コンソール ユニット (右、外側のサイド パネルが開いています)、533 カード読み取りパンチ ユニット (中央、入出力)。655 電源ユニットがありません。パンチ カード ソーター (左、650 の一部ではありません)。現在はオスロのノルウェー科学技術博物館に所蔵されています。 | |
| タイプ | デジタルコンピュータ |
|---|---|
| 発売日 | 1954年 |
| 前任者 | IBM CPC ( 604、 605 ) |
| 後継 | IBM 7070 (ハイエンド) IBM 1620 (ローエンド) |
| 関連している | IBM 701、IBM 702、 IBM 608 |
IBM 650 磁気ドラムデータ処理マシンは、 1950 年代半ばにIBMが製造した初期のデジタルコンピュータです。 [2] [3]これは世界初の量産コンピュータでした。[4] [5]約 2,000 台が製造され、最後の生産は 1962 年でした。[6] [7]これは初めて大きな利益を上げたコンピュータでした。[7]最初の 1 台は 1954 年後半に設置され、1950 年代で最も人気のあるコンピュータでした。[8]
650は、科学目的とビジネス目的のIBM 701とIBM 702コンピュータの低速で安価な代替品として、ビジネス、科学、エンジニアリングのユーザーに提供されました。 [7]また、 IBM 604などのパンチカード計算機からコンピュータにアップグレードするパンチカードマシンのユーザーにも販売されました。 [1] : 5 [9]
650は比較的安価でプログラミングが容易だったため、潜水艦の乗組員のパフォーマンスのモデリング[10]から高校生や大学生へのコンピュータプログラミングの指導まで、さまざまなアプリケーションの先駆けとして使われました。IBM 650は、ある世代の学生が初めてプログラミングを学んだ大学で非常に人気がありました。[11]
1953年に発表され、1956年に最大4台のディスクストレージユニットを追加してIBM 650 RAMACとして強化されました。 [12]リーダーパンチユニットなしのIBM 650コンソールのみの購入価格は、1959年には15万ドルでした。[13]これは2023年時点で約150万ドルです。650とその構成ユニットのサポートは1969年に終了しました。
650 は、回転磁気ドラムにメモリを搭載した、2 アドレスの25 進コード化 10 進コンピュータ (データとアドレスは両方とも 10 進数) でした。 文字のサポートは、パンチ カードのアルファベットと特殊文字のエンコードを2 桁の 10 進コードに 変換する入出力ユニットによって提供されました。
650のクロック周波数は125kHzでした。[14]加算または減算は1.63ミリ秒、乗算は12.96ミリ秒、除算は16.90ミリ秒でした。650の平均速度は1命令あたり約27.6ミリ秒、つまり1秒あたり約40命令と推定されました。[15]
ドナルド・クヌースの『 The Art of Computer Programming』シリーズは650に捧げられたものとして有名です。[15]
歴史
最初の650台は1954年12月8日にボストンのジョン・ハンコック生命保険会社のコントローラー部門に設置されました。[16]
1958年に発表されたIBM 7070（符号付き10桁10進数ワード）は、「少なくとも650と[IBM] 705の共通の後継機」となることが期待されていた。[17] 1959年に発表されたIBM 1620（可変長10進数）は、市場の下位層を対象としていた。UNIVACソリッドステート（2アドレスコンピュータ、符号付き10桁10進数ワード）は、650への対応として1958年12月にスペリーランド社によって発表された。これらのいずれも、650と互換性のある命令セットを持っていなかった。
ハードウェア
基本的な650システムは3つのユニットで構成されていました。[18]
- IBM 650コンソールユニット[19]には、磁気ドラム記憶装置、演算装置（真空管を使用）、およびオペレータコンソールが収容されていました。
- IBM 655電源ユニット[20]
- IBM 533またはIBM 537カード読み取りパンチユニット[21] [22] [23] IBM 533には読み取りとパンチ用の別々のフィードがありましたが、IBM 537にはフィードが1つしかなく、同じカードを読み取ってパンチすることができました。
重量: 5,400～6,263ポンド（2.7～3.1ショートトン、2.4～2.8t）。[24] [25]
オプションユニット: [18]
- IBM 46テープ・カードパンチ、モデル3 [18]
- IBM 47 テープ・トゥ・カード印刷パンチ、モデル3 [18]
- IBM 355ディスクストレージユニット[26] ディスクユニットを搭載したシステムはIBM 650 RAMACデータ処理システムとして知られていた。
- IBM 407会計機[27]
- IBM 543 カードリーダーユニット
- IBM 544 カードパンチユニット
- IBM 652制御装置（磁気テープ、ディスク）[28]
- IBM 653ストレージユニット（磁気テープ、ディスク、コアストレージ、インデックスレジスタ、浮動小数点演算）[29]
- IBM 654 補助アルファベット装置
- IBM 727磁気テープ装置
- IBM 838 問い合わせステーション[30]
メインメモリ
回転ドラムメモリは、アドレス 0000 から 0999、1999、3999 にそれぞれ1,000、2,000、4,000ワードのメモリを提供しました。各ワードには 10桁の符号付き数字または 5 文字を表す 10 進数コード化 10 桁がありました (1 桁の 5 進数を 7 ビットとして数えると、4000 ワードは 35 キロバイトに相当します)。[31] [32]ドラム上のワードはドラムの周りのバンドで構成され、バンドあたり 50 ワードで、それぞれのモデルで 20、40、または 80 バンドでした 。ドラム表面上の位置が回転中に読み取り/書き込みヘッドの下を通過すると、ワードにアクセスできました (12,500 rpmで回転このタイミングのおかげで、各命令の2番目のアドレスは次の命令のアドレスとなった。前の命令の実行が完了したらすぐにアクセスできるアドレスに命令を配置することで、プログラムを最適化することができた。IBMは、プログラマが命令とデータを配置した場所を追跡できるように、10列200行のフォームを提供した。後に、大まかな最適化を実行するアセンブラーSOAP（Symbolic Optimal Assembly Program）が提供された。[33] [34]
LGP -30、Bendix G-15、IBM 305 RAMACコンピュータも真空管とドラム メモリを使用していましたが、IBM 650 とはまったく異なっていました。
ドラムから読み取られた命令はプログラム レジスタ(現在の用語では命令レジスタ) に送られます。ドラムから読み取られたデータは 10 桁の分配器を通過します。650には 20 桁のアキュムレータがあり、共通の符号を持つ 10 桁の下位アキュムレータと上位アキュムレータに分割されます。演算は 1 桁の加算器によって実行されます。コンソール (10 桁スイッチ、1 つの符号スイッチ、および 10 個の 2 進表示ライト)、分配器、下位アキュムレータと上位アキュムレータはすべてアドレス指定可能で、それぞれ 8000、8001、8002、8003 です。
IBM 653 ストレージ ユニット
オプションのIBM 653ストレージユニットは1955年5月3日に導入され、最終的に5つの機能を提供しました。[35]
- 磁気テープ コントローラ (IBM 727 磁気テープ装置用) (10 個の追加操作コード)
- ディスク ストレージ コントローラ (1956 年に当時の新しい IBM 355 ディスク ストレージ ユニット向けに拡張) (5 つの追加操作コード)
- アドレス 9000 から 9059 に10 桁のワードが 60 個あります。この小型で高速なメモリのアクセス時間は 96 μsで、回転ドラムに比べて 26 倍高速です。この機能により 5 つの操作コードが追加され、テープとディスクの I/O のバッファとして必要になりました。60 ワードは、プログラムで内部ループやテーブル検索を高速化するためにも使用できます。
- アドレス 8005 から 8007 に4 桁のインデックス レジスタが3 つあります。ドラム アドレスは 2000、4000、または 6000 を加算してインデックス付けされ、コア アドレスは 0200、0400、または 0600 を加算してインデックス付けされます。システムに 4000 ワードのドラムがある場合、インデックス付けは、インデックス レジスタ A の最初のアドレスに 4000 を加算し、インデックス レジスタ B の 2 番目のアドレスに 4000 を加算し、インデックス レジスタ C の 2 つのアドレスのそれぞれに 4000 を加算します (4000 ワード システムのインデックス付けは最初のアドレスにのみ適用されます)。4000 ワード システムでは、ドラム メモリ用のトランジスタ化された読み取り/書き込み回路が必要で、1963 年より前に利用可能でした (18 個の追加操作コード)
- 浮動小数点- 算術命令は 8 桁の仮数と 2 桁の特性 (オフセット指数) MMMMMMMMCCをサポートし、±0.00000001E-50 から ±0.99999999E+49 の範囲を提供します。(7 つの追加操作コード)
命令セット
650命令は、 2桁の命令コード、4桁のデータアドレス、および次の命令の4桁のアドレスで構成されていました。符号は基本マシンでは無視されましたが、オプション機能を備えたマシンでは使用されました。基本マシンには44の命令コードがありました。浮動小数点、コアストレージ、インデックスレジスタ、追加のI/Oデバイスなどのオプション用に、追加の命令コードが提供されました。すべてのオプションがインストールされている場合、97の命令コードがありました。[35]
テーブル ルックアップ (TLU) 命令は、参照された 10 桁のワードを同じドラム バンド上の 48 の連続ワードと 5 ミリ秒の 1 回転で高イコール比較し、次の 48 ワードに間に合うように次のバンドに切り替えることができました。この偉業は、両方ともアセンブラでプログラムされている限り、46 エントリを検索するのにかかる 1000 倍高速な 1963 年のバイナリ マシンの約 3 分の 1 の速度でした (IBM 7040 では 1,500 マイクロ秒、650 では 5,000 マイクロ秒)。オプションで、同じパフォーマンスのテーブル ルックアップ イコール命令もありました。
読み取り (RD) 命令は、80 列の数字データを 10 個のメモリ ワードに読み取ります。数字とワードの配分は、カード リーダーのコントロール パネルの配線によって決まります。533 リーダー パンチ ユニットのアルファベット デバイスと併用すると、数字と英数字の列の組み合わせ (最大 30 個の英数字列) を読み取ることができます。[1] 拡張機能により、英数字の列を増やすことができますが、カード読み取り操作によってドラムに保存されるのは 10 ワード (1 ワードあたり 5 文字) だけなので、50 を超えることはできません。[要出典]
基本マシンの操作コードは以下のとおりです。[36]
- ^ 533 コントロール パネルが CPU に信号を送信できるようにするために使用されます。
- ^ 上位アキュムレータの上位のゼロをカウントします。
- ^ 除算演算後を除き、格納される値は累算器の符号を取ります。除算演算後は剰余の符号が格納されます。
注:
IBM 653オプションは追加の命令コードを実装することができた。[35]
サンプルプログラム
この 1 枚のカードのプログラムは、650 Programming Bulletin 5、IBM、1956、22-6314-0から抜粋したもので、ドラム ストレージの大部分をマイナス ゼロに設定します。このプログラムには、コンソール スイッチおよびアキュムレータから実行される命令の例が含まれています。
まず、ロードカードに連続した80桁の数字（下の2列目）がキーパンチされ、読み取られるとドラム位置0001から0008の内容が図のようになります。[37]
0001 0000010000
0002 0000000000-
0003 1000018003
0004 6100080007
0005 2400008003
0006 0100008000
0007 6900060005
0008 2019990003
コンソールの数字スイッチ (アドレス 8000) は、データ アドレス 0004 の読み取り命令に手動で設定されます。
loc- op|データ|次
ation |addr|命令
| |アドレス
8000 RD 70 0004 xxxx ロードカードを最初のバンド読み取り領域に読み取ります
各ドラム バンドには読み取り領域があり、これらの読み取り領域は 0001 ～ 0010、0051 ～ 0060、0101 ～ 0110 などの位置にあります。バンド内の任意のアドレスを使用して、読み取り命令のバンドを識別できます。アドレス 0004 は最初のバンドを識別します。次に、コンソールからロード カード上の 8 ワードを最初のメモリ バンドの 0001 ～ 0008 の位置に読み取ることで実行が開始されます。ロード カードを読み取る場合、「次の命令アドレス」は、次の命令アドレス フィールド (上記では xxxx として表示) ではなく、データ アドレス フィールドから取得されます。したがって、実行は 0004 から続行されます。
0004 RSU 61 0008 0007 アキュムレータ全体をリセットし、値2019990003を上位（8003）から減算します。
0007 LD 69 0006 0005 負荷分配器 0100008000
0005 STD 24 0000 8003 ディストリビュータを0000番地に格納し、次の命令は8003番地（上位アキュムレータ）にある
注: データまたは命令をあるドラムの場所から別の場所へ移動すること
LD、STD の 2 つの命令が必要です。
ここで、2 つの命令のループが実行されます。
8003 STL 20 1999 0003 下位アキュムレータを格納（そのアキュムレータは上記のRSU命令によって0にリセットされました）
「1999」データ アドレスは、以下のように、各反復ごとに減少します。
この命令は、上記の RSU 命令によって上位アキュムレータに配置されました。
注: この命令は現在上位アキュムレータにあり、減算されてから
アキュムレータ内にある間に再度実行されます。
0003 AU 10 0001 8003 アキュムレータ内の命令のデータアドレスを1減らす
（負の数に10000を加算する）
STL のデータ アドレスは最終的に 0003 に減分され、0003 の AU ... 命令はゼロで上書きされます。その場合 (STL の次の命令アドレスは 0003 のまま)、実行は次のように続行されます。
0003 NOOP 00 0000 0000 ノーオペレーション命令、次の命令アドレスは0000
0000 HALT 01 0000 8000 停止、次の命令アドレスはコンソール
(このHalt命令は上記のSTD命令によって0000に格納されました)
ソフトウェア
650の命令セットは十分に単純なので、小さなプログラムを機械語で書くことができ、これは学生の演習では一般的でした。[38]マシンに直接ロードして実行できる、カードごとに1つの命令の形式がありました。
マシン言語は大規模なプログラムには不向きであり、時間の経過とともに、IBM 650 用にさまざまなプログラミング言語とツールが作成されました。これには次のものが含まれます。
- アセンブラ
- シンボリック最適アセンブリプログラム（SOAP） —アセンブラ[34]
- テクニカル アセンブリ システム (TASS) —マクロ アセンブラ。
- 解釈システム
- 解釈アプリケーション仮想マシンパッケージは、もともと「IBM 650 磁気ドラム計算機用の完全な浮動小数点解釈システム」として公開されました。これは、いくつかの名前で知られていました。
- ウォロンティス・ベル研究所通訳機、ベルシステム、ベル通訳機、ベル通訳システム、[39]またはBLIS（ベル研究所通訳システム）[40]
- L1および（後の）L2 [41] [42] – ベル研究所の外では「ベル1」および「ベル2」などと呼ばれていた（上記参照）
- 商用アプリケーション向け合成プログラミングシステム[43]
- 代数言語 / コンパイラ
- 内部翻訳者（IT）—コンパイラ[44]
- 改訂版統合新コンパイラIT基本言語拡張版（RUNCIBLE）—ケース[45]におけるITの拡張
- FOR TRANSIT — ITにコンパイルされ、それがSOAPにコンパイルされるFortranのバージョン[46]
- フォートラン[47]
- GATE — 1文字の変数名を持つシンプルなコンパイラ
- IPL — 最初のリスト処理言語。最もよく知られているバージョンは IPL-V です。
- SPACE (Simplified Programming Anyone Can Enjoy) — SOAP を介したビジネス指向の 2 ステップ コンパイラ
参照
- フェランティ マーク 1
- IBMの歴史#1946–1959: 戦後
- IBM 700/7000 シリーズ
- IBM 650の主な競合製品の1つであるBull Gamma 3
- LEO（コンピューター）
- 真空管コンピュータの一覧
- ショートコード
- ユニバックI
- UNIVACソリッドステートは、1958年12月にIBM 650への対応としてスペリーランド社によって発表されました。1959年6月、レミントンランド社は、変換を容易にするためにIBM 650エミュレータプログラムを作成したと発表しました。[48]
注釈と参考文献
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- ^ IBM では 533 に他の名前としてInput-Output UnitやRead-Punch Unit などの名前も付けていた。
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これは、1956 年 3 月の IBM 650 テクニカル ニュースレター第 11 号、フォーム 31-6822 の再版です。
このリファレンス マニュアルには、次のレポートが含まれています。このレポートで説明されている解釈システムの外見上の特徴は、IBM 701 スピードコーディング システムに大きく依存しています。Wolontis 、VM IBM 650 磁気ドラム計算機用の完全な浮動小数点解釈システム。ベル研究所、ニュージャージー州マレー ヒル。 - ^ Holbrook, Bernard D.; Brown, W. Stanley. 「コンピューティングサイエンス技術レポートNo.99 – ベル研究所におけるコンピューティング研究の歴史（1937–1975）」。ベル研究所。2014年9月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年8月27日閲覧。
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さらに読む
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 IBM 650に関連するメディアがあります。
- Bitsavers.org: IBM 650 ドキュメント (PDF ファイル)
- コロンビア大学: コロンビア大学の IBM 650
- IBM - アーカイブ - IBM の歴史に関する貴重なリソース - Wayback Machineの米国(2023-07-12 アーカイブ)
- Wayback Machineの「IBM 650: 現代産業の主力製品」(2023 年 7 月 3 日アーカイブ) 年表、技術仕様、写真、代表的な顧客、および 650 が使用されたアプリケーションが含まれています。
- IBM 650 と RAMAC の動作を示すビデオ クリップ (代替バージョン)
- ワイク、マーティン H. (1961 年 3 月)。国内電子デジタル コンピューティング システムの第 3 回調査。弾道研究所 (BRL)。レポート No. 1115。顧客、アプリケーション、仕様、コストなど、IBM 650 調査の詳細が約 40 ページにわたって含まれています。
- IBM 650「磁気ドラムデータ処理マシン」2023年2月8日にWayback Machineにアーカイブ