IBM7090

IBM 7094 レジスタ
	データレジスタ
アキュムレータ	交流
	インデックスレジスタ
	命令カウンタ

IBM 7090は、大規模な科学技術アプリケーション向けに設計された、以前のIBM 709真空管メインフレームコンピュータのトランジスタ化された第2世代バージョンです。7090は、IBM 700/7000シリーズの科学コンピュータの4番目のメンバーです。最初の7090は1959年12月に導入されました。^[1] 1960年には、一般的なシステムの販売価格は290万ドル（2023年の2,300万ドルに相当）で、月額63,500ドル（2023年の501,000ドルに相当）でレンタルできました。

7090は36ビットのワード長を使用し、アドレス空間は32,768ワード（15ビットアドレス）です。^[2]IBM 7030（ストレッチ）プロジェクトのIBM 7302コアストレージコアメモリテクノロジーを使用して、2.18μsの基本メモリサイクルで動作します。

処理速度が約100KFLOPSの7090は709の6倍の速さで、[3] レンタル価格は半分でした。[ ⁴^]アップグレード版の7094は最大2倍の速さでした。7090と7094はどちらも1969年7月14日に販売中止になりましたが、その後10年以上にわたってシステムは使用され続けました。^[5]^{[6] 1961年、IBM 7094は有名な音声合成プログラムを使用して「}デイジーベル」を歌い、一種の文化的アイコンとなりました。

開発と命名

709 は前身の 704 よりも優れたマシンでしたが、トランジスタ回路が真空管回路に取って代わろうとしていた時期に製造され、販売されていました。そのため、IBM は 709 エンジニアリンググループをトランジスタ化された後継機の設計に再配置しました。このプロジェクトは 709-T (トランジスタ化された) と呼ばれるようになりましたが、発音時の音から、すぐに 7090 (つまり、70090) という命名法に変更されました。同様に、7070 やその他の 7000 シリーズ機器などの関連マシンは、数字 - 数字 - 10 進数 (例: 70070) で呼ばれることもありました。^{[引用が必要]}

IBM7094

アップグレード版のIBM 7094は、1962年9月に初めて導入された。以前のマシンの3つではなく、 7つのインデックスレジスタを備えている。7094用の7151-2コンソール制御ユニットには、4つの新しいインデックスレジスタのライトが表示される特徴的なボックスが上部にある。 ^[7] 7094では倍精度浮動小数点と追加命令が導入されたが、 7090との下位互換性はほぼ維持されていた。7094は709や7090よりも4つ多いインデックスレジスタを備えているが、電源投入時には複数タグモード^[8]^{: 8}で、709や7090と互換性があり、7つのインデックスレジスタモードに入って7つのインデックスレジスタすべてを使用するには、 Leave Multiple Tag Mode ^[8]^{: 56}命令が必要である。マルチタグモードでは、タグフィールドに複数のビットが設定されている場合、減分が行われる前に、選択された2つまたは3つのインデックスレジスタの内容が加算されるのではなく、論理和が取られます。7つのインデックスレジスタモードでは、3ビットのタグフィールドがゼロでない場合、7つのインデックスレジスタのうちの1つだけが選択されますが、プログラムは命令Enter Multiple Tag Mode、^[8]^{: 55を}使用してマルチタグモードに戻り、 7090との互換性を回復できます。

1964年4月、最初の7094 IIが搭載されました。これは、クロックサイクルの高速化、デュアルメモリバンク、命令実行のオーバーラップの改善など、パイプライン設計の初期の例により、7094のほぼ2倍の速度を実現しました。^[9]

IBM 7040/7044

1963 年、IBM はIBM 7040と 7044 という 2 つの新しい低コストマシンを発表しました。これらは 7090 をベースにした 36 ビットアーキテクチャを採用していますが、一部の命令が省略またはオプション化され、入出力が簡素化されているため、 IBM 1400 シリーズのより新しく高性能な周辺機器を使用できます。

7094/7044 直結システム

7094/7044 ダイレクトカップルドシステム(DCS) は、当初 IBM の顧客であるAerospace Corporationによって開発されました。同社は IBM の IBSYS テープオペレーティングシステムよりも優れたコスト効率とスケジュールの柔軟性を求めていました。DCS は、より安価な IBM 7044 を使用して入出力(I/O) を処理し、7094 で主に計算を実行していました。Aerospace は IBSYS の拡張であるダイレクトカップルオペレーティングシステムを開発し、他の IBM の顧客と共有しました。IBM は後に DCS を製品として導入しました。^[10]^[11]

トランジスタと回路

7090は50,000個以上のゲルマニウム合金接合トランジスタと（より高速な）ゲルマニウム拡散接合^[12] ドリフトトランジスタを採用した。^[13]

7090は、電流モードロジック^{[14]を使用した}標準モジュラーシステム（SMS）カードを使用していましたが、一部は拡散接合ドリフトトランジスタを使用していました。^[12]

命令とデータのフォーマット

基本的な命令フォーマットはIBM 709と同じでした。

3ビットのオペコード（プレフィックス）、15ビットのデクリメント（D）、3ビットのタグ（T）、および15ビットのアドレス（Y）
12 ビットのオペコード、2 ビットのフラグ(F)、4 つの未使用ビット、3 ビットのタグ(T)、および 15 ビットのアドレス(Y)
上記のバリエーションで、ビット 12 ～ 17 の割り当てが異なるもの、またはビット 18 ～ 35 の割り当てが異なるもの

オペコードのドキュメントでは、符号付き 8 進数が使用されました。フラグフィールドは、間接アドレッシングを使用するかどうかを示します。デクリメントフィールドには、多くの場合、操作の結果を変更する即値オペランドが含まれるか、命令の種類をさらに定義するために使用されます。タグフィールドには、操作するインデックスレジスタが記述されるか、以下に説明するように使用されます。Y フィールドには、アドレス、即値オペランド、またはオペコード修飾子が含まれる場合があります。タグフィールドがインデックスを示す命令の場合、操作は

0 秒: Yを使用する
7090: 選択されたインデックスレジスタの論理和をとり、Yから減算する
7094 マルチタグモード (電源投入時のデフォルト): 7090と同じ
7094 7インデックスレジスタモード: Yからインデックスレジスタを引く

F フィールドがない場合、または F がすべて 1 ビットでない場合は、上記は実効アドレスです。それ以外の場合は間接実効アドレスです。つまり、その位置にあるワードをフェッチし、T フィールドと Y フィールドを上記のように処理します。

データ形式は

固定小数点数はバイナリ符号/絶対値形式で保存されました。
単精度浮動小数点数には絶対値符号、8 ビットの 128 超過指数、および 27 ビットの絶対値がありました (数値は、System/360で後で導入された 16 進形式ではなく、2 進数でした)。
7094 で導入された倍精度浮動小数点数には、絶対値符号、8 ビットの 128 超過指数、および 54 ビットの絶対値がありました。倍精度数は、連続する 2 つの偶数と奇数のワードでメモリに格納され、数値がオペランドとして使用される場合、2 番目のワードの符号と指数は無視されました。
英数字は 6 ビットのBCDで、1 ワードに 6 個ずつパックされていました。

ドキュメント作成とプログラミングでは8 進表記法が使用されました。コンソールの表示ライトとスイッチは 3 ビットフィールドにグループ化され、8 進数との変換が容易になりました。

入力/出力

7090 シリーズは、入出力用のデータチャネルアーキテクチャを特徴としており、これは現代の直接メモリアクセスI/O の先駆けです。最大 8 つのデータチャネルを接続でき、各チャネルには最大 10 台のIBM 729テープドライブを接続できます。データチャネルには、コマンドと呼ばれる非常に限定された独自の操作セットがあります。これらは、テープ (後にはディスク) ストレージ、カードユニット、プリンターで使用され、当時としては高性能でした。ただし、印刷およびパンチカードI/O には、704 で導入された同じ改造ユニットレコード装置が使用されており、速度が遅かったです。より安価なIBM 1401コンピューターを使用して、カードを磁気テープに読み取り、7090/94 に転送することが一般的になりました。出力はテープに書き込まれ、1401 に転送され、はるかに高速な周辺機器、特にIBM 1403ラインプリンターを使用して印刷またはカードパンチが行われました。

その後、IBM は7094/7044 直接結合システムを導入しました。7044 は、高速 1400 シリーズ周辺機器と 1301 または 1302 ディスクファイル間のスプールを処理し、データチャネル間通信を 7094 のスプールデータへのインターフェイスとして使用し、7094 は主に計算を実行しました。7090/7040 DCS もあります。

ソフトウェア

7090 および 7094 マシンは当時としては非常に成功しており、IBM からさまざまなソフトウェアが提供されていました。さらに、ユーザー組織であるSHARE内には非常に活発なユーザーコミュニティがありました。

IBSYS は、 FORTRAN、COBOL、SORT/MERGE、MAP アセンブラーなど、多数のサブシステムと言語サポートオプションを備えた「高機能」な実稼働オペレーティングシステムです。

FMS ( Fortran Monitor System ) は、バッチ FORTRAN およびアセンブラプログラミング用に最適化された、より軽量でありながら非常に効果的なシステムでした。提供されたアセンブラ FAP ( FORTRAN Assembly Program ) は、MAP ほど完全ではありませんでしたが、当時としては優れた機能を提供しました。FMS には、もともと Backus と彼のチームによって 704 用に作成された FORTRAN コンパイラの大幅に強化された派生も組み込まれていました。

注目すべきアプリケーション

互換性のあるタイムシェアリングシステム（CTSS）は、最初の汎用タイムシェアリングオペレーティングシステムであり、^[15]MITの計算センターでIBM 709、7090、および追加機能のためのRPQを備えた7094の3台のコンピュータで開発されました。最終的には2台の7094で実行され、そのうち1台はProject MACで使用されました。^[16]^[17]^[18]
「デイジーベル」を歌い、歌う初めてのコンピューターでした。
NASA は7090 を使用し、後に 7094 をマーキュリー計画とジェミニ計画の宇宙飛行の制御に使用しました。ゴダード宇宙飛行センターは3 台の 7094 を運用しました。初期のアポロ計画の間、7094 は、ミッションコントロールの新しいSystem/360コンピューターにまだ移植されていなかった飛行計画ソフトウェアを実行するために運用されていました。^{[引用が必要]}
カリフォルニア工科大学/NASAジェット推進研究所は、宇宙飛行運用施設（SFOF、建物230）に3台の7094を所有しており、テープ経由で複数の1401を使用して給電し、さらに2台の7094/7044直接結合システム（建物125と156）を所有していた。^[議論中]
エアハルト・グラッツェルは、NASAの委託を受けたカールツァイス・プラナー50mm f/0.7レンズの設計計算にIBM 7090を使用した。このレンズは、スタンリー・キューブリックが『バリー・リンドン』のろうそくの明かりのシーンを撮影する際にも使用された。^[19]
IBM 7090 が LASL (ロスアラモス科学研究所、現在のロスアラモス国立研究所) に設置されました。
1961 年、アレクサンダー・ハーウィッツは 7090 を使用して、1,281 桁と 1,332 桁の2 つのメルセンヌ素数を発見しました。これは当時知られている最大の素数でした。
1961年、マイケル・ミノビッチはUCLAの7090を使用して三体問題に取り組みました。彼の研究はNASAの惑星グランドツアープロジェクトの科学的基礎となりました。 ^[20]
1961年2月13日、IBM 7090が南オーストラリアのウーメラ長距離兵器施設に設置されました。^[21]^[22]
1962年、ニューヨーク州ブライアークリフマナーの7090型機2機が、アメリカン航空が導入したSABRE航空予約システムの最初のバージョンのベースとなった。
作曲家ヤニス・クセナキスは、パリのヴァンドーム広場で IBM 7090 を使用して作品「Atrées」を作曲しました。
1962年、ダニエル・シャンクスとジョン・レンチはIBM 7090を使用して $π$ の最初の10万桁を計算しました。^[23]
1963年、7090システム3台が日本に輸入され、三菱原子力株式会社（同社のDP部門は後に三菱総合研究所と合併）、東京の日本IBMのデータセンター、川崎の東芝にそれぞれ1台ずつ設置された。これらは主に科学計算に使用された。
1964年には、高精度軌道決定および軌道伝播プログラムであるTRACEの初期バージョンがIBM 7090コンピュータで使用されました。^[24]
1965年に始まった米国初のコンピューターデートサービスであるOperation Matchでは、マサチューセッツ州ウィルミントンのAvcoサービス局で7090が使用されました。 ^[25]
1967年、ロジャー・N・シェパードはIBM 7090を使用してMVマシューズのアルゴリズムを改良し、シェパードトーンを合成した。^[26]
アメリカの作曲家ジェラルド・ストラングは、 1969年から1972年にかけてベル研究所で作曲した「Compusition」と題された一連の作品に7090/7094を使用しました。
アメリカ空軍は、弾道ミサイル早期警戒システム(BMEWS) に 30 年近く使用した後、1980 年代に最後の 7090 を退役させました。7090 のシリアル番号 1 とシリアル番号 3 は、この用途のためにグリーンランドのチューレ空軍基地に設置されました。
米海軍は、1982年7月に「退役」式典が開催されたものの、1980年代の大半を通じてカリフォルニア州ポイントマグーの太平洋ミサイル試験センターで7094を使い続けた。すべてのアプリケーションが後継機^で^ある^デュアルプロセッサのCDC Cyber 175に移植された^わけでは^ない^。^[^{引用が必要}^]

メディアで

7090/1401 の設置は映画「博士の異常な愛情」で紹介されており、1403 プリンターがストーリーの重要な役割を担っています。
2016 年のアメリカの伝記映画『Hidden Figures』には IBM 7090 が登場します。
1997 年の映画「イベント・ホライゾン」では、IBM 7094 の仕様が画面上でスクロールして表示されます。

競合他社

IBM 7090 は商業的に成功したにもかかわらず、市場で競争に直面しました。当時の著名な競合製品には、アルファベット順に次のものがあります。

ブルガンマ60

参照

9PAC
初期のIBMディスクストレージ
IBM 701
IBM 704
IBM 709
IBM 711カードリーダー
IBM 716ラインプリンター
IBM 729テープドライブ
SHAREおよびIBSYSオペレーティングシステム
スクウズ
ミシガン大学エグゼクティブシステム
IBM 製品の一覧

参考文献

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さらに読む

リファレンスマニュアル、IBM 7090 データ処理システム(PDF)。IBM。1962 年 3 月。A22-6528-4。
Sherman, Philip M. (1963).米国ニュージャージー州マレーヒルのベル電話研究所で執筆。IBM 709-7090-7094コンピューターのプログラミングとコーディング(PDF) (第1版)。ニューヨーク/ロンドン/シドニー: John Wiley & Sons, Inc. 2020年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2020年6月18日閲覧。

外部リンク

IBM アーカイブ - 7090
BRL61 レポートの IBM 7090 データ処理システム
IBM 7090/94 アーキテクチャーページ 2012 年 5 月 22 日にWayback Machineにアーカイブされました
IBM 7090 Music From Mathematics は、1960 年にベル研究所で「デジタルサウンドトランスデューサー」を使用していくつかの伝統的および独創的な楽曲を実現して録音され、Wayback Machineに 2012 年 2 月 5日にアーカイブされました。このアルバムには、オリジナルの Daisy (Bicycle Built for Two) が収録されています。
IBM 7094 がデイジーを歌う (mp3)
Bob Supnik の SimH プロジェクト – ユーザーが変更可能なパッケージに 7090/7094 のシミュレータが含まれています
Dave Pitts の IBM 7090 サポート – シミュレータ、クロスアセンブラ、リンカーが含まれています
IBM 7094 と CTSS、トム・ヴァン・ヴレック

[1] IBMは7090データ処理システムで「最初の7090は1959年12月に導入された」と述べています。

[comp-arch-n-org-2] Hayes, John.P (1978).コンピュータアーキテクチャと組織. p. 33. ISBN 0-07-027363-4。

[3] Bailey, David (nd). 「将来のハイエンドコンピューターのパフォーマンス」。ResearchGate。p.4。2022年4月16日閲覧。

[4] Pugh, Emerson W.; Johnson, Lyle R.; Palmer, John H. (1991). IBM の 360 および初期の 370 システム。MIT プレス。p. 36。ISBN 0-262-16123-0。

[5] 「7090データ処理システム」。IBM。nd 。 2022年4月16日閲覧。

[6] 「7094データ処理システム」。IBM。nd 。 2022年4月16日閲覧。

[7] 「IBM 7094」。

[IBM7094-8] IBM 7094 動作原理(PDF) . IBM. 1966 年 10 月 21 日. A22-6703-4.

[9] IBM 7094 モデル II データ処理システム(PDF)。IBM。A22-6760。

[10] Patrick, Robert L.; Van Vranken, Richard K. (2009 年 2 月)。「IBM 7090 の直接カップル」。ソフトウェア保存グループ、コンピュータ歴史博物館。

[11] ^ EC Smith (1963 年 9 月 - 12 月)。「直接結合型マルチプロセッシングシステム」。IBM Systems Journal。2 ( 3): 218 - 229。doi :10.1147/sj.23.0218 。

[diffused-12] SMS DBZV: 双方向 AND、タイプ B

[IBM-7090-13] 7090 データ処理システム

[14] SMS AA: 双方向 AND (現在のモード)

[15] Singh, Jai P.; Morgan, Robert P. (1971 年 10 月)。教育用コンピュータ利用とコンピュータ通信(PDF) (レポート)。ミズーリ州セントルイス: ワシントン大学。p. 13。アメリカ航空宇宙局助成金番号 Y/NGL-26-008-054。2022年3 月 8 日閲覧。タイムシェアリング分野の初期の開発の多くは、大学のキャンパスで行われました。8^注目すべき例としては、MIT の CTSS (互換タイムシェアリングシステム) があり、これは世界初の汎用タイムシェアリングシステムでした...

[16] 「IBM 7094 CTSS (RPQ) 向けハードウェア変更」。マサチューセッツ工科大学。nd。2022年3月29日閲覧。

[7094CTSS-17] IBM 7094とCTSS また、多くのオリジナルのCTSS文書へのリンクも含まれています。

[ctsspg69-18] Crisman, PA, 編 (1969 年 12 月 31 日). 「互換性のあるタイムシェアリングシステム、プログラマーズガイド」(PDF) . MIT 計算センター. 2022 年3 月 10 日閲覧。

[19] 「オマッジオオール」。

[20] ライリー、クリストファー、キャンベル、ダラス（2012年10月23日）。「ボイジャーを可能にした数学」BBCニュース。

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[22] モートン、ピーター（1989）。砂漠を越える火災：ウーメラと英豪共同プロジェクト1946-1980 （PDFデジタル化2017年）。キャンベラ：AGPSプレス。ISBN 0-6481804-0-9。

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[26] Roger N. Shepard (1964年12月). 「相対音感の判断における循環性」(PDF) . Journal of the Acoustical Society of America . 36 (12): 2346–53. Bibcode :1964ASAJ...36.2346S. doi :10.1121/1.1919362.