IBM9020

IBM 9020は、IBM System/360 コンピュータをマルチプロセッサ システムに改造したもので、米国連邦航空局 ( FAA ) の航空管制に使用されました。^[1]システムは、1960 年代後半から、FAA の 20か所の 航空管制センター(ARTCC) に導入されました。 ^{[2] : 6}英国航空局 (CAA)もロンドン センターにシステムを導入しました。^[3]たとえば、IBM 9020A はS/360-50をベースとしており、9020D は、3 基または 4 基のS/360-65プロセッサのうち 2 基を飛行およびレーダー データ処理に使用し、3 基の S/360-50 プロセッサのうち 2 基で入出力機能を提供しました。^{[2] : 4–5}

9020 システムには、9020A CCC (中央コンピュータ コンプレックス)、9020D CCC、および9020E DCC (ディスプレイ チャネル コンプレックス) の 3 つの運用バリエーションがありました。すべての 9020A CCC は非 IBM ディスプレイ コンプレックスに接続されていましたが、9020D CCC は非 IBM ディスプレイ コンプレックスまたは IBM 9020E DCC のいずれかに接続できました。9020A および 9020D CCC は、フライト データとレーダー データの処理を実行しましたが、航空管制官にプラン ビュー ディスプレイ (PVD) を提供するには、接続されたディスプレイ コンプレックスが必要でした。非 IBM ディスプレイ コンプレックスは、米国ではRaytheon 730 コンピュータ ディスプレイ チャネル (CDC)、英国ではPlessey Processed Radar Display System (PRDS) でした^[4] Raytheon CDC は最大 60 の PVD ​​を駆動できました。この要件を超えた 5 台の ARTCC には、最大 90 個の PVD ​​を駆動できる IBM DCC が搭載されていました。

当初、9020 CCC には、飛行計画 (FP) 容量が異なる 3 つの派生型が提案されました。9020A は最大 325 FP、9020B は最大 200 FP、9020C は最大 100 FP です。実際には、9020A のみが納入され、後期には 650 FP 容量の 9020D も納入されました。

各 FAA ARTCC には、システム保守モニター コンソール (SMMC - 9020 の一部ではありません) があり、インストールされた 9020 システムと、環境システムや通信リンクなどの関連コンポーネントのステータス表示をまとめています。

最大構成の CCC/DCC 複合施設には、12 台の IBM S/360 メインフレームが含まれていました。FAA ARTCC は 20 台ありましたが、すべてが最大構成だったわけではありません。英国のセンターには、6 台の IBM S/360 (3 台の S/360-65 と 3 台の S/360-50) を備えた 9020D「トリプレックス」システムがありました。

21 の ARTCC に加えて、さまざまな構成の非運用システムを備えた 4 つのサイトがありました。FAA のNAFECの 9020A、9020D、および 9020E サポートおよび開発システム、 FAA アカデミーの 9020A および 9020E トレーニング システム、CAA の運用中の 3 重 9020D ロンドン システムと同じ場所にある 1 重 9020D サポート システム、およびレイセオンの表示システムのテスト用の 9020A です。

ジャクソンビル ARTCC には当初 9020A がありましたが、9020D に置き換えられました。移転された 9020A はジャクソンビルに残り、FAA のワシントンにあるATCSCC内の中央フロー制御機能のハードウェア プラットフォームになりました。中央フロー制御コンピュータに名前が変更され、ワシントンのコマンド センターへのデジタル データ リンクが備わりました。1984 年に IBM 4341 システムに置き換えられました。

1977年6月9日、 FAAとイラン民間航空機関の間で「イラン - 航空：技術援助」条約^[5]が締結された。条約の条項に基づき、FAAはイラン国家空域システムの改善のために技術援助を行うことになっていた。この援助には、9020Dと9020Eおよび関連機器の導入が含まれ、費用は2,900万ドル（契約総額2億7,200万ドルのうち）だった。^[6]この条約は1979年のイランイスラム革命と衝突し、システムは納品されなかった。

9020Aと9020Dは、1989年にFAAのHOSTコンピュータシステム（HCS）アップグレードの一環として最終的にIBM 3083 BX1メインフレームに置き換えられるまで北米で使用されていました。 ^{[7] [8]} 3083は、 1999年に完了したFAAのホストおよび海洋コンピュータシステムの交換（HOCSR）中に、 IBM 9672 RA4並列処理サーバーに置き換えられました。1999年のアップグレードの理由の1つは、IBM 3083のマイクロコードが2000年に適切に動作しないという、おそらく根拠のない懸念でした。^[8]少なくともアップグレードの最初のフェーズでは、9672はSystem/360エミュレーションモードでFAAのオリジナルのアセンブリ言語コードを実行していました。 FAA の高度自動化システム (AAS) プロジェクトの失敗により、9020E ディスプレイ チャネル コンプレックスは 1990 年代まで存続しました。

英国のNATS は、1974 年から 1990 年まで NAS を稼働させる 9020D システムを運用していましたが、その時点で NAS は IBM 4381 システムに再ホストされました。このシステムはホスト コンピュータ システム (HCS) と呼ばれ、9020D の System/360 テクノロジーの周辺アダプタ モジュール (PAM) を保持していました。3 つの PAM (IBM 7289) は、1997 年 11 月 27 日に交換品 (SPRINT) が稼働したときに最後に電源がオフになりました。

IBM 9020Dシステムは、ロンドン航空管制センター、イギリス空軍ウェストドレイトン基地で運用されていた。、1974年から1990年まで英国の航空管制官を支援しました。

9020 はもともとアメリカ連邦航空局向けに開発され、マルチプロセッシング構成の多数の IBM S/360 プロセッサで構成されていました。

9020 にはいくつかのバリエーションがありましたが、英国では、共有ディスク、テープ、プリンター、カード リーダー パンチを備えた 3 つの  S/360 Model 65 プロセッサと 3 つの S/360 Model 50 プロセッサで構成される 9020D Triplex がありました。

プロセッサのうち 3 つはコンピューティング要素 (CE) で、3 つは入力出力コンピューティング要素 (IOCE) でした。運用システムは 2 つの CE と 2 つの IOCE で構成されていました。すべてのプロセッサは、国家航空システム (NAS) ソフトウェアを実行していました。IOCE は、すべての入力出力チャネル プログラムを処理し、レーダー データを処理しました。

CE は、リアルタイムのマルチプロセッサ環境でフライト データ処理ソフトウェアを実行しました。

3 番目の CE と IOCE は、ハードウェア エラーが発生した場合にバックアップを提供し、オンライン システムに障害が発生すると自動的に構成に切り替わります。

1台のCEと1台のIOCE（および周辺機器）のシンプレックスシステムにより、テストおよび開発環境が提供されました。

NAS ソフトウェアは、ストレージ チェックの際に自動的に切り替えられるいくつかの予備ストレージ要素を備えた 2.5 MB のメモリで実行されました。

アプリケーション ソフトウェアは、「モニター」と呼ばれる組み込みオペレーティング システムとして OS/360の修正バージョン上で実行されました。モニターは、通信、ストレージ管理、タイミング、スケジュール、および記録サービスを提供しました。

英国では NAS として知られる航空管制ソフトウェアには、5 つの主要な運用機能があります。

（米国では、NAS は全航空交通システム - 国家空域システムを指します）

1) ルート処理 - 飛行計画を一連のフィックスに変換します。フィックスごとに、フライトが到着する時刻と高度を決定し、その地理的空間を担当する航空管制チーム (セクター) を決定します。

2) ストリップ ポスティング – フライトがセクターに入る予定のパラメータ時間前に、航空機情報を含むフライト ストリップを印刷して、航空管制官が同じ場所、同じ高度、同じ時間に予定されているフライトを識別し、安全に分離できるようにします。

3) レーダー処理 - 10 台の異なるレーダーからの距離と方位のレーダー データをシステム平面上の [x,y] 座標に変換します。ステレオ投影により、データはオックスフォード付近の接点 (平面と球状の地球が交わる点) を持つ平面地球モデルに変換されます。16 マイル四方ごとに、優先、二次、三次レーダー ソースがありました。優先ソースが利用できる場合は常に変換に使用され、優先レーダーが利用できない場合は二次と三次ソースが使用されます。これにより、管制官はモザイクで可能な限り最高のレーダー カバレッジを得ることができました。[x,y] データは Plessey レーダー表示システムに送信されました。

4) 相関 – 航空機から送信されるレーダー ビーコン コードを照合し、適切な場所で適切な時間に適切なフライトを探すことで、レーダーとフライト プランのデータを相関させ、フライトを追跡できます。これにより、航空管制官に提示されるフライト ストリップ データを実際の時間で更新できます。フライトが予定より早かったり遅れたりした場合は、時間の更新を管制官に送信できます。

5) 調整 – 隣接国とのインターフェースにより、航空機がその国の空域を電子的に通過できるようになりました。簡単なプロトコルでは、「このフライトは、この時間に、この高度で、この場所にあります」と定められています。60 秒以内に拒否されなければ、フライトは引き継がれたとみなされます。

NAS ソフトウェアは、30 秒ごとにフライト プラン データベースをディスクに記録します。障害が発生した場合、システムは STARTOVER を実行します。これには、障害のオフライン分析のためにメモリの内容をディスクとテープにダンプし、ディスクからすべてのソフトウェアを再ロードし、最新の回復記録からフライト プラン データベースを再構成することが含まれます。STARTOVER には 2 ～ 10 秒かかります。

その後、同じフライトがパラメータ時間内に 2 回のスタートオーバーを引き起こすかどうかを検出するための NAS ターミネーター処理が追加されました。この場合、フライト プランは「潜在的に不良」として隔離され、データベースから削除されます。

NASソフトウェア スイートには、ビルド、デバッグ、分析、テスト、パッチ適用の幅広いソフトウェアが含まれていました。

NAS ソフトウェアは、MONITOR では BAL で、ATC アプリケーションでは   JOVIALで書かれています。JOVIALは、システムで頻繁に使用されるテーブルやリンク リストの管理に特に適しています。サポート ツール、アセンブラ、コンパイラはすべて、OS/360 と同じルートを持つ MVT/MVS 上で実行されます。

実行時にシステム リソースを節約するために、英国空域の地理データベースとすべての周辺機器のアドレスは、システム ビルド時にアプリケーションとモニターにアタッチされるオフライン ビルド ツールによって事前処理され、並べ替えられ、事前入力されたデータベースにリンクされます。

1980 年代後半、英国の 9020D は、1 年間に 2 回の故障を起こし、信頼性がなくなったという悪評を買ってしまいました。故障の原因は実際には電力を供給する 60Hz UPS システムにありましたが、9020 は廃棄されました。廃止時に初めて、冷却ファンの速度を少し遅くすれば、このシステムは 50Hz でも動作できたことが明らかになりました。

1990 年に、NAS ソフトウェアは、3380 DASD と 3480 テープを備えた System 370、4381 プロセッサに再ホストされました。ソフトウェア構成は、2 つのプロセッサ間のハートビートによるメインとスタンバイに変更されました。スタンバイ プロセッサがパラメータ時間内にハートビートを受信できない場合、スタンバイ プロセッサはメインに昇格し、すべての周辺機器をスタンバイ プロセッサに切り替えて、フライト プラン データベースを再構築するために再起動を実行します。システムはマルチプロセスではなくなりました。

• 「IBM FAA 360/65-9020 ディスプレイ」。スタンフォード大学コンピュータ歴史博物館。2010年6 月 2 日閲覧。9020Eがリサイクルされている写真
• 「スイッチが『オフ』になり、時代の終わりを告げる」英国民間航空局スタッフ新聞。2012 年 12 月 29 日。PAM の最終スイッチオフに関する記事

• Bitsavers の IBM 9020 ドキュメント
• IBM 9020D および 9020E の動作原理