IBM メインフレーム

IBM メインフレームは、1952 年以来IBMが製造している大型コンピュータ システムです。1960年代から 1970 年代にかけて、IBM は7000 シリーズ、その後のSystem/360、そしてSystem/370でコンピュータ市場を独占しました。IBM のビジネス コンピュータ ラインの現在のメインフレーム コンピュータは、System/360 の基本設計を発展させたものです。

1952年から1960年代後半にかけて、IBMはIBM 700/7000シリーズとして知られる大型コンピュータモデルを数機種製造、販売した。第1世代の700は真空管をベースにしており、その後の第2世代の7000はトランジスタを使用した。これらのマシンにより、IBMは電子データ処理（EDP）における優位を確立した。IBMには2つのモデルカテゴリーがあった。1つは工学および科学用途向け（701、704、709、7030、7090、7094、7040、7044）で、もう1つは商用またはデータ処理用途向け（702、705、705-II、705-III、7080、7070、7072、7074、7010）であった。科学と商業の 2 つのカテゴリでは、一般的に共通の周辺機器が使用されていましたが、命令セットがまったく異なっており、各カテゴリ内でも互換性がありませんでした。

IBMは当初、顧客が独自にプログラムを書くことを期待して、ソフトウェアなしでコンピュータを販売していた。プログラムは手動で一つずつ起動されていた。後にIBMは、新しく開発された高水準プログラミング言語であるFortran、COMTRAN、そして後にはCOBOLのコンパイラを提供した。IBMコンピュータ用の最初のオペレーティングシステムは、オペレータが手動でジョブをセットアップしている間、非常に高価なマシン（1950年代半ばで200万ドル）をアイドル状態にしておくことを望まなかったIBMの顧客によって書かれた。これらの最初のオペレーティングシステムは、基本的にスケジュールされた作業キューであった。実際の作業に使用された最初のオペレーティングシステムは、ゼネラルモーターズの研究部門が1956年に製造したGM-NAA I/Oであると一般に考えられている。IBMはGM-NAA I/Oの後継の1つであるSHAREオペレーティングシステムを拡張し、IBSYSという名前で顧客に提供した。^{[1] [2]ソフトウェアがより複雑で重要になるにつれて、非常に多くの異なる設計でそれをサポートするコストが負担となり、これがIBMが}System/360とそのオペレーティングシステムを開発することになった要因の1つであった。^[3]

第 2 世代 (トランジスタ ベース) 製品は IBM のビジネスの主力であり、IBM は System/360 の導入後も数年間にわたって製造を続けました (一部のIBM 7094 は1980 年代まで使用されていました)。

System/360 以前にも、IBM は、メインフレームとは見なされない小規模なコンピュータも販売していましたが、現代の基準からすると、それらは依然として大きくて高価でした。これには次のものがありました。

• IBM 650 (真空管ロジック、10 進アーキテクチャ、ドラム メモリ、ビジネスおよび科学)
• IBM 305 RAMAC (真空管ロジック、ディスク ストレージを備えた最初のコンピュータ。参照: 初期の IBM ディスク ストレージ)
• IBM 1400 シリーズ(ビジネス データ処理。非常に成功し、多くの 1400 周辺機器が 360 で使用されました)
• IBM 1620 (10 進アーキテクチャ、エンジニアリング、科学、教育)

IBM は、大量のソフトウェアを書き直す必要があったため、顧客を小型マシンからメインフレームにアップグレードさせることに苦労していました。7010 は、メインフレームサイズの 1410 として 1962 年に導入されました。後の Systems 360 および 370 は、1400 マシンをエミュレートできました。異なる命令セットを備えたデスクサイズのマシンであるIBM 1130 は、System/360 と同時にリリースされ、1620 が占めていたニッチ市場に対応しました。360 と同じEBCDIC文字エンコーディングを使用し、主にFortranでプログラムされたため、必要に応じて大型マシンに適応させるのが比較的簡単でした。

IBM は S/360 の後に、より小型のマシンも導入しました。これには次のものが含まれます。

• IBM System/7（半導体メモリ、プロセス制御、IBM 1800の非互換代替品）
• IBM シリーズ/1
• IBM3790
• IBM8100
• IBM System/3 (96 列カードを導入)

ミッドレンジ コンピュータは、メインフレームとマイクロコンピュータの中間に位置するコンピュータ システムのクラスに対して IBM が使用する名称です。

IBM は 1964 年 4 月にメインフレームの System/360 (S/360) シリーズを発表しました。^{[4] System/360 は、商用と科学研究の両方で使用できる互換性のあるモデルの単一シリーズでした。「} 360 」という数字は、「360度」、つまり「万能」のコンピュータ システムを示しています。System/360 には、以前は商用ライン (10 進演算やバイト アドレッシングなど) または工学科学ライン (浮動小数点演算など) のいずれかにしか存在しなかった機能が組み込まれています。一部の演算ユニットとアドレッシング機能は、System/360 の一部のモデルではオプションでした。ただし、モデルは上位互換性があり、ほとんどのモデルは下位互換性もありました。System/360 は、オペレーティング システムの使用専用のハードウェアを備えた、広く使用されている最初のコンピュータでもありました。これらの中には、スーパーバイザ モードとアプリケーション モードのプログラムと命令、および組み込みのメモリ保護機能がありました。ハードウェア メモリ保護は、オペレーティング システムをユーザー プログラム (タスク) から、またユーザー タスクを相互に保護するために提供されました。新しいマシンは、従来のメインフレームよりも大きなアドレス空間を持ち、通常は 36 ビット ワードをアドレスする 18 ビットに対して、8 ビット バイトをアドレスする 24 ビットでした。

System/360 ラインの小型モデル (360/30 など) は、1400 シリーズを置き換えると同時に、大型の 360 へのアップグレードを容易にすることを目的としていました。第 2 世代から新しいラインへの移行をスムーズにするために、IBM は 360 のマイクロプログラミング機能を使用して、より人気の高い旧モデルをエミュレートしました。そのため、この追加コスト機能を備えた 360/30 は 1401 プログラムを実行でき、大型の 360/65 は 7094 プログラムを実行できました。古いプログラムを実行するには、360 を停止してエミュレーション モードで再起動する必要がありました。多くの顧客が古いソフトウェアを使い続けており、後の System/370 の機能の 1 つは、エミュレーション モードに切り替えてオペレーティング システムの制御下に戻す機能でした。

System/360 ファミリーのオペレーティング システムには、OS/360 (PCP、MFT、MVT付き)、BOS/360、TOS/360、DOS/360などがありました。

System/360 はその後、System/370、System/390、64 ビットの zSeries、System z、zEnterprise マシンへと進化しました。System / 370では、 最初のSystem/370 モデルを除くすべてのモデルで仮想メモリ機能が導入されました。仮想メモリ機能を使用するために、OS/360 MFT のOS/VS1バリアント、 OS/360 MVT のOS/VS2 (SVS)バリアント、および DOS/360 の DOS/VS バリアントが導入され、その後MVSが導入されました。MVS は、以前の仮想メモリ オペレーティング システムとは異なり、すべてのプログラムを単一の仮想アドレス空間で実行するのではなく、別々のプログラムを別々のアドレス空間で実行しました。仮想メモリ機能により、システムは仮想マシンをサポートすることもできました。VM /370 ハイパーバイザーは、標準の System/360 または System/370 オペレーティング システム、またはシングル ユーザーの会話型モニター システム(CMS)を実行する 1 つ以上の仮想マシンを実行します。タイムシェアリングVM システムでは、ユーザーごとに 1 台の仮想マシンを実行し、各仮想マシンで CMS のインスタンスを実行できます。

2000 年に z900 とともに導入された IBM Z ファミリーは、System/390 メインフレームで使用されるアーキテクチャを 64 ビットに拡張する z/Architecture をサポートしています 。

現在の IBM メインフレームに搭載されているさまざまなプロセッサは次のとおりです。

• CP、中央処理装置：汎用プロセッサ
• IFL、Linux 用統合機構: Linux OS専用(オプションでz/VM下)
• ICF、統合カップリングファシリティ：並列シスプレックス操作をサポートするために設計されています
• SAP、システムアシストプロセッサ: さまざまなシステムアカウンティング、管理、およびI/Oチャネル操作を処理するように設計されています。
• zAAP 、System z アプリケーション アシスト プロセッサ: 現在はJavaとXML処理のみ実行可能
• zIIP、System z統合情報プロセッサ: IBM Db2、XML、IPSecなどの特定のワークロードを実行するために専用

これらは本質的に同一ですが、ソフトウェアコスト管理の点で区別されています。CP以外はすべて若干の制限があり^[a]、任意のオペレーティングシステムを実行するために使用できないため、ソフトウェアライセンスコスト（通常はCPの数に基づきます）にはカウントされません。^[5]暗号化アクセラレータ（CryptoExpress）、OSA-Expressネットワークプロセッサ、FICON ExpressディスクI/Oプロセッサ など、メインフレーム内にインストールされるその他のサポートプロセッサもあります。

ユーザーがzIIPおよびzAAP上で「従来の」ワークロードを実行できるようにするソフトウェアは、Neon Enterprise Softwareによって「zPrime」として短期間販売されていましたが、IBMによる訴訟を受けて2011年に市場から撤退しました。^[6]

現在の IBM メインフレームで使用されている主なオペレーティング システムには、 z/OS ( OS/360系統のMVS/ESAおよびOS/390の後継)、z/VM ( CP-40系統のVM/ESAおよび VM/XA SPの後継)、z/VSE ( DOS/360 系統)、z/TPF ( Airline Control Program系統の Transaction Processing Facility の後継)、Linux on IBM Z (例: Debian、Red Hat Enterprise Linux、SUSE Linux Enterprise Server ) などがあります。一部のシステムではMUSIC/SPやUTS (Mainframe UNIX) が稼働しています。2008 年 10 月、Sine Nomine Associates はSystem z 上で OpenSolaris を導入しましたが、現在は廃止されています。

現在の IBM メインフレームは、 CICS、IMS、WebSphere Application Server、IBM Db2、Oracleなど、すべての主要なエンタープライズトランザクション処理環境とデータベースを実行しています。多くの場合、これらのソフトウェアサブシステムは、複数のメインフレーム オペレーティング システムで実行できます。

System/370、System/390、System zハードウェア用のソフトウェアベースのエミュレーターには、UnixWareまたはLinuxで動作するFLEX-ES ^[7]や、 Linux、FreeBSD、Solaris、macOS、Microsoft Windowsで動作する無料で入手できるHerculesなどがあります。IBMは、 x86-64マシン上のLinuxで動作するzPDT (System z Personal Development Tool)と呼ばれるエミュレーターを提供しています。^[8]

• IBM 製品の一覧
• アムダールコーポレーション
• IBM ミッドレンジコンピュータ
• IBM LinuxONE
• IBM セキュア サービス コンテナー
• 入出力設定プログラム

• Bashe, Charles J.; et al. (1986). IBM の初期のコンピュータ. MIT. ISBN 0-262-02225-7。
• Prasad, Nallur および Savit, Jeffrey (1994)。IBMメインフレーム: アーキテクチャと設計、第 2 版。McGraw - Hill Osborne Media。ISBN 0-07-050691-4。 
• Pugh, Emerson W.; et al. (1991). IBM の 360 および初期の 370 システム. MIT. ISBN 0-262-16123-0。

ウィキメディア・コモンズには、 IBM メインフレーム コンピュータに関連するメディアがあります。

• 公式 IBM メインフレーム ページ (IBM Z)
• IBM メインフレーム リソースとフォーラム
• IBM アーカイブ: IBM メインフレーム
• IBM アーカイブ: IBM メインフレームの系統図と年表
• IBM アーカイブ: IBM メインフレーム アルバム