IBM システム/360

システム/360

IBM System/360 モデル 30 中央処理装置 (CPU)
別名	360度
開発者	IBM
メーカー	IBM
製品ファミリー	モデル表を参照
タイプ	メインフレームコンピュータ
発売日	1964年4月7日; 60年前 ( 1964-04-07 )
製造中止	1978年; 47年前 （1978年）
メディア	7トラックテープ 9トラックテープ DASD 紙テープ 印刷された紙 パンチカード
オペレーティング·システム	ボス/360 利用規約 360 版 オペレーティングシステム 360度
メモリ	8 KB – 9 MB (コアメモリ) (モデル95の薄膜メモリ)
前任者	700/7000シリーズ
後継	システム/370
関連している	System/360 アーキテクチャ

IBM System/360 ( S/360 ) は、IBMが1964 年 4 月 7 日に発表し、 ^[1] 1965 年から 1978 年にかけて納品されたメインフレーム コンピュータシステムのファミリーです。 ^{[2] System/360 は、商用アプリケーションと科学アプリケーションの両方、および小規模から大規模までの完全な範囲のアプリケーションをカバーするように設計された最初のコンピュータ}ファミリーでした。設計ではアーキテクチャと実装が区別されており、IBM はさまざまな価格で互換性のある設計のスイートをリリースすることができました。部分的に互換性のあるモデル 44と最も高価なシステムを除くすべてのシステムは、8 ビットバイト アドレッシングと固定小数点 2 進数、固定小数点 10 進数、および16 進浮動小数点計算を特徴とする命令セットを実装するためにマイクロコードを使用しています。System/360 ファミリーは、より多くのトランジスタを回路カードに詰め込んだ IBM のソリッド ロジック テクノロジー(SLT) を導入し、より強力で小型のコンピュータを実現しました。^[3]

System/360の主任設計者はジーン・アムダールで、プロジェクトは会長トーマス・J・ワトソン・ジュニアの直属であるフレッド・ブルックスによって管理された。 ^[4]商用リリースは、1964年にIBMのSystem 360メインフレーム・ファミリーの立ち上げを管理したワトソンのもう一人の副官ジョン・R・オペルによって先導された。 ^[5] 1964年に発表された最も遅いSystem/360モデルであるモデル30は、 8〜64KBのメモリを備え、毎秒最大34,500命令を実行できた 。^[6]高性能モデルは後に登場した。1967年のIBM System/360モデル91は、毎秒最大1660万命令を実行できた。^[7]より大型の360モデルは最大8MB のメインメモリを搭載できたが、^[4]大規模なインストールでは、メイン ストレージが 256 KB 程度になることもありますが、512 KB、768 KB、または 1024 KB が一般的です。一部のモデルでは、最大 8 メガバイトの低速 (8 マイクロ秒)大容量ストレージ (LCS)も利用可能でした。

IBM 360 は大成功を収め、顧客は、ニーズが増大した場合にアプリケーション ソフトウェアを再プログラムしたり周辺機器を交換したりすることなく、小型のシステムを購入して拡張できるという確信を持っていました。IBM 360 はその後何年にもわたってコンピュータの設計に影響を与え、多くの人がこれを史上最も成功したコンピュータの 1 つと見なしています。System/360 ソフトウェアのアプリケーション レベルの互換性 (いくつかの制限あり) は、System zメインフレーム サーバーで現在まで維持されています。

1960年代初頭までに、IBMは5つの異なるコンピュータラインのサポートとアップグレードの負担に苦慮していました。これらは異なる市場セグメントを対象としており、互いにまったく異なっていました。IBM 1401などの会計処理用のマシンを購入した顧客が、今度はIBM 7040などの工学計算用のマシンを探している場合、IBMを選択する理由はありませんでした。7040は1401と互換性がなく、これらは別の会社のものである可能性があります。顧客は、一見小さなパフォーマンスの改善が必要なのに、多くの場合はまったく新しいマシンとプログラムへの大規模な投資が必要であることに不満を抱いていました。^[8]

1961年、IBMは1960年代の開発計画を策定するタスクフォースを結成した。これはシステムプログラミング、研究、エンジニアリング、開発の頭文字をとってSPREADと呼ばれた。コネチカット州グリニッジのニューイングランダー・モーターホテルで行われた会議で、SPREADは次世代のIBMマシンの新しいコンセプトを開発した。当時、市場には個々のトランジスタを小規模集積回路に置き換える技術や、以前の6ビット指向のワードから8ビットバイトへの移行など、新しい技術が登場しつつあった。これらは、今日では第3世代として知られる新世代のマシンを既存のすべてのベンダーから生み出すことになる。^[8]

SPREADが以前のコンセプトと大きく異なるのは、どのような機能がサポートされるかという点です。異なる市場ニッチをターゲットにしたマシンではなく、新しいコンセプトは事実上これらすべての設計の統合でした。単一の命令セットアーキテクチャ（ISA）には、バイナリ、浮動小数点、10進数の演算、文字列処理、文字セット間の変換（ ASCIIが広く使用される前の大きな問題）、ファイル処理の広範なサポートなど、多くの機能が含まれています。^[8]

これは、IBM が以前のマシンと互換性のないマシンのラインをまたも導入することを意味します。しかし、新しいシステムでは、以前は別のマシンが必要だったすべてのプログラムを実行できます。懸念されたのは、互換性のない新しいプラットフォームの購入に直面した顧客が、他のベンダーを選択するリスクがあったことです。しかし、このコンセプトは着実に支持を集め、設立から 6 か月後、同社は SPREAD コンセプトの実装を決定しました。^[8]

ボブ・エバンスの指揮の下、新しいチームが組織され、彼はCEOのトーマス・J・ワトソン・ジュニアに新しいシステムを開発するよう個人的に説得した。ジーン・アムダールはコンピュータ自体の主任設計者であり、フレッド・ブルックスはソフトウェアのプロジェクトリーダーであり、エリック・ブロックはIBMのハイブリッド集積回路設計であるソリッドロジックテクノロジーの開発を主導した。^[9]

これらすべての機能をサポートする単一のマシンを製造することは不可能に近い。その代わりに、SPREADのコンセプトは、定義された機能セットをその内部操作から分離し、異なるパフォーマンスと異なる内部設計を持つマシンファミリーをベースとしていた。具体的には、マシンによっては、一部の命令がハードウェアで直接サポートされない場合があり、代わりに読み取り専用メモリに格納された内部マシン固有コード、つまり今日ではマイクロコードとして知られている小さなプログラムを使用して完了する。^[10]

したがって、会計で使用することを目的としたモデルでは、10 進演算をハードウェアで直接実装し、浮動小数点命令をサブプログラムで処理するように選択するかもしれません。これにより、このようなシステムでの浮動小数点演算は (かなり) 遅くなりますが、重要なことに、実行は可能です。同様に、エンジニアリング サポート用にシステムを購入する企業は、浮動小数点ハードウェアを備えたモデルを選択し、給与計算を実行するために時々それを使用するかもしれません。以前の設計では、浮動小数点を実行するシステムは、通常、10 進演算をまったくサポートしておらず、顧客がそのようなパッケージを作成するか、別のマシンを購入する必要がありました。

これは、以前は完全に別のコンピュータ システムを必要としていた価格と性能のニッチに合わせてマシンをカスタマイズできることを意味します。この柔軟性により、参入障壁が大幅に下がりました。他のほとんどのベンダーでは、顧客は成長して手に負えなくなるマシンか、潜在的に強力すぎて高価すぎるマシンのどちらかを選択しなければなりませんでした。実際には、これは多くの企業がコンピュータを購入しないことを意味していました。今では、顧客は、ニーズの変化に応じてモデルを変更できることを知りながら、すでに実行しているプログラムのサポートを失うことなく、特定の要件を解決するマシンを購入できるようになりました。^[8]

たとえば、会計システムを購入し、コンピューターサポートをエンジニアリングに拡張しようとしている企業の場合、これは、すでに使用しているマシンでエンジニアリングプログラムを開発およびテストできることを意味します。パフォーマンスが必要になった場合は、浮動小数点ハードウェアを搭載したマシンを購入すれば、他の部分は変更されず、単に高速化されるだけです。同じ周辺機器も使用できるため、たとえば、エンジニアリングシステムのデータをテープに書き込み、会計システムにすでに接続されている高速ラインプリンターで印刷できます。または、会計システムを完全に、両方のタスクを実行できるパフォーマンスを備えたシステムに置き換えることもできます。^[8]

単一の設計でマシンのさまざまな使用方法に対応できるという考えから、この名前が生まれました。「360」は円の360度を意味し、マシンとコンポーネントの円はIBMの広告で目立つように描かれました。^[8]

IBM は当初、6 台のコンピュータと 40 台の一般的な周辺機器のシリーズを発表しました。IBM は最終的に、NASA向けの珍しい 1 回限りのモデルを含む 14 のモデルを納品しました。最も安価なモデルはモデル 20で、コア メモリはわずか 4096 バイトで、他の System/360 モデルの 16 個の 32 ビット レジスタの代わりに 8 個の 16 ビット レジスタを備え、命令セットは他の製品で使用されるもののサブセットでした。

1964 年の最初の発表には、モデル 30、40、50、60、62、および 70 が含まれていました。最初の 3 つは、IBM 1400 シリーズ市場を対象とした低～中価格帯のシステムでした。3つとも1965年半ばに最初に出荷されました。最後の 3 つは、7000 シリーズマシンの置き換えを目的としていましたが、出荷されることはなく、それぞれ 1965 年 11 月と 1966 年 1 月に最初に納品された 65と75に置き換えられました。

その後、ローエンドにモデル20 (1966 年、上記参照)、22 (1971 年)、25 (1968 年) が追加されました。モデル 20 にはいくつかのサブモデルがあり、サブモデル 5 はモデルの上位にありました。モデル 22 は、モデル 30 を再利用したもので、最大メモリ構成が小さく、I/O チャネルが遅いという小さな制限があり、30 よりも低速で容量の少ないディスク デバイスとテープ デバイスに制限されていました。

モデル44 (1966) は、科学計算、リアルタイム計算、プロセス制御用に設計された特殊なモデルで、いくつかの追加命令を備え、ストレージ間命令とその他の 5 つの複雑な命令がすべて削除されています。

一連のハイエンドマシンには、モデル67（1966年、後述、64および66として一時的に予想された^[11]）、85（1969年）、91（1967年、92として予想された）、95（1968年）、および195（1971年）がありました。85の設計は、System/360ラインと後続のSystem/370の中間であり、370/165の基礎となりました。195のSystem/370バージョンもありましたが、ダイナミックアドレス変換は含まれていませんでした。

実装は、ネイティブ データ パスの幅やマイクロコードの有無など、大幅に異なっていたが、互換性は非常に高かった。特に文書化されていない限り、モデルはアーキテクチャ的に互換性があった。たとえば、91 は科学計算用に設計されており、順序外命令実行を提供した(また、複数の命令の読み取り中にプログラム トラップが発生した場合に「不正確な割り込み」を生成できた) が、商用アプリケーションで使用される 10 進命令セットはなかった。アーキテクチャの定義に違反することなく、新機能を追加できた。65 には、CPU 間シグナリングの拡張機能を備えたデュアル プロセッサ バージョン (M65MP) があり、85 ではキャッシュ メモリが導入された。モデル 44、75、91、95、および 195 は、他のすべてのモデルのようにマイクロコードではなく、ハードワイヤード ロジックで実装された。

1965 年 8 月に発表されたモデル 67 は、タイムシェアリングをサポートする動的アドレス変換 (仮想メモリ) ハードウェアを搭載した最初の IBM システムでした。「DAT」は現在ではMMUと呼ばれることが多いです。モデル 40 をベースにした実験的な 1 回限りのユニットが構築されました。IBM は 67 の前に、モデル 60 と 62 の DAT バージョンであるモデル 64 と 66 を発表しましたが、60 と 62 が 65 に置き換えられると同時に、これらもすぐに 67 に置き換えられました。DAT ハードウェアは1972 年にS/370シリーズに再登場しましたが、当初はシリーズにはありませんでした。近い親戚である 65 と同様に、67 もデュアル CPU を提供しました。

IBMは1977年末までにSystem/360の全モデルの販売を中止した。^[12]

IBMの既存の顧客は、第2世代のマシンで動作するソフトウェアに多額の投資をしていました。いくつかのSystem/360モデルには、特別なハードウェア^[13]とマイクロコードを使用して顧客の既存のコンピュータをエミュレートするオプションと、既存のプログラムを新しいマシンで実行できるようにするエミュレーションプログラムがありました。

当初、顧客はコンピュータを停止してエミュレーションプログラムをロードする必要がありました。^[14] IBMは後に機能を追加し、エミュレータプログラムを修正して、オペレーティングシステムの制御下で1401、1440、1460、1410、7010をエミュレートできるようにしました。モデル85とそれ以降のSystem/370は前例を維持し、エミュレーションオプションを保持し、エミュレータをネイティブプログラムと並行してOSの制御下で実行できるようにしました。^{[15] [16]}

System/360 (モデル 20、44 ^{[NB 1]}および 67 ^{[NB 2]}を除く) は、1970 年に互換性のあるSystem/370シリーズに置き換えられ、モデル 20 のユーザーはIBM System/3に移行することが目標とされました ( FS テクノロジによる大きな進歩の構想は、費用対効果と継続性の理由から 1970 年代半ばに放棄されました)。その後の互換性のある IBM システムには、4300 ファミリ、 308x ファミリ、3090、ES/9000および9672ファミリ ( System/390ファミリ)、およびIBM Zシリーズがあります。

System/360のマシンコードやアーキテクチャの点でほぼ同一または互換性のあるコンピュータとしては、アムダールの470ファミリー（およびその後継機）、日立のメインフレーム、UNIVAC 9000シリーズ^[17]、富士通のFacom、RCA Spectra 70シリーズ^{[NB 3]} 、およびEnglish Electric System 4 ^{[NB 4]}などがある。System 4マシンはRCAへのライセンスに基づいて製造された。RCAはSpectraシリーズを当時のUNIVACに販売し、UNIVACシリーズ70となった。UNIVACはまた、9000シリーズとシリーズ70の後継としてUNIVACシリーズ90を開発した。 ^[17]ソ連は、ES EVMというSystem/360のクローンを製造した。^[18]

1975 年に発表されたIBM 5100ポータブル コンピュータには、ハードウェア エミュレータを介して System/360 のAPL.SV プログラミング言語を実行するオプションがありました。IBM はこのアプローチを使用して、5100 固有の APL バージョンを作成するコストと遅延を回避しました。

特殊な耐放射線性を備え、その他の点でも多少改良された System/360 は、System/4 Pi 航空電子機器コンピュータの形で、いくつかの戦闘機や爆撃機で使用されています。完全な 32 ビット AP-101 バージョンでは、フォールト トレラント スペース シャトルコンピュータ システムの複製コンピューティング ノードとして 4 台の Pi マシンが使用されました (5 ノード)。米国連邦航空局は、 1970 年から 1990 年代まで、航空管制用に改良された System/360 の特別なクラスタであるIBM 9020 を運用していました。(9020 ソフトウェアの一部は、新しいハードウェアのエミュレーションによって今でも使用されているようです。^{[引用が必要]} )

モデルの概要

• 発表された 20 の IBM System/360 モデルのうち 6 つは出荷されなかったか、リリースされませんでした。
• 発表された 20 の IBM System/360 モデルのうち 14 が出荷されました。

System/360 は、次のような数多くの業界標準を市場に導入しました。

• 任意のビット アドレスで可変サイズのバイトにアクセスするという7030 の概念を採用するのではなく、8 ビット バイト(開発中にバイトを 4 ビットまたは 6 ビットに削減するという財政的圧力に逆らって)。
• バイトアドレス指定可能なメモリ（ビットアドレス指定可能メモリやワードアドレス指定可能メモリとは対照的）
• 32ビット ワード
• FIPS-60で標準化されたバスおよびタグI/Oチャネル^[36]
• マイクロコードCPUの商用利用
• IBMの16進浮動小数点アーキテクチャ^[37]
• EBCDIC文字セット^{[NB 7]}
• 9トラック磁気テープ

System/360シリーズのコンピュータアーキテクチャ仕様では、実装自体については何も想定しておらず、実装のインターフェースと期待される動作について説明しています。^{[38] [39] [40]}アーキテクチャでは、すべての実装で使用可能でなければならない必須のインターフェースとオプションのインターフェースについて説明しています。このアーキテクチャの特徴は次のとおりです。

• ビッグエンディアンバイト順序
• 以下の機能を備えたプロセッサ:
  • 16個の32ビット 汎用レジスタ（R0～R15）
  • 64ビットのプログラムステータスワード（PSW）。これは、（とりわけ）以下を記述します。
    • 割り込みマスク
    • 特権国家
    • 条件コード
    • 24ビットの命令アドレス
  • 割り込みメカニズム、マスク可能およびマスク不可能な割り込みクラスとサブクラス
  • 命令セット。各命令は完全に記述され、プログラム中断の形で例外が認識される条件も定義します。
• 次の機能を備えたメモリ(ストレージと呼ばれる) サブシステム:
  • 1バイトあたり8ビット
  • アドレス0から始まる特別なプロセッサ通信領域
  • 24ビットアドレス指定
• 手動制御操作により、
  • ブートストラッププロセス(初期プログラム ロードまたは IPL と呼ばれるプロセス)
  • オペレータによる割り込み
  • システムのリセット
  • 基本的なデバッグ機能
  • システムの状態（メモリとプロセッサ）の手動表示と変更
• 入出力メカニズム - デバイス自体を記述するものではない

オプション機能の一部は次のとおりです。

• 2進化10進命令
• 浮動小数点命令
• タイミング機能（インターバルタイマー）
• キー制御メモリ保護

モデル 20 とモデル 44 を除く System/360 のすべてのモデルで、その仕様が実装されました。

バイナリ演算および論理演算は、標準機能として、レジスタ間およびメモリからレジスタ間/レジスタからメモリ間で実行されます。Commercial Instruction Set オプションがインストールされている場合は、パック 10 進演算をメモリからメモリ間で実行でき、一部のメモリからレジスタ間の演算も実行できます。Scientific Instruction Set 機能がインストールされている場合は、32 ビットまたは64 ビットの浮動小数点演算用にプログラムできる4 つの浮動小数点レジスタにアクセスできます。モデル 85 および 195 は、浮動小数点レジスタのペアに格納された 128 ビットの拡張精度浮動小数点数でも動作でき、他のモデルではソフトウェアによってエミュレーションが提供されていました。System/360 は、8 ビット バイト、32 ビット ワード、64 ビット ダブルワード、および 4 ビットニブルを使用しました。マシン命令には、レジスタ番号またはメモリ アドレスを含むことができるオペランドを持つ演算子がありました。この命令オプションの複雑な組み合わせにより、さまざまな命令の長さと形式が生まれました。

メモリのアドレス指定は、レジスタ 1 から F (15) までのベースプラス変位方式を使用して行われました。変位は 12 ビットでエンコードされ、ベース レジスタに置かれたアドレスからのオフセットとして 4096 バイトの変位 (0 ～ 4095) が可能になりました。

レジスタ 0 は、ベース レジスタとしてもインデックス レジスタとしても (分岐アドレス レジスタとしても) 使用できません。これは、"0" がメモリの最初の 4 KB のアドレスを示すために予約されているためです。つまり、レジスタ 0 が説明どおりに指定されている場合、レジスタ 0 内に含まれる値の代わりに、値 0x00000000 が暗黙的に有効アドレス計算に入力されます (または、分岐アドレス レジスタとして指定されている場合、分岐は実行されず、レジスタ 0 の内容は無視されますが、命令の副作用は実行されます)。

この特定の動作により、割り込みルーチンの最初の実行が可能になりました。割り込みルーチンの最初の数命令サイクルでは、ベース レジスタが必ずしも 0 に設定されるわけではないためです。レジスタは保存しなくても常にクリアできるため、 IPL (「初期プログラム ロード」またはブート) には必要ありません。

モデル67を除いて、^[29]すべてのアドレスは実メモリアドレスでした。仮想メモリは、System/370シリーズまでほとんどのIBMメインフレームでは利用できませんでした。モデル67は仮想メモリアーキテクチャを導入し、MTS、CP-67、TSS/360はこれを使用しましたが、IBMのメインラインSystem/360オペレーティングシステムでは使用されませんでした。

System/360 マシン コード命令の長さは、2 バイト (メモリ オペランドなし)、4 バイト (オペランド 1 つ)、または 6 バイト (オペランド 2 つ) です。命令は常に 2 バイト境界上に配置されます。

MVC (Move-Characters) (Hex: D2) などの操作では、最大 256 バイトの情報しか移動できません。256 バイトを超えるデータを移動するには、複数の MVC 操作が必要です。( System/370シリーズでは、最大 16 MB を単一ブロックとして移動できる MVCL「Move-Characters-Long」命令などのより強力な命令ファミリが導入されました。)

オペランドは 2 バイトの長さで、通常はベース レジスタを示す 4 ビットニブルと、そのレジスタの内容に対する000 ～ FFF の範囲の 12 ビットの変位 (ここでは16 進数で表示) としてアドレスを表します。そのオペランドに対応するアドレスは、指定された汎用レジスタの内容に変位を加えたものです。たとえば、256 バイト (長さコード 255 は 16 進数でFF ) をベース レジスタ 7 の変位000からベース レジスタ 8 の変位001に移動する MVC 命令は、6 バイトの命令「 D2FF 8001 7000」(演算子/長さ/アドレス 1/アドレス 2) としてコード化されます。

System/360 は、システム状態と問題状態を分離するように設計されました。これにより、プログラミング エラーからの基本的なレベルのセキュリティと回復可能性が実現しました。問題 (ユーザー) プログラムは、システム状態に関連付けられたデータやプログラム ストレージを変更できませんでした。アドレス指定、データ、または操作例外エラーが発生すると、制御されたルーチンによってマシンがシステム状態になり、オペレーティング システムがエラーのあるプログラムを修正または終了しようとしました。同様に、マシン チェックルーチンによって特定のプロセッサ ハードウェア エラーを回復できました。

周辺機器は、チャネルを介してシステムに接続されます。チャネルは、周辺機器とメイン メモリ間のデータ転送に最適化された命令セットを持つ特殊なプロセッサです。現代の言葉で言えば、これはダイレクト メモリ アクセス(DMA) に相当します。S/360 は、バス ケーブルとタグケーブルを使用してチャネルを制御ユニットに接続します。IBM は最終的に、これらをエンタープライズ システム接続(ESCON) チャネルとファイバー接続(FICON) チャネルに置き換えましたが、これは S/360 の時代よりかなり後のことでした。

当初は 2 種類のチャネルがありました。バイト マルチプレクサ チャネル (当時は単に「マルチプレクサ チャネル」と呼ばれていました) は、カード リーダーやパンチ、ライン プリンター、通信コントローラーなどの「低速」デバイスを接続するためのもので、セレクタ チャネルは、ディスク ドライブ、テープ ドライブ、データ セル、ドラムなどの高速デバイスを接続するためのものです。すべての System/360 (標準の 360 ではないモデル 20 を除く) には、バイト マルチプレクサ チャネルと 1 つ以上のセレクタ チャネルがありますが、モデル 25 には、バイト マルチプレクサ チャネルまたはセレクタ チャネルのいずれかになるチャネルが 1 つだけあります。小型モデル (モデル 50 まで) には統合チャネルがありますが、大型モデル (モデル 65 以上) では、チャネルは別のキャビネット内の大きな別個のユニットです。IBM 2870 は、最大 4 つのセレクタ サブチャネルを持つバイト マルチプレクサ チャネルで、IBM 2860 は最大 3 つのセレクタ チャネルです。

バイト マルチプレクサ チャネルは、複数のデバイス間の I/O をデバイスの最高定格速度で同時に処理できます。このため、これらのデバイスからの I/O をメイン メモリへの単一のデータ パスに多重化します。バイト マルチプレクサ チャネルに接続されたデバイスは、1 バイト、2 バイト、4 バイト、または「バースト」モードで動作するように構成されます。データの大きな「ブロック」は、徐々に高速化するデバイスを処理するために使用されます。たとえば、1 分間に 600 枚のカードで動作する 2501 カード リーダーは 1 バイト モードになり、1403-N1 プリンタはバースト モードになります。また、大型モデルのバイト マルチプレクサ チャネルには、テープ ドライブに対応するオプションのセレクタ サブチャネル セクションがあります。バイト マルチプレクサのチャネル アドレスは通常「0」で、セレクタ サブチャネル アドレスは「C0」から「FF」です。したがって、System/360 のテープ ドライブは、通常 0C0 ～ 0C7 でアドレス指定されます。その他の一般的なバイトマルチプレクサ アドレスは次のとおりです: 00A: 2501 カード リーダー、00C/00D: 2540 リーダー/パンチ、00E/00F: 1403-N1 プリンター、010～013: 3211 プリンター、020～0BF: 2701/2703通信ユニット。これらのアドレスは、z/VM 仮想マシンで今でも一般的に使用されています。

System/360 モデル 40 および 50 には、通常 01F としてアドレス指定される統合 1052-7 コンソールが搭載されていますが、これはバイト マルチプレクサ チャネルには接続されておらず、メインフレームに直接内部接続されていました。モデル 30 は、1051 制御ユニットを介して別のモデルの 1052 を接続しました。モデル 60 から 75 も 1052–7 を使用します。

セレクター チャネルにより、高速デバイスへの I/O が可能になりました。これらのストレージ デバイスは、まず制御ユニットに接続され、次にチャネルに接続されました。制御ユニットにより、デバイスのクラスターをチャネルに接続できるようになりました。より高速なモデルでは、複数のセレクター チャネルを同時にまたは並行して動作させることで、全体的なパフォーマンスが向上しました。

制御ユニットは、「バスとタグ」ケーブルのペアでチャネルに接続されます。バス ケーブルはアドレスとデータ情報を伝送し、タグ ケーブルはバス上のデータを識別します。チャネルの一般的な構成は、デバイスを次のようにチェーンで接続することです。メインフレーム - 制御ユニット X - 制御ユニット Y - 制御ユニット Z。各制御ユニットには、サービスするアドレスの「キャプチャ範囲」が割り当てられます。たとえば、制御ユニット X はアドレス 40 ～ 4F、制御ユニット Y: C0 ～ DF、制御ユニット Z: 80 ～ 9F をキャプチャします。キャプチャ範囲は、8、16、32、64、または 128 の倍数で、適切な境界に揃える必要があります。各制御ユニットには、1 つ以上のデバイスが接続されています。たとえば、制御ユニット Y に 6 つのディスクがあり、アドレスが C0 ～ C5 であるとします。

IBM が製造するバス タグ ケーブルには、一般的に 3 つの種類があります。1 つ目は標準の灰色のバス タグ ケーブル、2 つ目は青色のバス タグ ケーブル、3 つ目は黄褐色のバス タグ ケーブルです。一般に、新しいケーブル リビジョンほど高速化や長距離化が可能で、一部の周辺機器ではアップストリームとダウンストリームの両方で最小のケーブル リビジョンが指定されています。

チャネル上の制御ユニットのケーブル順序も重要です。各制御ユニットは、高または低の優先度として「固定」されます。デバイス選択がメインフレームのチャネルで送信されると、選択は X->Y->Z->Y->X の順に送信されます。制御ユニットが「高」の場合は、選択は送信方向でチェックされ、「低」の場合は受信方向でチェックされます。したがって、制御ユニット X は 1 番目または 5 番目、Y は 2 番目または 4 番目、Z は 3 番目になります。また、同じまたは複数のメインフレームから制御ユニットに複数のチャネルを接続することも可能で、これにより、優れた高性能、マルチアクセス、およびバックアップ機能が提供されます。

通常、チャネルの合計ケーブル長は 200 フィートに制限されていますが、それより短い方が望ましいです。各制御ユニットは、200 フィートの制限のうち約 10 フィートを占めます。

IBM は、モデル 85 とモデル 195 で新しいタイプの I/O チャネルである 2880 ブロック マルチプレクサ チャネルを最初に導入し、その後 System /370でこれを標準にしました。このチャネルにより、デバイスは I/O 操作の完了を待つ間チャネル プログラムを一時停止し、チャネルを別のデバイスが使用できるように解放することができます。ブロック マルチプレクサ チャネルは、標準の 1.5 MB/秒接続、または 2 バイト インターフェイス機能を使用した 3 MB/秒接続をサポートできます。後者は、1 本のタグ ケーブルと 2 本のバス ケーブルを使用します。S /370には、1 本のバス ケーブルと 1 本のタグ ケーブルを使用した 3.0 MB/秒のデータ ストリーミング^[41]チャネルのオプションがあります。

最初に使用されたのは、8 つの「露出」（エイリアス アドレス）と回転位置検出 (RPS) を備えた 2305 固定ヘッド ディスクでした。

ブロックマルチプレクサチャネルはセレクタチャネルとして動作し、レガシーサブシステムの互換性のある接続を可能にします。^[42]

当時新しいモノリシック集積回路の信頼性と可用性が不確かだったため、IBM は代わりに独自のカスタムハイブリッド集積回路を設計および製造することを選択しました。これらは 11 mm 角のセラミック基板上に構築されました。抵抗器はシルク スクリーン印刷され、個別のガラスでカプセル化されたトランジスタとダイオードが追加されました。次に、基板を金属の蓋で覆うか、プラスチックでカプセル化して、「ソリッド ロジック テクノロジー」(SLT) モジュールを作成しました。

これらの SLT モジュールの多くは、小型の多層プリント回路「SLT カード」にフリップ チップ実装されました。各カードの片側には、コンピュータの「SLT ボード」(バックプレーンとも呼ばれる) のピンに差し込むソケットが 1 つまたは 2 つありました。これは、他のほとんどの会社のカードの実装方法とは逆で、カードにはピンまたは印刷された接触領域があり、コンピュータのボードのソケットに差し込まれていました。

最大 20 枚の SLT ボードを並べて (垂直および水平に、最大で高さ 4、幅 5)、「ロジック ゲート」を形成できます。複数のゲートを一緒に取り付けると、ボックス型の「ロジック フレーム」が構成されます。外側のゲートは、通常、1 つの垂直エッジに沿ってヒンジで固定されており、開いて固定された内側のゲートにアクセスできます。大型のマシンでは、複数のフレームをボルトで固定して、マルチフレーム中央処理装置 (CPU) などの最終ユニットを作成できます。

より小型の System/360 モデルでは、Basic Operating System/360 ( BOS/360 )、Tape Operating System (TOS/360 )、または Disk Operating System/360 ( DOS/360 、これは DOS/VS、DOS/VSE、VSE/AF、VSE/SP、VSE/ESA、そしてz/VSEへと進化しました) が使用されていました。

より大型のモデルでは、Operating System/360 (OS/360) が使用されていました。IBM は、プライマリー コントロール プログラム (PCP)、固定数のタスクによるマルチプログラミング(MFT)、可変数のタスクによるマルチプログラミング(MVT) と、機能がますます強力になる OS/360 のいくつかのレベルを開発しました。MVT が使用可能なシステムに開発されるまでには長い時間がかかり、それほど野心的ではない MFT が広く使用されました。PCP は、MFT をうまく実行できない中規模マシンと、MFT が使用可能になる前の大規模マシンで使用されました。OS/360 の最終リリースには、MFT と MVT のみが含まれていました。System /370以降のマシンでは、MFT はOS/VS1に進化し、MVT はOS/VS2 (SVS) (単一仮想記憶) に進化し、その後、さまざまなバージョンのMVS (多重仮想記憶) を経て、現在のz/OSになりました。

IBM は 1965 年 8 月にモデル 67 を発表した際、同時にTSS/360 (タイム シェアリング システム) の出荷も発表しました。TSS/360 はMulticsへの回答として、多くの先進的な機能を備えた野心的なプロジェクトでした。パフォーマンスの問題があり、延期、キャンセル、復活を経て、最終的に1971 年に再びキャンセルされました^{[NB 8]。顧客は}CP-67、MTS (ミシガン ターミナル システム)、TSO ( OS/360 用タイム シェアリング オプション)、またはその他のタイム シェアリングシステムに移行しました。

オリジナルの仮想マシンシステムである CP-67 は、 CP/CMSとも呼ばれていました。CP/67 は、IBM のケンブリッジ サイエンティフィック センターでMIT の研究者と共同でIBM の主流から外れて開発されました。CP/CMS は最終的に広く受け入れられ、 VM/CMS (会話型モニタリング システム)と呼ばれる主要な対話型「サブ」オペレーティング システムを持つVM/370 (仮想マシン)の開発につながりました。これが今日のz/VMへと進化しました。

モデル 20 は、TPS (テープ処理システム) と呼ばれる、簡略化されてほとんど使用されないテープベースのシステムと、2311 ディスク ドライブをサポートする DPS (ディスク処理システム) を提供しました。TPS は 8 KB のメモリを搭載したマシンで実行できましたが、DPS には 12 KB が必要で、これはモデル 20 にとってはかなり大きなメモリでした。多くの顧客は、4 KB と CPS (カード処理システム) で十分に満足していました。TPS と DPS では、カード リーダーを使用して、実行するジョブのスタックを定義したジョブ制御言語カードを読み取ったり、顧客の支払いなどのトランザクション データを読み取りました。オペレーティング システムはテープまたはディスクに保存され、結果もテープまたはハード ドライブに保存できました。スタックされたジョブ処理は、小規模ながらも冒険心のあるコンピュータ ユーザーにとって魅力的な可能性となりました。

TOS の前身であるBasic Programming Support (BPS) (冗談めかして: Barely Programming Support)と呼ばれる、あまり知られておらず、あまり使用されていない 80 列のパンチ カード ユーティリティ プログラム スイートが、小規模なシステムで使用できました。

IBM は、System/360 用に作成された新しいコンポーネント用に新しい命名システムを作成しましたが、IBM 1403やIBM 1052などのよく知られた古い名前も保持されました。この新しい命名システムでは、コンポーネントには 2 から始まる 4 桁の番号が付けられました。2 番目の桁は、次のようにコンポーネントの種類を表します。

IBM は、System/360 用に新しい周辺機器ファミリーを開発しました。これは、以前の 1400 シリーズからいくつかを引き継いだものです。インターフェイスが標準化されたため、以前の製品ラインよりもプロセッサ、コントローラ、周辺機器を柔軟に組み合わせることができました。

さらに、System/360 コンピュータでは、以前のコンピュータ用に開発された特定の周辺機器も使用できました。これらの以前の周辺機器は、IBM 1403チェーン プリンタなど、異なる番号体系を使用していました。1403 は、非常に信頼性の高いデバイスで、すでに主力製品として評判を得ていましたが、System/360 用に改造されたときには 1403-N1 として販売されました。

また、光学文字認識(OCR) リーダー IBM 1287 および IBM 1288 も利用可能で、レジのテープ ロールからリーガル サイズのフル ページまで、英数字 (A/N) および手書き数字 (NHP/NHW) 文字を読み取ることができました。当時、これは非常に大型の光学/ロジック リーダーで行われていました。当時のソフトウェアは遅すぎて高価でした。

モデル65以下は、コンソールタイプライターとしてIBM 1052–7を搭載して販売されました。フィーチャー5450を搭載した360/85は、ラインの他のものと互換性のないディスプレイコンソールを使用しています。^{[43] [44]} 370/165および370/168の後継の3066コンソールは、360/85と同じ基本的なディスプレイ設計を使用しています。IBM System/360モデル91および195は、IBM 2250に似たグラフィカルディスプレイをプライマリコンソールとして使用しています。

追加のオペレータ コンソールも利用可能でした。一部のハイエンド マシンは、オプションで2250グラフィカル ディスプレイ付きで購入でき、価格は 10 万ドル以上でした。小型マシンでは、より安価な2260ディスプレイ、または後期の3270ディスプレイを使用できました。

システム/360用の最初のディスクドライブはIBM 2302 ^{[45] : 60–65}とIBM 2311 ^{[45] : 54–58}であった。システム/360用の最初のドラムはIBM 7320 ^{[46] [47] : 41で}あった。

156 kbit/s 2302は以前の1302をベースにしており、2つの112.79 MBモジュールを搭載したモデル3 ^{[45] : 60}または4つのモジュールを搭載したモデル4として提供されていました。^{[45] : 60}

取り外し可能な1316 ディスクパックを備えた2311はIBM 1311をベースにしており、理論上の容量は7.2MBであったが、実際の容量はレコードの設計によって異なった。^{[47] : 31}（360/20で使用する場合、1316パックは固定長270バイトセクターにフォーマットされ、最大容量は5.4MBであった。）

1966 年に、最初の2314 が出荷されました。このデバイスには、統合制御ユニットを備えた最大 8 台の使用可能なディスク ドライブがありました。ドライブは 9 台ありましたが、1 台は予備として確保されていました。各ドライブは、容量が約 28 MB の取り外し可能な 2316 ディスク パックを使用しました。2311 および 2314 のディスク パックは、今日の基準では物理的に大きく、たとえば、1316ディスク パックは直径約 14 インチ (36 cm) で、中央のスピンドルに 6 つのプラッタが積み重ねられていました。上部と下部の外側のプラッタにはデータは保存されませんでした。データは、上部と下部のプラッタの内側と、内側のプラッタの両側に記録され、10 個の記録面が設けられました。10 個の読み取り/書き込みヘッドは、203 の同心円状のトラックでフォーマットされたプラッタの表面上を一緒に移動しました。ヘッドの移動量 (シーク) を減らすために、データは上部プラッタの内側から下部プラッタの内側に向かって仮想シリンダー内に書き込まれました。これらのディスクは、現在のハード ドライブのように固定サイズのセクターでフォーマットされることはほとんどありませんでした (ただし、CP/CMSではそうでした)。むしろ、ほとんどの System/360 I/O ソフトウェアは、磁気テープの場合と同様に、データ レコードの長さ (可変長レコード) をカスタマイズできました。

初期の最も強力な System/360 のいくつかは、高速のヘッドパートラックドラム記憶装置を使用していました。7320 の後継機となった 3,500 RPM の 2301 ^[48]は、オリジナルの System/360 発表の一部であり、容量は 4 MB でした。303.8 kbit/s のIBM 2303 ^{[45] : 74–76 は、} 1966 年 1 月 31 日に発表され、容量は 3.913 MB でした。これらは System/360 と System/370 用に発表された唯一のドラムであり、そのニッチは後に固定ヘッドディスクに取って代わられました。

6,000 RPM 2305 は 1970 年に登場し、モジュールあたりの容量は 5 MB (2305–1) または 11 MB (2305–2) でした。^{[49] [50]}これらのデバイスは大容量ではありませんでしたが、速度と転送速度が高パフォーマンスのニーズに魅力的でした。典型的な用途は、同じメモリ領域に交互に書き込まれるプログラムセクションのオーバーレイリンク (OS およびアプリケーションサブルーチンなど) でした。固定ヘッドのディスクとドラムは、初期の仮想メモリシステムのページングデバイスとして特に効果的でした。2305 は「ドラム」と呼ばれることが多いですが、実際にはトラックごとにヘッドがあるディスクデバイスで、12 の記録面があり、データ転送速度は最大 3 MB/秒でした。

めったに見かけなかったのは、 IBM 2321 データ セル^[51]で、これは機械的に複雑な装置で、複数の磁気テープでデータを保持していた。磁気テープはランダムにアクセスでき、円筒形のドラムに載せて読み取り/書き込み操作を行い、その後内部のストレージ カートリッジに戻した。IBM データ セル [ヌードル ピッカー] は、IBM が商標登録した「高速」大量オンライン直接アクセス ストレージ周辺機器の 1 つだった (近年、「仮想テープ」や自動テープ ライブラリアン周辺機器として生まれ変わった)。2321 ファイルの容量は 400 MB で、当時は 2311 ディスク ドライブの容量は 7.2 MB しかなかった。IBM データ セルは、大容量で保存バイトあたりのコストが比較的低い磁気テープと、バイトあたりのコストが高いディスクとの間のコスト/容量/速度のギャップを埋めるために提案された。一部の設備では、電気機械的な操作の信頼性が低いと感じ、より機械的でない直接アクセス ストレージ形式を選択した。

モデル44は、統合されたシングルディスクドライブを標準装備している点でユニークでした。このドライブは2315「ramkit」カートリッジを使用し、1,171,200バイトのストレージを提供しました。^{[30] : 11}

2400シリーズの1/2インチ磁気テープ装置は、2401および2402モデル1-6磁気テープ装置、2403モデル1-6磁気テープ装置および制御装置、2404モデル1-3磁気テープ装置および制御装置、および2803/2804モデル1および2テープ制御装置で構成されていました。[ ^{52] 1967年に発表された後の2415磁気テープ装置および制御装置は、2台、4台、または6台のテープドライブと制御装置を1つの装置に収めており、速度が遅く、安価でした。 [53]} 2415ドライブと制御装置は別々に販売されませんでした。^[54] System/360で、IBMはIBM 7トラックから9トラックのテープフォーマットに切り替えました。一部の2400シリーズのドライブは、古いIBMとの互換性のために7トラックテープの読み取りと書き込みが可能でした。729テープドライブ。1968年にIBM 2420テープシステムがリリースされ、はるかに高いデータレート、セルフスレッディングテープ操作、1600bpiのパッキング密度を提供しました。^[55]この製品は1979年まで製品ラインに残っていました。^[56]

• パンチカード デバイスには、2501 カード リーダーと 2540 カード リーダー パンチがありました。実質的にすべての System/360 に 2540 が搭載されていました。上記の 2560 MFCM (「Multi-Function Card Machine」) リーダー/ソーター/パンチは、モデル 20 専用でした。信頼性の問題で有名でした (「...Card Muncher」または「Mal-Function Card Machine」というユーモラスな頭字語がよく使われていました)。
• ライン プリンターには、 IBM 1403と、それより遅いIBM 1443がありました。
• 紙テープ リーダーである IBM 2671 は、1964 年に導入されました。定格速度は 1,000 cps でした。それ以前の時代にも紙テープ リーダーと紙テープ パンチがありましたが、RPQ ( Request Price Quotation ) でのみ入手可能でした。1054 (リーダー) と 1055 (パンチ) は、(1052 コンソール タイプライターと同様に) IBM 1050 テレプロセシング システムから引き継がれました。これらのデバイスはすべて、最大 15.5 文字/秒で動作しました。IBM 1080 システムの紙テープ パンチも RPQ で入手可能でしたが、非常に高価でした。
• 360 では、光学文字認識(OCR) デバイス 1287 と、その後の 1288 が使用できました。1287 は手書きの数字、一部の OCR フォント、およびレジ OCR 紙テープ リールを読み取ることができました。1288 の「ページ リーダー」は、手書きの数字だけでなく、リーガル サイズの OCR フォントでタイプされたページまで処理できました。これらの OCR デバイスは両方とも「フライング スポット」スキャン原理を採用しており、ラスター スキャンは大型 CRT によって行われ、反射光の密度の変化は高ゲイン光電子増倍管によって検出されました。
• 磁気インク文字認識(MICR) は、IBM 1412 および 1419 小切手仕分け機によって提供され、磁気インク印刷 (小切手帳用) は 1445 プリンター (MICR リボンを使用するように改良された 1443) で行われました。1412/1419 および 1445 は主に銀行機関で使用されました。

当時のメインフレームシステムとしては非常に大量に販売またはリースされたにもかかわらず、System/360 コンピュータは、主に博物館や収集家の非稼働資産として、わずかしか残っていません。既存のシステムの例は次のとおりです。

• カリフォルニア州マウンテンビューのコンピュータ歴史博物館には、動作しないモデル 30が展示されている。ニュージーランドのオークランドにある交通技術博物館やオーストリアのウィーン工科大学にも展示されている。
• 西オーストラリア大学コンピュータクラブにはモデル40一式が保管されている。^[57]
• 京都コンピュータ学院のKCGコンピュータミュージアム（京都コンピュータ学院は日本初のコンピュータ学校^）には、 IBM System/360 Model 40が展示されている。^[58]
• ドイツのニュルンベルクにあった2台のモデル20プロセッサと多数の周辺機器（少なくとも1つの完全なシステムを形成）が、 2019年4月から5月にかけてeBayで2人の英国の愛好家によって3,710ユーロで購入され、数か月かけてマシンを英国バッキンガムシャーのクレスロウパークに移しました。このシステムは数十年間放置されていた小さな廃墟の建物にあり、すべての周辺機器が完全に配線され相互接続されていたことから、その建物で使用されていたようです。^[59] 2024年9月現在、システムは展示と修復のために米国メリーランド州ハントバレーのシステムソースコンピュータミュージアムに長期貸出ベースで移されています。^[60]
• Living Computers: Museum + Labsには 360 モデル 30 があります。

単なる「フロント パネル」以上の残存 System/360 の最新リストは、残存 System/360 CPU の世界在庫で確認できます。

このギャラリーには、さまざまなモデルのレジスタ値ランプ、トグル スイッチ(写真の中央)、および「緊急プル」スイッチ (写真の右上) を備えたオペレータコンソールが表示されます。

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  モデル30
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  モデル40
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  モデル44
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  モデル50
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  モデル65
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  モデル67
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  モデル85
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  モデル91

• IBM System/360 アーキテクチャ
• IBM9020
• IBMの歴史
• IBM 製品の一覧
• IBM システム/4 Pi
• ゲリット・ブラウ
• ボブ・O・エヴァンス

ウィキメディア・コモンズには、 IBM System/360 メインフレーム ラインに関連するメディアがあります。

• 「IBM System/360 のスキャンされたマニュアル」。bitsavers.org。
• IBM System/360 システム概要 第 11 版 1969 年 8 月
• Wayback Machineにおける IBM の System/360 の発表(2005-01-14 アーカイブ)
• Wayback Machineの IBM System/360 の全モデルの発表日、初出荷日、および販売終了日(2005-01-16 アーカイブ)
• IBM 360/370/3090/390 の世代 (Lars Poulsen 著、複数のリンクと参照あり)
• JPL における大規模な IBM System/360 モデル 75 のインストールの説明
• Wayback Machineの Mike Kahn による「IT 文明の始まり - IBM の System/360 メインフレーム」(2020-08-01 アーカイブ)
• 1968 年の「IBM データ処理システム入門」のイラスト: IBM System/360 コンピューターと周辺機器の写真が含まれています。
• IBM System 360 RPG デバッグ テンプレートとキーパンチ カード
• 2004 年 4 月 7 日にコンピュータ歴史博物館で公開された「IBM System/360 革命」と題した 2 時間の講演とパネル ディスカッションのビデオ
• 1964 年の IBM System/360 コンピュータ歴史アーカイブ プロジェクトのオリジナル ビンテージ フィルム
• 1960 年代後半または 1970 年代前半にミシガン大学の学術計算センターに設置されていたデュアル プロセッサのIBM 360/67の写真が、ミシガン端末システム(MTS)について説明したDave Mills の記事に掲載されています。
• ニューカッスル大学（英国）のIBM System/360 モデル 67の写真
• Pugh, Emerson W. (1984)。『業界を形作った記憶: IBM System/360 につながる決断』 MIT。ISBN 0-262-16094-3。
• 「IBM System/360」。コンピュータとオートメーション。IBM System/360 のマイクロエレクトロニクス回路も参照してください。37 ページ: 32 ～ 34、36 ～ 36A、36D、40。1964 年 5 月。{{cite journal}}: CS1 メンテナンス: その他 (リンク)
• 「コンピュータとデータプロセッサ、北米：2. International Business Machines Corporation、IBM System 360、White Plains、New York 10601」。デジタルコンピュータニュースレター。16 （4）：4-12。1964年10月。2018年6月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。

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