副社長/CSS

VP/CSS は、National CSSが開発したタイムシェアリング オペレーティング システムです。1968 年に IBM のCP/CMSのコピーとして誕生しました。当時、 CP/CMS はIBM Type-III Libraryの一部として、ソース コード形式でサポートなしで IBM の顧客に無償で配布されていました。National CSS は、今日ではソフトウェア フォークと呼ばれる大規模な社内開発を通じて、VP/CSS を CP/CMS とは異なる方向に導きました。2 つのシステムは最終的に多くの機能を共有しましたが、技術的な実装は実質的に異なっていました。

VP/CSS は、NCSS が所有する IBM および IBMプラグ互換ハードウェア (およびBank of AmericaやStandard Oil of Californiaなどのサイト ライセンスを持つ少数の顧客) 上で実行されました。CP/CMS が使用するIBM System/360-67プラットフォームで最初に実行された後、VP/CSS はSystem/370シリーズに移植されました。これは、1972 年に IBM が S/370 シリーズに仮想メモリ機能を追加したことにより可能になりました。

VP/CSS は、他の IBM メインフレーム オペレーティング システムと比較して、マシン 1 台あたり非常に多くの対話型ユーザーをサポートしていることで有名です。技術、運用、および商業上のすべての要因が、National CSS を商業的に実行可能なサービス ビジネスにするのに役立ちました。

VP/CSS は、当時としては画期的だったCP/CMSの基本的なアーキテクチャと概念を共有していました。制御プログラム ( CP/CMSでは CP 、VP/CSS では VP と呼ばれます) は、複数の独立した仮想マシン(VM) を作成し、基盤となるハードウェアの完全な仮想化を実装しました。つまり、各タイムシェアリング ユーザーにプライベートな仮想マシンが提供されたということです。各仮想マシンは、他のオペレーティング システムを含む、ベア マシンで実行できるすべてのソフトウェアを実行できる、完全なスタンドアロン コンピュータのように見えました。(この概念は、CP/CMS の最初のバージョンで IBM の研究システムCP-40によって開拓されました。)

この設計は、IBM の他のモノリシック オペレーティング システムとは一線を画すものでした。ユーザー同士を分離することでシステムの安定性が向上し、あるユーザーのソフトウェアのバグが別のユーザーの仮想マシンや基礎となる制御プログラムをクラッシュさせることがなくなりました。このアプローチにより、CP/CMS は商用タイムシェアリングにとって優れた選択肢となり、重要な新産業となる分野を開拓する National CSS にとって強力な基盤となりました。

VP によって作成された各 VM は、IBM のCambridge Monitor Systemから派生した CSS と呼ばれるシンプルなシングルユーザー オペレーティング システムを実行しました。CSS により、ユーザーはプログラムを実行したり、ファイル システムを操作したり、仮想デバイスを管理したりできました。

VP と CSS はそれぞれ CP と CMS として誕生したため、特に初期の頃はこれらのシステムによく似ていました。VP/CSS と IBM の VM の両方で継続的な開発と新機能の導入が行われ、時間の経過とともに大きな違いが生じましたが、システムは明らかに類似点を保っていました。

IBM が S/370 に仮想化と仮想メモリ機能を追加することを決定したのは、タイムシェアリングに対する仮想マシン アプローチの成功を反映しています。この遅れた決定は、IBM がNational CSSの商業的成功を認識していたためだと考えられています。^[1]

1968 年、National CSS の創設者たちは、CP/CMSオペレーティング システムがタイムシェアリングビジネスの優れた基盤になると考えました。その理由は、システムの技術的メリット、メインフレーム リソースを多数のインタラクティブ ユーザー間で共有できること、ソース コード形式で無償で利用できることなどです。別の会社であるInteractive Data Corporation も同じ結論に達しました。各社は、CSC、MIT、 Union Carbideから CP/CMS の主要技術者を引き抜きました。

しかし、National CSS はすぐに、CP/CMS の初期パフォーマンスでは収益性の高い事業を維持するのに十分ではないことに気付きました。文字通り、利用可能なすべての対話時間を販売しても、月額 5 万ドルの機器リース料しか支払えないのです。緊急技術プロジェクトによってパフォーマンスが向上し始め、これがいくつかの基本的な機能強化につながり、すぐに事業が利益を生むようになりました。こうして、大規模な開発チームが約 15 年にわたって取り組むことになる長期にわたる再実装作業が始まりました。その寿命の終わりには、VP/CSS は CP/CMS のルーツから大きく逸脱し、驚くほど多くの機能を備えていました。その中には、今日でもかなり最新であると考えられる機能もありました。

元の CP/CMS システムの主な機能強化には、ディスパッチ アルゴリズムとページング システムの変更が含まれます。仮想メモリは当時はもちろん新しい概念であり、IBM System/360-67アドレス変換テクノロジによってさまざまな技術的アプローチが可能になりました。最終的に、VP/CSS ページ移行アルゴリズムと 3 キュー ディスパッチャは広く知られるようになり、NCSS のスタッフの一部は IBM のThomas J. Watson 研究センターに加わり、VM テクノロジに取り組むようになりました。

スループット向上のもう 1 つの領域は、CSS シングル ユーザー オペレーティング システムのパフォーマンスでした。重要な変更の 1 つは、チャネル コマンド ワード(CCW) やその他の高価なシミュレートされた命令を、今日ではBIOS 呼び出しと呼ばれるものに置き換えたことです。仮想化によって複雑な S/360 I/O アーキテクチャをシミュレートすることは驚くべき偉業でした。これは、I/O 操作が各仮想マシン内に閉じ込められていたため、CP の複雑な最も内側のコアで「CCWTRANS」と呼ばれるルーチンで実行されました。ただし、低レベルの I/O コマンドの操作をシミュレートするよりも、対象の機能に対してハイパーバイザを直接呼び出す方がはるかに安価であることがわかりました。VP/CSS では、これは非仮想化 DIAG (診断) 命令による準仮想化を使用して実行されました。同じ手法が IBM によって CP/CMS リリース 3.1 で使用され、VM/370 に引き継がれました (どちらの実装が先に行われたのか、またはそれぞれが独立して発明されたのかは不明です)。

初期の National CSS の技術的取り組みにより、VP/CSS は CP/CMS の商業的に実現可能なバージョンとして急速に確立されました。VP/CSS は、IBM の CP/CMS の再実装であるVM/370よりもはるかに優れたパフォーマンスを持つと評判でした。VM/370 は、IBM の「推奨」タイムシェアリング ソリューションである TSO よりもパフォーマンス面でかなり優れていると評判でした。残念ながら、文書化された期間のパフォーマンス統計は現在では見つけるのが困難です。ただし、そのような主張を裏付けるデータ ポイントはいくつかあります。

• OS/TSO と比較した VM/CMS のパフォーマンスについて:

1. バリアンの有名な論文など、多数のVMドキュメントでは「CPはTSOよりもパフォーマンスに優れている」と言及されています。^[2]
2. 構造的な議論からすると、VM 下の CMS が OS 下の TSO より一貫して優れているのは当然です。VM はタイムシェアリング システムとして設計されており、対話型アプリケーションの実行において大きな技術的優位性がありました。
3. この時期、OS/VS にはよく知られたパフォーマンス上の問題がありました。(MVS パフォーマンス グループは、七面鳥をオペレーティング システムのマスコットとして採用したことで有名です。)
4. CP/CMS は良好な相対的パフォーマンスでスタートし、その後広範囲にわたるパフォーマンスの向上が続きました。

• VM/CMS と比較した VP/CSS のパフォーマンスについて:

1. NCSS には、できるだけ多くのユーザーを実行するという強い商業的インセンティブがありましたが、IBM にはそのようなプレッシャーはありませんでした。
2. NCSS は、IBM の主流に逆らうことで IBM の大規模な顧客が直面することになる明白な問題にもかかわらず、タイムシェアリング用にBank of AmericaやStandard Oil of California などの企業に大規模なVP/CSS サイト ライセンス インストールを販売することに成功しました。

文書化されたソースはまだ見つかっていないものの、以下の相対的なパフォーマンスは正確であると考えられています。

• リンカーン研究所のS/360-67上のCP-67 ：15人のCMSユーザーをサポート可能^[3]
• S/370-168 上の OS/VS2-TSO: 35～50 人の TSO ユーザーをサポート可能
• S/370-168 上の VM/370: 75 ～ 100 人の CMS ユーザーをサポート可能
• S/370-168 の VP/CSS: 200 人以上の CSS ユーザーをサポート可能

CP/CMSの歴史で説明されているように、IBMがMVSとその後継をメインフレームのコアオペレーティングシステムとして重視したため、VM/370が持つ大きな技術的優位性が失われました。これにより、NCSSのような独立系ベンダーが新しい領域に進出することが可能になりました。(業界関係者は、ハードウェアベンダーは、マシンあたりのユーザー数を増やすよりも、ハードウェアを多く販売することを好む傾向があると指摘しています。) NCSSは、VPとCSSのパフォーマンスを向上させるために使用した最適化手法が当時の文献で十分に理解され、文書化されていたにもかかわらず、技術的優位性を獲得し、最終的には商業的に大成功を収めました。^[4]

最終的に、Amdahl Corporation がいくつかの大規模な VP/CSS データ センターでの販売の成功を公表した後、IBM は NCSS とその技術革新にさらに注目するようになりました。その後間もなく、タイムシェアリング業界がパーソナル コンピュータ革命の圧力を感じ始めると、超最適化されたマルチユーザー メインフレーム オペレーティング システムの必要性は薄れていきました。

NCSS は 80 年代半ばに VP/CSS から離れ、Nomad をVM やその他のプラットフォームに再ターゲットしました。NCSS サイト ライセンスの顧客が自分の機器で VP/CSS をどのくらいの期間使い続けたかは不明です (ただし、NCSS オペレーティング システムの継続的なサポートがなければ、長期間使い続けることは難しいと思われます)。

• CP/CMS
• CP/CMSの歴史
• タイムシェアリングシステムの進化

• Feinleib, Harold (2005-03-04)。「National CSS の技術史」(PDF)。コンピュータ歴史博物館。2008-02-23閲覧。
• Orenstein, Dick (2005-01-14) 「最初から…私の視点から」(PDF)。コンピュータ歴史博物館。2008-02-23に取得。

• コンピュータ歴史博物館の情報技術企業歴史コレクションには、National CSS および VP/CSS に関する多くの個人的記述が収録されています。