Серия IBM 700/7000 — это серия крупномасштабных ( мэйнфреймов ) компьютерных систем, которые производились IBM в 1950-х и начале 1960-х годов. В серию входят несколько разных несовместимых процессорных архитектур. В 700-х используется ламповая логика, и они устарели с появлением транзисторных 7000 -х. 7000-е, в свою очередь, были в конечном итоге заменены System/360 , о которых было объявлено в 1964 году. Однако 360/65, первые 360-е, достаточно мощные, чтобы заменить 7000-е, стали доступны только в ноябре 1965 года. Ранние проблемы с OS/360 и высокая стоимость программного обеспечения для преобразования позволила многим 7000 эксплуатироваться в течение многих лет после этого.
Серия IBM 700/7000 имеет шесть совершенно разных способов хранения данных и инструкций:
В машинах класса 700 используются вакуумные лампы ; машины класса 7000 являются транзисторными . Все машины (как и большинство других компьютеров того времени) используют память на магнитных сердечниках ; за исключением ранних моделей 701 и 702, которые первоначально использовали ЭЛТ-память на трубке Уильямса , а затем были преобразованы в память на магнитном сердечнике.
Первые компьютеры продавались без программного обеспечения. Когда начали появляться операционные системы , наличие четырех различных архитектур мэйнфреймов плюс архитектуры промежуточного уровня IBM 1400 стало серьезной проблемой для IBM, поскольку это означало, что требовалось как минимум четыре различных этапа программирования.
System/360 сочетает в себе лучшие характеристики архитектур серий 7000 и 1400 в единой конструкции как для коммерческих, так и для научных и инженерных вычислений. Однако его архитектура несовместима с архитектурами серий 7000 и 1400, поэтому некоторые модели 360 имеют дополнительные функции, которые позволяют им эмулировать наборы инструкций 1400 и 7000 в микрокоде. Одним из преимуществ System /370 , преемника 360, представленного в середине 1970 года, была улучшенная эмуляция серии 1400/7000, которую можно было выполнять под управлением операционной системы, а не выключать и перезапускать в режиме эмуляции, как это требовалось. для эмуляции 7040/44, 7070/72/74, 7080 и 7090/94 на всех 360-х, кроме 360/85.
Хотя архитектуры различаются, машины одного класса используют одни и те же электронные технологии и, как правило, одни и те же периферийные устройства. Ленточные накопители обычно [а] используют 7-дорожечный формат : IBM 727 для ламповых машин и 729 для транзисторных машин. И в электронных лампах, и в большинстве моделей транзисторов используются одни и те же устройства считывания карт, перфораторы и линейные принтеры , которые были представлены в модели 701. Эти устройства, IBM 711 , 721 и 716, основаны на технологии бухгалтерских машин IBM и даже включают в себя коммутационную панель. панели управления. Они относительно медленны, и в установках серии 7000 было обычным делом включать IBM 1401 с его гораздо более быстрыми периферийными устройствами для выполнения операций печати с карты на ленту и печати с ленты на линию в автономном режиме. Три более поздние машины, 7010, 7040 и 7044, использовали периферийные устройства от средней серии IBM 1400. Некоторые технологии 7030 использовались в каналах передачи данных и периферийных устройствах на других компьютерах серии 7000, например, 7340 Hypertape .
Эта машина , известная как « Защитный калькулятор» во время разработки в лаборатории IBM в Покипси, была официально представлена 7 апреля 1953 года как машина электронной обработки данных IBM 701 .
Числа имеют длину 36 или 18 бит , только с фиксированной точкой .
Инструкции имеют длину 18 бит и один адрес.
Для расширения памяти с 2048 до 4096 слов была добавлена 33-я инструкция, использующая старший бит своего адресного поля для выбора банка. (Эта инструкция, вероятно, была создана с использованием инструкции «No OP», которая, по-видимому, была единственной инструкцией с неиспользуемыми битами, поскольку изначально она игнорировала свое поле адреса. Однако документация по этой новой инструкции в настоящее время недоступна.)
Регистры процессора состояли из:
2048 или 4096 – 36-битные двоичные слова с шестибитными символами.
36-битная научная архитектура IBM использовалась для множества приложений с интенсивными вычислениями. Первыми машинами были ламповые 704 и 709 , за ними последовали транзисторные 7090 , 7094, 7094-II и более дешевые 7040 и 7044. Последней моделью была система с прямой связью (DCS), состоящая из 7094, подключенного к 7044, который обрабатывал операции ввода и вывода.
Числа имеют длину 36 бит как для арифметики с фиксированной запятой , так и для арифметики с плавающей запятой .
Базовый формат инструкции — трехбитный префикс , пятнадцатибитный декремент , трехбитный тег и пятнадцатибитный адрес . Поле префикса указывает класс инструкции. Поле декремента часто содержит непосредственный операнд для изменения результатов операции или используется для дальнейшего определения типа инструкции. Три бита тега определяют три (семь в 7094) индексных регистров , содержимое которых вычитается из адреса для получения эффективного адреса . Поле адреса содержит либо адрес, либо непосредственный операнд.
Регистры процессора состояли из:
Регистры аккумулятора (и множителя) работают в формате знак/величина . В аккумуляторе есть два бита переполнения, обозначенные Q и P. Логические инструкции очищают или игнорируют S и Q; команда Add and Carry Logical (ACL) выполняет циклический перенос от бита P к биту 35.
Индексные регистры работают в формате дополнения до двух и при их использовании для изменения адреса инструкции вычитаются из адреса в инструкции. На машинах с тремя индексными регистрами, если в теге установлены два или три бита (т. е. выбрано несколько регистров), то перед вычитанием их значения объединяются по логическому ИЛИ. IBM 7094 с семью индексными регистрами включается в режиме нескольких тегов для совместимости с более ранними машинами, чтобы программы, использовавшие этот трюк, могли продолжать использоваться; инструкция «Выйти из режима множественных тегов» (LMTM) отключает этот режим, так что тег указывает, какой из индексных регистров использовать, а инструкция «Ввести режим множественных тегов » (EMTM) снова включает его.
Сенсорные индикаторы позволяют взаимодействовать с оператором с помощью переключателей и индикаторов на панели.
В сериях 709/7090 используются каналы синхронизации данных для высокоскоростного ввода/вывода, например, на ленту и диск. Базовые 7-битные [b] DSC, например 7607, выполняют свои собственные простые программы из памяти компьютера, которые управляют передачей данных между памятью и устройствами ввода-вывода; более продвинутый 9-битный [c] 7909 поддерживает более сложные канальные программы. Поскольку оборудование единичной записи на 709x было очень медленным, ввод-вывод перфокарт и высокоскоростная печать часто выполнялись путем переноса магнитных лент на автономный IBM 1401 и обратно . Позже каналы передачи данных использовались для подключения 7090 к 7040 или 7094 к 7044 для формирования системы прямого сопряжения IBM 7094/7044 (DCS) . В этой конфигурации процессор 7044, который мог использовать более быстрые периферийные устройства серии 1400, в основном обрабатывал ввод-вывод.
Программа сборки FORTRAN (FAP) — это ассемблер для 709, 7090 и 7094, первоначально написанный в Западном центре обработки данных Дэвидом Э. Фергюсоном и Дональдом П. Муром для 709. [1] Он работает под управлением IBM Fortran Monitor. System (FMS) и операционные системы IBSYS . Более ранним ассемблером был компилятор-ассемблер-транслятор SHARE (SCAT) под операционной системой SHARE (SOS). Макросы были добавлены в FAP компанией Bell Laboratories (BE-FAP), а последним ассемблером 7090/7094 была программа Macro Assembly Program (IBMAP) под управлением IBSYS/IBJOB. SCAT, FAP и MAP были несовместимы.
Его псевдооперация BSS , используемая для резервирования памяти, является источником общего названия « раздела BSS », которое до сих пор используется во многих языках ассемблера для обозначения диапазонов адресов зарезервированной памяти типа, которые не нужно сохранять в исполняемом образе. .
IBM 702 и IBM 705 похожи, и 705 может запускать многие программы 702 без изменений, но они не полностью совместимы.
IBM 7080 — это транзисторная версия модели 705 с различными улучшениями. Для обратной совместимости его можно запускать в режиме 705 I [2] , режиме 705 II [3] , режиме 705 III [4] или полном режиме 7080.
Данные представлены строкой символов переменной длины, заканчивающейся знаком записи .
Пять символов: односимвольный код операции и четырехзначный адрес – OAAAA.
705 и базовый 7080 используют каналы с 7-битным [b] интерфейсом. Модель 7080 может быть оснащена каналами передачи данных 7908 для подключения более быстрых устройств с использованием 9-битного интерфейса [c] .
.jpg/1280px-IBM_7010_(1).jpg)
Коммерческая архитектура 700/7000 послужила вдохновением для создания очень успешной серии бизнес-компьютеров среднего размера IBM 1400 . В свою очередь, IBM позже представила версию IBM 1410 для мэйнфреймов под названием IBM 7010.
Пятнадцать пятисимвольных полей в фиксированных местах в нижней памяти можно рассматривать как индексные регистры, значения которых можно добавлять к адресу, указанному в инструкции. Кроме того, программисту доступны определенные внутренние регистры, которые сегодня были бы невидимы, например адреса обрабатываемых в данный момент символов; в частности, регистр адреса B часто используется для связи с подпрограммами.
.jpg/1280px-IBM_7070_(7074).jpg)
IBM 7070 , IBM 7072 и IBM 7074 — это десятичные машины с фиксированной длиной слова. Они используют десятизначное слово, как меньший и более старый IBM 650 , но набор команд несовместим с 650.
707x использует каналы с 7-битным интерфейсом [b] . Модели 7070 и 7074 могут быть оснащены каналами передачи данных 7907 для подключения более быстрых устройств с использованием 9-битного интерфейса [c] .
IBM 7074 использовался Налоговой службой США в 1962 году. [6]
Система сбора данных IBM 7700 не входит в серию IBM 7000, несмотря на ее номер и дату анонса 2 декабря 1963 года.
Все машины серий 700 и 7000 предшествовали стандартным инструментам измерения производительности, таким как тесты Whetstone (1972), Dhrystone (1984), LINPACK (1979) или циклы Ливермора (1986).
В таблице ниже измерения Гибсона и Найта показывают скорость, где чем выше число, тем лучше; измерение TRIDIA сообщает время, где чем меньше число, тем лучше.
{{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )