IBM System/370 (S/370) war eine Musterreihe von Großrechnern von IBM hat am 30. Juni 1970 als die Nachfolger der Familie des Systems/360 bekannt gegeben. Die Reihe hat rückwärts gerichtete Vereinbarkeit mit dem S/360 aufrechterhalten, einen leichten Wanderungspfad für Kunden erlaubend; das, plus die verbesserte Leistung, war die dominierenden Themen der Produktansage. Verbesserungen über den in der S/370 Musterreihe zuerst veröffentlichten S/360 haben eingeschlossen:

• Standarddoppelverarbeiter-Fähigkeit;
• "monolithisches Hauptgedächtnis" auf einheitlichen Stromkreisen statt magnetischer Kerne gestützt;
• die volle Unterstützung für das virtuelle Gedächtnis durch eine neue Mikrocodediskette auf dem 370/145 und einer Hardware befördert, um einen DAT Kasten auf dem 370/155 und 370/165 einzuschließen; diese wurden bis 1972 nicht bekannt gegeben;
• 128 Bit, die Punkt-Arithmetik auf allen Modellen schwimmen lassen.

Evolution

Die ursprüngliche Linie des Systems/370 hat mehrere architektonische Verbesserungen während seiner grob 20-jährigen Lebenszeit erlebt. Eine sehr bedeutende Änderung war die Einführung des virtuellen Gedächtnisses, das zuerst allgemein verfügbar 1972 über das "System/370 von IBM Fortgeschrittene Funktion" Ansage gemacht wurde. IBM hatte am Anfang (und umstritten) gewählt, um virtuelle Lagerung von der S/370 Linie auszuschließen. Die Ansage am 2. August 1972 hat eingeschlossen:

• Adresswiederpositionshardware auf dem ganzen S/370s außer den ursprünglichen Modellen 155 und 165
• Das neue S/370-158 und die-168
• Vier neue Betriebssysteme: DOS/GEGEN (DOS mit der virtuellen Lagerung), OS/VS1 (OS/360 MFT mit der virtuellen Lagerung), OS/VS2 (OS/360 MVT mit der virtuellen Lagerung) Ausgabe 1, genannter SVS (Einzelne Virtuelle Lagerung) und Ausgabe 2, genannter MVS (Vielfache Virtuelle Lagerung) und geplant, um 20 Monate später (am Ende des Märzes 1974), und VM/370 - das wiederdurchgeführte BEDIENUNGSFELD/CM zu sein verfügbar

Virtuelles Gedächtnis war tatsächlich auf der S/370 Hardware vor dieser Ansage geliefert worden:

• Im Juni 1971, auf S/370-145 (von denen einer in Cambridge Wissenschaftliches Zentrum 'geschmuggelt' werden musste, um jeden zu verhindern, die Ankunft eines S/370 an diesem Mistbeet der virtuellen Speicherentwicklung bemerkend - da hätte das Zeichen gegeben, dass der S/370 im Begriff gewesen ist, Adresswiederpositionstechnologie zu erhalten). (Varian 1997:p29) S/370-145 hatte Wiederpositionshardware (durchgeführt im Mikrocode) von seinen ersten Sendungen im Juni 1971. Obwohl IBM berühmt beschlossen hat, virtuelles Gedächtnis von der S/370 Ansage auszuschließen, wurde diese Entscheidung während der Vollziehung der 145 Technik nachgeprüft, teilweise zur virtuellen Speichererfahrung an CSC und anderswohin erwartet. Die 145 Mikrocodearchitektur hat die Hinzufügung des virtuellen Gedächtnisses vereinfacht, dieser Fähigkeit erlaubend, im frühen 145s ohne die umfassenden in anderen Modellen erforderlichen Hardware-Modifizierungen da zu sein. Jedoch hat IBM 145's virtuelle Speicherfähigkeit nicht dokumentiert, noch die relevanten Bit in den Kontrollregistern und PSW kommentiert, die auf dem Maschinenbediener-Bedienungsfeld, wenn ausgewählt, mit den Rolle-Schaltern gezeigt wurden. Vorhanden S/370-145 waren Kunden glücklich zu erfahren, dass sie keine Hardware-Steigung kaufen mussten, um DOS/GEGEN oder OS/VS1 zu führen (oder OS/VS2 Ausgabe 1 - der möglich, aber wegen des beschränkten Betrags der Hauptlagerung nicht üblich war, die auf S/370-145 verfügbar ist).

Kurz nach der Ansage am 2. August 1972 DAT Kasten (Adresswiederpositionshardware) wurden Steigungen für S/370-155 und S/370-165 ruhig bekannt gegeben, aber waren nur für den Kauf durch Kunden verfügbar, die bereits ein Modell 155 oder 165 besessen haben. Nach der Installation waren diese Modelle als S/370-155-II und S/370-165-II bekannt. IBM hat gewollt, dass Kunden ihre 155 und 165 Systeme zum weit verkauften S/370-158 und-168 befördert haben. Diese Steigungen waren (200,000 $ und 400,000 $, beziehungsweise) überraschend teuer und hatten lange Schiff-Datum-Durchlaufzeiten, durch einen Kunden bestellt; folglich waren sie bei Kunden nie populär, von denen Mehrheit ihre Systeme über eine Drittleasinggesellschaft gepachtet hat. Das hat zum Original S/370-155 und S/370-165 den Modellen geführt, die als "Bootsanker beschreiben werden." Die Steigung, erforderlich, OS/VS1 oder OS/VS2 zu führen, wurde wirksam für die meisten Kunden nicht gekostet, als IBM wirklich liefern und es installieren konnte, wurden so viele Kunden mit diesen Maschinen durchstochen, die MVT führen, bis ihre Miete geendet hat. Es war dafür ziemlich üblich, weitere vier, fünf oder sogar sechs Jahre für die mehr unglücklichen zu sein, und hat sich erwiesen, ein bedeutender Faktor in der langsamen Adoption von OS/VS2 MVS zu sein, nicht nur durch Kunden im Allgemeinen, aber für viele innere Seiten von IBM ebenso.

Die 1980er Jahre

Später haben architektonische Änderungen in erster Linie Vergrößerungen ins Gedächtnis (Hauptlagerung) - sowohl physisches Gedächtnis als auch virtueller Adressraum eingeschlossen - um größere Arbeitspensen zu unterstützen und Kundennachfragen für mehr Lagerung zu befriedigen. Das war die unvermeidliche Tendenz, weil das Gesetz von Moore die Einheitskosten des Gedächtnisses weggefressen hat. Als mit der ganzen Großrechner-Entwicklung von IBM, rückwärts gerichtete Vereinbarkeit bewahrend, war oberst.

• Im Oktober 1981 haben die 3033 und 3081 zusätzlichen Verarbeiter "das echte Wenden erweitert," der das 26-Bit-Wenden für die physische Lagerung erlaubt hat (aber hat noch eine 24-Bit-Grenze für jeden individuellen Adressraum festgesetzt). Diese Fähigkeit ist später andere Systeme, wie die 4381 und 3090 erschienen.
• S/370-XA hat Architektur, zuerst verfügbar Anfang 1983 auf den 3081 und 3083 Verarbeitern, mehrere Haupterhöhungen zur Verfügung gestellt, einschließlich: Vergrößerung des Adressraums von 24 Bit bis 31 Bit; die Erleichterung der Bewegung von Daten zwischen zwei Adressräumen; und eine ganze Umgestaltung der Eingabe/Ausgabe-Architektur. Die Quer-Speicherdienstleistungsfähigkeit, die Bewegung von Daten zwischen Adressräumen erleichtert hat, war gerade vor S/370-XA der Architektur auf den 3031, 3032 und 3033 Verarbeitern wirklich verfügbar.
• Die ESA/370 Architektur (hat später ESA/390 genannt), hat weitere Erweiterungen, einschließlich der Hinzufügung von sechzehn 32-Bit-Zugriffsregistern, mehr Wenden-Weisen und verschiedenen Möglichkeiten gemacht, um mit vielfachen Adressräumen gleichzeitig zu arbeiten.

Erweiterung des Adressraums

Wie beschrieben, oben hat das S/370 Erzeugnis eine architektonische Hauptänderung erlebt: Vergrößerung seines Adressraums von 24 bis 31 Bit.

Die Evolution des S/370-Wendens wurde immer durch das grundlegende S/360 Befehlssatz-Design und seine große installierte Codebasis kompliziert, die sich auf eine logische 24-Bit-Adresse verlassen hat. (Insbesondere eine schwer verwendete Maschineninstruktion, "Lastadresse" (LA), hat ausführlich die acht ersten Bit der Adresse geklärt, die in ein Register wird legt. Diese geschaffene enorme Wanderung Probleme für die vorhandene Software.)

Die gewählte Strategie war, das ausgebreitete Wenden in drei Stufen durchzuführen:

1. Zuerst am physischen Niveau (um mehr Speicherhardware pro System zu ermöglichen)

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1. Dann am Betriebssystemniveau (um Systemsoftwarezugang vielfache Adressräume zu lassen und größere Adressräume zu verwerten)

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1. Schließlich am Anwendungsniveau (um neuen Anwendungszugang größere Adressräume zu lassen)

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Seitdem der S/360 Kernbefehlssatz eingestellt ein 24-Bit-Weltall geblieben ist, würde dieser dritte Schritt eine echte Brechung vom Status quo verlangen; vorhandene Zusammenbau-Sprachanwendungen würden natürlich nicht Vorteil haben, und neue Bearbeiter wären erforderlich, bevor Nichtassembleranwendungen abgewandert werden konnten. Die meisten Geschäfte haben so fortgesetzt, ihre 24-Bit-Anwendungen in einer 31-Bit-Welt der höheren Leistung zu führen.

Diese Entwicklungsdurchführung (wiederholt in z/Architecture) hatte die Eigenschaft, die dringendsten Probleme zuerst zu beheben: Erleichterung für das echte Speicherwenden, das eher dass das virtuelle Speicherwenden erforderliche.

31 gegen 32 Bit

Die Wahl von IBM von 31 Bit (gegen 32 Bit), für S/370-XA beteiligte verschiedene Faktoren richtend. S/360-67 hatte volle 32 Bit eingeschlossen, Weise richtend, aber diese Eigenschaft wurde zur S/370 Reihe nicht vorgetragen, die mit dem nur 24 Bit Wenden begonnen hat. Als IBM später den S/370 Adressraum in S/370-XA ausgebreitet hat, werden mehrere Gründe für die Wahl von 31 Bit zitiert:

1. Der Wunsch, das Bit der hohen Ordnung als eine "Kontrolle oder Flucht zu behalten, hat gebissen." Insbesondere Hat die Standardunterprogramm-Benennen-Tagung das Endparameter-Wort durch das Setzen seines hohen Bit gekennzeichnet.
2. Die Wechselwirkung zwischen 32-Bit-Adressen und zwei Instruktionen (BXH und BXLE), der ihre Argumente als unterzeichnete Zahlen behandelt hat (und der, wie man sagte, der Grund war, hat TSS das 31-Bit-Wenden auf S/360-67 verwendet). (Varian 1997:p26, bemerken Sie 85)
3. Der Eingang von der Schlüsselinitiale legt S/360-67, wer die Alternativen während der anfänglichen Systemdesignperiode diskutiert hatte, und 31 Bit empfohlen hatte (statt des 32-Bit-Designs, das zurzeit schließlich gewählt wurde). (Varian 1997:pp8-9, bemerken Sie 21, schließt andere Anmerkungen über die "Inneren Sechs" 360-67 Design disclosees ein)

Reihe und Modelle

Der folgende Tisch fasst die S/370 Hauptreihe und Modelle zusammen. Die zweite Säule verzeichnet die mit jeder Reihe vereinigte Hauptarchitektur. Viele Modelle haben mehr als eine Architektur unterstützt; so 308x haben sich Verarbeiter am Anfang als S/370 Architektur eingeschifft, aber haben später XA angeboten; und viele Verarbeiter, wie die 4381, hatten Mikrocode, der Kundenauswahl zwischen S/370 oder XA (später, ESA) Operation erlaubt hat.

Bemerken Sie auch den verwirrenden Begriff "System/370-compatible", der in Quelldokumenten von IBM geschienen ist, bestimmte Produkte zu beschreiben. Außerhalb IBM würde dieser Begriff öfter Systeme von Amdahl Corporation, Hitachi Ltd. und anderen beschreiben, die dieselbe S/370 Software führen konnten. Diese Wahl der Fachsprache durch IBM kann ein absichtlicher Versuch gewesen sein, die Existenz von denjenigen zu ignorieren, stopfen vereinbare Hersteller (PCMs) zu, weil sie sich aggressiv gegen die Hardware-Überlegenheit von IBM beworben haben.

Bemerkenswerte Maschinen im 370. anordnen schließen IBM 370/195, IBM 370/168, IBM 3033, den Großrechner/Supercomputer von IBM 3090 mit seiner fakultativen Erweiterung der Vektor-Möglichkeit (VF) und relativ billigen für kleine und mittlere Größe-Geschäfte geschneiderten IBM 9370 ein.

Klone

Im 360 Zeitalter hatten mehrere Hersteller bereits auf den Befehlssatz von IBM/360 und, zu einem Grad, 360 Architektur standardisiert. Bemerkenswerte Computerschöpfer haben Univac, RCA, Englisch Elektrisch, und der sowjetische ES EVM eingeschlossen. Diese Computer waren nicht vollkommen vereinbar, noch (abgesehen von den russischen Anstrengungen) waren sie haben vorgehabt zu sein.

Das hat sich in den 1970er Jahren mit der Einführung von IBM/370 und dem Start von Gene Amdahl seiner eigenen Gesellschaft geändert. Über dieselbe Zeit haben japanische Riesen eying der lukrative Großrechner-Markt sowohl zuhause als auch auswärts begonnen. Ein japanisches Konsortium hat sich auf IBM und zwei andere die Mitbewerber von IBM konzentriert, die bekannt als das BÜNDEL (Burroughs/Univac/NCR/Control Data/Honeywell) geworden waren. Die letzten Anstrengungen wurden aufgegeben, und schließlich haben sich alle japanischen Anstrengungen auf die Großrechner-Linien von IBM konzentriert.

Einige von den Klonen des Zeitalters haben eingeschlossen:

• Amdahl Corporation
• ES EVM
• Fujitsu
• Hitachi
• Mitsubishi
• RCA
• Siemens
• Univac

S/370 Ersatz

Die Linie des Systems/370 wurde von IBM System/390 in den 1990er Jahren ersetzt, und die Architektur wurde von ESA/370 bis ESA/390 ähnlich umbenannt. Das war im Wesentlichen gerade ein Umbenennen aus Marktgründen, aber nicht architektonische Hauptänderung.

2000 wurde das System/390 durch den zSeries ersetzt (jetzt hat IBM System z genannt). Die zSeries Großrechner haben die 64 Bit z/Architecture, die bedeutendste Designverbesserung seit dem 31-Bit-Übergang eingeführt. Alle haben wesentliche rückwärts gerichtete Vereinbarkeit mit der ursprünglichen S/360 Architektur und dem Befehlssatz behalten.

Linux auf dem S/370

GNU Compiler Collection (GCC) hatte einen backend für S/370, aber es ist veraltet mit der Zeit geworden und wurde schließlich durch den S/390 backend ersetzt. Obwohl der S/370 und die S/390 Befehlssätze im Wesentlichen dasselbe sind (und seit der Einführung des S/360 entsprochen haben), ist die GCC Unterstützung für ältere Systeme aufgegeben worden. Aktuelle Unterstützung ist für Maschinen verfügbar, die den vollen Befehlssatz der Generation des Systems/390 5 (G5), die Hardware-Plattform für die anfängliche Ausgabe von Linux/390 unterstützen. Jedoch ist eine getrennt aufrechterhaltene Version von GCC 3.2.3, der den S/370 unterstützt, verfügbar, als GCCMVS bekannt.

Eingabe/Ausgabe-Evolutionen

• Der Block multiplexer Kanal, vorher verfügbar nur auf dem 360/85 und 360/195, war ein Standardteil der Architektur
• Außerdem als ein Teil der DAT Ansage wurden Kanäle befördert, um Indirekte Datenadresslisten zu unterstützen (eine Form der Eingabe/Ausgabe MMU erlaubend)

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Architektur-Details

S/370 bezieht sich auch auf eine Computersystemarchitektur-Spezifizierung, und ist eine direkte und größtenteils rückwärts kompatible Evolution der Architektur des Systems/360, von der er die meisten Aspekte behält. Diese Spezifizierung macht keine Annahmen auf der Durchführung selbst, aber beschreibt eher die Schnittstellen und das erwartete Verhalten einer Durchführung. Die Architektur beschreibt obligatorische Schnittstellen, die auf allen Durchführungen und fakultativen Schnittstellen verfügbar sein müssen, die können oder nicht durchgeführt werden dürfen.

Einige der Aspekte dieser Architektur sind:

• Großes endian Byte, das bestellt
• Ein oder mehr Verarbeiter mit
• 16 Allgemeiner 32-Bit-Zweck schreibt ein
• 16 32-Bit-Kontrolle schreibt ein
• Ein Programm-Status-64-Bit-Wort (PSW), das (unter anderem) beschreibt
• Unterbrechungsmasken
• Vorzug setzt fest
• Ein Bedingungscode
• Eine 24-Bit-Instruktion richtet
• Möglichkeiten (Zeit von Tagesuhr, Zwischenraum-Zeitmesser, Zentraleinheitszeitmesser und Uhr comparator) zeitlich festlegend
• Ein Unterbrechungsmechanismus, maskable und unmaskable Unterbrechungsklassen und Unterklassen
• Ein Befehlssatz. Jede Instruktion wird ganz beschrieben und definiert auch die Bedingungen, unter denen eine Ausnahme in der Form der Programm-Unterbrechung anerkannt wird.
• Ein Gedächtnis (genannt Lagerung) Subsystem mit
• 8 Bit pro Byte
• Ein spezieller Verarbeiter-Verständigungsbereich, der an der Adresse 0 anfängt
• Schlüssel hat Schutz kontrolliert
• 24 Bit, richtend
• Manuelle Kontrolloperationen, die zur Verfügung stellen
• Ein Stiefelstrippe-Prozess (ein Prozess genannt die Anfängliche Programm-Last oder IPL)
• Maschinenbediener-eingeführte Unterbrechungen
• Das Rücksetzen des Systems
• Grundlegende Beseitigen-Möglichkeiten
• Manuelle Anzeige und Modifizierungen des Staates des Systems (Gedächtnis und Verarbeiter)
• Ein Mechanismus des Eingangs/Produktion - der die Geräte selbst nicht beschreibt

Einige der optionalen Zusatzeinrichtungen sind:

• Ein Dynamischer Adressumrechnungsmechanismus, der verwendet werden kann, um ein virtuelles Speichersystem durchzuführen
• Das Schwimmen von Punkt-Instruktionen

Wegen der ausziehbaren Natur der Schnittstelle-Spezifizierung konnte neue Schnittstelle ausgedacht werden, ohne den anfänglichen Schnittstelle-Vertrag zu brechen. Solche Beispiele sind:

• ECPS:VM, eine Eigenschaft, um dem VM/370 Betriebssystem zu helfen
• ECPS:VSE, eine Eigenschaft, um DOS Betriebssystem zu helfen

Große Sorge wurde genommen, um sicherzustellen, dass weitere Modifizierungen zur Architektur vereinbar mindestens bleiben würden, so weit nichtprivilegierte Programme betroffen wurden. Diese Philosophie datiert die Definition der S/370 Architektur zurück und hat mit der S/360 Architektur angefangen. Wenn bestimmte Regeln daran geklebt werden, wird ein für diese Architektur geschriebenes Programm mit den beabsichtigten Ergebnissen auf den Nachfolgern dieser Architektur laufen.

Einer des Schlüsselaspekts, der diese Vereinbarkeit erlaubt, soll das definieren unbenutzte Felder sollen auf einen vorher bestimmten Wert (gewöhnlich 0) gesetzt werden - und dass das Verwenden eines anderen Werts zu einer Ausnahme-Bedingung führt, die wird anerkennt. Wenn die Schnittstelle modifiziert wird, kann dieses unbenutzte Feld dann verwendet werden, um den Schnittstelle-Vertrag zu verändern. Ein gut gebildetes Programm kann dann noch das erwartete Ergebnis selbst wenn erzeugen, auf einer Durchführung der neuen Schnittstelle durchführend.

Solch ein Beispiel ist, dass die S/370 Architektur angibt, dass das PSW 64-Bit-Register-Bit Nummer 32 auf 0 gesetzt werden muss, und dass das Tun sonst zu einer Ausnahme führt. Nachher, als der S/370 XA Architektur definiert wurde, wurde es festgestellt, dass dieses Bit anzeigen würde, ob das Programm ein Programm war, eine 24-Bit-Adressarchitektur oder 31-Bit-Adressarchitektur erwartend. So können die meisten Programme, die auf der 24-Bit-Architektur laufen, noch auf 31-Bit-Systemen und dem neuen 64-Bit-System laufen.

Jedoch können nicht alle Schnittstellen vereinbar bleiben. Betonung wurde angezogen nicht zu haben, kontrolliert Programme (genannt Problem-Zustandprogramme) bleiben vereinbar. So müssen Betriebssysteme zur neuen Architektur getragen werden, weil die Kontrollschnittstellen können (und waren) wiederdefiniert auf eine unvereinbare Weise. Zum Beispiel wurde die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle in S/370 XA neu entworfen, S/370 Programm machend, unbrauchbare Eingabe/Ausgabe-Operationen ausgebend, wie - ist.

Siehe auch

• IBM System/360
• IBM ESA/390
• IBM System z
• PC-basierte IBM-kompatible Großrechner
• Herkules S/370, ESA/390 und z/Architecture Emulator (seit 1999)

Referenzen

Links

• Computerprogrammierung auf dem Assembler, CSCI 360 Vortrag-Zeichen für einen Nördlichen Universitätskurs von Illinois