نظام IBM System/360 موديل 20

يُعدّ جهاز IBM System/360 Model 20 أصغر أفراد عائلة IBM System/360 ، وقد أُعلن عنه في نوفمبر 1964. يدعم Model 20 مجموعة فرعية فقط من تعليمات System/360، حيث تقتصر الأرقام الثنائية على 16 بت، ولا يدعم العمليات الحسابية ذات الفاصلة العائمة . [ 1 ] في السنوات اللاحقة، كان سيُصنّف كحاسوب صغير 16 بت ، ولكن مصطلح "حاسوب صغير" لم يكن شائعًا آنذاك، وعلى أي حال، أرادت IBM التركيز على توافق Model 20 بدلاً من اختلافاته عن باقي سلسلة System/360. مع ذلك، فهو يمتلك مجموعة تعليمات System/360 العشرية الكاملة، والتي تسمح بإجراء عمليات الجمع والطرح والضرب والقسمة لما يصل إلى 31 رقمًا عشريًا.

طُوّر هذا النظام من قِبل شركة IBM في بوبلينغن ، ألمانيا، [ 2 ] : الصفحات 217-218، 352، وكان مُصمماً لمعالجة البيانات وكبديل لأجهزة الجدولة . أما الحاسوب الصغير غير المتوافق معه، IBM 1130 ، الذي طُرح في العام التالي، فقد صُمم للحوسبة العلمية والهندسية.

كان تصميم جهاز Model 20 ثمرة صراع داخلي داخل شركة IBM. فقد أراد جون هانسترا جهازًا منخفض التكلفة قادرًا على تنفيذ تعليمات IBM 1401 ، بينما فضّل فريد بروكس أن يعتمد الجهاز على بنية System/360. وكانت النتيجة النهائية حلًا وسطًا طغت فيه اعتبارات التكلفة: حيث تم تأجير النظام بأقل من 2000 دولار شهريًا ( ما يعادل 20762 دولارًا في عام 2025 ) شاملًا جهاز طباعة البطاقات متعدد الوظائف وطابعة الخط، مقارنةً بحوالي 3000 دولار ( ما يعادل 31143 دولارًا في عام 2025 ) لنظام 1401 مماثل. [ 2 ] : ص 446

استنادًا إلى عدد الأنظمة المباعة، كان طراز 20 أنجح طرازات نظام System/360. ووفقًا لبو، "تجاوز عدد معالجات طراز 20 المثبتة في الولايات المتحدة بحلول نهاية عام 1970، 7400 معالج." [ 2 ] : ص 639. مع ذلك، حققت طرازات أخرى إيرادات أكبر. وعلى الرغم من شعبيتها، فإن عدد أجهزة طراز 20 العاملة في عام 2020 قليل نسبيًا. [ 3 ]

وحدة معالجة مركزية أخرى من طراز IBM System/360 Model 20.
جهاز IBM System/360 موديل 20 (مع إزالة اللوحات الأمامية)، مع جهاز IBM 2560 MFCM (جهاز بطاقات متعدد الوظائف) على اليمين

بنيان

كان الطراز 20 متوفرًا بستة أحجام للذاكرة: 4، 8، 12، 16، 24، و32  كيلوبايت. وكما هو الحال في طرازات System/360 الأخرى، يمكن عنونة الذاكرة بالبايت. [ 1 ] : ص. 1. تحتوي الذاكرة على ثمانية سجلات للأغراض العامة، كل منها 16 بت، مرقمة من R8 إلى R15، والتي يمكن استخدامها في العمليات الحسابية كسجلات أساسية . كما يمكن عنونة جميع الذاكرة مباشرةً من خلال ميزة تُسمى العنونة المباشرة، والتي تجمع بين إزاحة الاثني عشر بت والبتات ذات الترتيب الأدنى لما يُفترض أن يكون حقل السجل الأساسي للتعليمات (R0-R7) لتكوين عنوان مُجمّع من خمسة عشر بت. [ 1 ] : ص. 4. لا توجد حماية للتخزين، باستثناء أول 144 بايت من "المنطقة المحمية".

مجموعة التعليمات هي مجموعة فرعية من System/360 تتكون من 37 تعليمة بدلاً من 143، [ 1 ] : ص.7-25 [ 4 ] : ​​ص.384 مع بعض التعليمات غير المتوافقة، مثل BASR (مسجل التفرع والتخزين) بدلاً من BALR (مسجل التفرع والربط).

  • تستخدم العمليات الحسابية الثنائية تعليمات "نصف الكلمة" في نظام S/360 للتعامل مع كميات 16 بت. وتشمل هذه التعليمات: تحميل نصف كلمة، وجمع نصف كلمة، وطرح نصف كلمة، ومقارنة نصف كلمة، وتخزين نصف كلمة، بالإضافة إلى جمع سجل وطرح سجل.
  • تتضمن العمليات الحسابية العشرية مجموعة تعليمات S/360 العشرية الكاملة للعمليات على المعاملات العشرية المعبأة التي تصل إلى 31 رقمًا بالإضافة إلى علامة التعداد في التخزين.
  • تتضمن التعليمات المنطقية ما يلي: نقل الأحرف، النقل مع إزاحة، النقل الفوري، نقل الأرقام، نقل المناطق، مقارنة القيم المنطقية الفورية، مقارنة الأحرف المنطقية، التحرير، والربط الفوري، أو الربط الفوري، الاختبار تحت القناع، والترجمة. ومن بين التعليمات المنطقية غير المألوفة، وغير الموجودة في طرازات System/360 الأخرى، تعليمة "التوقف والمتابعة" (HPR، رمز العملية X'99') التي توقف الإدخال/الإخراج وتمنع المعالج من عرض أي رمز للمشغل. ويمكن استئناف العملية بالضغط على زر "البدء".
  • تتضمن تعليمات التفرع تعليمات التفرع القياسية في نظام S/360 عند تحقق شرط معين. وبدلاً من "التفرع والربط"، تستخدم مجموعة التعليمات "التفرع والتخزين" (BASR، X'0D'، وBAS، X'4D')، والتي تعمل بشكل مشابه باستثناء تخزين عنوان ربط 16 بت. ويحل "تعيين كلمة حالة البرنامج" (SPSW، X'B1')، الذي يقوم بتحميل كلمة حالة البرنامج (PSW) 32 بت، محل "تحميل كلمة حالة البرنامج" القياسية. لا يحتوي الطراز 20 على مفهوم التعليمات المميزة أو تمييز بين حالة المشرف وحالة المستخدم ، لذا فإن كلمة حالة البرنامج متاحة لبرامج المستخدم.
  • تعليمات الإدخال/الإخراج خاصة بالطراز 20. وبسبب عدم وجود قنوات الإدخال/الإخراج، يتم التحكم في جميع الأجهزة الطرفية بشكل مباشر بواسطة المعالج.
    • "اختبار الإدخال/الإخراج والتفرع" (TIOB، X'9A') الذي يختبر جهازًا محددًا لأي مجموعة من أربعة شروط تعتمد على الأجهزة.
    • "Control I/O" (CIO, X'9B') يقوم بعملية تحكم (غير بيانات) على جهاز.
    • تُنفّذ عملية "نقل الإدخال/الإخراج" (XIO، X'D0') عملية نقل بيانات على جهاز. تبدأ XIO عملية النقل وتُحدد عدد البايتات المراد قراءتها أو كتابتها. يُمكن اختيارياً تنفيذ نقل البيانات عن طريق " سرقة دورة المعالجة" (يُطلق عليها في وثائق IBM اسم " المشاركة الزمنية ")، أي أخذ دورات المعالج من برنامج المستخدم حسب الحاجة لتنفيذ العملية.

مثل معظم طرازات System/360 الأخرى، فإن الطراز 20 مبرمج بشكل دقيق؛ فهو يستخدم تخزين القراءة فقط للمحول (TROS).

الأجهزة الطرفية

اعتبارًا من عام 1967، تم دعم الأجهزة الطرفية التالية : [ 1 ] : الصفحات 36-110

يمكن أن يحتوي النظام أيضًا على محول اتصالات مدمج. كان هناك إصداران من المحول، أحدهما للإرسال والاستقبال المتزامن (STR) والآخر للاتصالات الثنائية المتزامنة (Bisync).

2311 وحدة تخزين القرص

يستخدم نظام التخزين القرصي من طراز 20 محركات أقراص IBM 2311 ، من الطرازين 11 أو 12، والمتصلة بوحدة تحكم تخزين مدمجة في المعالج. [ 1 ] : الصفحات 58-76. في حال توصيل أكثر من محرك أقراص، يجب أن تكون من نفس الطراز. يستخدم كلا الطرازين حزمة الأقراص 1316 التي توفر 203 أسطوانات كحد أقصى ، مع 10 مسارات لكل أسطوانة. يستخدم الطراز 11 جميع الأسطوانات، بينما يستخدم الطراز 12 الأسطوانات الخارجية فقط (103 أسطوانات). يُقسّم كل مسار إلى عشرة قطاعات ، كل قطاع منها 270 بايت. تبلغ السعة المُهيأة للطراز 11 5.4  مليون بايت، بينما تبلغ للطراز 12 2.5  مليون بايت. [ 5 ]

جهاز بطاقات متعدد الوظائف IBM 2560

تُعد آلة البطاقات متعددة الوظائف IBM 2560 ( MFCM ) [ 6 ] جهازًا طرفيًا تم تقديمه لأول مرة في الطراز 20. ونظرًا لمشاكل الموثوقية التي كانت تعاني منها، والتي غالبًا ما تتضمن انحشار البطاقات، فقد تم تفسير الاختصار بشكل متكرر على أنه يشير إلى العديد من الأسماء الأقل ملاءمة.

يحتوي جهاز 2560 على خزانين لوضع البطاقات المثقبة. يمكن أن يحتوي الخزان الثاني على بطاقات مثقبة للقراءة أو بطاقات فارغة للثقب. تم توفير نموذجين:

  • النموذج A1: خمسة أجهزة لتكديس البطاقات، وجهاز طباعة/ترجمة اختياري، مع رأسين أو أربعة أو ستة رؤوس طباعة. [ 7 ]
  • النموذج A2: أربع بطاقات قابلة للتكديس.

تتضمن عملية معالجة البطاقات: محطة قراءة، ومحطة تثقيب، وفي الطراز A2 محطة طباعة تسمح بطباعة النصوص على البطاقات. بعد معالجتها، تُنقل البطاقات إلى أحد أجهزة التجميع. [ 1 ] : 41-43. يتيح هذا للجهاز العمل كقارئ ومثقب بطاقات . وبما أن البرنامج قادر على إصدار أمر "كتابة البطاقة" للطباعة عليها بعد قراءة بياناتها باستخدام أمر "قراءة البطاقة الأساسية" أو "قراءة البطاقة الثانوية"، فإنه يستطيع أيضًا، تحت سيطرة البرنامج، العمل كمترجم . كما يمكن للبرنامج، من خلال إصدار أمر "تحديد جهاز تجميع البطاقات الأساسية" أو "تحديد جهاز تجميع البطاقات الثانوية" لاختيار جهاز التجميع الذي ستُوضع فيه البطاقة بعد قراءة بياناتها، العمل كجهاز فرز بطاقات . هذا يُمكّن الطراز 20 من استبدال العديد من أجهزة البطاقات المثقبة المنفصلة.

أعلن إعلان شركة IBM أن جهاز 2560 يوفر "إمكانية معالجة البطاقات لم تكن ممكنة من قبل في تمريرة واحدة عبر النظام". [ 8 ] [ 7 ] : 13 [ 9 ] وبما أن جميع عمليات الإدخال/الإخراج تتم بواسطة المعالج، فإن النظام مناسب بشكل خاص للتحكم في الأجهزة التي تعتمد على التوقيت مثل جهاز 2560، حيث يمكن قراءة البطاقة، وتثقيبها، وطباعتها، وإرسالها إلى مكدس إخراج محدد مع متطلبات توقيت دقيقة إذا كان من المقرر الحفاظ على السرعة المقدرة بالكامل.

برمجة

نظام برمجة الأقراص

نظام برمجة القرص (DPS) هو برنامج تحكم لجهاز من طراز 20 مزود  بذاكرة لا تقل عن 12 كيلوبايت ومحرك أقراص واحد. مكونات نظام برمجة القرص هي: [ 10 ]

  • برنامج التحميل الأولي (IPL).
  • برنامج مراقبة صغير مقيم يتعامل مع إدخال/إخراج القرص، واستعادة الأخطاء، والانتقال من مهمة إلى أخرى، ويقوم بتحميل البرامج المراد تنفيذها من مكتبة الصور الأساسية على القرص.
  • يتولى برنامج التحكم في الوظائف، الذي يتم تحميله بواسطة جهاز المراقبة بين الوظائف، إعداد الوظائف.
  • برامج الخدمة لإدارة المكتبة، وصيانة جدول أجهزة الإدخال/الإخراج، وتحرير الارتباطات ، ولتحميل ونسخ قرص النظام الرئيسي، ونسخ احتياطي واستعادة محركات الأقراص الأخرى.

تتيح وظيفة Rollout/Rollin لمشغل الكمبيوتر مقاطعة برنامج دفعي قيد التشغيل، وتنفيذ برنامج استعلام، ثم إعادة تشغيل مهمة الدفعة من حيث توقفت.

نظام برمجة الشريط

يدعم نظام برمجة الأشرطة (TPS) الأنظمة المزودة بمحركات أشرطة مغناطيسية ولكن بدون محركات أقراص. الحد الأدنى لتكوين TPS هو 4096 بايت من الذاكرة الرئيسية، وقارئ بطاقات، ومثقب بطاقات، وطابعة، ومحركي أشرطة مغناطيسية. يوفر TPS في هذه الأنظمة مُجمِّعًا وبرامج مساعدة لمعالجة الأشرطة. تتوفر إمكانيات إضافية في الأنظمة المزودة بذاكرة رئيسية 8192 بايت، وتزداد هذه الإمكانيات مع أربعة محركات أشرطة مغناطيسية أو أكثر. [ 11 ] : 42-43

دعم برمجة البطاقات

نظام برمجة البطاقات (CPS) عبارة عن مجموعة من برامج التحكم لنظام الكمبيوتر من طراز 20 المزود بأجهزة إدخال/إخراج البطاقات فقط.

اللغات

برامج أخرى من شركة IBM

  • فرز/دمج .
  • برامج مساعدة للأقراص والأشرطة مثل تهيئة القرص ، وتهيئة الشريط ، ومسح القرص .

المستنسخون

كانت أجهزة الكمبيوتر UNIVAC 9200 و 9300 نسخًا من الطراز 20.

الآلات المتبقية

على الرغم من بيع أو تأجير أعداد كبيرة جدًا من أجهزة الكمبيوتر المركزية من طراز System/360 Model 20 مقارنةً بأنظمة الحواسيب المركزية في عصرها، لم يتبق منها سوى عدد قليل. وتُعد هذه الأجهزة في الغالب ملكًا للمتاحف أو هواة جمع التحف. ومن أمثلة الأنظمة الموجودة:

يمكن العثور على قائمة محدثة باستمرار لأجهزة System/360 المتبقية في قائمة جرد أجهزة System/360 المتبقية في العالم .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 الخصائص الوظيفية لنظام IBM System/360 موديل 20 (ملف PDF) . IBM. 1967. A26-5847-3.
  2. 1 2 3 بو، إيمرسون دبليو؛ جونسون، لايل آر؛ بالمر، جون إتش (1991). أنظمة IBM 360 وأنظمة 370 المبكرة . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 0-262-16123-0.
  3. برادلي، آدم؛ بلاكبيرن، كريستوفر؛ فوغان، بيتر. "إنقاذ واستعادة نظام IBM 360 موديل 20" . تم الاطلاع عليه في 2 مارس 2020 .
  4. بو، إيمرسون و. (1995). بناء شركة آي بي إم: تشكيل صناعة وتقنياتها . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. رقم ISBN 0-262-16147-8أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 5 مايو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أكتوبر 2012 .
  5. نظرية تشغيل هندسة المجال من IBM 2311، نماذج محركات تخزين الأقراص 1 و11 و12 (ملف PDF) . IBM . Y26-5897-4.يصف هذا الدليل جهاز IBM 2311، بما في ذلك الطرازين 11 و12، المستخدمين في نظام System/360 طراز 20
  6. سي إي سبوريير (1966). "آلة البطاقات متعددة الوظائف IBM 2560" . وقائع مؤتمر الحوسبة المشترك الربيعي المنعقد في الفترة من 26 إلى 28 أبريل 1966 - AFIPS '66 (ربيع) . الصفحات 315-321 . doi : 10.1145/1464182.1464221 . ISBN  9781450378925. S2CID 24960497 . 
  7. 1 2 ملخص نظام IBM System/360 . IBM . الطراز 20. A22-6810.
  8. "إعلان هندسة العملاء لطراز IBM 360 20" (ملف PDF) .
  9. دليل تعليمات هندسة المجال من IBM، معالج System/360 طراز 20 2020 (PDF) . IBM .
  10. برنامج برمجة الأقراص IBM System/360 موديل 20، برامج التحكم والخدمة (ملف PDF) (الطبعة الخامسة ). IBM . مارس 1969. C24-9006-4. 
  11. إجراءات تشغيل نظام برمجة الأشرطة IBM System/360 موديل 20 (ملف PDF) (الطبعة الرابعة ). IBM . مارس 1969. C24-9009-3. يوفر هذا المنشور لمشغلي موديل 20 المعلومات اللازمة لتشغيل أنظمتهم باستخدام نظام برمجة الأشرطة (TPS) موديل 20. 
  12. نظام برمجة الأقراص IBM System/360 موديل 20 PL/I (ملف PDF) (الطبعة الأولى ). IBM . ديسمبر 1968. C33-6007-1. 
  13. "تاريخ المشروع" . إنقاذ واستعادة نظام IBM 360 موديل 20. 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20-05-2019 .
  14. "لأجهزة 360 موطن جديد!" . مدونة IBM 360 Model 20 Rescue & Restoration . 11 سبتمبر 2024.
  15. "المتحف الألماني - أجهزة كمبيوتر بمكونات أشباه الموصلات" . 2020. مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2020. تم الاطلاع عليه في 18 مارس 2020 .

للمزيد من القراءة