IBM System / 360モデル67

IBM System / 360 Model 67 （ S / 360-67 ）は、1960年代後半の重要なIBMメインフレームモデルでした。 S / 360シリーズの他の部分とは異なり、仮想メモリ、32ビットアドレス指定、および2846チャネルコントローラーをサポートするダイナミックアドレス変換ユニット、「DATボックス」など、タイムシェアリングアプリケーションを容易にする機能が含まれていました。プロセッサ間のチャネル。それ以外の点では、S / 360-67は他のS / 360シリーズと互換性がありました。

起源

S / 360-67は、主要なタイムシェアリング顧客、特にMIT（Project MACが悪名高いIBMの販売失敗になった）、ミシガン大学、ゼネラルモーターズ、ベルラボ、プリンストン大学、およびカーネギー工科大学（後のカーネギーメロン大学）。

1960年代半ば、多くの組織がタイムシェアリングを使用したインタラクティブコンピューティングサービスの提供に関心を寄せていました。当時、コンピュータが実行できる作業は、実際のメモリストレージ容量の不足により制限されていました。 IBMが1960年代半ばにSystem / 360ファミリーのコンピューターを導入したとき、この制限に対する解決策は提供されず、IBM内ではタイムシェアリングの重要性とそれをサポートする必要性について対立する意見がありました。

Bruce Arden、Bernard Galler、Frank Westervelt（ミシガン大学アカデミックコンピューティングセンターのすべてのアソシエイトディレクター）、Tom O'Brianがマサチューセッツで開発した基本的なアイデアに基づいた、「タイムシェアリング環境でのプログラムとアドレス指定構造 」というタイトルの論文Institute of Technology（MIT）は1966年1月に公開されました。この論文では、タイムシェアリングの実装に使用できる動的アドレス変換（DAT）を使用した仮想メモリアーキテクチャの概要を説明しました。

1年間の交渉と設計研究の後、IBMはミシガン大学向けにS / 360-65メインフレームコンピューターのユニークなバージョンを作成することに同意しました。 S / 360-65Mには、仮想メモリをサポートし、タイムシェアリングのサポートを可能にするダイナミックアドレス変換（DAT）機能が含まれます。 IBMは当初、新しいマシンにタイムシェアリングオペレーティングシステムを提供しないことを決定しました。

他の組織がプロジェクトについて聞いたとき、彼らはタイムシェアリングのアイデアに興味を持ち、修正されたIBM S / 360シリーズのマシンを注文することに興味を示しました。この実証された関心により、IBMはコンピューターのモデル番号をS / 360-67に変更し、サポート対象製品にしました。 IBMは、タイムシェアリングの市場があることに気付いたとき、TSS / 360（TSSはTime-Sharing Systemの略）と呼ばれる新しいタイムシェアリングオペレーティングシステムを開発し、最初のモデルS / 360とほぼ同時に配信することに同意しました。 -67。

最初のS / 360-67は1966年5月に出荷されました。S/ 360-67は1977年3月15日に撤回されました。

モデル67が発表される前に、IBMはモデル64と66、60と62のモデルのDATバージョンを発表していましたが、60と62が65に置き換えられると同時に、ほとんどすぐに67に置き換えられました。

発表

IBMは、1965年8月16日にS / 360-67を「青い文字」（IBMが製品の発表に使用する標準メカニズム）で発表しました。 IBMは次のように述べました。

「System / 360 Model 67から特別な入札制限が削除されました」（つまり、現在一般的に利用可能になっています）
「高度なシステム可用性を備えたマルチプロセッサ構成」、最大4つの処理ユニットを含む
「独自の強力なオペレーティングシステム...タイムシェアリングシステムモニター（TSS）」があり、「コンピューターへの実質的に瞬時のアクセスと応答」を提供し、「マルチプロセッサーシステムのユニークな機能を活用します」
「2067プロセッシングユニットの動的アドレス変換機能を使用して問題プログラムを動的に再配置し、多くの同時ユーザーに数秒以内に応答できるようにしました」

仮想メモリ

S / 360-67の設計には、仮想メモリを実装するための根本的な新しいコンポーネントである「DATボックス」（動的アドレス変換ボックス）が含まれていました。 360/67のDATは、Arden、Galler、Westervelt、およびO'Brienによる1966年のJACM論文で概説されたアーキテクチャに基づいており、セグメントテーブルとページテーブルの両方が含まれていました。モデル67の仮想メモリサポートは、最終的にSystem / 370ライン全体で標準となった仮想メモリサポートに非常に似ていました。

S / 360-67は、他のS / 360および初期のS / 370システムの厳密に24ビットのアドレス空間、およびS / 370-XAの31ビットのアドレス空間とは異なり、24または32ビットのアドレス空間を提供しました。後のS / 370で利用可能です。 S / 360-67仮想アドレス空間は、 ページ （4096バイト）に分割され、 セグメント （100万バイト）にグループ化されました。ページはプロセッサの実メモリに動的にマッピングされました。これらのS / 360-67機能に加えて、ストレージキーの一部として参照ビットと変更ビットが有効になっているため、オペレーティングシステムはデマンドページングを実装できます。メモリにないページを参照すると、ページ違反が発生し、システム割り込みハンドラ。

S / 360-67の仮想メモリシステムは、3つの明確な目標を達成することができました。

大きなアドレス空間。物理メモリを仮想メモリの大きなプールにマップしました。これは、ランダムアクセスストレージ（通常はディスクまたはドラムストレージ）から必要に応じて実際のメモリに動的にスワップインおよびスワップアウトできます。
分離されたOSコンポーネント。オペレーティングシステムのメモリフットプリントのほとんどをユーザーの環境から削除することにより、アプリケーションで使用可能なメモリを増やし、アプリケーションがオペレーティングシステムのデータやプログラムに侵入したり破損したりするリスクを減らしました。
複数のアドレススペース。それぞれが異なるユーザーに複数の仮想アドレススペースを実装することにより、各ユーザーがプライベート仮想マシンを持つ可能性があります。

最初の目標は、（少なくとも何十年もの間）初期のマシンの圧倒的な制限を取り除きました：物理ストレージの不足。 2つ目は、セキュリティと信頼性の大幅な改善を可能にしました。 3番目は、真の仮想マシンの実装を可能にしました。最新のドキュメントでは、完全なハードウェア仮想化と仮想マシンがS / 360-67の当初の設計目標ではなかったことが明らかにされています。

特徴

S / 360-67には、すべてのS / 360システムで利用可能な標準およびオプション機能に加えて、次の拡張機能が含まれていました。

セグメントおよびページテーブル（それぞれ最大256 4096バイトページを含む最大16セグメント）を使用した24または32ビット仮想アドレスをサポートするダイナミックアドレス変換（DAT）
追加の割り込みマスキングと追加の制御レジスタを有効にする拡張PSWモード
約13マイクロ秒の解像度を持つ高解像度インターバルタイマー
ストレージ保護キーの一部としての参照および変更ビット
デュプレックス構成のプロセッサーが他のプロセッサーに外部割り込みを提示できるようにする拡張直接制御
二重構成のプロセッサ、プロセッサストレージ、およびI / Oチャネルを2つの独立したサブシステムに分割する
パーティション化されたデュプレックス構成のプロセッサストレージに連続した実メモリアドレスを割り当てることができるフローティングアドレス指定
デュプレックス構成の両方のプロセッサがすべてのI / Oチャネルにアクセスできるようにし、I / O操作を開始したプロセッサに関係なく、I / O割り込みをいずれかのプロセッサに提示できるIBM 2846チャネルコントローラ
シンプレックス構成には7つのI / Oチャネルを含めることができますが、デュプレックス構成には14のI / Oチャネルを含めることができます
3つの新しいスーパーバイザステート命令：複数制御のロード（LMC）、複数制御のストア（SMC）、実アドレスのロード（LRA）
2つの新しい問題状態の命令：ブランチとストアレジスタ（BASR）、およびブランチとストア（BAS）
2つの新しいプログラム中断：セグメント変換例外（16）およびページ変換例外（17）

S / 360-67は、S / 360-65と同様に、200ナノ秒の基本的な内部サイクル時間と750ナノ秒の基本的な磁気コアストレージサイクルで動作しました。 200 nsのサイクル時間により、S / 360-67はS / 360ラインの中央、ローエンドのモデル30とハイエンドのモデル195の間に配置されました。 1サイクルで1〜8バイト（1バイトあたり8データビットと1パリティビット）をプロセッサストレージに読み書きできます。 60ビットの並列加算器により、浮動小数点演算での長い端数の処理が容易になりました。 8ビットのシリアル加算器により、浮動小数点指数演算の同時実行が可能になり、10進数演算と可変フィールド長（VFL）命令も処理されました。

新しいコンポーネント

4つの新しいコンポーネントがS / 360-67の一部でした：

2067プロセッシングユニットモデル1および2
2365プロセッサストレージモデル12
2846チャネルコントローラー、および
2167構成単位。

これらのコンポーネントは、2365プロセッサーストレージモデル2、2860セレクターチャネル、2870マルチプレクサーチャンネル、その他のシステム/ 360コントロールユニットおよびデバイスとともに、S / 360-67で使用できます。

カーネギーテックにはIBM 2361 LCSを搭載した360/67がありましたが、そのオプションは価格表に記載されておらず、二重構成では機能しなかった可能性があります。

基本構成

IBM System / 360モデル67では、次の3つの基本構成が利用できました。

シンプレックス-1つのIBM 2067-1プロセッサ、2〜4つのIBM 2365-2プロセッサストレージコンポーネント（512K〜1Mバイト）、最大7つのデータチャネル、およびその他の周辺機器。このシステムはIBM System / 360モデル67-1と呼ばれていました。
半二重-1つのIBM 2067-2プロセッサー、2〜4つのIBM 2365-12プロセッサーストレージコンポーネント（512K〜1Mバイト）、1つのIBM 2167構成ユニット、1つまたは2つのIBM 2846チャネルコントローラー、最大14のデータチャネル、およびその他周辺機器。
デュプレックス-2つのIBM 2067-2プロセッサー、3〜8つのIBM 2365-12プロセッサーストレージコンポーネント（768K〜2Mバイト）、1つのIBM 2167構成ユニット、1つまたは2つのIBM 2846チャネルコントローラー、最大14のデータチャネル、およびその他の周辺機器。

1つのIBM 2067-2プロセッサーと3番目のIBM 2365-12プロセッサーストレージを追加することにより、半二重システムに既に3つ以上がない限り、フィールドで半二重システムを二重システムにアップグレードできます。半二重および二重構成は、IBM System / 360モデル67-2と呼ばれていました。

オペレーティングシステム

S / 360-67が1965年8月に発表されたとき、IBMはTSS / 360も発表しました。TSS/ 360は、1971年にキャンセルされたタイムシェアリングオペレーティングシステムプロジェクトです（1968年にキャンセルされましたが、1969年に延期されました）。

約束どおりにTSS / 360を提供しなかったIBMの失敗は、S / 360-67のユニークな機能を使用するオペレーティングシステムを開発する他の人々への扉を開きました。

ミシガンターミナルシステムであるMTSは、ミシガン大学で開発されたタイムシェアリングオペレーティングシステムであり、1967年1月にモデル67で最初に使用されました。1967年10月にMTSに仮想メモリサポートが追加されました。 / 360-67は1968年10月に追加されました。
CP / CMSは、最初の仮想マシンオペレーティングシステムでした。 MITの近くにあるIBMのケンブリッジ科学センター（CSC）で開発されました。 CP / CMSは基本的にサポートされていない研究システムであり、IBMの主流製品組織から離れて構築され、外部の研究者の積極的な関与がありました。時間が経つにつれて、完全にサポートされるIBMオペレーティングシステム（VM / 370および今日のz / VM）に進化しました。
VP / CSSは、商用CSSを提供するためにNational CSSによって開発されました。 CP / CMSに基づいていました。

レガシー

S / 360-67には重要な遺産がありました。 TSS / 360の障害後、IBMはS / 360-67プラットフォーム（CP / CMS、MTS、MUSIC）でのタイムシェアリングコミュニティの開花に驚きました。多数の商業、学術、およびサービス局のサイトがシステムをインストールしました。タイムシェアリングに対するIBMの温かいサポートを活用し、情報とリソース（ソースコードの変更を含む）を共有することで、彼らは世代のタイムシェアリングセンターを構築およびサポートしました。

145分の370は、その表向きの目的のためよりも、ページングのために、より便利登場連想メモリを持っていたものの、S / 360から67のユニークな特徴は、当初、IBMの次の製品シリーズは、システム/ 370に搬入されませんでした。これは、タイムシェアリングとバッチ処理のメリットをめぐる、IBM内での非常に目に見える政治的な戦いからの大部分のフォールアウトでした。最初は少なくとも、タイムシェアリングは失われました。

しかし、IBMは、タイムシェアリングと仮想メモリ機能に対する顧客の需要の増加に直面していました。 IBMは、商業的に成功を収めているNational CSSやInteractive Data Corporation（IDC）などのタイムシェアベンダーの新しい業界を含む、多数のS / 360-67タイムシェアインストールも無視できませんでした。

1972年に、IBMはS / 370シリーズに仮想メモリ機能を追加しました。これは、多くの人がS / 360-67プロジェクトで行われた作業の正当性と見なす動きです。 IBMのVMファミリーと一般的な仮想化テクノロジーの存続と成功も、S / 360-67に大きく依存しています。

2010年、IBMは最新のメインフレームであるz196の技術的な説明の中で、ソフトウェアの仮想化はSystem / 360モデル67から始まったと述べました。