نظام آي بي إم 360
المحتويات
- وحدات السجلات المثقبة
- آلية إدخال/إخراج — دون وصف للأجهزة نفسها
- 8 بت لكل بايت
- حماية ذاكرة خاضعة لمفاتيح
- أسماء المكونات
- القنوات
- الآلات المتبقية
- التوافق العكسي
- الأجهزة الطرفية
- عنونة باستخدام 24 بت
- معمارية 32 بت للعدد الصحيح
- الخلفاء والنسخ
- أدوات تصحيح أخطاء أساسية
- عداد البرنامج بطول 24 بت
- النماذج
- نظام تشغيل البرمجيات
- قناة التعدد الكتلي
- لمحة معمارية عامة
- وحدات الأشرطة المغناطيسية
- حالات الامتياز
- الخلفية
- قنوات التعدد البايتية وقنوات التحديد
- المكونات الأساسية للأجهزة
- تعليمات حسابات الفاصلة المتحركة
- ملخص النموذج
- الميزات المؤثرة

بدايةً، يُعدّ نظام آي بي إم/360 (S/360) عائلة من أنظمة الحاسوب المركزي أعلنت عنها آي بي إم في 7 أبريل 1964، وتم تسليمها بين عامي 1965 و1978. كان نظام/360 أول عائلة من الحواسيب صُممت لتغطية كل من التطبيقات التجارية والعلمية، ولمجموعة كاملة من الاستخدامات من الصغيرة إلى الكبيرة. ميّز التصميم بين معمارية الحاسوب والتنفيذ، مما سمح لشركة آي بي إم بإطلاق مجموعة من التصاميم المتوافقة بأسعار مختلفة. جميع الأنظمة، ما عدا القليلة الأعلى ثمناً والأقل توافقاً، تستعمل نص برمجي صغري لتنفيذ مجموعة التعليمات، وتتميّز بعنوانية البايت وفق معمارية 8 بت، ودعم العمليات الحسابية بالنقطة الثابتة الثنائية والعشرية، إلى جانب حسابات الفاصلة المتحركة من آي بي إم. وقد قدّمت عائلة نظام/360 تقنية الدوائر المنطقية الصلبة (SLT) من آي بي إم، التي أتاحت تجميع عدد أكبر من الترانزستورات على بطاقة الدائرة الواحدة، مما أتاح إنتاج حواسيب أقوى وأصغر حجمًا. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
وفي السياق ذاته، أبطأ نموذج من نظام/360 تم الإعلان عنه في 1964، آي بي إم، كان بإمكانه تنفيذ ما يصل إلى 34,500 تعليمة في الثانية، بذاكرة تتراوح بين 8 إلى 64 بايت. أما النماذج عالية الأداء فقد جاءت لاحقًا؛ ففي عام 1967، تمكن آي بي إم من تنفيذ ما يصل إلى 16.6 مليون تعليمة في الثانية.
تاريخ نظام/360
علاوةً على ذلك، حقق نظام آي بي إم 360 نجاحًا باهرًا، حيث أتاح للعملاء شراء نظام أصغر مع العلم أنهم يستطيعون توسيعه لاحقًا إذا زادت احتياجاتهم، دون الحاجة إلى إعادة برمجة البرمجيات التطبيقية أو استبدال الأجهزة الطرفية. وقد أثّر على تصميم الحواسيب لسنوات لاحقة، ويُعتبر من أنجح الحواسيب في التاريخ. ولا تزال التوافقية على مستوى التطبيقات (مع بعض القيود) لبرمجيات نظام/360 محفوظة حتى اليوم في خوادم آي بي إم الرئيسية.
ومن ناحية أخرى، كان المهندس الرئيسي لنظام/360 هو جين أمدال، وأدار المشروع فريد بروكس، تحت إشراف رئيس مجلس الإدارة توماس واتسون الابن. وقد تولّى جون آر. أوبل، أحد مساعدي واتسون، الإشراف على الإطلاق التجاري لعائلة نظام/360 في سنة 1964.
علاوةً على ذلك، أما النماذج الأكبر من 360 فقد كانت قادرة على امتلاك ما يصل إلى 8 بايت من تخزين بيانات الحاسوب، رغم أن وجود هذا الكم من الذاكرة كان نادرًا؛ حيث قد يحتوي التثبيت الكبير على ذاكرة رئيسية بسعة لا تتجاوز 256 كيلوبايت، لكن كان من الشائع وجود 512 كيلوبايت أو 768 كيلوبايت أو 1024 كيلوبايت. كما كانت تتوفر بعض النماذج بذاكرة أبطأ (زمن وصول 8 ميكروثانية) بسعة تصل إلى 8 ميغابايت.
وحدات السجلات المثقبة
في هذا الإطار، توفرت أجهزة تعرف الحروف البصرية مثل 1287 ولاحقًا 1288 لأنظمة 360. كان بإمكان جهاز 1287 قراءة الأرقام اليدوية وبعض خطوط OCR وأشرطة OCR الورقية الخاصة بآلات تسجيل النقد. أما جهاز 1288 "قارئ الصفحات"، فكان يستطيع التعامل مع صفحات مطبوعة بخط OCR تصل إلى الحجم القانوني، إلى جانب الأرقام المكتوبة يدويًا. كانت كلا الجهازين يعتمدان على مبدأ المسح بـ"البقعة الطائرة"، باستخدام شاشة CRT كبيرة تقوم بالمسح النقطي، ويتم التقاط التغييرات في الكثافة الضوئية المنعكسة بواسطة أنبوب مضاعف للضوء عالي الكسب.
من جهة ثانية، كانت الطابعات التسلسلية تشمل آي بي إم 1403 والطابعة الأبطأ آي بي إم 1443.
من جهة ثانية، تم توفير تقنية تعرف الحروف الممغنطة من خلال أجهزة فرز الشيكات آي بي إم 1412 و1419، مع طباعة بالحبر الممغنط (لأغراض دفاتر الشيكات) باستخدام طابعات 1445 (وهي نسخة معدلة من الطابعة 1443 تستعمل شريط MICR). وكانت أجهزة 1412/1419 و1445 تُستعمل بشكل أساسي في المؤسسات المصرفية.
علاوةً على ذلك، تم تقديم قارئ الشريط الورقي آي بي إم 2671 في سنة 1964، وكانت سرعته المقدرة 1000 حرف في الثانية. كما وُفرت قارئات ومثقّبات الشريط الورقي من عصر سابق فقط كطلبات تسعير خاصة. وكان من بين هذه الأجهزة القارئ 1054 والمثقّب 1055، اللذان تم نقلهما من نظام IBM 1050 للمعالجة عن بعد (كما هو الحال مع آلة الكتابة في وحدة التحكم 1052). جميع هذه الأجهزة كانت تعمل بسرعة قصوى تبلغ 15.5 حرف في الثانية. كما كان من الممكن الحصول على مثقّب الشريط الورقي من نظام آي بي إم 1080 ضمن طلبات تسعير خاصة، لكنه كان مكلفًا للغاية.
وفي هذا الصدد، شملت أجهزة بطاقات التثقيب القارئ 2501 وقارئ/مثقّب البطاقات 2540. كانت أغلب أنظمة نظام/360 تحتوي على وحدة 2540. أما الجهاز 2560 MFCM (آلة بطاقات متعددة الوظائف) التي تقوم بالقراءة والفرز والتثقيب، فقد كانت مخصصة لطراز Model 20 فقط، وكانت سيئة السمعة بسبب مشاكلها المستمرة في الاعتمادية، ما أكسبها ألقابًا ساخرة من نوع "آكلة البطاقات" أو "آلة البطاقات المعطلة".
آلية إدخال/إخراج — دون وصف للأجهزة نفسها
تعليمات نظام عشري مرمز ثنائيا
الميزات الاختيارية تشمل:
8 بت لكل بايت
منطقة مخصصة لتواصل المعالج تبدأ من العنوان 0
حماية ذاكرة خاضعة لمفاتيح
علاوةً على ذلك، كانت تعليمات نظام/360 بطول 2 بايت (بدون معاملات ذاكرة)، أو 4 بايت (مع معامل واحد)، أو 6 بايت (مع معاملين)، وتبدأ دومًا على حدود 2 بايت.
وفي هذا السياق، تم استخدام مخطط "الأساس + الإزاحة" لعنونة الذاكرة باستخدام السجلات من 1 إلى F (15). وكان الإزاحة مشفرة في 12 بت، مما يسمح بإزاحة تصل إلى 4096 بايت من عنوان في سجل الأساس.
ومن ناحية أخرى، مثلًا، تعليمة MVC لنقل 256 بايت (مع رمز طول ) من السجل 7 والإزاحة إلى السجل 8 والإزاحة تُشفّر كالتالي: "" (المشغل/الطول/العنوان1/العنوان2).
من جهة ثانية، المعاملات بطول 2 بايت، تمثل عادةً عنوانًا يتضمن نايبل من 4 بت لسجل الأساس و12 بت للإزاحة من محتوى ذلك السجل، في النطاق بالنظام السادس عشري. العنوان الناتج هو مجموع قيمة السجل والإزاحة.
إضافةً إلى ذلك، تُنفذ العمليات الحسابية الثنائية والمنطقية بشكل افتراضي بين السجلات أو بين الذاكرة والسجل (أو العكس). وإذا كانت مجموعة التعليمات التجارية مُثبتة، فيمكن تنفيذ العمليات العشرية المشفرة ثنائيًا بين مواقع الذاكرة مباشرة، مع بعض العمليات بين الذاكرة والسجل. أما مجموعة التعليمات العلمية، فتضيف 4 سجلات حسابات الفاصلة المتحركة يمكن برمجتها للعمل على 32 أو 64 بت. يمكن للطرازين 85 و195 العمل على أعداد فاصلة عائمة بدقة ممتدة 128 بت باستخدام أزواج من السجلات، كما وفرت البرمجيات محاكاة لذلك في الطرازات الأخرى.
إضافةً إلى ذلك، لا يمكن استخدام السجل 0 كسجل أساس أو سجل فهرسة أو حتى كسجل عنوان للقفز، حيث يشير الرقم 0 إلى العنوان الموجود في أول 4 كيلوبايت من الذاكرة. فإذا تم تحديد السجل 0، يتم استخدام القيمة 0x00000000 ضمن حساب العنوان الفعال بغض النظر عن محتوى السجل.
وفي السياق ذاته، استعمل نظام 360 بايت بحجم 8 بت، وكلمة بحجم 32 بت، وكلمة مزدوجة بحجم 64 بت، ونايبل بحجم 4 بت. وكانت التعليمات تحتوي على معاملات (operands) تتضمن أرقام سجلات أو عناوين ذاكرة، ما أدى إلى تنوع في أطوال وصيغ التعليمات.
ومن ناحية أخرى، صُمم نظام 360 لفصل "حالة النظام" عن "حالة المستعمل"، ما وفر حدًا أدنى من الأمان وقدرة على استرداد الأخطاء البرمجية. لم يكن بإمكان برامج المستعمل تعديل بيانات أو برامج تخص حالة النظام. وعند حدوث أخطاء في العنونة أو البيانات أو التعليمات، كانت الآلة تنتقل إلى حالة النظام لمعالجة الخطأ بواسطة روتينات النظام. كما أمكن استرداد بعض أخطاء العتاد من خلال روتينات فحص الآلة.
من جانب آخر، تعليمة مثل MVC (نقل الأحرف) (الرمز السادس عشري: D2) كانت تنقل حتى 256 بايت فقط. ولتحريك بيانات بحجم أكبر، كان يجب استخدام تعليمات MVC متعددة. (قدمت سلسلة نظام آي بي إم 370 تعليمة MVCL "نقل أحرف طويل" لنقل حتى 16 ميغابايت دفعة واحدة).
وفي هذا السياق، باستثناء الطراز 67، كانت كل العناوين تشير إلى ذاكرة حقيقية (ليست افتراضية). لم تُوفر الذاكرة الافتراضية في أغلب أنظمة IBM إلا مع سلسلة نظام آي بي إم 370. وقدّم الطراز 67 معمارية ذاكرة افتراضية استُخدمت في أنظمة إم تي إس وCP-67 وTSS/360، ولكن لم تعتمدها أنظمة التشغيل الرئيسية من IBM الخاصة بـ نظام 360.
من جهة ثانية، هذا السلوك سمح بتنفيذ روتينات المقاطعة في بدايتها، حيث لا تكون سجلات الأساس قد أُعدت بعد. ولم تكن هذه الخاصية ضرورية عند إقلاع (حاسوب) النظام (IPL)، حيث يمكن تصفير السجل يدويًا دون الحاجة لحفظ محتواه.
ومن ناحية أخرى، جميع طرازات نظام 360، باستثناء الطرازين 20 و44، طبقت هذه المواصفات.
أسماء المكونات
كذلك، ابتكرت شركة آي بي إم نظام تسمية جديد للمكونات التي تم تطويرها خصيصًا لنظام/360، رغم أنها احتفظت بأسماء قديمة معروفة مثل آي بي إم 1403 وآي بي إم 1050. في نظام التسمية الجديد هذا، مُنحت المكونات أرقامًا مكونة من أربعة أرقام تبدأ بالرقم 2. أما الرقم الثاني فكان يحدد نوع المكون، كما يلي:
القنوات
كذلك، كانت الأجهزة الطرفية تتصل بالنظام عبر "قنوات". القناة هي معالج متخصص ذو مجموعة تعليمات محسّنة لنقل البيانات بين الجهاز الطرفي والذاكرة الرئيسية. بالمصطلحات الحديثة، يمكن مقارنتها بـوصول مباشر للذاكرة (DMA). يربط نظام S/360 القنوات بوحدات التحكم عبر كبلات الحافلة والعلامة؛ وقد استبدلت آي بي إم هذه الكبلات لاحقًا بقنوات اتصال نظم المؤسسات (ESCON) والاتصال عبر الألياف (FICON)، لكن ذلك حدث بعد فترة طويلة من عصر S/360.
الآلات المتبقية
وفي هذا الصدد، رغم أنه تم بيع أو تأجير عدد هائل من حواسيب نظام/360 في عصرها باعتبارها من فئة حاسوب مركزي، إلا أن عددًا قليلاً فقط من هذه الحواسيب لا يزال موجودًا اليوم—وغالبًا كقطع غير عاملة في ملكية متاحف أو هواة جمع. من الأمثلة على الأنظمة المتبقية:
وعلى صعيد آخر، قائمة متجددة بأنظمة نظام/360 المتبقية والتي تتجاوز مجرد "لوحات أمامية" متوفرة على الجرد العالمي لوحدات المعالجة المركزية المتبقية من نظام/360.
من جهة ثانية، يحتوي متحف أجهزة الكمبيوتر الحية: المتحف والمختبرات على جهاز نظام/360 النموذج 30 عامل.
من جهة ثانية، تم العثور على معالجي النموذج 20 مع عدد كبير من الوحدات الطرفية (مكونين على الأقل نظامًا كاملًا) في مدينة نورنبرغ، ألمانيا، حيث تم شراؤهم عبر إيباي في أبريل/مايو 2019 بمبلغ 3710 يورو من قبل اثنين من الهواة البريطانيين. على مدار عدة أشهر، قاما بنقل النظام إلى كريسلو بارك في باكينغهامشير، المملكة المتحدة. وُجد النظام داخل مبنى مهجور لم يُمس لعقود، ويبدو أنه كان مستعملًا هناك، إذ كانت جميع الوحدات الطرفية ما تزال موصولة ومتصلة بشكل كامل. واعتبارًا من سبتمبر 2024، تم نقل هذه الأجهزة ضمن إعارة طويلة الأمد إلى متحف نظام مصدر الحاسوب في هانت فالي، ماريلاند، الولايات المتحدة، للعرض والترميم.
وفي هذا الصدد، يعرض متحف تاريخ الحاسوب في ماونت فيو جهاز آي بي إم غير عامل، وكذلك متحف النقل والتكنولوجيا في أوكلاند، نيوزيلندا، والجامعة التقنية في فيينا في النمسا.
وفي هذا السياق، يحتفظ نادي الحوسبة بجامعة أستراليا الغربية بجهاز آي بي إم نظام/360 كامل في المخزن.
من جانب آخر، يضم متحف KCG للحوسبة التابع لمدرسة كيوتو الأولى لتعليم الحوسبة في اليابان، جهاز آي بي إم نظام/360 نموذج 40 معروضًا للجمهور.
التوافق العكسي
في هذا الإطار، استمر هذا التقليد مع الطراز 85 وطرازات نظام/370 اللاحقة، حيث احتفظت بخيارات المحاكاة وسمحت بتشغيل برامج المحاكاة تحت تحكم نظام التشغيل جنبًا إلى جنب مع البرامج الأصلية.
وفي هذا الصدد، فيما بعد، أضافت IBM ميزات وعدّلت برامج المحاكاة لتسمح بمحاكاة الأجهزة 1401، و1440، و1460، و1410، و7010 تحت تحكم نظام التشغيل.
في هذا الإطار، كان لدى عملاء آي بي إم الحاليين استثمارات كبيرة في البرمجيات التي تعمل على حاسوب الترانزستور. وقد أتاحت عدة نماذج من نظام/360 خيار مضاه حاسوب العميل القائم باستخدام أجهزة خاصة ونص برمجي صغري، إلى جانب برنامج محاكاة مكّن البرامج القائمة من العمل على الجهاز الجديد.
من جهة ثانية، في البداية، كان يتعين على العملاء إيقاف تشغيل الحاسوب وتحميل برنامج المحاكاة.
الأجهزة الطرفية
إضافةً إلى ذلك، كانت أولى محركات الأقراص لنظام نظام/360 هي آي بي إم 2302 وآي بي إم 2311. أما أول أسطوانة تخزين (drum) للنظام فكانت آي بي إم 7320.
إضافةً إلى ذلك، كان طراز 2302 يعمل بسرعة 156 كيلوبت/ثانية، وهو مبني على الطراز الأقدم آي بي إم 1302، ويتوفر كطراز 3 يحتوي على وحدتين بحجم 112.79 ميغابايت لكل منهما، أو كطراز 4 يحتوي على أربع وحدات من هذا النوع.
من جانب آخر، ظهر طراز 2305 في سنة 1970 بسرعة دوران تبلغ 6000 دورة في الدقيقة، بسعات 5 ميغابايت (2305–1) أو 11 ميغابايت (2305–2) لكل وحدة. ورغم أن سعة هذه الأجهزة لم تكن كبيرة، إلا أن سرعتها ومعدلات نقل البيانات جعلتها خيارًا مفضلاً لتطبيقات الأداء العالي. ومن الاستخدامات النموذجية لها: تحميل أجزاء من البرامج (مثل نظام التشغيل أو الإجراءات الفرعية) بالتناوب في نفس مواقع الذاكرة. كانت الأقراص ذات الرؤوس الثابتة والأسطوانات مفيدة بشكل خاص كأجهزة "ترحيل صفحات" في أنظمة الذاكرة الافتراضية المبكرة. وعلى الرغم من أن طراز 2305 غالبًا ما يُسمى "أسطوانة"، إلا أنه كان فعليًا جهاز قرص برأس لكل مسار، يحتوي على 12 سطحًا للتسجيل، وسرعة نقل بيانات تصل إلى 3 ميغابايت/ثانية.
إضافةً إلى ذلك، أما الطرازان آي بي إم نظام/360 نموذج 91 ونموذج 195 فكانا يستعملان وحدة عرض رسومية شبيهة بجهاز آي بي إم 2250 كوحدة تحكم رئيسية.
وفي هذا الصدد، أما طراز نموذج 44 فكان مميزًا بوجود محرك أقراص فردي مدمج كميزة قياسية. كان هذا المحرك يستعمل خرطوشة "رامكيت" 2315 ويوفر سعة تخزين تبلغ 1,171,200 بايت.
الأجهزة التخزينية ذات الوصول المباشر (DASD)
في هذا الإطار، كما كانت هناك وحدات تحكم إضافية للمشغل متاحة. وكانت بعض الأجهزة المتقدمة تُباع اختياريًا مع وحدة عرض رسومية من طراز آي بي إم 2250، والتي كان سعرها يتجاوز 100,000 دولار أمريكي؛ أما الأجهزة الأصغر فكانت تستعمل وحدة العرض الأرخص آي بي إم 2260، ولاحقًا آي بي إم 3270.
إضافةً إلى ذلك، في عام 1966، شُحن أول طراز من آي بي إم 2314. هذا الجهاز كان يحتوي على ما يصل إلى ثمانية محركات أقراص قابلة للاستخدام مع وحدة تحكم مدمجة؛ وكان هناك تسعة محركات، لكن أحدها كان مخصصًا كبديل احتياطي. كل محرك يستعمل حزمة أقراص قابلة للإزالة من طراز آي بي إم 2316 بسعة تقارب 28 ميغابايت. كانت حزم الأقراص لطرازي 2311 و2314 كبيرة الحجم نسبيًا بمقاييس اليوم — فمثلًا، كانت حزمة آي بي إم 1316 يبلغ قطرها نحو وتحتوي على ستة أقراص مثبَّتة على محور مركزي. لا تُستعمل الجهتان الخارجيتان للأقراص العليا والسفلى لتخزين البيانات. تُسجل البيانات على الجوانب الداخلية للقرص العلوي والسفلي، وعلى الجانبين لكل من الأقراص الداخلية، مما يوفر 10 أسطح تسجيل. تتحرك رؤوس القراءة/الكتابة العشرة معًا عبر أسطح الأقراص، والتي تُنسَّق بـ203 مسارات متراكزة. ولتقليل حركة الرؤوس (زمن البحث)، كانت البيانات تُكتب في أسطوانة افتراضية تبدأ من السطح الداخلي للقرص العلوي نزولًا إلى القرص السفلي. لم تكن هذه الأقراص تُنسَّق عادةً إلى قطاعات ثابتة الطول كما في الأقراص الحديثة (رغم أن هذا تم في نظام CP/CMS). بدلاً من ذلك، كانت برمجيات الإدخال/الإخراج في نظام نظام/360 تتيح تخصيص طول السجلات (سجلات بطول متغير)، كما هو الحال مع أشرطة التخزين الممغنطة.
وفي هذا الصدد، أما محرك 2311 فكان يستعمل وحدة أقراص قابلة للإزالة من طراز آي بي إم 1316، وكان مبنيًا على آي بي إم 1311 وتبلغ سعته النظرية 7.2 ميغابايت، مع أن السعة الفعلية كانت تختلف حسب تصميم السجلات. (عند استخدامه مع جهاز 360/20، كانت حزمة 1316 تُقسَّم إلى قطاعات ثابتة الطول بمقدار 270 بايت لكل منها، مما يعطي سعة قصوى تبلغ 5.4 ميغابايت).
وفي هذا السياق، استعملت بعض أجهزة نظام/360 المبكرة الأكثر قوة أجهزة تخزين أسطوانية عالية السرعة من نوع رأس لكل مسار. وكان طراز 2301 يعمل بسرعة 3500 دورة في الدقيقة، وقد حل محل طراز 7320، وكان جزءًا من إعلان نظام/360 الأصلي، بسعة 4 ميغابايت. أما طراز آي بي إم 2303 والذي أُعلن عنه في 31 يناير 1966، فكان بسعة 3.913 ميغابايت. كانت هذه الأجهزة هي الأسطوانات الوحيدة التي أُعلنت لنظامي نظام/360 وSystem/370، وقد تم لاحقًا استبدالها بأقراص ذات رؤوس ثابتة.
في هذا الإطار، كما كانت متوفرة أجهزة قراءة تعرف المحارف البصري من طرازي آي بي إم 1287 وآي بي إم 1288، والتي كانت قادرة على قراءة الحروف والأرقام المطبوعة يدويًا (A/N وNHP/NHW) من لفافات شريط أمين الصندوق وحتى صفحات بالحجم القانوني الكامل. في ذلك الوقت، كانت هذه العملية تُجرى باستخدام قارئات بصرية ومنطقية ضخمة، إذ لم يكن أداء البرمجيات كافيًا وكان استخدامها مكلفًا وبطيئًا.
وفي هذا الصدد، طورت شركة IBM عائلة جديدة من الأجهزة الطرفية لنظام نظام/360، مع الإبقاء على عدد قليل من الأجهزة من السلسلة الأقدم 1400. وقد تم توحيد الواجهات، مما أتاح مرونة أكبر في التوفيق بين المعالجات ووحدات التحكم والأجهزة الطرفية مقارنة بالخطوط الإنتاجية السابقة.
علاوةً على ذلك، كانت الطرازات 65 وما دون تُباع مع آلة كاتبة من نوع IBM 1052–7 كوحدة تحكم أساسية. أما طراز 360/85 مع الميزة 5450 فكان يستعمل وحدة تحكم عرض غير متوافقة مع أي من الأجهزة الأخرى في نفس السلسلة؛ بينما استعمل جهاز 3066 لاحقًا في طرازي 370/165 و370/168 نفس تصميم وحدة العرض المستعمل في 360/85.
من جانب آخر، علاوةً على ذلك، كان بإمكان حواسيب نظام/360 استخدام بعض الأجهزة الطرفية التي طُورت أصلاً لأجهزة حاسوب أقدم. كانت هذه الأجهزة الأقدم تستعمل نظام ترقيم مختلف، مثل طابعة السلسلة آي بي إم 1403. وقد تم بيع هذه الطابعة، المعروفة بموثوقيتها العالية والتي اكتسبت سمعة قوية كأداة عملية، باسم 1403-N1 عند تكييفها للعمل مع نظام نظام/360.
وعلى صعيد آخر، من الأجهزة النادرة الظهور جهاز خلية بيانات آي بي إم 2321، وهو جهاز ميكانيكي معقد يحتوي على شرائط مغناطيسية متعددة لتخزين البيانات؛ تُؤخذ الشرائط بشكل عشوائي وتُوضع على أسطوانة دوارة لعمليات القراءة/الكتابة، ثم تُعاد إلى خرطوشة التخزين الداخلية. كان خلية بيانات آي بي إم (المعروف باسم "قاطف النودلز") واحدًا من عدة أجهزة تخزين مباشر عالية السرعة بعلامة تجارية منآي بي إم (أُعيد ابتكارها في السنوات الأخيرة كأجهزة "شريط افتراضي" ومكتبات شريطية مؤتمتة). كانت سعة وحدة 2321 تبلغ 400 ميغابايت، في الوقت الذي كانت فيه سعة محرك 2311 لا تتجاوز 7.2 ميغابايت. وقد صُممت وحدة خلية البيانات لسد الفجوة بين تكلفة/سعة/سرعة الأشرطة المغناطيسية — ذات السعة العالية والتكلفة المنخفضة لكل بايت — والأقراص، التي كانت أغلى لكل بايت. لكن بعض المنشآت وجدت أن تشغيلها الكهروميكانيكي غير موثوق به بما يكفي، فاختارت أجهزة تخزين مباشر أقل تعقيدًا ميكانيكيًا.
عنونة باستخدام 24 بت
- عمليات تحكم يدوية تشمل:
- إقلاع (حاسوب) (يُعرف بـ "تحميل البرنامج الابتدائي" IPL)
- مقاطعات تبدأها وحدة التشغيل
- إعادة تعيين النظام
معمارية 32 بت للعدد الصحيح
- قناة الإدخال/الإخراج من نوع Bus and Tag التي أصبحت معيارًا في فيبس-60
- الاستخدام التجاري لوحدات المعالجة المركزية المبنية على نص برمجي صغري
- دعم آي بي إم لحساب الفاصلة العائمة وفق معيار IEEE
- مجموعة المحارف كود التبادل الموسع للترميز العشري الثنائي
- شريط مغناطيسي ذو 9 مسارات
الخلفاء والنسخ
وفي السياق ذاته، كانت هناك حواسيب متوافقة أو شبه متوافقة من حيث الشيفرة الآلية أو الهندسة مع نظام/360، مثل عائلة أمدال 470 (وأجيالها التالية)، الحواسيب الرئيسية هيتاشي، يونيفاك، فُوجيتسو كـ Facom، سلسلة شركة راديو أمريكا سبيكترا 70 ونظام إنجليش إلكتريك 4. تم بناء حواسيب نظام 4 بموجب ترخيص من RCA. قامت RCA ببيع سلسلة Spectra إلى ما كان يُعرف بـ يونيفاك، حيث أصبحت تُعرف بـ UNIVAC Series 70. كما طورت UNIVAC يونيفاك كخلف لها في السلسلة 9000 وسلسلة 70. أنتج الاتحاد السوفيتي نسخة مقلدة من نظام/360 باسم إي إس إي إم في.
إضافةً إلى ذلك، تم استبدال نظام/360 (باستثناء الطرازين 20 و44 والطراز 67) بنظام آي بي إم 370 في عام 1970، وكان المستعملون الذين يعملون على الطراز 20 مستهدفين للانتقال إلى آي بي إم. (تم إسقاط فكرة التقدم الكبير باستخدام تقنية إف سي في منتصف السبعينيات لأسباب تتعلق بالتكلفة والكفاءة والاستمرارية.) تضمنت الأنظمة المتوافقة التي طورتها آي بي إم لاحقًا عائلة 4300، عائلة 208 إكس، 3090، إيه إس 9000 و9672 (عائلة نظام/390)، وكذلك سلسلة آي بي إم زد.
علاوةً على ذلك، تم استخدام نسخ خاصة تقسية ضد الإشعاع وأخرى معدلة قليلاً من نظام/360، في شكل حاسوب System/4 Pi المستعمل في الطائرات المقاتلة والطائرات القاذفة. في النسخة الكاملة 32-بت AP-101، تم استخدام أجهزة 4 Pi كعقد حوسبة مكررة في نظام الحاسوب تسامح مع الأخطاء لـ برنامج مكوك الفضاء (في خمس عقد). كانت إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية تدير آي بي إم، وهو مجموعة خاصة من نظام/360 المعدل لأغراض مراقبة الحركة الجوية، من عام 1970 حتى التسعينيات. (بعض برامج 9020 ما زالت مستعملة عبر المضاه على الأجهزة الحديثة.)
ومن جهة أخرى، قدمت آي بي إم 5100 الحاسوب المحمول في عام 1975، والذي قدم خيارًا لتنفيذ لغة برمجة إيه بي إل الخاصة بنظام/360 من خلال محاكي مادي. استعملت آي بي إم هذه الطريقة لتجنب تكاليف وتأخير إنشاء نسخة خاصة بإيه بي إل لحاسوب 5100.
جدول نماذج نظام/360
أدوات تصحيح أخطاء أساسية
عرض وتعديل يدوي لحالة النظام (الذاكرة والمعالج)
عداد البرنامج بطول 24 بت
من جانب آخر، مجموعة تعليمات، حيث توصف كل تعليمة بشكل كامل، بما في ذلك الحالات التي تؤدي إلى مقاطعة (حوسبة) على شكل استثناء برمجي
آلية للمقاطعات تشمل فئات فرعية لا يمكن تجاهلها من المقاطعة
تخزين بيانات الحاسوب يتضمن:
النماذج
من جهة ثانية، كانت الاختلافات في التنفيذ كبيرة، من حيث عرض مسارات البيانات، ووجود أو غياب النص البرمجي الصغري، ومع ذلك كانت النماذج متوافقة إلى حدّ كبير. باستثناء الحالات الموثقة بشكل خاص، كانت النماذج متوافقة معماريًا. فمثلًا، صُمم نموذج آي بي إم للحوسبة العلمية ووفّر تنفيذًا خارج الترتيب للتعليمات (وقد ينتج عنه "مقاطعات غير دقيقة" إذا وقع خطأ أثناء قراءة تعليمات متعددة)، لكنه افتقر إلى مجموعة التعليمات العشرية المستعملة في التطبيقات التجارية. يمكن إضافة ميزات جديدة دون خرق التعريف المعماري: فقد توفرت نسخة ثنائية المعالج من النموذج 65 (M65MP) مع إضافات لتواصل المعالجين، وقدم النموذج 85 ذاكرة تخزين مؤقتة (كاش). وقد نُفذت النماذج 44، 75، 91، 95، و195 باستخدام منطق عتادي صِرف، بدلًا من النص البرمجي الصغري المستعمل في بقية النماذج.
من جهة ثانية، أوقفت آي بي إم تسويق جميع نماذج نظام 360 بحلول نهاية عام 1977.
في هذا الإطار، أما النموذج آي بي إم (1966) فكان نموذجًا متخصصًا، صُمم للحوسبة العلمية والحوسبة الزمن الحقيقي والتحكم بالعمليات، وقد تميز ببعض التعليمات الإضافية، مع إزالة جميع تعليمات التخزين إلى التخزين وخمس تعليمات معقدة أخرى.
وفي السياق ذاته، أعلنت شركة آي بي إم في البداية عن سلسلة من ستة حواسيب وأربعين جهازًا طرفيًا مشتركًا. وفي النهاية، سلمت آي بي إم أربعة عشر نموذجًا، بما في ذلك نماذج نادرة أُنتجت خصيصًا لناسا. وكان أرخص هذه النماذج هو آي بي إم، الذي احتوى على 4096 بايت فقط من ذاكرة مغناطيسية النواة، وثمانية مسجلات بطول 16 بت بدلًا من ستة عشر مسجلًا بطول 32 بت كما في بقية نماذج نظام/360، مع مجموعة تعليمات تُعد مجموعة فرعية من تلك المستعملة في بقية السلسلة.
من جهة ثانية، شمل الإعلان الأول في سنة 1964 النماذج آي بي إم، آي بي إم، آي بي إم، 60، 62، و70. كانت النماذج الثلاثة الأولى موجهة للأنظمة متوسطة إلى منخفضة الأداء، تستهدف سوق آي بي إم. وقد بدأت شحناتها جميعًا في منتصف عام 1965. أما النماذج الثلاثة الأخيرة، التي كان يُفترض أن تحل محل أجهزة آي بي إم، فلم تُشحن أبدًا، واستُبدلت بـآي بي إم وآي بي إم، اللذين أُرسلا أولًا في نوفمبر 1965 ويناير 1966 على التوالي.
وفي السياق ذاته، تضمنت سلسلة من الأجهزة عالية الأداء النماذج آي بي إم (1966، مذكور أدناه، وكان من المزمع أن يُعرف باسم 64 و66)، 85 (1969)، آي بي إم (1967، وكان يُنتظر أن يسمى 92)، 95 (1968)، و195 (1971). كان تصميم النموذج 85 متوسطًا بين سلسلة System/360 وخليفتها آي بي إم، وكان أساسًا لنموذج 370/165. وُجد إصدار من نظام 370 يعتمد على النموذج 195، لكنه لم يكن يحتوي على ترجمة العنوان الديناميكية (Dynamic Address Translation).
من جهة ثانية، شملت الإضافات اللاحقة للفئة المنخفضة الأداء النماذج آي بي إم (1966، ذُكر سابقًا)، آي بي إم (1971)، و25 (1968). احتوى النموذج 20 على عدة طرازات فرعية؛ وكان الطراز الفرعي 5 هو الأعلى أداءً ضمنها. أما النموذج 22 فكان إعادة تدوير للنموذج 30 مع بعض القيود البسيطة: أقصى حد أقل للذاكرة، وقنوات إدخال/إخراج أبطأ، مما حدّ من قدرته على استخدام أجهزة تخزين الشريط والقرص البطيئة والصغيرة فقط مقارنة بالنموذج 30.
علاوةً على ذلك، وقد أُعلن عن النموذج آي بي إم في أغسطس 1965، وكان أول نظام إنتاج من آي بي إم يقدم دعمًا عتاديًا للذاكرة الافتراضية لدعم مشاركة زمنية. تُعرف هذه التقنية الآن باسم وحدة إدارة الذاكرة. وقد بُنيت وحدة تجريبية فريدة بناءً على النموذج 40. وقبل النموذج 67، كانت آي بي إم قد أعلنت عن النموذجين 64 و66، وهما نسختان تدعمان ترجمة العنوان الديناميكية من النموذجين 60 و62، ولكن سرعان ما استُبدلا بالنموذج 67 في نفس الوقت الذي استُبدل فيه النموذجان 60 و62 بالنموذج 65. وقد عادت تقنية ترجمة العناوين لتظهر مجددًا في سلسلة نظام آي بي إم 370 سنة 1972، رغم غيابها الأولي. ومثل قريبه النموذج 65، فقد وفر النموذج 67 كذلك دعمًا لمعالجين.
نظام تشغيل البرمجيات
من جهة ثانية، كما توفرت كذلك مجموعة برمجيات مساعدة غير معروفة كثيرًا ونادرًا ما استُخدمت، كانت تعتمد على بطاقات مثقبة ذات 80 عمودًا، عُرفت باسم آي بي إم (وقد كانت تُلقب ساخرًا بـ: Barely Programming Support - دعم برمجي بالكاد)، وكانت بمثابة سلف لنظام TOS، وموجهة للأنظمة الأصغر.
من جانب آخر، أما الطراز 20 فقد وفر نظامًا مبسطًا ونادر الاستخدام قائمًا على الأشرطة يُعرف باسم TPS (نظام معالجة الأشرطة)، ونظامًا آخر يعتمد على الأقراص يُعرف باسم DPS (نظام معالجة الأقراص) لدعم وحدة الأقراص 2311. وكان بالإمكان تشغيل TPS على آلة تحتوي على 8 كيلوبايت من الذاكرة؛ بينما تطلب DPS 12 كيلوبايت، وهو مقدار كبير نسبيًا بالنسبة لطراز 20. وقد كان الكثير من العملاء يعملون بكل ارتياح باستخدام 4 كيلوبايت فقط مع نظام CPS (نظام معالجة البطاقات). في نظامي TPS وDPS، كانت وحدة قراءة البطاقات تُستعمل لقراءة بطاقات لغة التحكم بالمهام التي تُحدد سلسلة المهام المطلوب تنفيذها ولقراءة بيانات المعاملات مثل مدفوعات العملاء. وكان نظام التشغيل يُخزن على شريط أو قرص، ويمكن كذلك تخزين النتائج على الأشرطة أو الأقراص الصلبة. وقد أصبح تشغيل المهام المتتالية احتمالًا مشوقًا لمستعملي الحواسيب الصغار ذوي الطموح.
إضافةً إلى ذلك، أما النماذج الأكبر فقد استعملت نظام التشغيل/360 (OS/360). وقد طورت شركة آي بي إم عدة مستويات من نظام OS/360، بميزات متزايدة القوة: برنامج التحكم الأساسي (PCP)، ونظام البرمجة المتعددة بعدد ثابت من المهام (MFT)، ونظام البرمجة المتعددة بعدد متغير من المهام (MVT). وقد استغرق تطوير MVT وقتًا طويلًا ليصبح نظامًا قابلاً للاستخدام، بينما كان النظام الأقل طموحًا MFT واسع الاستخدام. وكان نظام PCP يُستعمل في الآلات المتوسطة التي كانت صغيرة جدًا لتشغيل MFT بكفاءة، وكذلك في الآلات الأكبر قبل توفر MFT؛ أما الإصدارات النهائية من OS/360 فقد تضمنت فقط MFT وMVT. ومع نظام نظام آي بي إم 370 والأنظمة التالية، تطور MFT إلى OS/VS1، بينما تطور MVT إلى OS/VS2 (SVS) (تخزين افتراضي مفرد)، ثم إلى عدة إصدارات من MVS (تخزين افتراضي متعدد)، إلى أن وصل إلى النظام الحالي z/OS.
ومن ناحية أخرى، عند إعلان آي بي إم عن طراز 67 في أغسطس 1965، أعلنت كذلك عن TSS/360 (نظام المشاركة الزمنية) لتسليمه في نفس وقت طرح الطراز 67. وقد كان TSS/360، الذي جاء استجابةً لمشروع مولتكس، مشروعًا طموحًا تضمن الكثير من الميزات المتقدمة. لكنه عانى من مشاكل في الأداء، وتأخر، ثم أُلغي، ثم أُعيد، وأُلغي نهائيًا في عام 1971. وقد انتقل العملاء إلى أنظمة مثل CP-67، أو MTS (نظام محطة ميشيغان الطرفية)، أو TSO (خيار المشاركة الزمنية لنظام OS/360)، أو إلى عدد من أنظمة المشاركة الزمنية الأخرى.
ومن جهة أخرى، كان CP-67، وهو أول نظام آلة افتراضية، يُعرف كذلك باسم CP/CMS. وقد طُور CP/67 خارج التيار الرئيسي لشركة آي بي إم في مركز كامبردج العلمي التابع لها، بالتعاون مع باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. وقد حاز CP/CMS في النهاية قبولًا واسعًا، وأدى إلى تطوير VM/370 (الآلة الافتراضية)، والذي تميز بوجود نظام تشغيل تفاعلي فرعي رئيسي يُعرف باسم VM/CMS (نظام المراقبة التفاعلي). وقد تطور هذا النظام لاحقًا إلى z/VM الحالي.
وفي السياق ذاته، كانت النماذج الأصغر من نظام/360 تستعمل نظام التشغيل الأساسي/360 (BOS/360)، أو نظام التشغيل الشريطي (TOS/360)، أو نظام التشغيل القائم على الأقراص (DOS/360، الذي تطور لاحقًا إلى DOS/VS، وDOS/VSE، وVSE/AF، وVSE/SP، وVSE/ESA، ثم z/VSE).
قناة التعدد الكتلي
وعلى صعيد آخر، قدمت آي بي إم نوعًا جديدًا من قنوات الإدخال/الإخراج في الطرازين 85 و195، وهي قناة التعدد الكتلي، ثم أصبحت هذه القنوات معيارًا في نظام آي بي إم 370. تتيح هذه القناة للجهاز تعليق برنامج القناة في انتظار إتمام عملية الإدخال/الإخراج، مما يحرر القناة لتُستعمل بواسطة جهاز آخر. يمكن أن تدعم قناة التعدد الكتلي إما اتصالات بسرعة 1.5 ميغابايت/ثانية أو، مع ميزة واجهة 2-بايت، بسرعة 3 ميغابايت/ثانية؛ وتستعمل الأخيرة كبل علامة واحد وكبلَي حافلة. على أنظمة آي بي إم، هناك خيار لقناة نقل بيانات بسرعة 3.0 ميغابايت/ثانية باستخدام كبل حافلة واحد وكبل علامة واحد.
إضافةً إلى ذلك، يمكن لقنوات التعدد الكتلي أن تعمل كقنوات تحديد لدعم التوصيل التوافقي للأنظمة الفرعية القديمة.
ومن جهة أخرى، كان أول استخدام لهذه التقنية هو قرص الرأس الثابت 2305، والذي يحتوي على 8 "تعرضات" (عناوين بديلة) وتقنية استشعار الوضع الدوراني (RPS).
لمحة معمارية عامة
علاوةً على ذلك، لا تفترض مواصفات سلسلة نظام/360 من معمارية الحاسوب أي تفاصيل حول التنفيذ ذاته، بل تصف الواجهات والسلوك المتوقع من أي تنفيذ. وتصف هذه المعمارية واجهات إلزامية يجب أن تتوفر في جميع التطبيقات، إلى جانب واجهات اختيارية. ومن أبرز الجوانب في هذه المعمارية:
- ترتيب البايتات (ترتيب البايتات)
- معالج يحتوي على:
- 16 معمارية 32 بت سجل المعالج (من R0 إلى R15)
- كلمة حالة البرنامج (PSW) بطول 64 بت، تحتوي على معلومات مثل:
- أقنعة المقاطعة
وحدات الأشرطة المغناطيسية
من جهة ثانية، تكوّنت سلسلة وحدات الأشرطة المغناطيسية 2400 من الطرازات 2401 و2402 (الطرازات 1 إلى 6)، والطرازات 2403 (الطرازات 1 إلى 6) التي تضمنت وحدة تحكم، إلى جانب الطرازات 2404 (الطرازات 1 إلى 3) مع وحدة تحكم، ووحدات التحكم الشريطي 2803/2804 (الطرازات 1 و2). في عام 1967، تم تقديم وحدة الأشرطة المغناطيسية 2415 التي تضمنت وحدتين أو أربع أو ست وحدات شريطية مع وحدة تحكم مدمجة في وحدة واحدة، وكانت أبطأ وأرخص. لم تُسوّق وحدات 2415 ووحدة التحكم الخاصة بها بشكل منفصل. مع نظام/360، انتقلت شركة آي بي إم من استخدام أشرطة ذات 7 مسارات إلى أشرطة ذات 9 مسارات. وقد أُتيح شراء بعض وحدات السلسلة 2400 التي يمكنها قراءة وكتابة أشرطة 7 مسارات لضمان التوافق مع وحدات الأشرطة القديمة IBM 729. في عام 1968، تم إصدار نظام الأشرطة آي بي إم 2420 الذي قدّم معدلات نقل بيانات أعلى بكثير، وتشغيلًا تلقائيًا لتمرير الشريط، وكثافة تخزين تصل إلى 1600 بت في البوصة. وظلت هذه الوحدة ضمن خط الإنتاج حتى عام 1979.
حالات الامتياز
رمز الحالة (condition code)
الخلفية
مفهوم "العائلة"
وفي هذا السياق، بحلول أوائل ستينيات القرن العشرين، كانت شركة آي بي إم تواجه صعوبة في دعم وتحديث خمس مجموعات منفصلة من الحواسيب. كانت كل مجموعة موجهة إلى شريحة مختلفة من السوق، وكانت مختلفة تمامًا عن بعضها البعض. فالعميل الذي اشترى آلة لأغراض المحاسبة، مثل آي بي إم 1401، ثم أراد شراء آلة للحسابات الهندسية، مثل آي بي إم 7040، لم يكن لديه سبب لاختيار آي بي إم مجددًا — إذ إن الطراز 7040 لم يكن متوافقًا مع 1401، وكأنهما من شركتين مختلفتين. وكان العملاء يشعرون بالإحباط لأن التحسينات البسيطة في الأداء كانت تتطلب استثمارات ضخمة، غالبًا شراء أجهزة وبرامج جديدة كليًا.
علاوةً على ذلك، وهذا كان يعني أن آي بي إم على وشك تقديم خط جديد آخر من الأجهزة، غير متوافق مجددًا مع الأجهزة السابقة. لكن الأنظمة الجديدة كانت قادرة على تشغيل جميع البرامج التي كانت تتطلب سابقًا أجهزة مختلفة. وكان من المخاوف أن يقوم العملاء، في مواجهة شراء منصة جديدة وغير متوافقة، باللجوء إلى شركة أخرى. ومع ذلك، حاز المفهوم على دعم متزايد، وبعد ستة أشهر من تشكيل الفريق، قررت الشركة تنفيذ مفهوم سبريد.
علاوةً على ذلك، وهذا يعني أن خطًا واحدًا من الأجهزة يمكن أن يحتوي على نماذج مصممة لتناسب شرائح الأداء والسعر التي كانت تتطلب سابقًا أنظمة حاسوبية منفصلة كليًا، حيث كان كل نظام يستعمل برمجيات خاصة به. وقد ساعدت هذه المرونة على خفض حواجز الدخول بدرجة كبيرة. ففي حين كان على عملاء الشركات الأخرى الاختيار بين أجهزة قد تصبح غير كافية مستقبلًا، أو أجهزة تفوق حاجتهم وتكلفتهم، كان كثيرون ببساطة لا يشترون الحواسيب. الآن، يمكن للعميل شراء جهاز يلبي حاجة معينة، مع معرفة إمكانية الترقية إلى طراز آخر لاحقًا مع تغير احتياجاته، دون فقدان الدعم للبرامج التي يستعملها مسبقًا.
من جهة ثانية، تحديدًا، بحسب نوع الجهاز، قد لا تُنفذ بعض المكونات مباشرة في العتاد، بل تُنفذ باستخدام برامج صغيرة تُعرف باسم نص برمجي صغري أو «ميكروبرامج». تُخزن هذه البرامج أو الوحدات الفرعية الصغيرة في ذاكرة القراءة فقط (ROM) داخل الجهاز. تستعمل بعض النماذج النص البرمجي الصغري في المعالج المركزي لتنفيذ التعليمات، بينما تستعمل نماذج أخرى العتاد فقط. وتستعمل بعض النماذج نصًا برمجيًا صغريًا يعتمد على سرقة دورة لتنفيذ قنوات الإدخال/الإخراج في وحدة المعالجة، بينما تستعمل نماذج أخرى العتاد فقط في وحدات منفصلة. ويُعرف هذا النهج اليوم باسم نص برمجي صغري.
من جانب آخر، وقد أدى هذا المفهوم، بأن تصميمًا واحدًا يمكنه تلبية جميع الاستخدامات الممكنة، إلى اختيار الاسم "360"، في إشارة إلى 360 درجة في الدائرة، وقد ظهرت الدوائر المكونة من الأجهزة والمكونات بشكل بارز في إعلانات آي بي إم.
كذلك، تَمَّ تنظيم فريق جديد بقيادة بوب إيفانز، الذي أقنع شخصيًا المدير التنفيذي توماس واتسون الابن بتطوير النظام الجديد. وكان جين أمدال هو المهندس الرئيسي لتصميم الحواسيب، في حين تولى فريد بروكس قيادة مشروع البرمجيات، وقاد إريك بلوخ تطوير تصميمات آي بي إم الخاصة بالدوائر المتكاملة الهجينة، المعروفة باسم تقنية المنطق الصلب.
وفي السياق ذاته، في سنة 1961، جمعت آي بي إم فريقًا لدراسة تطوراتها في الستينيات، أُطلق عليه اسم سبريد ، اختصارًا لـ "البرمجة النظمية، البحث، الهندسة والتطوير". وخلال اجتماعات عُقدت في فندق نيو إنجلاندر موتور بمدينة غرينيتش، طور الفريق مفهومًا جديدًا للجيل القادم من أجهزة آي بي إم. في ذلك الوقت، بدأت تقنيات جديدة بالظهور، منها استبدال الترانزستورات المنفردة بالدوائر المتكاملة، والانتقال من الكلمة ذات 6-بت إلى البايت ذي 8-بت. وكانت هذه الخطوات تمثل بداية ظهور الجيل الثالث من الحواسيب، لدى جميع المصنعين الحاليين.
وعلى صعيد آخر، كان من شبه المستحيل إنتاج تصميم نظام واحد يدعم جميع هذه الميزات، بسعر مقبول للعملاء ذوي الميزانيات المحدودة، ومع مستوى أداء يرضي العملاء ذوي المتطلبات العالية. وبدلًا من ذلك، اعتمد مفهوم سبريد على فصل مجموعة الميزات المحددة عن طريقة تنفيذها داخليًا، وذلك عبر تقديم عائلة من الحواسيب تختلف في الأداء والتصميم الداخلي.
ومن ناحية أخرى، ما ميز مشروع سبريد عن المفاهيم السابقة هو ما سيشمله من خصائص. بدلًا من تصميم أجهزة موجهة لقطاعات سوقية مختلفة، جاء المفهوم الجديد ليكون اتحادًا شاملًا لجميع تلك التصاميم. فمجموعة التعليمات الواحدة (ISA) تضمنت تعليمات للحسابات الثنائية، وحسابات الفاصلة المتحركة، والحسابات العشرية المرمزة ثنائيًا، ومعالجة السلاسل النصية، والتحويل بين مجموعات الأحرف (وكانت قضية رئيسية قبل الانتشار الواسع لـأسكي)، إلى جانب دعم واسع للتعامل مع الملفات، من بين ميزات أخرى.
علاوةً على ذلك، فمثلًا، في حالة شركة اشترت نظامًا محاسبيًا وأرادت الآن توسيع استخدام الحاسوب ليشمل التطبيقات الهندسية، كان بإمكانها تطوير واختبار برنامجها الهندسي على الجهاز ذاته المستعمل في الوقت الحالي. وإذا احتاجت لاحقًا أداءً أعلى، يمكنها ببساطة شراء جهاز يدعم حسابات الفاصلة المتحركة عتاديًا، مع العلم بأن لا شيء آخر سيتغير سوى سرعة التنفيذ. ويمكن استخدام نفس الأجهزة الطرفية، مثل كتابة بيانات من النظام الهندسي إلى شريط مغناطيسي، ثم طباعتها باستخدام طابعة سطرية عالية السرعة متصلة بالفعل بنظام المحاسبة. أو قد تستبدل النظام المحاسبي بجهاز ذي أداء كافٍ لتشغيل كلا المهمتين معًا.
قنوات التعدد البايتية وقنوات التحديد
وفي هذا الصدد، كان هناك نوعان من القنوات في البداية؛ قنوات التعدد البايتية (وكانت تُعرف حينها فقط باسم "قنوات التعدد")، لربط الأجهزة "البطيئة" مثل قارئات البطاقات وآلات الثقب، والطابعات السطرية، ووحدات التحكم في الاتصالات، وقنوات التحديد لربط الأجهزة عالية السرعة، مثل التخزين على القرص، ومحركات الأشرطة، وخلايا البيانات، والذاكرة الأسطوانية. كل نظام 360 (ما عدا الطراز 20، لأنه لم يكن من طرازات 360 القياسية) يحتوي على قناة تعدد بايتية وقناة أو أكثر من قنوات التحديد، رغم أن الطراز 25 يحتوي على قناة واحدة فقط، يمكن أن تكون إما قناة تعدد أو قناة تحديد. الطرازات الأصغر (حتى الطراز 50) تحتوي على قنوات مدمجة، بينما تحتوي الطرازات الأكبر (الطراز 65 وما فوق) على قنوات منفصلة في خزائن منفصلة: آي بي إم 2870 هي قناة التعدد البايتي وتدعم حتى أربع قنوات فرعية من نوع التحديد، وIBM 2860 تدعم حتى ثلاث قنوات تحديد.
كذلك، قناة التعدد البايتي قادرة على التعامل مع عمليات الإدخال/الإخراج لعدة أجهزة في وقت واحد، وبأعلى سرعة مصنّفة للجهاز، ومن هنا جاء الاسم، إذ أنها إرسال متعدد لإدخال/إخراج تلك الأجهزة عبر مسار بيانات واحد إلى الذاكرة الرئيسية. تُضبط الأجهزة المتصلة بقناة التعدد البايتي للعمل في وضع 1 بايت، أو 2 بايت، أو 4 بايت، أو "دفعة". تُستعمل الكتل الأكبر من البيانات للتعامل مع الأجهزة الأسرع. مثلًا، فإن قارئ البطاقات 2501 الذي يعمل بسرعة 600 بطاقة في الدقيقة يستعمل وضع 1 بايت، بينما الطابعة 1403-N1 تستعمل وضع الدفعة. كما أن قنوات التعدد البايتي في الطرازات الأكبر تحتوي على قسم فرعي اختياري من نوع التحديد يدعم محركات الأشرطة. عادة ما يكون عنوان قناة التعدد البايتي هو "0" وعناوين القنوات الفرعية من نوع التحديد تتراوح بين "C0" إلى "FF". وبالتالي، كانت محركات الأشرطة في نظام S/360 تُعنون عادةً في النطاق 0C0–0C7. من العناوين الشائعة الأخرى: 00A: قارئ البطاقات 2501، 00C/00D: قارئ/مثقب 2540، 00E/00F: طابعات 1403-N1، 010–013: طابعات 3211، 020–0BF: وحدات الاتصالات 2701/2703. لا تزال هذه العناوين تُستعمل في الأجهزة الافتراضية على z/VM.
ومن ناحية أخرى، هناك ثلاثة أنواع عامة من كبلات الحافلة والعلامة أنتجتها آي بي إم. النوع الأول هو الكبل الرمادي القياسي، يليه الكبل الأزرق، ثم الكبل الأسمر. بشكل عام، تدعم الإصدارات الأحدث من الكبلات سرعات أعلى أو مسافات أطول، وقد اشترطت بعض الأجهزة الطرفية حدًا أدنى معينًا لإصدار الكبل سواء من الجهة المتصلة أو الجهة المستقبلية.
إضافةً إلى ذلك، تتصل وحدات التحكم بالقنوات عبر أزواج كبلات "الحافلة والعلامة". تحمل كبلات الحافلة معلومات العنوان والبيانات، بينما تحدد كبلات العلامة ما هي البيانات الموجودة على الحافلة. التكوين العام للقناة هو ربط الأجهزة بسلسلة، كالتالي: الحاسوب الرئيسي—وحدة التحكم X—وحدة التحكم Y—وحدة التحكم Z. تُخصّص لكل وحدة تحكم "نطاق التقاط" من العناوين التي تقوم بخدمتها. مثلًا، قد تلتقط وحدة التحكم X العناوين 40–4F، وY: من C0 إلى DF، وZ: من 80 إلى 9F. يجب أن تكون نطاقات الالتقاط مضاعفات لـ 8 أو 16 أو 32 أو 64 أو 128 جهازًا، وأن تكون مصطفّة وفق الحدود المناسبة. وتربط كل وحدة تحكم جهازًا واحدًا أو أكثر. مثلًا، يمكن أن تحتوي وحدة التحكم Y على 6 أقراص تُعنون من C0 إلى C5.
وفي هذا الصدد، كما أن ترتيب كبلات وحدات التحكم على القناة له أهمية. تُضبط كل وحدة تحكم كـ "أولوية عالية" أو "أولوية منخفضة". عند إرسال طلب اختيار جهاز عبر القناة من الحاسوب الرئيسي، يُرسل الطلب بالترتيب X→Y→Z→Y→X. إذا كانت وحدة التحكم "عالية"، يُفحص الطلب في الاتجاه الخارج، أما إذا كانت "منخفضة" فيُفحص في الاتجاه الداخل. وبالتالي، كانت وحدة التحكم X إما الأولى أو الخامسة، وY الثانية أو الرابعة، وZ الثالثة. كما يمكن ربط عدة قنوات بوحدة تحكم واحدة من نفس الحاسوب الرئيسي أو من عدة حواسيب، مما يتيح أداءً عاليًا وإمكانيات وصول احتياطية ومتعددة.
وفي هذا السياق، تحتوي الطرازات 40 و50 من نظام S/360 على وحدة تحكم مدمجة من نوع 1052-7 تُعنون عادةً كـ 01F، إلا أنها لم تكن متصلة بقناة التعدد البايتي، بل كانت مرتبطة مباشرة بالمعالج المركزي. أما الطراز 30، فقد استعمل طرازًا مختلفًا من 1052 عبر وحدة التحكم 1051. كما استعملت الطرازات 60 حتى 75 الطراز 1052–7.
علاوةً على ذلك، قنوات التحديد مكنت الإدخال/الإخراج للأجهزة عالية السرعة. تُربط هذه الأجهزة بوحدة تحكم، والتي تتصل فيما بعد بالقناة. تسمح وحدة التحكم بتوصيل مجموعات من الأجهزة إلى القناة. في الطرازات الأعلى سرعة، حسّنت قنوات التحديد المتعددة، التي يمكن أن تعمل في وقت واحد أو بالتوازي، من الأداء العام.
ومن جهة أخرى، عادةً ما يُحدد الحد الأقصى لطول كبلات القناة بـ 200 قدم، والأفضل أن يكون أقل. وتُحتسب كل وحدة تحكم بحوالي 10 أقدام من الحد.
المكونات الأساسية للأجهزة
وفي هذا الصدد، نظرًا لعدم اليقين بشأن موثوقية وتوافر الدوائر المتكاملة الأحادية التي كانت جديدة آنذاك، اختارت شركة IBM تصميم وتصنيع دوائر هجينة مخصصة خاصة بها. وقد بُنيت هذه الدوائر على ركائز من السيراميك مربعة الشكل بمقاس 11 ملم. تم طباعة المقاومات على الركيزة، وأُضيفت الترانزستورات والثنائيات المحاطة بالزجاج. ثم غُطيت الركيزة بغطاء معدني أو تم تغليفها بالبلاستيك لإنشاء وحدة من "تقنية المنطق الصلب" (SLT).
كذلك، يمكن تجميع ما يصل إلى عشرين لوح SLT جنبًا إلى جنب (عموديًا وأفقيًا، بحد أقصى 4 ألواح عالية و5 عريضة) لتشكيل "بوابة منطقية". وتُركب عدة بوابات معًا لتكوين "إطار منطقي" على شكل صندوق. وكانت الأطر الخارجية تُركب عادة بمفصلات على أحد الجوانب الرأسية بحيث يمكن فتحها لتوفير وصول إلى الأطر الداخلية الثابتة. أما الآلات الأكبر حجمًا فقد تحتوي على أكثر من إطار واحد مثبت معًا لتكوين الوحدة النهائية، مثل وحدة المعالجة المركزية متعددة الإطارات.
وعلى صعيد آخر، ثم تُركب عدد من هذه وحدات إس إل تي باستخدام تقنية التركيب المقلوب على لوحة دارة مطبوعة صغيرة متعددة الطبقات تُعرف باسم "بطاقة SLT". وتحتوي كل بطاقة على مقبس أو مقبسين في أحد جوانبها لتوصيلها بدبابيس على أحد "ألواح SLT" (وتُعرف كذلك باللوحات الخلفية) الخاصة بالحاسوب. ويُعد هذا مخالفًا للتصميم المتبع لدى أغلب الشركات الأخرى، حيث كانت البطاقات تحتوي على دبابيس أو موصل حافة تُوصل بمقابس موجودة على لوحات الحاسوب.
تعليمات حسابات الفاصلة المتحركة
أدوات توقيت (مؤقت الفاصل الزمني)
ملخص النموذج
من جانب آخر، أربعة عشر من أصل عشرين نموذجًا من نظام آي بي إم 360 تم شحنها.
الوصف الفني
من جانب آخر، ستة من أصل عشرين نموذجًا من نظام آي بي إم 360 تم الإعلان عنها لم تُشحن أو لم تُصدر أبدًا.
الميزات المؤثرة
من جهة ثانية، ذاكرة تعتمد على عنونة البايت (بدلاً من العناوين حسب البت أو الكلمة)
قدّم نظام/360 عددًا من المعايير الصناعية إلى السوق، مثل:
وفي السياق ذاته، معمارية 8 بت للـبايت (رغم الضغوط المالية أثناء التطوير لتقليل البايت إلى 4 أو 6 بت)، بدلاً من اعتماد مفهوم آي بي إم الخاص بالوصول إلى بايتات ذات حجم متغير عند عناوين بت عشوائية.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟