System/360

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Ein IBM-System 360/20

System/360 oder kurz S/360 bezeichnet eine Großrechnerarchitektur der Firma IBM aus dem Jahre 1964. Zuvor wurden von IBM die 700/7000 series offeriert. Dem System/360 folgte das im Jahr 1970 angekündigte System/370 nach.

Die Hauptarchitekten waren Frederick P. Brooks, Gerrit Blaauw, Gene Amdahl.[1] Die Gesamtleitung hatte Bob O. Evans. Beteiligt war auch u.a. Erich Bloch.

Designkriterien[Bearbeiten]

Die wichtigsten Designkriterien waren:

  • General Purpose. Vor der S/360 waren Computer entweder für kaufmännische oder für naturwissenschaftlich-technische Zwecke optimiert.
  • 8 Bit Zeichengröße. Im Gegensatz zu zeitgenössischen Architekturen, welche mit 6-Bit-Einheiten arbeiteten, wurden Bytes zu 8 Bits verwendet.
  • 32- oder 64-Bit-Gleitkommaworte mit hexadezimaler Basis.
  • Vorzeichen bei Ganzzahlwerten ist 1 Bit
  • Gepackt gespeicherte Dezimalzahlen können variable Längen von 1 bis 31 Stellen haben, in einigen „Hochsprachen“ wie zum Beispiel RPG nur 15 Stellen. Jede Ziffer belegt dabei ein halbes Byte (4 Bit, Binär codierte Dezimalzahlen), das Vorzeichen belegt im letzten Byte die letzten 4 Bits. „C“ (1100) und „F“ (1111) waren die positiven Vorzeichen, „D“ (1101) das negative Vorzeichen. Alle anderen Kombinationen waren ungültige Vorzeichen. Die Position des Kommas muss aufgrund der Operanden beim Programmieren ermittelt werden.
  • Variabel lange Zeichenketten haben ein Längenfeld und werden nicht mit einem Spezialzeichen abgeschlossen.
  • EBCDIC- statt ASCII-Code wegen der einfacheren Umsetzung aus dem Lochkartencode.
  • Verzicht auf einen Stack. Dies macht Linkage-Konventionen erforderlich, da bei Unterprogrammaufrufen der Status gesichert werden muss.
  • Grundsätzlich indizierte Adressierung unter Verwendung eines Basisregisters. Programme sind so grundsätzlich unabhängig von physischen Adressen.
  • Binäre Adressierung
  • Alle Register sind Universalregister, die sowohl als Akkumulatoren als auch mit Ausnahme des Registers 0 zur Adressierung verwendet werden können. Ratsam ist allerdings als Basisregister (Adressierung) nur die Register ab Nr. 3 (bis max. 8) zu verwenden. Register 1 und 2 werden von bestimmten Befehlen (z. B. TRT) zwangsweise verwendet. Die Register 12 bis 15 werden für den Aufruf von Unterprogrammen verwendet und einige benötigt man auch noch für andere Zwecke. Ein Register reicht gerade um einen Speicherbereich von 4096 Bytes (4k Bytes) zu adressieren. In den Maschinenbefehlen stehen für eine Speicheradresse nur 2 Bytes zur Verfügung, 4 Bits für die Registernummer und 12 Bits für das Displacement.
  • Die Universalregister sind 32 Bit breit, zur Adressierung werden die rechten 24 Bit verwendet, was einen Adressraum von 16 Megabyte ermöglicht. Bei den Befehlen „BAL“ und „BALR“ (Branch and Link) wird die Rücksprungadresse in ein Register gespeichert, dabei wird in den linken 4 Bits des Registers der Condition-Code gerettet. Aufgrund dieser Besonderheiten war es bei den Nachfolgesystemen nicht so einfach möglich, den Adressraum über die 16 MB hinaus zu erweitern.

Ab Version 67 wurden auch wesentliche Elemente von Virtuellem Speicher implementiert, nachdem dies zuvor aus dem Entwurf der Anfangsversionen wieder entfernt worden war. Das fand sich auch im Nachfolgemodell System/370 wieder.

Die S/360-Architektur wurde im Laufe der letzten vierzig Jahre kontinuierlich weiter entwickelt (System/370, System/390) und gipfelt zurzeit in der System z-Architektur.

Betriebssysteme[Bearbeiten]

Mit dem System/360 erschienen drei Betriebssysteme, TOS/360 für Installationen ohne Festplatten, DOS/360 für kleinere und OS/360 für größere Installationen mit Disks. OS/360 ist der Vorläufer des aktuellen z/OS.

Eine Besonderheit stellte das System 360/20 dar. Es war ursprünglich als reine Lochkartenanlage konzipiert (Ablösung von Tabelliermaschinen) und hatte nur einen eingeschränkten Instruktionssatz (Maschinenbefehle). Die Registerbreite betrug 16 bit bei 8 statt 16 Registern.

Einige der Betriebssysteme für System/360 ermöglichten Multiprogrammierung: MFT (Multiprogramming with a fixed number of tasks) und MVT (Multiprogramming with a variable number of tasks). Aus MFT entwickelte sich OS/VS1 im System/370 und aus MVT entwickelte sich MVS bei System/370. Mit dem Model 67 bot IBM auch erste Time Sharing Systeme an.

Emulation[Bearbeiten]

Neben der ursprünglichen System/360-Hardware kann auch das Betriebssystem OS/360 heute auf Windows- und Linux-Systemen mit dem freien Hercules-Emulator ausgeführt werden.

Namensbedeutung[Bearbeiten]

Das System hatte den Anspruch allumfassend zu sein. Daher wählte man die Zahl 360 als Hinweis auf den maximalen Grad eines Winkels. Der Anspruch konnte allerdings nicht erfüllt werden, sodass im Nachhinein die Zahl anders definiert wurde: 3 wurde als IBM-Standard gewertet und 60 für ein in den 1960ern entwickeltes Produkt. Daher hießen die Nachfolger S/370 und S/390.

System/360 Series (Quelle: IBM-Archiv)
Modell verfügbar ab Arbeitsspeicher in kB
20 1966 4
22 1971 24-32
25 1968 16-48
30 1965 16-64
40 1965 32-256
44 1966 32-256
50 1965 128-8192
65 1965 256-8192
67 1966 256-1024
75 1966 256-8192
85 1969 512-4096
91 1967 2048-6144
95 1968 1024-6144
195 1971 1024-4096

Klone[Bearbeiten]

Im Ostblock wurden drei Reihen von Rechnersystemen entwickelt. ESER der Reihe I waren weitgehend identisch mit dem IBM System/360. Hierzu zählten die Anlagen R40/EC 1040 (VEB Kombinat Robotron DDR) oder EC 1022 (EC EWM/Sowjetunion).

Literatur[Bearbeiten]

  • Abschnitt System/360 in Gordon Bell, Daniel Siewiorek, Allen Newell (Hrsg.) Computer structures. Principles and Examples, McGraw Hill 1982, Online bei Microsoft Research, abgedruckt werden Blaaw, Brooks The structure of System/360, Teil 1 (Outline of the logical structure), IBM Systems J., Band 3, 1964, Nr.2, S. 119-135, und Teil 2 (System implementations) von W. Y. Stevens, ibid. S. 136-143 (Kapitel 43 und 44 des Buches). Es gibt noch Teil 3 (Processing unit design considerations) von Amdahl, S. 144, Teil 4 (Channel design considerations) von A. Padegs, S. 165, Teil 5 von Blaaw (Multisystem Organization), S. 181
  • S. G. Tucker Microprogram control for SYSTEM/360, IBM Systems Journal, Band 6, Nr. 4, 1967, S. 222–241

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: System/360 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Amdahl, Blaauw, Brooks Architecture of the IBM System/360, IBM Journal of Research and Development, Band 8, April 1964, S. 87-101