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System 360 oder kurz S 360 bezeichnet eine Großrechnerarchitektur der Firma IBM aus dem Jahre 1964 Zuvor wurden von IBM

System/360

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

Ein System/360 zur elektronischen Datenverarbeitung im VW-Werk Wolfsburg (1973)
Ein IBM-System 360/20 im Deutschen Museum, München
IBM 2314 disk drives und IBM 2540 card reader/punch für das System/360

Anfang der 1960er Jahre beherrschte IBM zwar den Computermarkt, die Systeme waren aber meist untereinander inkompatibel und nicht aus einer einheitlichen Linie, so dass sich ein großer Aufwand für den Support der unterschiedlichen Produktfamilien aufbaute. Dem sollte mit dem System/360 abgeholfen werden, mit dem IBM 1964 ein einziges einheitliches und leicht erweiterbares System auf dem Mainframe-Markt vorstellte. Mit den Entwicklungskosten von insgesamt 5 Milliarden Dollar für das Projekt (das zweifache des jährlichen Erlöses von IBM 1962) riskierte IBM-Chef Thomas J. Watson Jr. den Bestand der Firma, das System beherrschte aber bald nach Einführung den Markt der Mainframes. In den 1970er Jahren waren über 70 Prozent der Mainframes von IBM und damit Abkömmlinge der 360-Produktfamilie. Der Umsatz von IBM stieg hauptsächlich ihretwegen von 3,6 Milliarden Dollar 1965 auf 8,3 Milliarden 1971, noch 1982 machten sie über die Hälfte des Umsatzes der Firma aus. Es war eines der bisher erfolgreichsten Computersysteme. Die von IBM veröffentlichten Spezifikationen erlaubten es außerdem auch anderen Anbietern, Peripheriegeräte für das System/360 anzubieten, häufig kostengünstiger. Umgekehrt begannen andere Firmen wie Amdahl und Univac zum 360-System kompatible Computer zu entwickeln. Ebenso wie die Hardware wurde mit dem System/360 auch die Software vereinheitlicht und kompatibel gemacht.

Die Hauptarchitekten waren Frederick P. Brooks, Gerrit Blaauw, Gene Amdahl. Die Gesamtleitung hatte Bob O. Evans. Beteiligt war auch u. a. Erich Bloch. Brooks, Bloch und Evans erhielten dafür 1985 die National Medal of Technology and Innovation.

Designkriterien Bearbeiten

Die wichtigsten Designkriterien waren:

  • Vielseitiger Verwendungszweck. 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
  • Möglichkeit zu gepackt gespeicherten Dezimalzahlen: Jede Ziffer belegt dabei ein halbes Byte (4 Bit, Binär codierte Dezimalzahlen), das Vorzeichen belegt im letzten Byte die letzten 4 Bits.
  • Variabel lange Zeichenketten haben ein Längenfeld und werden nicht mit einem Spezialzeichen abgeschlossen.
  • 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 16 Register sind Universalregister, die sowohl als Akkumulatoren als auch – mit Ausnahme des Registers 0 – zur Adressierung verwendet werden können. Es wird jedoch empfohlen, als Basisregister (Adressierung) nur die Register ab Nr. 3 (bis max. 8) zu verwenden, da die Register 1 und 2 von bestimmten Befehlen (z. B. TRT) zwangsweise verwendet werden. Die Register 12 bis 15 werden für den Aufruf von Unterprogrammen verwendet, einige benötigt man auch noch für andere Zwecke. Ein Register reicht, 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 dem Modell 67 wurden auch wesentliche Elemente von Virtuellem Speicher implementiert, nachdem dies zuvor aus dem Entwurf der Anfangsversionen wieder entfernt worden war. Das fand sich ab 1972 auch in der Nachfolgemodellreihe 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

Lochkarte für die IBM-Großrechner mit EBCDIC-Zeichensatz

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

Eine Besonderheit stellte das System 360/20 dar. Es war ursprünglich als reine Lochkartenanlage zur Ablösung von Tabelliermaschinen konzipiert 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 TSS an.

Kritik Bearbeiten

Kritisiert wurde das Gleitkomma-Zahlenformat. Die wissenschaftlichen Vorläuferrechner der IBM 700/7000 series verfügten über eine Gleitkommazahlenarchitektur mit Basis 2 mit einer Mantisse von 27 Bits. Durch den Übergang auf 32 bits und die Verwendung der Basis 16 wurde die Genauigkeit der Gleitkomma-Zahlen effektiv auf 21 bits verringert.

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 im Sinne von 360°. 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 Arbeitsspeicher
20 ab 1966 4 KB
22 ab 1971 24–32 KB
25 ab 1968 16–48 KB
30 ab 1965 16–64 KB
40 ab 1965 32–256 KB
44 ab 1966 32–256 KB
50 ab 1965 128 KB–8 MB
65 ab 1965 256 KB–8 MB
67 ab 1966 256 KB–1 MB
75 ab 1966 256 KB–8 MB
85 ab 1969 512 KB–4 MB
91 ab 1967 2–6 MB
95 ab 1968 1–6 MB
1950 ab 1971 1–4 MB

Klone Bearbeiten

Im RGW 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

  • Gordon Bell, Daniel Siewiorek, Allen Newell (Hrsg.): Computer structures. Principles and Examples. McGraw Hill, 1982, ISBN 0-07-057302-6. (Abschnitt System/360 Online bei Microsoft Research)
  • S. G. Tucker: Microprogram control for SYSTEM/360. In: IBM Systems Journal. Band 6, Nr. 4, 1967, S. 222–241.
  • Clarence B. Germain: Das Programmier-Handbuch der IBM/360. München 1969.
  • Achim Born: 50 Jahre Mainframe – (K)ein altes Eisen. In: iX. 5/2014 (Mai). (heise.de)

Weblinks Bearbeiten

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

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Computer Museum zur IBM/360
  2. [The mainframe turns 50, or, why the IBM System/360 launch was the dawn of enterprise IT Joab Jackson, The mainframe turns 50, or, why the IBM System/360 launch was the dawn of enterprise IT, PC World 2014]
  3. G. M. Amdahl, G. A. Blaauw, F. P. Brooks: Architecture of the IBM System/360. In: IBM Journal of Research and Development. Band 8, April 1964, S. 87–101.
  4. IBM Time Sharing System. (PDF) IBM, 1976, abgerufen am 24. Dezember 2021 (englisch).
  5. Henry S. Warren Warren: Hacker’s Delight. Addison-Wesley, 2013, ISBN 978-0-321-84268-8, The Distribution of Leading Digits, S. 385.
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System 360 oder kurz S 360 bezeichnet eine Grossrechnerarchitektur der Firma IBM aus dem Jahre 1964 Zuvor wurden von IBM die 700 7000 series gebaut Dem System 360 folgte das im Jahr 1970 angekundigte System 370 Ein System 360 zur elektronischen Datenverarbeitung im VW Werk Wolfsburg 1973 Ein IBM System 360 20 im Deutschen Museum MunchenIBM 2314 disk drives und IBM 2540 card reader punch fur das System 360Anfang der 1960er Jahre beherrschte IBM zwar den Computermarkt die Systeme waren aber meist untereinander inkompatibel und nicht aus einer einheitlichen Linie so dass sich ein grosser Aufwand fur den Support der unterschiedlichen Produktfamilien aufbaute Dem sollte mit dem System 360 abgeholfen werden mit dem IBM 1964 ein einziges einheitliches und leicht erweiterbares System auf dem Mainframe Markt vorstellte Mit den Entwicklungskosten von insgesamt 5 Milliarden Dollar fur das Projekt das zweifache des jahrlichen Erloses von IBM 1962 1 riskierte IBM Chef Thomas J Watson Jr den Bestand der Firma das System beherrschte aber bald nach Einfuhrung den Markt der Mainframes In den 1970er Jahren waren uber 70 Prozent der Mainframes von IBM und damit Abkommlinge der 360 Produktfamilie Der Umsatz von IBM stieg hauptsachlich ihretwegen von 3 6 Milliarden Dollar 1965 auf 8 3 Milliarden 1971 noch 1982 machten sie uber die Halfte des Umsatzes der Firma aus 2 Es war eines der bisher erfolgreichsten Computersysteme Die von IBM veroffentlichten Spezifikationen erlaubten es ausserdem auch anderen Anbietern Peripheriegerate fur das System 360 anzubieten haufig kostengunstiger Umgekehrt begannen andere Firmen wie Amdahl und Univac zum 360 System kompatible Computer zu entwickeln Ebenso wie die Hardware wurde mit dem System 360 auch die Software vereinheitlicht und kompatibel gemacht Die Hauptarchitekten waren Frederick P Brooks Gerrit Blaauw Gene Amdahl 3 Die Gesamtleitung hatte Bob O Evans Beteiligt war auch u a Erich Bloch Brooks Bloch und Evans erhielten dafur 1985 die National Medal of Technology and Innovation Inhaltsverzeichnis 1 Designkriterien 2 Betriebssysteme 3 Kritik 4 Emulation 5 Namensbedeutung 6 Klone 7 Literatur 8 Weblinks 9 EinzelnachweiseDesignkriterien BearbeitenDie wichtigsten Designkriterien waren Vielseitiger Verwendungszweck Vor der S 360 waren Computer entweder fur kaufmannische oder fur naturwissenschaftlich technische Zwecke optimiert 8 Bit Zeichengrosse Im Gegensatz zu zeitgenossischen 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 Moglichkeit zu gepackt gespeicherten Dezimalzahlen Jede Ziffer belegt dabei ein halbes Byte 4 Bit Binar codierte Dezimalzahlen das Vorzeichen belegt im letzten Byte die letzten 4 Bits Variabel lange Zeichenketten haben ein Langenfeld und werden nicht mit einem Spezialzeichen abgeschlossen Verzicht auf einen Stack Dies macht Linkage Konventionen erforderlich da bei Unterprogrammaufrufen der Status gesichert werden muss Grundsatzlich indizierte Adressierung unter Verwendung eines Basisregisters Programme sind so grundsatzlich unabhangig von physischen Adressen Binare Adressierung Alle 16 Register sind Universalregister die sowohl als Akkumulatoren als auch mit Ausnahme des Registers 0 zur Adressierung verwendet werden konnen Es wird jedoch empfohlen als Basisregister Adressierung nur die Register ab Nr 3 bis max 8 zu verwenden da die Register 1 und 2 von bestimmten Befehlen z B TRT zwangsweise verwendet werden Die Register 12 bis 15 werden fur den Aufruf von Unterprogrammen verwendet einige benotigt man auch noch fur andere Zwecke Ein Register reicht um einen Speicherbereich von 4096 Bytes 4k Bytes zu adressieren In den Maschinenbefehlen stehen fur eine Speicheradresse nur 2 Bytes zur Verfugung 4 Bits fur die Registernummer und 12 Bits fur das Displacement Die Universalregister sind 32 Bit breit zur Adressierung werden die rechten 24 Bit verwendet was einen Adressraum von 16 Megabyte ermoglicht Bei den Befehlen BAL und BALR Branch and Link wird die Rucksprungadresse 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 moglich den Adressraum uber die 16 MB hinaus zu erweitern Ab dem Modell 67 wurden auch wesentliche Elemente von Virtuellem Speicher implementiert nachdem dies zuvor aus dem Entwurf der Anfangsversionen wieder entfernt worden war Das fand sich ab 1972 auch in der Nachfolgemodellreihe 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 nbsp Lochkarte fur die IBM Grossrechner mit EBCDIC ZeichensatzMit dem System 360 erschienen drei Betriebssysteme TOS 360 fur Installationen ohne Festplatten DOS 360 fur kleinere und OS 360 fur grossere Installationen mit Festplatten OS 360 ist der Vorlaufer des aktuellen z OS Eine Besonderheit stellte das System 360 20 dar Es war ursprunglich als reine Lochkartenanlage zur Ablosung von Tabelliermaschinen konzipiert und hatte nur einen eingeschrankten Instruktionssatz Maschinenbefehle Die Registerbreite betrug 16 Bit bei 8 statt 16 Registern Einige der Betriebssysteme fur System 360 ermoglichten 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 TSS 4 an Kritik BearbeitenKritisiert wurde das Gleitkomma Zahlenformat Die wissenschaftlichen Vorlauferrechner der IBM 700 7000 series verfugten uber eine Gleitkommazahlenarchitektur mit Basis 2 mit einer Mantisse von 27 Bits Durch den Ubergang auf 32 bits und die Verwendung der Basis 16 wurde die Genauigkeit der Gleitkomma Zahlen effektiv auf 21 bits verringert 5 Emulation BearbeitenNeben der ursprunglichen System 360 Hardware kann auch das Betriebssystem OS 360 heute auf Windows und Linux Systemen mit dem freien Hercules Emulator ausgefuhrt werden Namensbedeutung BearbeitenDas System hatte den Anspruch allumfassend zu sein Daher wahlte man die Zahl 360 im Sinne von 360 Der Anspruch konnte allerdings nicht erfullt werden sodass im Nachhinein die Zahl anders definiert wurde 3 wurde als IBM Standard gewertet und 60 fur ein in den 1960ern entwickeltes Produkt Daher hiessen die Nachfolger S 370 und S 390 System 360 Series Quelle IBM Archiv Modell verfugbar Arbeitsspeicher20 ab 1966 4 KB22 ab 1971 24 32 KB25 ab 1968 16 48 KB30 ab 1965 16 64 KB40 ab 1965 32 256 KB44 ab 1966 32 256 KB50 ab 1965 128 KB 8 MB65 ab 1965 256 KB 8 MB67 ab 1966 256 KB 1 MB75 ab 1966 256 KB 8 MB85 ab 1969 512 KB 4 MB91 ab 1967 2 6 MB95 ab 1968 1 6 MB1950 ab 1971 1 4 MBKlone BearbeitenIm RGW wurden drei Reihen von Rechnersystemen entwickelt ESER der Reihe I waren weitgehend identisch mit dem IBM System 360 Hierzu zahlten die Anlagen R40 EC 1040 VEB Kombinat Robotron DDR oder EC 1022 EC EWM Sowjetunion Literatur BearbeitenGordon Bell Daniel Siewiorek Allen Newell Hrsg Computer structures Principles and Examples McGraw Hill 1982 ISBN 0 07 057302 6 Abschnitt System 360 Online bei Microsoft Research S G Tucker Microprogram control for SYSTEM 360 In IBM Systems Journal Band 6 Nr 4 1967 S 222 241 Clarence B Germain Das Programmier Handbuch der IBM 360 Munchen 1969 Achim Born 50 Jahre Mainframe K ein altes Eisen In iX 5 2014 Mai heise de Weblinks Bearbeiten nbsp Commons System 360 Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Offizielle Ankundigung der Firma IBM englisch Vor 40 Jahren der perfekte Computer Heise Newsticker 7 April 2004 Video eines 2 stundigen Vortrages aus dem Jahr 2004 uber das System 360 Hermann K Reiboldt Raimund Vollmer Der Markt sind wir Die IBM und ihre Mitbewerber rv ibm blogspot 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