Sistema IBM/370

Sistema/370

Diseñador	IBM
Pedazos	32 bits
Introducido	1970
Diseño	CISC
Tipo	Registrarse–Registrarse Registrarse–Memoria Memoria –Memoria
Codificación	Variable (de 2, 4 o 6 bytes de longitud)
Derivación	Código de condición , indexación, conteo
Endianidad	Grande
Predecesor	Sistema/360
Sucesor	S/370-XA , ESA/370 , ESA/390 , z/Arquitectura
Registros
De uso general	16×32 bits
Punto flotante	4×64 bits [a]

El IBM System/370 ( S/370 ) es una gama de computadoras mainframe de IBM anunciadas como sucesoras de la familia System/360 el 30 de junio de 1970. La serie mantiene principalmente compatibilidad con versiones anteriores ^del S/360, lo que permite una ruta de migración fácil para los clientes; esto, además de un rendimiento mejorado, fueron los temas dominantes del anuncio del producto.

Los primeros sistemas 370 se diferenciaban del 360 en gran medida en su circuitería interna, pasando de los transistores individuales y los circuitos integrados a pequeña escala a dispositivos más modernos que utilizan múltiples transistores por circuito integrado , a los que IBM se refirió como Tecnología de Sistema Monolítico o MST. El encapsulado de mayor densidad permitió que varias características que antes eran opcionales de la línea 360 se incluyeran como características estándar de las máquinas, por ejemplo, soporte de punto flotante . El 370 también agregó una pequeña cantidad de instrucciones nuevas.

En el momento de su introducción, el desarrollo de sistemas de memoria virtual se había convertido en un tema importante en el mercado de las computadoras, y el 370 se consideró muy controvertido ya que carecía de esta característica. Esto se abordó en 1972 con la Función Avanzada del Sistema/370 y su hardware de traducción dinámica de direcciones (DAT) asociado. Todas las máquinas futuras de la línea recibieron esta opción, junto con varios sistemas operativos nuevos que la admitían. Se realizaron pequeñas incorporaciones a lo largo de la vida útil de la línea, lo que dio lugar a una profusión de modelos a los que generalmente se hacía referencia por el número de procesador. Una de las últimas incorporaciones importantes a la línea en 1988 fueron las extensiones ESA/370 que permitían a una máquina tener múltiples espacios de direcciones virtuales y cambiar fácilmente entre ellos.

El 370 fue el mainframe principal de IBM desde la década de 1970 hasta la de 1980. En septiembre de 1990, la línea System/370 fue reemplazada por el System/390 . El 390, que se basaba en un nuevo modelo ESA/390 , expandió el concepto de memoria múltiple para incluir virtualización de hardware completa ^{[ disputado (por: ya existía antes) – discutir ]} que le permitió ejecutar múltiples sistemas operativos al mismo tiempo.

La línea original System/370 se anunció el 30 de junio de 1970, y el primer envío a clientes de los modelos 155 y 165 estaba previsto para febrero de 1971 y abril de 1971 respectivamente. ^[1] El 155 se envió por primera vez en enero de 1971. ^{[2] : 643} System/370 experimentó varias mejoras arquitectónicas durante su vida útil de aproximadamente 20 años. ^{[3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]}

Las siguientes características mencionadas en la 11.ª edición de los Principios de funcionamiento del Sistema/370 ^[3] son ​​opcionales en el S/360 pero estándar en el S/370, introducidas con el S/370 o agregadas al S/370 después del anuncio.

• Sucursal y ahorro
• Direccionamiento indirecto de datos de canal
• Cambio de conjunto de canales
• Borrar E/S
• Comando Reintentar
• Conjunto de instrucciones comerciales ^[c]
• Intercambio condicional
• Temporizador de CPU y comparador de reloj
• Espacio de dirección dual (DAS)
• Punto flotante de precisión extendida ^[d]
• Direccionamiento real extendido
• Señales externas
• Liberación rápida
• Punto flotante ^[c]
• Dispositivo de parada
• Cierre de sesión extendido de E/S
• Cierre de sesión de canal limitado
• Mover inversamente ^[e]
• Multiprocesamiento ^[f]
• Manejo de claves PSW
• Extensiones de recuperación
• Protección de segmentos
• Señal de servicio
• Puesta en cola rápida de entrada y salida ^[10] (SIOF)
• Extensiones de instrucciones de claves de almacenamiento
• Bloque de 4 Kbytes con clave de almacenamiento
• Suspender y reanudar
• Bloque de prueba
• Traducción ^[g]
• Vector ^[h]
• IDAW de 31 bits

Cuando se introdujeron las primeras máquinas System/370, el Modelo 155 y el Modelo 165 , la arquitectura System/370 se describió como una extensión, pero no un rediseño, de la arquitectura System/360 de IBM que se introdujo en 1964. ^[11] La arquitectura System/370 incorporó solo una pequeña cantidad de cambios a la arquitectura System/360. Estos cambios incluyeron: ^[12]

• 13 nuevas instrucciones, entre las que se encuentran

• MOVERSE LARGO ( MVCL ); ^[13]
• COMPARAR LARGO LÓGICO ( CLCL ); ^[14]

permitiendo así operaciones de hasta 2^24-1 bytes (16 MB), frente a los límites de 256 bytes del MVC y CLC del 360; ^{[15] [16]}

• DESPLAZAMIENTO Y REDONDEO DECIMAL ( SRP ), ^[17] que multiplica o divide un valor decimal empaquetado por una potencia de 10, redondeando el resultado al dividir;

• Aritmética de punto flotante opcional de 128 bits ( hexadecimal ) , introducida en el Sistema/360 Modelo 85 ^{[18] [19]}
• Un nuevo reloj de hora del día de mayor resolución ^[20]
• soporte para el canal multiplexor de bloques ^[21] introducido en el System/360 Modelo 85. ^[22]
• Todas las funciones del emulador fueron diseñadas para ejecutarse bajo el control de los sistemas operativos estándar. IBM documentó los programas emuladores del S/370 como emuladores integrados.

Estos modelos tenían memoria central y no incluían soporte para almacenamiento virtual , ya que carecían de una caja DAT (traducción dinámica de direcciones).

Todos los modelos del System/370 utilizaban la forma de circuitos integrados monolíticos de IBM denominada MST (Monolithic System Technology), lo que los convertía en ordenadores de tercera generación. La MST proporcionaba al System/370 una densidad de circuitos de cuatro a ocho veces superior y una fiabilidad diez veces superior a la de la tecnología SLT de segunda generación del System/360. ^{[2] : 440}

El 23 de septiembre de 1970, IBM anunció el Modelo 145 , un tercer modelo del System/370, que fue el primer modelo en incorporar una memoria principal de semiconductores hecha de circuitos integrados monolíticos y cuya entrega estaba prevista para finales del verano de 1971. Todos los modelos S/370 posteriores utilizaron dicha memoria.

En 1972, se produjo un cambio muy significativo cuando se introdujo el soporte para el almacenamiento virtual con el anuncio "System/370 Advanced Function" de IBM. IBM había elegido inicialmente (y de manera controvertida) excluir el almacenamiento virtual de la línea S/370. ^{[2] : 479–484  [23]} El anuncio del 2 de agosto de 1972 incluía:

• Hardware de reubicación de direcciones en todos los S/370 excepto los modelos originales 155 y 165
• Los nuevos modelos S/370 158 y 168, con hardware de reubicación de direcciones
• cuatro nuevos sistemas operativos: DOS/VS (DOS con almacenamiento virtual), OS/VS1 ( OS/360 MFT con almacenamiento virtual), OS/VS2 (OS/360 MVT con almacenamiento virtual) versión 1, denominada SVS (Single Virtual Storage) y versión 2, denominada MVS (Multiple Virtual Storage) y prevista para estar disponible 20 meses después (a finales de marzo de 1974), y VM/370 , el CP/CMS reimplementado

De hecho, el almacenamiento virtual ya se había entregado en hardware S/370 antes de este anuncio:

• En junio de 1971, en el S/370-145 (uno de los cuales tuvo que ser "contrabandeado" al Centro Científico de Cambridge para evitar que alguien notara la llegada de un S/370 a ese semillero de desarrollo de memoria virtual, ya que esto habría señalado que el S/370 estaba a punto de recibir tecnología de reubicación de direcciones). ^[24] El S/370-145 tenía una memoria asociativa ^{[25] [26] : CPU 117-CPU 129} utilizada por el microcódigo para la característica de compatibilidad con DOS desde sus primeros envíos en junio de 1971; ^[25] el mismo hardware fue utilizado por el microcódigo para DAT. ^{[26] : CPU 139} Aunque IBM eligió famosamente excluir el almacenamiento virtual del anuncio del S/370, esa decisión se estaba reconsiderando durante la finalización de la ingeniería del 145, en parte debido a la experiencia de memoria virtual en CSC y en otros lugares. La arquitectura de microcódigo del 145 simplificó la incorporación de almacenamiento virtual, lo que permitió que esta capacidad estuviera presente en los primeros 145 sin las extensas modificaciones de hardware necesarias en otros modelos. Sin embargo, IBM no documentó la capacidad de almacenamiento virtual del 145 ni anotó los bits relevantes en los registros de control y PSW que se mostraban en el panel de control del operador cuando se seleccionaban utilizando los interruptores de rodillo. Sin embargo, los bits de referencia y cambio de las teclas de protección de almacenamiento estaban etiquetados en los rodillos, una señal clara para cualquiera que hubiera trabajado con el 360/67 anterior. Los clientes existentes del S/370-145 se alegraron de saber que no tenían que comprar una actualización de hardware para ejecutar DOS/VS u OS/VS1 (u OS/VS2 Release 1, lo que era posible, pero no común debido a la cantidad limitada de almacenamiento principal disponible en el S/370-145).

Poco después del anuncio del 2 de agosto de 1972, se anunciaron discretamente actualizaciones de DAT box (hardware de reubicación de direcciones) para los S/370-155 y S/370-165, pero solo estaban disponibles para su compra por parte de clientes que ya poseían un modelo 155 o 165. ^[27] Después de la instalación, estos modelos se conocieron como S/370-155-II y S/370-165-II. IBM quería que los clientes actualizaran sus sistemas 155 y 165 a los ampliamente vendidos S/370-158 y -168. ^{[28] Estas actualizaciones eran sorprendentemente caras ($200,000 y $400,000, respectivamente) y tenían largos plazos de entrega después de ser ordenadas por un cliente; en consecuencia, nunca fueron populares entre los clientes, la mayoría de los cuales alquilaban sus sistemas a través de una empresa} de leasing de terceros . ^[27] Esto llevó a que los modelos originales S/370-155 y S/370-165 se describieran como "anclas de barco". La actualización, necesaria para ejecutar OS/VS1 u OS/VS2, no era rentable para la mayoría de los clientes cuando IBM pudo entregarla e instalarla, por lo que muchos clientes se quedaron con estas máquinas ejecutando MVT hasta que terminó su contrato de alquiler. No era inusual que esto sucediera durante otros cuatro, cinco o incluso seis años para los más desafortunados, y resultó ser un factor significativo ^[29] en la lenta adopción de OS/VS2 MVS, no solo por parte de los clientes en general, sino también por parte de muchos sitios internos de IBM.

Los cambios arquitectónicos posteriores implicaron principalmente expansiones de la memoria (almacenamiento central), tanto de la memoria física como del espacio de direcciones virtuales , para permitir mayores cargas de trabajo y satisfacer las demandas de los clientes de más almacenamiento. Esta fue la tendencia inevitable a medida que la Ley de Moore erosionaba el costo unitario de la memoria. Como con todo el desarrollo de mainframes de IBM, preservar la compatibilidad con versiones anteriores era primordial. ^{[ cita requerida ]}

• Asistencia específica del sistema operativo, Soporte de programa de control extendido (ECPS), funciones de extensión e instalaciones extendidas para OS/VS1, MVS ^[i] y VM. ^[j] La explotación de los niveles de estos sistemas operativos, por ejemplo, MVS/System Extensions (MVS/SE), reduce la longitud de la ruta para algunas funciones frecuentes.

• La función Dual Address Space ^[30] (DAS) permite que un programa privilegiado mueva datos entre dos espacios de direcciones sin la sobrecarga de asignar un búfer en el almacenamiento común, mover los datos al búfer, programar un SRB en el espacio de direcciones de destino, mover los datos a su destino final y liberar el búfer. IBM introdujo DAS en 1981 para el 3033 , pero más tarde lo puso a disposición de algunos procesadores 43xx, ^[31] 3031 y 3032. La versión 1 del producto MVS/System (MVS/SP) explotaba DAS si estaba disponible.
• En octubre de 1981, los procesadores 3033 y 3081 añadieron "direccionamiento real extendido", que permitía el direccionamiento de 26 bits para el almacenamiento físico (pero seguía imponiendo un límite de 24 bits para cualquier espacio de dirección individual). Esta capacidad apareció más tarde en otros sistemas, como el 4381 y el 3090. ^[32]
• La arquitectura extendida System/370 ( S/370-XA ), disponible por primera vez a principios de 1983 en los procesadores 3081 y 3083, proporcionó una serie de mejoras importantes, incluida la expansión de los espacios de direcciones virtuales de 24 bits a 31 bits , la expansión de direcciones reales de 24 o 26 bits a 31 bits y un rediseño completo de la arquitectura de E/S.
• En febrero de 1988, IBM anunció la Arquitectura de sistemas empresariales/370 ( ESA/370 ) para los modelos mejorados ( E ) 3090 y 4381. Añadió dieciséis registros de acceso de 32 bits , más modos de direccionamiento y varias facilidades para trabajar con múltiples espacios de direcciones simultáneamente.
• El 5 de septiembre de 1990, IBM anunció la Arquitectura de Sistemas Empresariales/390 ^[33] ( ESA/390 ), compatible con ESA/370.

En 1981, IBM agregó la función de espacio de dirección dual al System/370. ^[30] Esto permite que un programa tenga dos espacios de dirección; el Registro de control 1 contiene el origen de la tabla de segmentos (STO) para el espacio de dirección primario y el CR7 contiene el STO para el espacio de dirección secundario. El procesador puede funcionar en modo de espacio primario o en modo de espacio secundario. Cuando está en modo de espacio primario, las instrucciones y los datos se obtienen del espacio de dirección primario. Cuando está en modo de espacio secundario, los operandos cuyas direcciones se definen como lógicas se obtienen del espacio de dirección secundario; es impredecible si las instrucciones se obtendrán del espacio de dirección primario o secundario, por lo que el código debe asignarse a ambos espacios de dirección en los mismos rangos de direcciones en ambos espacios de dirección. El programa puede cambiar entre el modo de espacio primario y secundario con la instrucción SET ADDRESS SPACE CONTROL; también hay instrucciones MOVE TO PRIMARY y MOVE TO SECONDARY que copian un rango de bytes de un rango de direcciones en un espacio de direcciones a un rango de direcciones en el otro espacio de direcciones. ^[34]

Los espacios de direcciones se identifican mediante un número de espacio de direcciones (ASN). El ASN contiene índices en una tabla de dos niveles, estructurada de manera similar a una tabla de páginas de dos niveles, con entradas que contienen un bit de presencia, varios campos que indican los permisos otorgados para el acceso al espacio de direcciones, la dirección inicial y la longitud de la tabla de segmentos para el espacio de direcciones, y otra información. La instrucción SET SECONDARY ASN convierte el espacio de direcciones identificado por un valor ASN dado en el espacio de direcciones secundario actual. ^[34]

La arquitectura inicial del System/370 tiene un límite de 24 bits en las direcciones físicas, lo que limita la memoria física a 16 MB. Las entradas de la tabla de páginas tienen 12 bits de dirección de marco de página con páginas de 4 KB y 13 bits de dirección de marco de página con páginas de 2 KB, por lo que la combinación de una dirección de marco de página de 12 bits con un desplazamiento de 12 bits dentro de la página o una dirección de marco de página de 13 bits con un desplazamiento de 11 bits dentro de la página produce una dirección física de 24 bits. ^[35]

La función de direccionamiento real extendido del System/370 eleva este límite a 26 bits, lo que aumenta el límite de memoria física a 64 MB. Se utilizaron dos bits reservados en la entrada de la tabla de páginas para páginas de 4 KB para extender la dirección del marco de página. El direccionamiento real extendido solo está disponible con la traducción de direcciones habilitada y con páginas de 4 KB. ^[35]

La siguiente tabla resume las principales series y modelos S/370. La segunda columna enumera la arquitectura principal asociada con cada serie. Muchos modelos implementaron más de una arquitectura; por lo tanto, los procesadores 308x se comercializaron inicialmente como arquitectura S/370, pero luego ofrecieron XA; y muchos procesadores, como el 4381, tenían microcódigo que permitía al cliente elegir entre funcionamiento S/370 o XA (más tarde, ESA).

Tenga en cuenta también el término confuso "compatible con System/370", que apareció en los documentos fuente de IBM para describir ciertos productos. Fuera de IBM, este término se usaría con más frecuencia para describir sistemas de Amdahl Corporation , Hitachi y otros, que podían ejecutar el mismo software S/370. Esta elección de terminología por parte de IBM puede haber sido un intento deliberado de ignorar la existencia de esos fabricantes de PCM compatibles (plug-compatible manufacturers ), porque competían agresivamente contra el dominio del hardware de IBM.

IBM utilizó el nombre System/370 para anunciar las siguientes once ofertas (de tres dígitos):

El IBM System/370 Modelo 115 fue anunciado el 13 de marzo de 1973 ^[39] como "un sistema de entrada System/370 ideal para los usuarios del sistema informático System/3 , 1130 de IBM y los modelos System/360 20 , 22 y 25 ".

Se entregó con "un mínimo de dos unidades de disco IBM 3340 (recientemente anunciadas por IBM) conectadas directamente". ^[39] Se podían conectar hasta cuatro 3340.

La CPU podía configurarse con 65.536 (64 K) o 98.304 (96 K) bytes de memoria principal. Se encontraba disponible un emulador 360/20 opcional.

El 115 fue retirado el 9 de marzo de 1981.

El IBM System/370 Modelo 125 se anunció el 4 de octubre de 1972. ^[40]

Dos, tres o cuatro unidades de almacenamiento en disco IBM 3333 conectadas directamente proporcionaban "hasta 400 millones de bytes en línea".

La memoria principal era de 98.304 (96 K) o 131.072 (128 K) bytes.

El 125 fue retirado el 9 de marzo de 1981.

El IBM System/370 Modelo 135 fue anunciado el 8 de marzo de 1971. ^[41] Las opciones para el 370/135 incluían una selección de cuatro tamaños de memoria principal; también se ofrecía la emulación de la serie IBM 1400 (1401, 1440 y 1460).

Un "dispositivo de lectura ubicado en la consola del Modelo 135" permitió actualizar y agregar funciones al microcódigo del Modelo 135.

El 135 fue retirado el 16 de octubre de 1979.

El IBM System/370 Modelo 138, que se anunció el 30 de junio de 1976, se ofrecía con 524.288 (512 K) o 1.048.576 (1 MB) de memoria. Esta última era "el doble de la capacidad máxima del Modelo 135", que "se puede actualizar a los niveles de rendimiento interno de la nueva computadora en las instalaciones del cliente". ^[42]

El 138 fue retirado el 1 de noviembre de 1983.

El IBM System/370 Modelo 145 se anunció el 23 de septiembre de 1970, tres meses después de los modelos 155 y 165. ^[36] Se envió por primera vez en junio de 1971. ^{[2] : 643}

El primer System/370 que utilizaba memoria principal monolítica, el Modelo 145, se ofrecía en seis tamaños de memoria. Una parte de la memoria principal, el "Almacenamiento de control recargable" (RCS), se cargaba desde un cartucho de disco preescrito que contenía microcódigo para implementar, por ejemplo, todas las instrucciones necesarias, los canales de E/S y las instrucciones opcionales para permitir que el sistema emulara máquinas IBM anteriores. ^[36]

El 145 fue retirado el 16 de octubre de 1979.

El IBM System/370 Modelo 148 tuvo las mismas fechas de anuncio y retirada que el Modelo 138. ^[43]

Al igual que con la opción de actualizar en campo un 135, un 370/145 podría actualizarse en campo "en las instalaciones del cliente" para obtener un rendimiento de nivel 148. Los sistemas 135 y 145 actualizados fueron "designados como Modelos 135-3 y 145-3".

El IBM System/370 Modelo 155 y el Modelo 165 se anunciaron el 30 de junio de 1970, siendo los primeros 370 que se presentaron. ^[44] Ninguno de ellos tenía una caja DAT; se limitaban a ejecutar los mismos sistemas operativos sin memoria virtual disponibles para el System/360 . El 155 se envió por primera vez en enero de 1971. ^{[2] : 643}

Se incluyeron las características de compatibilidad con OS/DOS ^[45] (programas DOS/360 bajo OS/360), 1401/1440/1460 y 1410/7010 ^{[46] [47]} y 7070/7074 ^[48] , y los programas emuladores integrados de soporte podían funcionar simultáneamente con las cargas de trabajo estándar de System/370.

En agosto de 1972, IBM anunció, sólo como una actualización de campo, el IBM System/370 Modelo 155 II , que agregó una caja DAT.

Tanto el 155 como el 165 fueron retirados el 23 de diciembre de 1977.

El IBM System/370 Modelo 158 y el 370/168 se anunciaron el 2 de agosto de 1972. ^[49]

Incluía hardware de traducción dinámica de direcciones (DAT), un requisito previo para los nuevos sistemas operativos de memoria virtual (DOS/VS, OS/VS1, OS/VS2).

Estaba disponible un modelo multiprocesador (MP) estrechamente acoplado, así como la capacidad de acoplar de forma flexible este sistema a otro 360 o 370 a través de un adaptador de canal a canal opcional.

Los modelos 158 y 168 fueron retirados el 15 de septiembre de 1980.

IBM describió el IBM System/370 Model 165 como "más potente" ^[11] en comparación con el 370/155 de "escala media". Se comercializó por primera vez en abril de 1971. ^{[2] : 643}

Las características de compatibilidad incluyeron emulación para 7070/7074, 7080 y 709/7090/7094/7094 II .

Algunos han descrito el uso de microcodificación frente a cableado en el 360/85 como un puente hacia el 370/165. ^[50]

En agosto de 1972, IBM anunció, sólo como una actualización de campo, el IBM System/370 Modelo 165 II , que agregaba una caja DAT.

El 165 fue retirado el 23 de diciembre de 1977.

El IBM System/370 Modelo 168 incluía "hasta ocho megabytes" ^[51] de memoria principal, el doble del máximo de 4 megabytes del 370/158. ^[49]

Incluía hardware de traducción dinámica de direcciones (DAT), un requisito previo para los nuevos sistemas operativos de memoria virtual .

Aunque el 168 sirvió como el sistema "insignia" de IBM, ^[52] un informe de noticias de 1975 decía que IBM aumentó la potencia del 370/168 nuevamente "a raíz del desafío Amdahl... sólo 10 meses después de que introdujera el procesador 168-3 mejorado". ^[53]

El 370/168 no fue retirado del mercado hasta septiembre de 1980.

El IBM System/370 Modelo 195 fue anunciado el 30 de junio de 1970 y, en ese momento, era "el sistema informático más potente de IBM". ^[54]

Su introducción se produjo unos 14 meses después del anuncio de su predecesor directo, el 360/195 . Ambos modelos 195 fueron retirados del mercado el 9 de febrero de 1977. ^{[55] [54]}

A partir de 1977, IBM comenzó a introducir nuevos sistemas, utilizando la descripción "Un miembro compatible de la familia System/370". ^{[56] [57]}

La primera de las máquinas iniciales de gama alta, la 3033 de IBM , se anunció el 25 de marzo de 1977 ^[58] y se entregó en marzo siguiente, momento en el que se anunció una versión multiprocesador de la 3033. ^[59] IBM la describió ^[60] como "La Grande".

IBM señaló sobre el 3033, mirando hacia atrás, que "Cuando se lanzó el 25 de marzo de 1977, el 3033 eclipsó la velocidad operativa interna del buque insignia anterior de la compañía, el System/370 Modelo 168-3..." ^[52]

Los IBM 3031 y IBM 3032 se anunciaron el 7 de octubre de 1977 y se retiraron del mercado el 8 de febrero de 1985. ^{[56] [61]}

Tres sistemas comprendían la siguiente serie de máquinas de gama alta, los sistemas 308X de IBM:

• El 3081 ^[62] (anunciado el 12 de noviembre de 1980) tenía 2 CPU
• El 3083 ^[63] (anunciado el 31 de marzo de 1982) tenía 1 CPU
• El 3084 ^[64] (anunciado el 3 de septiembre de 1982) tenía 4 CPU

A pesar de la numeración, el menos potente era el 3083, que podía actualizarse en campo a un 3081; ^[63] el 3084 era el tope de gama. ^[64]

Estos modelos introdujeron la capacidad de dirección de 31 bits de la Arquitectura Extendida de IBM ^[65] y un conjunto de software MVS/Arquitectura Extendida (MVS/XA) compatible con versiones anteriores que reemplazó productos anteriores y parte de OS/VS2 R3.8:

Los tres sistemas 308x fueron retirados el 4 de agosto de 1987.

La siguiente serie de máquinas de gama alta, la IBM 3090 , comenzó con los modelos ^[k] 200 y 400. ^[68] Se anunciaron el 12 de febrero de 1985 y estaban configurados con dos o cuatro CPU respectivamente. IBM anunció posteriormente los modelos 120, 150, 180, 300, 500 y 600 con capacidades inferiores, intermedias y superiores; el primer dígito del número de modelo indica el número de procesadores centrales.

A partir de los modelos E ^[69] y continuando con los modelos J y S, IBM ofreció Enterprise Systems Architecture/370 ^[70] (ESA/370), Processor Resource/System Manager (PR/SM) y un conjunto de software MVS/Enterprise System Architecture (MVS/ESA) compatible con versiones anteriores que reemplazaba los productos anteriores:

La oferta de IBM de una extensión de facilidad vectorial (VF) opcional para el 3090 llegó en un momento en que el procesamiento vectorial /procesamiento de matriz sugería nombres como Cray y Control Data Corporation (CDC). ^{[72] [73]}

Los modelos 200 y 400 fueron retirados el 5 de mayo de 1989.

El primer par de procesadores IBM 4300 fueron sistemas de gama media/baja anunciados el 30 de enero de 1979 ^{[74] [75]} como "compactos (y) compatibles con el Sistema/370".

El 4331 fue posteriormente retirado el 18 de noviembre de 1981 y el 4341 el 11 de febrero de 1986.

Otros modelos fueron el 4321, ^[76] 4361 ^[77] y 4381. ^[78]

El 4361 tiene "Apagado programable: permite al usuario apagar el procesador bajo el control del programa"; ^[77] "Apagado de la unidad" es (también) parte de la lista de características del 4381. ^[78]

IBM ofreció muchos grupos de modelos y modelos de la familia 4300, ^[l] desde el modelo de nivel de entrada 4331 hasta el 4381, descrito como "uno de los procesadores de sistema intermedio más potentes y versátiles jamás producidos por IBM". ^[m]

El grupo de modelos 3 del 4381 tenía doble CPU.

Este sistema de gama baja, anunciado el 7 de octubre de 1986, ^[79] fue "diseñado para satisfacer los requisitos informáticos de los clientes de IBM que valoran la afinidad con el Sistema/370" y "lo suficientemente pequeño y silencioso para funcionar en un entorno de oficina".

IBM también destacó su sensibilidad a "los precios del software básico, las reducciones sustanciales en los requisitos de soporte y capacitación y los modestos costos de consumo de energía y mantenimiento".

Además, manifestó su conocimiento de las necesidades de las pequeñas y medianas empresas para poder responder, a medida que "los requisitos informáticos crecen", y agregó que "el sistema IBM 9370 se puede ampliar fácilmente agregando características y bastidores adicionales para acomodar..."

Esto ocurrió en un momento en que Digital Equipment Corporation (DEC) y sus sistemas VAX eran fuertes competidores tanto en hardware como en software; ^[80] los medios de comunicación de la época difundieron la supuesta frase "VAX Killer" de IBM, aunque a menudo con escepticismo. ^[81]

En la era 360, varios fabricantes ya habían estandarizado el conjunto de instrucciones IBM/360 y, hasta cierto punto, la arquitectura 360. Entre los fabricantes de computadoras notables se encontraban Univac con la serie UNIVAC 9000 , RCA con la serie RCA Spectra 70 , English Electric con el English Electric System 4 y la soviética ES EVM . Estas computadoras no eran perfectamente compatibles, ni (excepto por los esfuerzos rusos) ^{[82] [83]} estaban destinadas a serlo.

Todo esto cambió en los años 70 con la introducción del IBM/370 y el lanzamiento de la propia empresa por parte de Gene Amdahl . Casi al mismo tiempo, los gigantes japoneses empezaron a fijarse en el lucrativo mercado de mainframes, tanto en su país como en el extranjero. Un consorcio japonés se centró en IBM y otros dos del grupo BUNCH ( Burroughs / Univac / NCR / C ontrol Data/ H oneywell) de competidores de IBM. ^[84] Estos últimos esfuerzos fueron abandonados y, finalmente, todos los esfuerzos japoneses se centraron en las líneas de mainframes de IBM.

Algunos de los clones de la época incluyeron:

La documentación de IBM numera los bits de orden superior a orden inferior; el bit más significativo (más a la izquierda) se designa como bit número 0.

S/370 también se refiere a una especificación de arquitectura de sistema informático ^[91] y es una evolución directa y en su mayor parte compatible con versiones anteriores de la arquitectura System/360 ^[92] de la que conserva la mayoría de los aspectos. Esta especificación no hace ninguna suposición sobre la implementación en sí, sino que describe las interfaces y el comportamiento esperado de una implementación. La arquitectura describe interfaces obligatorias que deben estar disponibles en todas las implementaciones e interfaces opcionales que pueden o no implementarse.

Algunos de los aspectos de esta arquitectura son:

• Ordenación de bytes big endian
• Uno o más procesadores con:
  • 16 registros de propósito general de 32 bits
  • 16 registros de control de 32 bits
  • 4 registros de punto flotante de 64 bits
  • Una palabra de estado del programa (PSW) de 64 bits que describe (entre otras cosas)
    • Interrumpir máscaras
    • Estados privilegiados
    • Un código de condición
    • Una dirección de instrucción de 24 bits
  • Funciones de temporización (reloj de hora del día, temporizador de intervalos, temporizador de CPU y comparador de reloj)
  • Un mecanismo de interrupción, clases y subclases de interrupción enmascarables y desenmascarables
  • Un conjunto de instrucciones . Cada instrucción se describe en detalle y también define las condiciones en las que se reconoce una excepción en forma de interrupción del programa.
• Un subsistema de memoria (llamado almacenamiento) con:
  • 8 bits por byte
  • Un área de comunicación de procesador especial que comienza en la dirección 0
  • Protección controlada por clave
  • Direccionamiento de 24 bits
• Operaciones de control manual que proporcionan:
  • Un proceso de arranque (un proceso llamado Carga Inicial del Programa o IPL)
  • Interrupciones iniciadas por el operador
  • Reiniciando el sistema
  • Funciones básicas de depuración
  • Visualización manual y modificaciones del estado del sistema (memoria y procesador)
• Un mecanismo de entrada/salida, que no describe los dispositivos en sí

Algunas de las características opcionales son:

• Un mecanismo de traducción dinámica de direcciones (DAT) que se puede utilizar para implementar un sistema de memoria virtual
• Instrucciones de punto flotante

IBM se preocupó mucho de garantizar que los cambios en la arquitectura siguieran siendo compatibles con los programas sin privilegios (estado problemático); algunas interfaces nuevas no rompieron el contrato de interfaz inicial para programas privilegiados (modo supervisor). Algunos ejemplos son

ECP:MVS ^[93]

Una función para mejorar el rendimiento de los sistemas operativos MVS/370

ECP:VM ^[94]

Una función para mejorar el rendimiento de los sistemas operativos VM

Otros cambios fueron compatibles únicamente con programas sin privilegios, aunque los cambios para programas con privilegios fueron de alcance limitado y bien definidos. Algunos ejemplos son:

ECPS:VSE ^[95]

Una función para mejorar el rendimiento del sistema operativo DOS/VSE .

S/370-XA ^[65]

Una función para proporcionar una nueva interfaz de E/S y admitir direccionamiento físico y virtual de 31 bits

Se ha tenido mucho cuidado para garantizar que las modificaciones posteriores a la arquitectura siguieran siendo compatibles, al menos en lo que respecta a los programas sin privilegios. Esta filosofía es anterior a la definición de la arquitectura S/370 y comenzó con la arquitectura S/360. Si se respetan ciertas reglas, un programa escrito para esta arquitectura se ejecutará con los resultados previstos en las versiones posteriores de esta arquitectura.

Un ejemplo de ello es que la arquitectura S/370 especifica que el bit número 32 del registro PSW de 64 bits tiene que establecerse en 0 y que, de lo contrario, se produce una excepción. Posteriormente, cuando se definió la arquitectura S/370-XA, se indicó que este bit indicaría si el programa era un programa que esperaba una arquitectura de dirección de 24 bits o una arquitectura de dirección de 31 bits. Por lo tanto, la mayoría de los programas que se ejecutaban en la arquitectura de 24 bits todavía pueden ejecutarse en sistemas de 31 bits; la arquitectura z de 64 bits tiene un bit de modo adicional para direcciones de 64 bits, de modo que esos programas, y los programas que se ejecutaban en la arquitectura de 31 bits, todavía pueden ejecutarse en sistemas de 64 bits.

Sin embargo, no todas las interfaces pueden seguir siendo compatibles. Se hizo hincapié en que los programas que no son de control (llamados programas de estado de problemas) siguieran siendo compatibles. ^[96] Por lo tanto, los sistemas operativos tienen que ser portados a la nueva arquitectura porque las interfaces de control pueden (y fueron) redefinidas de una manera incompatible. Por ejemplo, la interfaz de E/S fue rediseñada en S/370-XA haciendo que las operaciones de E/S de emisión de programas S/370 sean inutilizables tal como están.

IBM reemplazó la línea System/370 por la System/390 en los años 1990 y, de manera similar, amplió la arquitectura de ESA/370 a ESA/390. Se trató de un cambio arquitectónico menor y compatible con versiones posteriores.

En 2000, el System/390 fue reemplazado por el zSeries (ahora llamado IBM Z). Los mainframes zSeries introdujeron la arquitectura z/Architecture de 64 bits , la mejora de diseño más significativa desde la transición a los 31 bits. ^{[ cita requerida ]} Todos han conservado la compatibilidad esencial con la arquitectura y el conjunto de instrucciones originales del S/360.

La Colección de Compiladores GNU (GCC) tenía un back-end para S/370, pero se volvió obsoleto con el tiempo y finalmente fue reemplazado por el back-end S/390. Aunque los conjuntos de instrucciones S/370 y S/390 son esencialmente los mismos (y han sido consistentes desde la introducción de S/360), la operatividad de GCC en sistemas más antiguos ha sido abandonada. ^[97] GCC actualmente funciona en máquinas que tienen el conjunto de instrucciones completo de System/390 Generation 5 (G5), la plataforma de hardware para el lanzamiento inicial de Linux/390 . Sin embargo, está disponible una versión mantenida por separado de GCC 3.2.3 que funciona para S/370, conocida como GCCMVS. ^[98]

El canal multiplexor de bloques, que anteriormente solo estaba disponible en los modelos 360/85 y 360/195, era una parte estándar de la arquitectura. Por cuestiones de compatibilidad, podía funcionar como canal selector. ^[99] Los canales multiplexores de bloques estaban disponibles en versiones de un solo byte (1,5 MB/s) y de dos bytes (3,0 MB/s).

Como parte del anuncio de DAT, IBM actualizó los canales para tener listas de direcciones de datos indirectos (IDAL), una forma de MMU de E/S.

Los canales de transmisión de datos tenían una velocidad de 3,0 MB/s en una interfaz de un solo byte, que posteriormente se actualizó a 4,5 MB/s.

La conmutación del conjunto de canales permitió que un procesador en una configuración multiprocesador se hiciera cargo de la carga de trabajo de E/S del otro procesador si este fallaba o se desconectaba para mantenimiento.

El sistema/370-XA introdujo un subsistema de canal que realizaba la puesta en cola de E/S que antes realizaba el sistema operativo.

El System/390 introdujo el canal ESCON , un canal serial de fibra óptica , half-duplex , con una distancia máxima de 43 kilómetros. Originalmente operaba a 10 Mbyte/s, pero posteriormente se incrementó a 17 Mbyte/s.

Posteriormente, FICON se convirtió en el canal estándar de mainframe de IBM; FIbre CONnection (FICON) es el nombre patentado de IBM para el protocolo de mapeo de conjuntos de códigos de comando de un solo byte ANSI FC-SB-3 para canal de fibra (FC) utilizado para mapear la infraestructura y el protocolo de cableado de canal a unidad de control antecedente de IBM ( ESCON o Bus and Tag paralelo) en servicios e infraestructura FC estándar a velocidades de datos de hasta 16 Gigabits/seg a distancias de hasta 100 km. El protocolo de canal de fibra (FCP) permite conectar dispositivos SCSI utilizando la misma infraestructura que FICON.

• Emulador de Hércules
• Sistema IBM/360
• Sistema IBM/370-XA
• IBM ESA/390
• Sistema IBM z
• Mainframes compatibles con IBM basados ​​en PC

S370-1º

Principios de funcionamiento del IBM System/370 (PDF) (Primera edición). IBM. Junio ​​de 1970. A22-7000-0.

S370

IBM System/370 Principles of Operation (PDF) (undécima edición). IBM. Septiembre de 1987. A22-7000-10.

S370-MVS

IBM System/370 Assists for MVS (PDF) (Segunda edición). IBM. Octubre de 1981. GA22-7079-1.

S370-VM

Asistencia para máquinas virtuales y asistencia para omisión de tablas de sombras (PDF) (Primera edición). IBM. Mayo de 1980. GA22-7074-0 . Consultado el 19 de septiembre de 2024 .

S370-XA-1º

Principios de funcionamiento de la arquitectura extendida IBM System/370 (PDF) . IBM. Marzo de 1983. SA22-7085-0.

S370-XA

Principios de funcionamiento de la arquitectura extendida IBM System/370 (PDF) (segunda edición). IBM. Enero de 1987. SA22-7085-1.

S370-ESA

IBM Enterprise Systems Architecture/370 Principles of Operation (PDF) (Primera edición). IBM. Agosto de 1988. SA22-7200-0.

S/390-ESA

IBM Enterprise Systems Architecture/390 Principles of Operation (PDF) (novena edición). IBM. Junio ​​de 2003. SA22-7201-08. Archivado desde el original (PDF) el 2023-01-29 . Consultado el 2021-01-01 .

SIE

IBM System/370 Extended Architecture Interpretive Execution (PDF) (Primera edición). IBM. Enero de 1984. SA22-7095-0.

• Prasad, NS (1989). Mainframes de IBM . McGraw-Hill. ISBN 0070506868.— El capítulo 4 (págs. 111–166) describe la arquitectura del Sistema/370; el capítulo 5 (págs. 167–206) describe la arquitectura extendida del Sistema/370.

• Emulador Hercules System/370 Una implementación de software de IBM System/370