Sistema IBM/3

El IBM System/3 fue un ordenador de gama media de IBM introducido en 1969 y comercializado hasta 1985. Fue producido por IBM Rochester en Minnesota como un ordenador empresarial de gama baja dirigido a organizaciones más pequeñas que todavía Computadoras IBM serie 1400 usadas o equipos de registro unitario. El primer miembro de lo que IBM denomina su negocio de "rango medio" línea, también introdujo el lenguaje de programación RPG II. Es el primer antepasado de la línea de productos cuya versión actual es la serie IBM i e incluye el exitoso AS/400.

Historia

En su lanzamiento en 1969, estaba disponible por 1.000 dólares al mes, menos de la mitad del coste de un IBM System/360 Model 20; el miembro más pequeño de la familia IBM System/360.

Muchas de las unidades System/3 modelo 10 originales se enviaron sin disco, y solo la nueva unidad de tarjeta multifunción (MFCU) IBM 5424 leía, perforaba, imprimió y clasificaba las nuevas tarjetas perforadas de 96 columnas más pequeñas introducidas en la feria. Mismo tiempo.

IBM entregó los siguientes modelos:

• 1969 — IBM 5410, o System/3 Modelo 10, introducido (dirigido en 1970)
• 1970 — IBM 5406, o System/3 Modelo 6, introducido (sistema orientado al disco)
• 1973 — IBM 5415, o System/3 Modelo 15, presentado
• 1974 — IBM 5408, or System/3 Model 8, introduced
• 1975 — IBM 5412, o System/3 Modelo 12, presentado
• 1976 — IBM 5404, o System/3 Modelo 4, presentado

El System/3 y los modelos sucesores System/32, System/34, System/36 y System/38 generalmente se denominan en la terminología de IBM "sistemas de rango medio" – en contraste con los mainframes de IBM.

Hardware

El IBM System/3 fue anunciado como un sistema informático que inicialmente constaba de:

• IBM 5410 Model 10 Central Processing Unit
• IBM 5424 Multi Funcional Unidad de tarjeta (MFCU)
• IBM 5203 Impresora de línea
• IBM 5444 Disk Storage (opcional)
• Impresora IBM 5471
• IBM 5475 Data Entry Keyboard
• IBM 5496 Datos Grabadora, una máquina de teclado con funciones de impresión y verificación
• IBM 5486 Clasificador de tarjetas

Memoria

Los modelos básicos tenían tan solo 4K (4096) bytes de memoria de núcleo magnético.

Almacenamiento de acceso directo

Para el almacenamiento masivo, el System/3 utilizaba el disco de un solo plato IBM 5444, aproximadamente del tamaño de una pizza grande; Inicialmente, cada plato contenía 2,5 MB de datos. La configuración estándar para el almacenamiento era uno o dos discos fijos, cada uno en un cajón extraíble separado, que normalmente contenía el sistema operativo y los programas desarrollados por el usuario. Además, cada disco fijo podría tener adjunto un disco de cartucho extraíble; Por lo general, estos contenían archivos de datos asociados con varias aplicaciones, por ejemplo Nómina, y los usuarios frecuentemente tenían varios de ellos. Así, los sistemas de gama baja podían soportar un máximo de 10 MB de almacenamiento en línea (dos fijos, dos extraíbles), aunque en la práctica esto era muy caro y poco común.

El System/3 también estaba disponible con la unidad de disco IBM 5445 (20 MB) y posteriormente el modelo 15 permitía almacenamiento "winchester" unidades estilo 3340. En los modelos más pequeños, si bien se podían conectar unidades 5445, había que conservar las 5444 para el sistema operativo y otras bibliotecas de programación; sin embargo, esa limitación se cambió con un software llamado elimn8 que permitió que las unidades 5445 reemplazaran totalmente las 5444. Otras empresas, como Memorex, fabricaron unidades 5445 compatibles para System/3.

Unidad de tarjeta multifunción

El dispositivo de tarjetas perforadas más común era la Unidad de Tarjetas Multifunción (MFCU) IBM 5424, que leía, perforaba, imprimía y clasificaba las nuevas tarjetas perforadas más pequeñas de 96 columnas. En lugar de las perforaciones rectangulares de la clásica tarjeta IBM de 80 columnas, las nuevas tarjetas tenían pequeños agujeros circulares (1 mm), muy parecidos a la cinta de papel. Los datos se almacenaron en código decimal codificado en binario de seis bits, con tres filas de 32 caracteres cada una, o en EBCDIC de 8 bits, con los dos orificios adicionales ubicados en las filas superiores. Las nuevas tarjetas tenían espacio para 128 caracteres impresos en cuatro filas de 32 caracteres cada una. Tenían aproximadamente 1/3 del tamaño de las tarjetas de 80 columnas más antiguas, pero contenían un 20 % más de datos de texto. La tarjeta más pequeña y, por tanto, más ligera podría procesarse con equipos más rápidos y con menos atascos.

Estaban disponibles como RPQ (equipo de pedido especial) para manejar tarjetas de 80 columnas la máquina de tarjetas multifunción IBM 2560 (MFCM), que podía leer, perforar, interpretar y clasificar, y la IBM 1442, que Sólo podía leer y marcar.

Cinta magnética

El almacenamiento fuera de línea estaba disponible con la compra de una unidad de cinta externa que leía y escribía cintas estándar IBM de 9 pistas.

El System/3 Mod 10 incluía opcionalmente el subsistema de cinta magnética IBM 3410.

Instalación de consola del operador

La instalación de consola del operador (OCF) System/3 consistía en una máquina de escribir IBM Selectric modificada conectada a la computadora o una pantalla IBM 3270 de propósito especial. Dentro de la OCF, existía la capacidad de "cancelar" las operaciones. procesos y/o tareas que se estaban ejecutando, incluida cualquiera de las particiones (P1 o P2). El sistema sólo podía ejecutar dos programas simultáneamente, a excepción del modelo 15 o sistemas que ejecutan el programa Control de Comunicaciones, CCP. El CCP era una función de programación de control del sistema que permitía soportar una red de terminales en línea.

Impresoras

Se conectó una impresora más pequeña (IBM 5203) al sistema principal. La 5203 era una impresora de cadena con cartuchos intercambiables. Podría funcionar a 100 o 200 líneas por minuto, según el modelo. Más tarde, IBM ofreció varios modelos de la línea de impresoras IBM 1403 existente, que se había construido originalmente para la computadora IBM 1401.

Disquete

Con la llegada del sistema de entrada de datos IBM 3740, el System/3 Model 10 obtuvo una función llamada LCA (adaptador de comunicación local) que permitía "conectar" una estación IBM 3741 a un sistema IBM 3741. al sistema para transmitir/recibir datos. Los modelos posteriores del System/3, como el Model 8, no tenían tarjeta y utilizaban el 8" Disquete estilo 3740.

Conjunto de instrucciones

El conjunto de instrucciones se optimizó para dos aspectos clave del producto: la disponibilidad limitada de la memoria principal y el lenguaje de programación RPG II. El S/3 original (modelos 10 y luego 6, 8 y 12) tenía 29 instrucciones, todas ocupando entre 3 y 6 bytes (24 a 48 bits).

Los primeros 4 bits transmiten mucha información: "1111" significaba que se trataba de una instrucción sin operandos, conocida como comando. p.ej. Iniciar E/S (la operación de E/S se define mediante registros de E/S cargados previamente). "11xx" y "xx11" significaba una instrucción de 1 operando, como una Rama. Si xx era 00, el operando era direccionado por su dirección completa de 16 bits. xx=01 o 10 significaba que se utilizó el direccionamiento por desplazamiento de base, utilizando el registro de índice 1 o 2 respectivamente. Anteriormente se cargaba una dirección base en uno de los dos registros de índice y la instrucción contenía el desplazamiento de sólo 256 bytes (8 bits de direccionamiento).

Otros patrones para este primer medio byte indicaron una instrucción de 2 operandos. "0000" significaba que ambos operandos fueron direccionados por su dirección directa de 16 bits. "0100": el operando 1 utiliza el registro 1 como base; El operando 2 utiliza direccionamiento directo. "0110": el operando 1 usa el reg 1 como base, el operando 2 usa el reg 2. Etcétera.

Los 4 bits restantes del primer byte definieron aún más la instrucción. Esta estructura significaba que había capacidad para tener hasta 64 operaciones en total: 16 comandos (aunque nunca hubo más de cinco en toda la gama de productos); 16 instrucciones de 1 operando que comienzan con 11xx; 16 instrucciones de 1 operando que comienzan con xx11; 16 instrucciones de 2 operandos.

Además de los dos registros de índice ya mencionados (denominados 1 y 2, o binarios 01 y 10), había otros registros. "Reg 4" (0100) era el registro de dirección de instrucción (IAR) que apuntaba a la instrucción actual. "Reg 8" (1000) era el registro de recuperación de direcciones (ARR), establecido por ciertas instrucciones. Entre ellos estaba la rama condicional (mnemónico BC) que la usaba para señalar el byte inmediatamente después de la operación de rama. Para los programadores acostumbrados al comportamiento del mainframe IBM, esto significaba que la operación de bifurcación S/3 podía compararse con un BALR (registro de bifurcación y enlace) condicional, muy útil cuando se bifurcaba a una subrutina y se regresaba después de haber sido procesada. Finalmente, "Reg 16" (00010000) era el registro de estado del programa (PSR), que contenía elementos como los resultados de una instrucción de comparación. Tenga en cuenta que los registros se utilizaron sólo para direccionamiento y estado del programa, no para aritmética.

Las instrucciones aritméticas proporcionadas entre las 29 instrucciones fueron suma/resta binaria (proporcionada para ayudar a manipular direcciones) y suma/resta decimal. La multiplicación y la división no estaban previstas en el hardware estándar y debían realizarse mediante rutinas de software. No existía ninguna disposición sobre punto flotante. Todo esto siguió siendo cierto incluso con los últimos y generalmente más sofisticados Sistemas/34 y 36.

Todo lo anterior se volvió más complicado con el System/3 modelo 15, y los Systems/34 y /36. Aunque todavía usan direccionamiento de 16 bits, todos estos sistemas podrían soportar más de 64 K de almacenamiento principal (hasta 512 K y teóricamente más), por lo que se utilizó la traducción de direcciones para cambiar de un espacio de direcciones de 64 K a otro. Los registros de traducción de direcciones se configuraron para definir el espacio de direcciones real en uso en cualquier momento, y su contenido se concatenaba con la dirección de 16 bits utilizada por un programa para producir una dirección real. Estos "ATR" eran privilegiados, disponibles sólo para el sistema operativo.

El S/3 modelo 10 original (y el modelo posterior 12) tenía una forma cruda opcional de multiprogramación llamada Función de Programa Dual. Esto no proporcionó más direccionamiento a la memoria principal, pero proporcionó dos conjuntos de registros e instrucciones que pasaban de un "nivel de programa" al otro. Las instrucciones de E/S estándar también se modificaron para cambiar cuando se iniciaba una E/S.

Hasta ahora, aquí sólo se ha explicado el primer byte de la instrucción. El siguiente byte ("Q") era generalmente un calificador, como especificar el número de bytes que se moverían en una operación de movimiento de caracteres o la condición que se probaría en una rama. Un par de instrucciones utilizaron este byte para una conexión "inmediata" operando. Los bytes restantes eran para los desplazamientos o direcciones de los operandos, o los detalles de algunos comandos.

Un ejemplo: un comando simple, Salto condicional, un tipo especial de rama condicional (solo hacia adelante, hasta 256 bytes) adecuado principalmente para saltar sobre bloques cortos de código: Byte de código de operación = F2 (esto está en hexadecimal, Hex F es binario 1111, Hex 2 (0010) define la operación); Q byte= 00000001 especifica que "saltamos" si el registro de condición tiene el valor "igual" mordido; Operando= 00011000: si se cumple la condición saltamos 24 bytes hacia adelante.

Los indicadores eran interruptores binarios utilizados para controlar el flujo del programa. Más de 100 de ellos estaban disponibles para el programador. Al utilizar los formatos de instrucción explicados anteriormente, muchas de las operaciones orientadas a indicadores podrían caber en solo 3 bytes. Por ejemplo, una línea de RPG podría probar un indicador para "Activado": 3 bytes para "Probar bits activados" op; luego 3 bytes para un salto, como se describió anteriormente, y es útil para el compilador de RPG. Guardar algún byte aquí y allá era bueno cuando solo tenías 64K para jugar y, en el S/3, eso tenía que incluir el sistema operativo (que creció a aproximadamente 20K en el modelo 10 con la introducción de & #34;Programa de Control de Comunicaciones", PCC).

Lenguaje de control de operación

Un lenguaje de control de trabajos simple llamado lenguaje de control de operaciones (OCL) era superficialmente similar al lenguaje de control de trabajos (JCL).

Comandos de control del operador

Se utilizaron comandos de control del operador (OCC) para comunicarse con el sistema.

Idiomas

El System/3 admitía RPG II, Fortran IV, COBOL y Assembler.

Compilador RPG II

El System/3 venía de serie con un compilador RPG II. En un sistema de sólo tarjeta, el compilador RPG II se suministraba en dos fases. La primera fase se iniciaría desde una tolva de entrada de la MFCU y luego se leería la fuente siguiendo el compilador. Se perforaba una forma intermedia en tarjetas, que luego eran leídas por la segunda fase del compilador. Luego se perforó una plataforma de programa ejecutable. Luego, este ejecutable podría iniciarse ("IPL'ed", para "Carga inicial del programa") para realizar el procesamiento deseado. Este proceso podría requerir más de una hora para un programa de tamaño significativo.

Problemas con el Sistema/3

El System/3 no tenía ninguna disposición para detener un proceso una vez que había comenzado a ejecutarse. Por ejemplo, si una compilación fallaba debido a un error en la primera página, el usuario tenía que esperar a que se imprimiera en su totalidad una lista de compilación, a veces voluminosa. Los usuarios aprendieron a meter la mano debajo de la impresora y empujar el conducto de descarga del papel, lo que provocaría que la máquina se detuviera con un golpe "P3" (error de impresora) mostrado. Luego, el usuario podría marcar el código de respuesta FF para cancelar la ejecución. Otra forma de detenerlo era simplemente presionar el botón verde "Inicio" en la consola, lo que hace que el sistema se reinicie.

Los códigos de error se mostraban en una pantalla de siete segmentos de dos dígitos (una de las primeras vistas y construida con lámparas en lugar de LED). La gama de códigos de error incluía no sólo dígitos decimales y hexadecimales (como se utilizan habitualmente las pantallas de siete segmentos), sino también un conjunto limitado de otras letras; por ejemplo, "P3" fue uno de varios códigos de error de la impresora. Un grueso manual que venía con el System/3 ayudaba al operador a interpretar los códigos de error y sugería procedimientos de recuperación. El System/3 no tenía ningún dispositivo de advertencia audible, por lo que un programa que no estuviera imprimiendo, leyendo tarjetas o causando otra actividad obvia podría detenerse y el operador no lo sabría a menos que mirara la pantalla de estado. Los modelos con función de programa dual tenían dos pantallas de estado separadas.

La mayoría/muchos usuarios no compraron una consola. En cambio, el código OCL se suprimió por completo o se imprimió en la impresora 5203. La consola ofrecida por IBM ralentizaba enormemente la ejecución del programa cuando imprimía comandos OCL, ya que era básicamente una máquina de escribir eléctrica.

La idea de introducir tarjetas perforadas en la consola era una estrategia de marketing. En realidad, el System/3 no podía ser una computadora y un pulsador al mismo tiempo, por lo que cuando era un pulsador, no era posible realizar ninguna computación. El IBM System/3 original, que se mostró en julio de 1969, tenía la consola de teclado, por lo que podían ofrecer una computadora por menos de $ 2000 al mes. En realidad, era inviable y casi invariablemente los usuarios adquirían un pulsador/verificador independiente.

Más tarde, varias empresas OEM construyeron perforadoras, clasificadoras y alzadoras de 96 columnas. Esto requirió el 'trabajo pesado' fuera de la MFCU y liberó el System/3 para funciones informáticas reales.

Los usuarios más experimentados de System/3 minimizaron el uso de la MFCU tanto como fue posible, ya que era un cuello de botella del sistema.

Emulación

Los últimos System/32, IBM System/34 e IBM System/36 pudieron ejecutar aplicaciones System/3 mediante emulación.

El System/32 utilizaba un procesador microcodificado verticalmente, con palabras de microcódigo de 16 bits, que emulaba el conjunto de instrucciones del System/3, bastante lentamente, en microcódigo. Tanto el System/34 como el System/36 tenían dos procesadores: un Procesador de almacenamiento de control (CSP), como en el System/32, que manejaba la mayoría de las operaciones de supervisión y de entrada/salida, y un Procesador de almacenamiento principal (MSP). Este último fue una reimplementación del procesador System/3 modelo 15; proporcionando eficazmente "emulación de hardware" del Sistema/3.