Kada sam započeo prvi članak o IBM sistemu / 360, nisam ni slutio da će se on pretvoriti u čitav niz članaka, ovaj revolucionarni sistem se pokazao tako obiman i zanimljiv. Već su objavljena tri članka (prvi, drugi, treći), ovaj pišem i razumijem da se tema nije iscrpila, a o System / 360 možete pisati još dugo. Ovaj put ćemo govoriti o perifernim uređajima i radu sa eksternim uređajima u System/360.
Kanali
Budući da su periferni uređaji u to vrijeme često bili vrlo spori, s njima su bili namijenjeni takozvani "kanali" - odvojeni procesori sa smanjenim skupom instrukcija dizajniranih za prijenos informacija između uređaja i glavne memorije. Koncept kanala je pomalo sličan modernom DMA. Prema principu rada, kanali su podijeljeni na bajt-multiplekser i selektor. Prvi su bili namijenjeni za rad sa sporim uređajima (štampači, bušilice, čitači bušenih kartica), a drugi - za uređaje sa većom brzinom (magnetni diskovi, trake, eksterne memorijske ćelije). Gotovo sve mašine System / 360, osim "nestandardnog" modela 20, bile su opremljene kanalom bajt-multipleksera i jednim ili više kanala za biranje. Kod jednostavnijih modela kanali su integrisani, a kod vrhunskih su napravljeni u obliku zasebnih ormarića.
Kao što je lako razumjeti iz naziva, kanal multipleksera je omogućio razmjenu podataka sa više uređaja odjednom kroz jedan kanal u RAM-u računara. Najčešće je adresa ovog kanala bila 0, a adrese od C0 do FF su korištene za adresiranje podkanala. Na primjer, adrese 0C0-0C7 smještene u pogone trake, 00E/00F: 1403-N štampači, 010-013: 3211 štampači, 020-0BF: 270x porodični telekom uređaji. Ove adrese se i danas koriste u z/VM-ovima.
Birač kanala omogućio vam je povezivanje više uređaja velike brzine. Obično se između uređaja i kanala postavlja i upravljački modul koji je omogućavao kombinovanje više uređaja istog tipa i slanje podataka sa njih na jedan ili više kanala, paralelno ili serijski, što je omogućavalo variranje mogućnosti povezivanja za postizanje optimalnih performansi.
U modelima 85 i 195, IBM je uveo novi tip kanala - blok-multiplekser. Ovi kanali su omogućili povezanom uređaju da pauzira trenutni program kanala dok uređaj ne bude spreman za prijenos podataka, čime se kanal oslobađa za druge uređaje. U početku su ovi kanali bili dizajnirani za rad sa diskovima sa fiksnom glavom porodice 2305.
Imenovanje komponenti
IBM je razvio sistem digitalnih kodova za označavanje novih uređaja. Označeni su 4-cifrenom šifrom koja počinje sa 2. Brojni stari uređaji koji su već postojali prije System / 360 zadržali su svoje oznake (na primjer, čuveni štampači porodice 1403, koji su štampali same reprodukcije Mona Lize).
Uređaji su numerisani kako slijedi.
20xx: Aritmetički procesori, kao što su IBM 2030, IBM System/360 Model 30 CPU
21xx: Napajanja i drugi hardver blisko povezan s procesorom, kao što je IBM 2167 konfiguracijski modul
22xx: Razni izlazni uređaji, kao što su IBM 2250 i IBM 2260 CRT monitori, IBM 2203 - System/360 Model 20 štampač
23xx: Uređaji za skladištenje s direktnim pristupom, kao što su IBM 2311 i IBM 2314 disk jedinice, ili IBM 2321 ćelije podataka. Ova oznaka je također korištena za glavne uređaje za pohranu (IBM 2361 - skladište velikog kapaciteta, IBM 2365 - procesorsko skladištenje)
24xx: Pogoni trake kao što su IBM 2401, IBM 2405 i IBM 2415
25xx: uređaji za bušene kartice kao što su IBM 2501 čitač kartica, IBM 2520 Punch, IBM 2540 Reader/Punch i IBM 2560 Multifunkcionalna mašina za kartice
26xx: Uređaji s papirnom trakom, kao što je IBM 2671 čitač
27xx: Komunikacijska oprema, kao što su interaktivni terminali IBM 2701, IBM 2705, IBM 2741
28xx: Kanali i kontroleri. Na primjer, IBM 2821, IBM 2841 i IBM 2844 kontrolni modul
29xx: Ostali uređaji, kao što su IBM 2914 Data Link Switch i IBM 2944 Data Link Repeater
Uređaji za pohranu s direktnim pristupom
2302 je bio baziran na ranijem 1302 i bio je čvrsti disk od 156Kb/s i isporučen je kao Model 3 sa dva modula od 112,79 MB, ili kao Model 4 sa četiri takva modula.
2311 je zauzvrat bio ažurirana verzija IBM-a 1311 i omogućio vam je rad sa paketima izmjenjivih diskova IBM 1316. Teoretski kapacitet drajva je bio 7,2 MB, ali u praksi je sve ovisilo o formatu. Na primjer, kada se koristi sa System/360 modelom 20, ova disk jedinica je pružala samo 5,4 MB slobodnog prostora.
IBM 1316 diskovni paket je ogroman prema današnjim standardima. Šest diskova promjera oko 36 cm postavljeno je na 6 komada na zajedničko vreteno. Najgornja i najdonja površina steka nisu sadržavale nikakve podatke, tako da je 10 površina bilo dostupno za pisanje. Sve glave za čitanje/pisanje su objedinjene u jedan blok i premeštene zajedno. Broj staza je bio 203. Da bi se smanjio broj pokreta glave, podaci su ispisani "vertikalno" na površini diskova od vrha do dna, formirajući "cilindre". Veličina sektora bila je promjenjiva, baš kao na magnetnoj vrpci.
Kasnije, 1966. godine, pojavio se disk 2314s, koristeći ažurirane 2316 disk pakete kapaciteta 28 MB.
Za one slučajeve u kojima je bila važna brzina čitanja i pisanja, a ne kapacitet, korišteni su pogoni bubnja, u kojima se za svaku stazu koristila posebna glava. Kapacitet prvih modela bio je oko 4 MB, a brzina rada dostigla je 303,8 Kb/s, kasnije su bubanj diskovi zamijenjeni diskovima, također sa odvojenim glavama po stazi. Takav je bio, na primjer, IBM 2305, predstavljen 1970. godine. Diskovi pogona rotirali su se brzinom od 6000 okretaja u minuti, brzina razmjene podataka dostigla je čak 3 Mb/s, kapaciteti od 5 i 11 Mb su bili dostupni.
Unatoč malom kapacitetu i visokoj cijeni, takvi uređaji su bili traženi, na primjer, za postavljanje preklapanja (programskih modula koji su se dinamički učitavali u RAM).
Još skuplje i rjeđe rješenje bilo je IBM 2321 Data Cell. Ovaj disk je radio sa takozvanim "memorijskim ćelijama", od kojih je svaka sadržavala 200 magnetnih traka unutra, koje su se mogle premotati i čitati nezavisno. IBM 2321 je dozvolio da se instalira do 10 ovih "ćelija", obezbeđujući skladište do 400 miliona bajtova. Do 8 IBM 2321 može se povezati na IBM 2841 kontrolnu jedinicu, čime se osigurava čak 3 GB prostora za pohranu. Vrijeme pristupa se kretalo od 95 do 600 milisekundi, ovisno o položaju filmova.
Stoga je ćelija za datum bio vrlo dobar kompromis između tvrdih diskova i traka. U poređenju sa tvrdim diskom IBM 2311, IBM 2321 je mogao pohraniti 55 puta više podataka uz samo 7 puta manju brzinu pristupa.
Budući da je Data Cell koristio tri odvojena pogona, u mašinu je za podmazivanje uliveno skoro 20 litara motornog ulja, koje je pod pritiskom cirkulisalo u sistemu, što je dovelo do mnogih priča o curenjima, najčešće lažnih. Zbog obilja kratkih komada trake u izmjenjivim modulima, često su ih uspoređivali s rezancima.
U prošlom članku opisao sam IBM System/360 liniju "u cjelini" ne ulazeći previše u detalje implementacije. Ovog puta ćemo nastaviti razgovor o ovom računaru i razmotriti njegovu internu arhitekturu.
Naravno, System/360 ne bi mogao napraviti nikakvu revoluciju da nova porodica računara nije imala pažljivo osmišljenu i dizajniranu arhitekturu (kasnije su je pozajmili sovjetski programeri). Dva glavna priručnika zvala su se "Principi rada IBM System/360" i "Informacijski priručnici proizvođača originalne opreme IBM System/360 I/O Interface Channel to Control Unit".
Šta je bilo ponuđeno programerima u System/360? Šesnaest 32-bitnih registara opće namjene, imenovan od R0 do R15. Četiri 64-bitna registra s pomičnim zarezom, nazvani su FP0, FP2, FP4 i FP6. Jedan 64-bitni statusni registar (Program Status Word ili PSW) koji sadrži, između ostalog, 24-bitnu adresu instrukcija.
Pored adrese instrukcije koja se trenutno izvršava, PSW je pohranio bitove koji su omogućili/onemogućili prekide, stanje programa, sigurnosni ključ za poređenje sa ključevima uređaja i druge važne parametre. Privilegirana instrukcija LPSW dozvoljavala je učitavanje cjelokupne vrijednosti ovog registra i korištena je uglavnom za vraćanje iz rukovatelja prekida, vraćajući stanje koje je bilo prije pozivanja rukovatelja. Takođe, brojne komande su omogućile manipulisanje pojedinačnim oznakama ovog registra bez izazivanja prelaza na druge delove koda.
Prekidi su podijeljeni u 5 "klasa" ovisno o prioritetu. Svaka klasa je bila povezana s dvije memorijske lokacije dvostruke riječi: stari PSW i novi PSW. Kada je došlo do prekida, trenutna vrijednost PSW-a, zajedno sa kodom prekida, je pohranjena umjesto starog PSW-a, a vrijednost iz novog PSW-a je učitana u sam registar, uzrokujući prijelaz na rukovalac. Klase prekida su bile sljedeće (u rastućem redoslijedu prioriteta).
I/O prekidi: signaliziraju različite I/O događaje, uključujući one koji oduzimaju mnogo vremena, kao što je završetak premotavanja filma unazad.
Softverski prekidi. Signalizirao je pojavu jednog od 15 izuzetaka tokom izvršavanja programa. Neki od ovih prekida mogu biti potisnuti resetiranjem odgovarajućih zastavica u PSW-u.
Prekidanje poziva nadzornika. Nastala kao rezultat izvršenja instrukcija upućenih supervizoru.
eksterni prekidi. Pojavio se kao rezultat vanjskih događaja, kao što je istek tajmera ili pritisak na dugme za prekid.
Prekid provjere stroja je nastao u slučajevima hardverskih kvarova, na primjer, paritetne greške prilikom provjere sadržaja registara.
Kao što je već jasno, za adresiranje memorije korišteno je 24 bita, što je omogućilo adresiranje 16 megabajta memorije, ali počevši od modela 67, pojavila se mogućnost 32-bitnog adresiranja, što je proširilo količinu adresabilne (teoretski) memorije na 4 gigabajta. Korišten je big-endian red, tj. od najstarijih do najmlađih. Razne instrukcije dozvoljene za rad sa bajtovima, polureči (2 bajta), punim riječima(4 bajta), dvostruke i četverostruke riječi (odnosno 8 i 16 bajtova).
Sljedeći tipovi podataka su podržani prema zadanim postavkama:
Cijeli brojevi dugi pola ili cijele riječi
Dvije vrste binarno upakovanih decimalnih brojeva
Razlomački brojevi s pomičnim zarezom (nijanse implementacije zavise od verzije)
Znakovi pohranjeni u po jedan bajt
Adresiranje se najčešće koristilo "skraćeno": instrukcije nisu sadržavale punu adresu, već samo pomak, u odnosu na osnovnu adresu sadržanu u jednom od registara opšte namjene.
Instrukcije su mogle biti duge 2, 4 ili 6 bajtova, sa opkodom pohranjenim u nultom bajtu, a ostatak je bio opis operanada. Instrukcije su bile poravnate na granicama pola riječi, tako da je najmanji bitni bit u adresi trenutne instrukcije uvijek bio nula.
Zanimljivo je da je I/O implementiran u System/360. I/O operacije su obavljali konceptualno odvojeni procesori nazvani "kanali". Kanali su imali svoje skupove instrukcija i radili su na memoriji nezavisno od programa koji izvršava CPU. U jeftinim modelima, mikrokod motor centralnog procesora je korišten za podršku kanalima, u skupljim modelima, kanali su bili smješteni u vlastite ormariće.
Vrlo neobično u IBM-u je pristupio upravljanju svojim računarima. Definisali su određeni skup funkcija, bez preciziranja kojim fizičkim sredstvima treba da se implementiraju. To je omogućilo da se kontrola učini univerzalnom, nezavisno od specifičnog hardvera, za izdavanje komandi i izlaz rezultata, može se koristiti bilo koja oprema: dugmad, točkići, tastature, tekst i grafika na monitorima itd. Svaka referenca na "dugme" ili "prekidač" može značiti bilo koji od mogućih unosa, od svjetlosne olovke do odabira opcije na ekranu pomoću unosa s tastature.
Različiti modeli System/360 koristili su razne dodatne karakteristike koje su proširile osnovne.
Zaštita od pisanja. Ako je sistem podržavao ovu opciju, tada je svakom vanjskom bloku memorije veličine 2 KB dodijeljen ključ, koji je kanal provjeren prilikom pisanja u ovu memoriju. To jest, svaki kanal je mogao pisati samo u "svoje" blokove. Obično je kanal sa nultom adresom koristio sam operativni sistem i za njega nije izvršena verifikacija ključa. Ovaj pristup je omogućio zaštitu sistemskih datoteka od brisanja od strane korisničkih programa. U vrlo rijetkim modelima bilo je moguće postaviti i zaštitu od čitanja.
Multisistemska podrška. Proširenje skupa instrukcija koje je omogućilo da više procesora radi istovremeno.
Direktna kontrola. Ova opcija pruža podršku za 6 eksternih signalnih linija koje se mogu koristiti za potrebe korisnika.
Intervalni tajmer. Sa ovom opcijom, procesor je vršio periodično smanjenje riječi koja se nalazi u memoriji na adresi 0x50, kada je ova vrijednost dostigla nulu, došlo je do prekida. Mlađi modeli smanjivali su broj sa frekvencijom koja se poklapala sa frekvencijom električna mreža(50 ili 60 Hz), stariji modeli su bili opremljeni tajmerima mnogo veće rezolucije.
Općenito, možete puno pričati o System / 360, pa ako postoji interesovanje, nastavit ću temu u sljedećem članku.
Oleg Spiryaev
Među najvažnijim dostignućima 20. stoljeća, koja su promijenila način na koji se informacije prikupljaju, prenose i koriste, obično se nazivaju IBM System / 360 i IBM PC računari. U stvari, IBM Corporation (http://www.ibm.com) je uradila mnogo više, igrajući veoma značajnu ulogu u kreiranju računarske tehnologije i njenih aplikacija.
U utorak, 7. aprila 1964., Thomas J. Watson, Jr., kasnije šef IBM-a, najavio je izdavanje System/360 porodice računara. Bio je to možda najskuplji projekat u istoriji računarstva. Njegov cilj je bio razviti sveobuhvatno osmišljen set rješenja u oblasti hardvera, softvera, proizvodne tehnologije, organizacije distribucije i Održavanje porodice računara koje se razlikuju po performansama i cijeni. Univerzalnost porodice postignuta je činjenicom da su računari projektovani za obradu i decimalnih i brojeva s pomičnim zarezom, kao i zahvaljujući razvijenom sistemskom softveru koji zadovoljava specifične potrebe različitih korisnika. Gene Amdahl, G. Blau, F.P. Brooks, Jr. doprinijeli su razvoju System/360 porodice. Mašine ovog tipa dobile su zajednički naziv "mainframe" (mainframe) - prema nazivu tipičnih IBM rekova u kojima je bila smještena oprema centralne procesorske jedinice.
| Mainframe IBM System/360. |
Dvije sedmice ranije, više od 200 rukovodilaca računarske industrije saznalo je za predstojeći događaj u prvom izdanju biltena kojim se obilježava pokretanje Međunarodne korporacije za podatke (IDC), koju je osnovao Patrick J. McGovern. Prvo izdanje se zvalo EDP Izvještaj o industriji i tržištu. Kasnije svoj naziv - The Gray Sheet ("Grey sheet") - bilten je dobio po boji papira na kojem je štampan. System/360 i prvi IDC izvještaj doveli su do novih segmenata IT industrije koji sada vrijede milijarde dolara.
Međutim, 1964. bilo je i dovoljno skeptika. Tako je magazin Fortune izračunao da su rizici IBM-a povezani sa izdavanjem System / 360 iznosili najmanje milijardu dolara - drugim riječima, neuspjeh projekta mogao bi dovesti do bankrota Plavog diva. Sumnje kompjuterskih inženjera bile su povezane i sa osećajem početka ere njihove "supervažnosti" (uostalom, od tada programeri više nisu mogli direktno da utiču na konfiguraciju računarske platforme). Do trenutka kada je System/360 uveden, u upotrebi je bilo oko dvadeset hiljada računara. Samo jedno od desetina preduzeća moglo je da kupi automobil ovog tipa - koštao je prilično skupo u to vreme. Tržište softvera praktično nije bilo, a aplikacije su pisane za specifične potrebe klijenta. Mnoge kompanije koje se bave proizvodnjom računara napustile su tržište ne čekajući bolja vremena. Među njima su bili giganti elektronske industrije kao što su RCA, General Electric i Xerox (imajte na umu da kompjuterska industrija još uvijek zahtijeva čelične živce od onih koji rade u ovoj oblasti). Inače, IBM je na razvoj mainframe-a potrošio 5 milijardi dolara (što je po trenutnim cijenama ekvivalentno oko 30 milijardi dolara), a to je bio vrlo rizičan potez, budući da je godišnji prihod kompanije tada iznosio samo 3,2 milijarde dolara. Ali IBM se kladio na ovo konja i pobedio.
Korisnici u početku nisu reagovali na prve mainframe serije 360, ali su nakon otprilike dva mjeseca shvatili koliko su takvi sistemi dobri, a broj narudžbi premašio je sva IBM-ova očekivanja. U narednih pet godina, broj računara u ovoj porodici koji se koriste za rješavanje korporativnih problema porastao je na 90.000.
Od System/360 do S/390
Veličina System/360 računara, prema današnjim standardima, bila je prilično impresivna – zauzimao je čitavu prostoriju. Istina, konfiguracija tadašnjih mainframe-a danas, blago rečeno, ne pogađa maštu: frekvencija procesora je bila 2 MHz, a kapacitet sistema za skladištenje (trake i diskovi) samo 8 MB. Ali, uprkos tome, do 248 terminala moglo se istovremeno povezati na takav računar, sa kojih su se unosili podaci i na koji su se prikazivali rezultati.
Tokom razvoja ovog projekta rođene su tehnologije kao što su paralelna obrada, cevovod, I/O procesor, virtuelna memorija i virtuelna mašina, koje su kasnije prešle na „obične“ računare.
System/360 mainframe je bila prva velika porodica računara koja je omogućila zamenljivi softver i periferne uređaje. Umjesto kupovine novog sistema kada su potrebe i budžeti naglo porasli, kupci su sada mogli jednostavno postepeno povećavati računarske mogućnosti, dodajući ili zamjenjujući samo hardver koji im je potreban.
Različiti uređaji ove serije imali su punu kompatibilnost, što je omogućilo sastavljanje kompleksa od njih, kao od dizajnerskih dijelova. Stvoreni su ulazno-izlazni uređaji (uključujući i bušene kartice), uređaji za pohranu podataka (diskovi, trake). Na primjer, System/360 je nudio izbor od pet procesora, 44 periferne jedinice i 19 kombinacija snage, brzine i memorije. Korisnik je mogao koristiti iste trake i diskove s procesorima koji su se razlikovali u performansama 100 puta. Cijena takvog kompjutera tada je bila oko 2 miliona dolara.
Generalno govoreći, 1964. godine IBM je najavio stvaranje šest modela iz porodice System/360, koji su postali prvi računari treće generacije. Modeli su imali jedinstven komandni sistem i međusobno su se razlikovali po količini RAM-a i performansama. Broj 360 (pun krug u stepenima) ukazuje na mogućnost kreiranja sistema za aplikacije u bilo kom pravcu. Prilikom razvoja modela porodice korišćen je niz novih principa koji su mašine učinili univerzalnim i omogućili da se podjednako efikasno koriste kako za rešavanje problema iz različitih oblasti nauke i tehnologije, tako i za obradu podataka na terenu. menadžmenta i poslovanja.
Zaista, mejnfrejmovi bi mogli da reše razne zadatke - od platnog spiska do izračunavanja raketa. Slični sistemi iz IBM-a su tada učestvovali u američkom lunarnom programu i obrađivali podatke u realnom vremenu tokom ekspedicija Apollo. Osim toga, prvi svjetski poluautomatski sistem za rezervaciju karata, SABRE, izgrađen je na bazi System/360.
 |
| IBM sistemi na djelu. |
Hibridna mikrokola su odabrana kao baza elemenata za porodicu System / 360, zbog čega su se novi modeli počeli smatrati mašinama treće generacije. U svojim ranim računarima, IBM je koristio tranzistore licencirane od Texas Instruments Corporation (http://www.ti.com). Ali naknadno je menadžment IBM-a odlučio da samostalno pusti sve elektronske komponente, kako ne bi ovisio o vanjskim dobavljačima i pružio maksimum niske cijene za elektroniku. U razvoju System/360, menadžment IBM-a je odlučio da se ne oslanja na integrisana kola, izumljena 1959. godine, jer je u to vreme to bila nova, neproverena i skupa tehnologija. Umjesto toga, IBM je razvio hibridnu tehnologiju SLT (Solid Logic Technology).
Drugi problem je bila proizvodnja memorije zasnovana na magnetna jezgra. Naravno, IBM je imao modernu tehnologiju, ali su bili potrebni novi proizvodni kapaciteti. Postojeća divizija u Kingstonu je proširena i izgrađena je nova tvornica u Boulderu, Colorado. Ali ni to nije u potpunosti riješilo problem, a potom je izveden eksperiment da se dio proizvodnih pogona prebaci u Japan, gdje su radnici u fabrici ručno, bez automatske opreme, pravili memorijske module. Plate japanskih radnika, s najkvalitetnijim radom, tada su bile toliko niske da se ispostavilo da je memorija proizvedena u Japanu jeftinija od memorije proizvedene u SAD-u pomoću automatske opreme.
Dakle, tranzistorizovane mašine druge generacije zauzimaju samo pet godina u IBM-ovoj biografiji. Stvaranjem porodice System/360, IBM je poslednji put dozvolio sebi luksuz da izbaci računare koji su bili nekompatibilni sa prethodnim modelima. Ali što je najvažnije, ovi računari su iznjedrili novi fenomen u kompjuterskoj industriji, stvarajući takozvanu platformu. Ovo se obično shvata kao industrijski standard za hardver sa delimično ili potpuno otvorenom arhitekturom, koji omogućava firmama trećih strana da proizvode perifernu opremu i grade sopstvene sisteme zasnovane na njoj.
Osim toga, IBM je razvio širok spektar naslijeđenih kompjuterskih emulatora i simulatora kako bi pomogao korisnicima da pređu na System/360 seriju računara. Zamjenom svojih sistema sa IBM System/360 porodicom, korisnici su bili u mogućnosti da rade sa računarima ove serije dugi niz godina, prelazeći na sve moćnije mašine bez troškova redizajna softvera. Koncept softverski kompatibilne porodice računara postao je standard za čitavu kompjutersku industriju. Sada već nadaleko poznata serija dovela je kompaniju do neprikosnovenih lidera u oblasti računarske tehnologije. Više od 20.000 System/360 mainframe je instalirano samo u SAD, dajući IBM-u kontrolu nad dvije trećine cjelokupnog tržišta računara.
Šest godina kasnije, 1971. godine, IBM je predstavio prva dva modela iz porodice System/370 (370/135 i 370/195), nasljednike System/360 baziranog na novoj tehnološkoj osnovi - monolitnim integriranim kolima. Lansiranje porodice System/370 predvodio je T. V. Lerson, koji je zamijenio T. J. Watsona Jr. 1974. godine. kao predsjednik IBM-a. Pojava nove serije nije bila revolucija, već evolucija ranih ideja. Sistem/370 linija računara je već u potpunosti izgrađena na integrisanim kolima, što je rezultiralo povećanjem performansi u odnosu na liniju System/360. Nove mašine su bile pouzdanije i manje veličine zahvaljujući upotrebi poluvodičke memorije.
Vrijedi napomenuti da su se na ovim mašinama odmah pojavila najnaprednija rješenja koja dovode do povećanja produktivnosti. Dakle, IBM 360/67 model je imao opremu za dinamičko prevođenje adresa. IBM 360/91 uveo je sposobnost kontrolera da detektuje sve operacije koje se mogu izvršiti istovremeno. Multiprocesiranje bazirano na dijeljenoj RAM memoriji također je implementirano u IBM 360/67. U ovom slučaju, međuprocesorska komunikacija je omogućena naredbom "signal do procesora", koja omogućava prijenos i prijem koda narudžbe, dekodiranje kodova naloga i odgovor procesoru koji je poslao signal. Dodano je desetak novih instrukcija za komunikacijske procesore. Bilo je moguće prekinuti jedan proces drugim (na primjer, u IBM System/360 modelu 65 MP).
Objavljen 1971. godine, System/370 model 145 bio je prvi mainframe računar koji je koristio integrisana kola velikih razmera za izgradnju memorije i logičkih funkcija. Nova tehnologija koja je zamijenila SLT omogućila je integraciju elemenata na jednom čipu koji su prethodno bili smješteni na nekoliko. Kao rezultat toga, System/370 mašine su tri do pet puta produktivnije od System/360 mašina napravljenih korišćenjem SLT tehnologije. Osim toga, u modelu 145, memorija magnetnog jezgra je zamijenjena memorijom zasnovanom na poluvodičkoj tehnologiji.
Mainframe System/370-45 bio je jedan od prvih računara masovne proizvodnje koji je koristio tehnologiju "virtuelne memorije". Ova tehnologija je proširila mogućnosti računara tako što je omogućila da se prostor na hard disku koristi za smeštaj dodatne RAM memorije potrebne za pokretanje softvera. Instrukcija look-award za dinamičko predviđanje grananja implementirana je u mašinu IBM 3081. Za povećanje performansi su takođe priključeni procesori, koji su bili povezani sa centralnim računarom kao periferne jedinice. Razvijeni su posebni uređaji za rješavanje vrlo uskih klasa problema, međutim, zbog malih naklada i visoke cijene, njihova upotreba je bila ograničena.
U 70-im godinama, matrični procesori su postali široko rasprostranjeni - uređaji koji su implementirali koncept "jedna instrukcija - puno podataka". IBM-3838 matrični procesor sastojao se od kontrolnog procesora, RAM-a do 1 MB, pet procesorskih elemenata i uređaja za sučelje kanala koji je omogućavao razmjenu od 3-4,5 MB/s sa računarom. Riječ podataka matričnog procesora bila je duga 32 bita. Istovremeno, matrični procesor je mogao obraditi do sedam korisničkih zadataka. Svi procesori su izvršavali jednu instrukciju u isto vrijeme, svaki na svojim podacima. Performanse matričnog procesora su ocijenjene na 30 MFLOPS ili 100 MIPS.
Od 1983. počela je isporuka modela System/370 Extended Architecture. Iskustvo koje je akumulirala kompanija dovelo je do stvaranja ESA / 370 arhitekture, a zatim i ESA / 390. Godine 1990. izašla je 390 familija mainframe-a, koja je, kao i svi prethodni modeli ovih porodica, podržavala kompatibilnost aplikacija odozdo prema gore. 1995. godine pojavili su se S/390 Parallel Enterprise Servers.
Sljedeća generacija superskalarne RISC tehnologije, koju je IBM razvio krajem 80-ih, je POWER (Performance Optimization with Enhanced RISC) arhitektura. Početkom 1990. godine, serija RISC System/6000 imala je uspješan debi. Istovremeno, za IBM RS/6000 je objavljena verzija Unix operativnog sistema pod nazivom AIX Verzija 3. Godine 1990. IBM je prodao 25.000 RS/6000 računara. IBM-ov novi posao dostigao je milijardu dolara do kraja te godine.
IBM je prepoznao posvećenost korisnika glavnog računala dobro uspostavljenim aplikacijama, naprednoj zaštiti podataka, sigurnosnom kopiranju i mogućnostima oporavka od katastrofe. Međutim, mejnfrejmovi zasnovani na bipolarnim mikro krugovima, koji su davali brzinu od 60 MIPS po procesoru, zahtevali su vodeno hlađenje, previše električne energije, posebne inženjerske strukture i velike površine. Umjesto toga, IBM je ponudio CMOS mainframe koji koštaju potrošače 70% manje.
Značajno je da IBM svake godine i po udvostručuje performanse svojih CMOS mainframe računara. Za samo deset godina promijenilo se pet generacija CMOS-baziranih mašina. System/390 G5 mainframe u konfiguraciji od 10 procesora su u stanju da izvrše do 900 miliona instrukcija u sekundi. IBM S/390 Parallel Sysplex tehnologija vam omogućava da dodatno povećate performanse. Sastavni dio IBM Parallel Sysplex arhitekture klastera postala je tehnologija za kombinovanje računarskih sistema, koja omogućava interakciju više računara sa zajedničkim poljem podataka. Kada se koristi, dostupnost sistema dostiže 99,999%.
Kako bi uravnotežili distribuciju saobraćaja između servera u Sysplex klasteru, IBM i Cisco Systems nude zajednički razvijen softver za generičku inkapsulaciju rutiranja. Ovo je jedan od rezultata strateškog saveza između dvije korporacije.
Na S/390 platformi primijenjeni sistemi klase ERP kompanije SAP, People Soft, Oracle, Baan. IBM sam nudi set IBM Treasure Series za S/390 softverske i hardverske alate za kreiranje skladišta podataka, mehanizme za pretraživanje i analizu informacija iz SAP R/3 aplikacija u DB2 DBMS.
Izdavanjem S/390 G5, IBM je uspio zauzeti 95% globalnog tržišta mainframe računara. 2000. godine pojavila se njihova šesta generacija - S / 390 G 6.
Nova generacija - zSeries
Kada je IBM započeo rebrendiranje svojih serverskih sistema u oktobru 2000. godine, rebrendiranje je predstavljeno kao odgovor na rastuće zahtjeve internet poslovanja. Menadžment korporacije najavio je svoju namjeru da koristi otvorene standarde i proizvode kao što su TCP/IP, HTML, Java, XML, Apache na svim platformama, kao i želju da podrži sve veću popularnost Linux OS-a. Tada su mejnfrejmovi dobili naziv eServer zSeries, dizajniran da naglasi nulto vrijeme prekida rada (nula down time) ovih sistema.
Z/Arhitektura na kojoj su sistemi zSerije zasnovani je novi standard za performanse i integraciju koji nastavlja koncept uravnoteženog sistema arhitekture S/390. Takvi sistemi su u stanju da eliminišu adresabilna uska grla u memoriji obezbeđujući praktično neograničene 64-bitne mogućnosti adresiranja i obezbeđujući ogroman prostor za neočekivana opterećenja i aplikacije rastućeg preduzeća.
Novi vodeći mainframe je IBM eServer zSeries 900 serija računara, optimizovanih za e-poslovanje. Uključuje 64-bitne višeprocesorske sisteme sa 64 GB RAM-a i sa propusnošću I/O sistema i adaptera mrežnog kanala od 24 i 3 GB/s, respektivno. Performanse zSeries 900 premašuju 2500 MIPS. Njihova najvažnija komponenta je 20-procesorski MCM (Multi-Chip Module). Njegovih 16 procesora dizajnirano je za izvršavanje zadataka aplikacije u SMP modu, dok ostali obavljaju sistemske funkcije kao što su I/O kontrola, oporavak od grešaka i kriptozaštita.
Svaki sistem može raditi samostalno ili kao dio Parallel Sysplex klastera sa drugim zSeries računarima i IBM S/390 sistemima. Klaster pruža visoku skalabilnost i izuzetnu dostupnost. Do 32 zSeries 900 sistema se mogu grupirati koristeći Parallel Sysplex tehnologiju.
15 logičkih particija zSeries 900 može pokretati različite operativne sisteme (z/OS, z/VM i Linux za zSeries) nezavisno jedna od druge, pristupajući zajedničkim sistemskim resursima.
Uvođenje novog, jeftinog početnog nivoa IBM zSeries 800 (ranije kodnog naziva Raptor) radikalno je promijenilo profil cijena na tržištu mainframe računara. Novi sistem je dostupan u osam modela opće namjene i jedinstvenom punom Linux mainframe-u. Razlikuju se prvenstveno po broju procesora (od jednog do četiri) i količini RAM-a (od 8 do 32 GB).
Sa izdavanjem zSeries 800, IBM je bio u mogućnosti da donese visoku pouzdanost i performanse zSeries tehnologije kupcima koji ranije nisu mogli priuštiti mainframe. Osim toga, IBM je prvi koji implementira najsavremeniju tehnologiju klasteriranja, Parallel Sysplex, na mainframe osnovnog nivoa. Podsjetimo da ova tehnologija obezbjeđuje skoro nulti prekid rada, visoku dostupnost aplikacija i poslovnu pouzdanost kombinovanjem više velikih računara u mrežni klaster.
Korisnici glavnog računala sve više dodaju nove web aplikacije postojećoj infrastrukturi kako bi uštedjeli energiju, prostor i troškove upravljanja. zSeries 800 je dizajniran za opcije konsolidacije servera za korisnike srednjeg ranga. On eliminiše skupe i nedovoljno iskorišćene skupove servera veba, fajlova, štampanja i e-mail servera premještanjem cjelokupnog opterećenja na jedan mainframe, čime se pojednostavljuje administracija i smanjuju troškovi. Sa IBM z/VM tehnologijom virtuelnih mašina, zSeries 800 može kombinovati od 20 do stotine Sun ili Intel servera na jednoj fizičkoj platformi.
Uz najsavremeniju tehnologiju, zSeries 800 pruža isplativo i fleksibilno okruženje za razvoj, testiranje i rad aplikacija, migraciju aplikacija sa 32-bitne na 64-bitne, i nova radna opterećenja e-poslovanja. zSeries 800 koristi IBM-ove tehnologije samoizlječenja i samoupravljanja, uključujući redundantni kapacitet, paralelne Sysplex klastere, istovremeni I/O i automatski poziv IBM-u kada se otkrije kvar sistema. Zajedno s novim glavnim računarima, IBM je najavio specijalnu verziju 64-bitnog z/OS.e operativnog sistema, koji je dizajniran za pokretanje aplikacija e-poslovanja, uključujući WebSphere Application Server, DB2 baze podataka i MQSeries aplikacije.
Najmoćniji sistem za čitavo preduzeće do sada je eServer zSeries 990 (kodnog naziva T-Rex, "Tiranosaurus"). Slični sistemi su dizajnirani za kompanije finansijski sektor i druge industrije koje zahtijevaju maksimalnu toleranciju grešaka, zaštitu informacija i visoke računarske sposobnosti. Cijena novog IBM eServer zSeries 990 počinje od milion dolara Novi sistem je rezultat četverogodišnjeg rada 1.200 IBM programera. Ulaganja u razvoj "Tiranosaurusa", prema riječima predstavnika IBM-a, iznosila su oko milijardu dolara, ali sistem je vrijedan toga.
ZSeries 990 se smatra najmoćnijim i najskalabilnijim IBM mainframe u njihovoj 40-godišnjoj istoriji. Ovaj server ima dvostruko veće mogućnosti virtuelizacije i mogućnost da obavi otprilike tri puta veći posao od zSerije 900. Pored novog dizajna koji omogućava korisnicima da povećaju kapacitet bez gašenja sistema, struktura proizvoda je znatno pojednostavljena.
Sistem zSeries 990 sa 32 procesora isporučuje 9000 MIPS, što je tri puta više od performansi zSeries 900. Ovaj model sadrži dvostruko više procesora, a server se može skalirati sa jednog na 32 procesora bez gašenja sistema.
zSeries 990 podržava do 30 logičkih particija (LPAR), dvostruko veći kapacitet od zSeries 900. Sa z/VM 4.4, korisnici mogu brzo kreirati i efikasno upravljati stotinama virtuelnih Linux servera u jednoj fizičkoj šasiji. IBM-ove napredne tehnologije virtuelizacije čine zSeries 990 dobrom platformom za konsolidaciju kada je u pitanju smanjenje troškova i upravljanje farmama servera.
Obarajući sopstveni sigurnosni rekord, nova zSeries 990 sa 16 socketa može obraditi 11.000 transakcija u sekundi preko Secure Sockets Layer (SSL); ovo je poboljšanje od 57% u odnosu na zSeries 900 sa 16 socketa. SSL rukovanje, ista stvar koja uzrokuje da se ikona zaključanog katanca pojavljuje na donjoj traci pretraživača, ključna je za transakcije e-poslovanja i omogućava da se obrada narudžbi na mreži bude veća. siguran . Mogućnost obrade više SSL transakcija znači da kompanije mogu opsluživati više kupaca i ostvariti veću prodaju za manje vremena.
Za one kupce kojima je potrebna visoka povezanost za nove zadatke e-poslovanja na glavnom računaru, zSeries 990 pruža do 512 I/O kanala, dvostruko veći kapacitet od svog prethodnika. Pored toga, sada je dostupno do 16 HiperSocketa, koji pružaju brzu TCP/IP konekciju između virtuelnih servera unutar iste zSerije 990 (četiri puta veća od mogućnosti zSerije 900). IBM je također predstavio novu tehnologiju nazvanu podsistem logičkog kanala koja će korisnicima olakšati konsolidaciju više velikih računala u jedan sistem zSeries 990. zSeries 990 četverostruko povećava kapacitet memorije zSerije 900 na 256 GB u odnosu na 64 GB. Srce zSerije 990 je MCM sa više čipova.
Poklon za godišnjicu
Na 40. godišnjicu uvođenja System/360 mainframe-a, IBM je najavio eServer z890 sa najsavremenijom tehnologijom za pojednostavljenje IT okruženja. Ovaj sistem je takođe omogućio da se srednjim preduzećima ponude novi uslovi cena. Pored toga, najavljen je IBM TotalStorage Enterprise Storage Server 750, koji donosi profesionalne poslovne mogućnosti većih sistema za skladištenje podataka novom segmentu kupaca. Zajedno, novi mainframe i sistemi za skladištenje će omogućiti preduzećima srednje veličine da konsoliduju i pojednostave svoje IT okruženje pomoću vodećih tehnologija u industriji.
Glavni računar z890 je baziran na z990 tehnologiji i ponudi visoki nivo fleksibilnost, virtuelizacija, automatizacija i skalabilnost. Vrhunski model linije z890 ima skoro duplo veću procesorsku snagu od top modela linije z800, što je rezultat skoro 100% povećanja performansi za svaki CPU opšte namene. Ali dok pruža značajnu ukupnu prednost u performansama u odnosu na z800, z890 je takođe dostupan kao model početnog nivoa zbog svoje visoke fleksibilnosti, sa preko 30% manje procesorske snage od početnih z800 servera. Osim toga, IBM nudi z890 kao jedan model sa 28 nivoa procesorske snage, omogućavajući korisnicima da preciznije dimenzioniraju server kako bi zadovoljili svoje poslovne zahtjeve.
IBM nastavlja da gradi na inovacijama glavnog računala dodavanjem novih funkcija z890 i z990 sistemima. Na primjer, da bi se omogućila integracija web aplikacija baziranih na zSeries, razvijena je nova tehnologija zSeries Application Assist Processor (zAAP), prvo Java runtime okruženje u industriji posebno konfigurirano za z/OS. Namenjen je korisnicima koji žele da integrišu Web aplikacije zasnovane na Java tehnologiji sa svojim postojećim osnovnim poslovnim aplikacijama i podacima na jednoj serverskoj platformi. zAAP tehnologija poboljšava sveukupne performanse sistema, pojednostavljuje infrastrukturu servera i poboljšava operativnu efikasnost dok istovremeno smanjuje ukupne troškove računarstva za Java aplikacije postavljene na platformi zSeries.
Poboljšan podrškom za zAAP, On/Off CoD (On/Off Capacity on Demand) pruža dodatne računarske resurse za paralelne Sysplex klaster sisteme i Java radna opterećenja. Ovo omogućava maksimalnu fleksibilnost u odgovoru na neočekivane promjene u potražnji.
Da bi se infrastruktura pojednostavila, OSA Express integrisani kontroler konzole eliminiše potrebu za određenim perifernim hardverom i podržava do 120 veza po sesiji konzole.
Poboljšanja za z990 takođe uključuju podršku za do četiri podsistema logičkih kanala, do 1024 I/O kanala i poboljšanu mrežnu povezanost kako bi pomogli IT da pojednostavi upravljanje najsloženijom infrastrukturom u multifunkcionalnom okruženju.
Istovremeno sa novim sistemom, IBM je predstavio i nova verzija z/OS 1.6, planirano za izdavanje u septembru 2004. Ovaj OS sadrži mnoga poboljšanja za integraciju Java radnih opterećenja u z/OS okruženje, uključujući podršku za zAAP, poboljšano upravljanje radnim opterećenjem za aplikacije Web servera i poboljšanu pristupačnost IP mreža. Osim toga, IBM planira uključiti 64-bitno okruženje aplikacija za C/C++ i Java SDK u z/OS 1.6, što će povećati skalabilnost i olakšati prijenos aplikacija.
Nova verzija z/VM-a sa naprednim funkcijama virtuelizacije dizajnirana je za Linux hosting sa poboljšanom podrškom za umrežavanje, bezbednosne funkcije i otvorene uređaje (SCSI). z/VSE V3R1 je sljedeća generacija VSE-a za kupce zSerije i planirano je da podržava otvorene uređaje (SCSI). Operativni sistem z/VSE radi u 31-bitnom režimu.
Sigurnosna tehnologija glavnog računalaPočetkom godine, IBM je predstavio novu sigurnosnu tehnologiju (dio izdanja z/OS 1.5 mainframe operativnog sistema) i uveo prvo centralizirano upravljanje slojevitom sigurnošću u industriji. Zajedno sa IBM DB2 Universal Database za z/OS Verzija 8, IBM-ovo rješenje pruža višeslojnu sigurnost za zSeries mainframe, olakšavajući regulatornu i finansijsku usklađenost i otvarajući nove opcije e-hostinga. Ova tehnologija također poboljšava razmjenu osjetljivih osjetljivih informacija između vlade i drugih organizacija. Višeslojna sigurnosna tehnologija omogućava IP administratorima da omoguće pristup informacijama na osnovu potreba korisnika ili njegovih ovlaštenja. Sprječava neovlašteni pristup i otkrivanje osjetljivih informacija. IBM z/OS 1.5 i DB2 V8 vam omogućavaju upravljanje pohranom podataka na razini jednog reda i pristupom korisničkim podacima na temelju osobnih potreba. Na primjer, ako je korisniku dodijeljen najviši nivo sigurnosne provjere, tada on dobija više prava za korištenje baze podataka od normalnog korisnika. Implementacija novog IBM rješenja eliminira potrebu za organizacijama da dupliraju infrastrukturu za zaštitu osjetljivih podataka, što zauzvrat pomaže u smanjenju IT troškova, hostinga i administracije. Takođe pruža bolju agilnost podataka, dijeljenje, administraciju i upravljanje, jer nema potrebe za kombiniranjem informacija iz različitih izvora. Kao što znate, centralizovano upravljanje višeslojnom bezbednošću predstavlja veliki izazov za vladine agencije koje žele da eliminišu infrastrukturno dupliranje i pojednostave organizaciju razmene informacija između različitih odeljenja uz povećan nivo bezbednosti. IBM z/OS i DB2 softver mogu pomoći privatnim kompanijama da osiguraju i otvaraju nove mogućnosti za pružanje sigurnih usluga hostinga. Višeslojna z/OS sigurnost može iskoristiti prednosti IBM eServer zSeries jake kriptografske sigurnosti, visoke dostupnosti, skalabilnosti i fleksibilnosti za pružanje pouzdana zaštita okruženje. |
Zaključak
Devedesetih godina prošlog veka stekao je utisak da se svi zadaci mogu rešavati uz pomoć personalnih računara povezanih na mrežu. Nešto kasnije, internet je trebao zamijeniti mainframe. Međutim, kao što pokazuju današnje realnosti, nije bilo moguće poljuljati tržišne pozicije ovih monstruma IT industrije. U stvari, računari su jednostavno proširili opseg računara kako u poslovnom tako iu svakodnevnom životu, ali brojne zadatke je još uvek nemoguće rešiti osim na glavnom računaru.
Mainframe se koriste u kritičnim područjima poslovanja kompanije, a njihov vijek trajanja se računa decenijama. Stoga mnoge od ovih mašina još uvijek uspješno rade. U novom veku, interesovanje za mainframe ponovo raste. Njihova visoka pouzdanost i performanse ostaju trajne vrijednosti. Glavni računari se savršeno uklapaju u internet eru; a, možda, internet je samo jedan od puteva njihove evolucije. Prema nekim stručnjacima, mejnfrejmovi su, na primjer, praktički neranjivi na viruse, što privlači korporacije koje žele da se osiguraju od sajber napada.
Glavni računari su pogodni za rješavanje gotovo svih zadataka - od naučnih i inženjerskih do poslovnih, koji zahtijevaju veliku računarsku snagu. Imaju dobro izbalansiranu višeprocesorsku arhitekturu sa mogućnošću pokretanja više nezavisnih kopija OS-a. Skalabilnost arhitekture omogućava kontrolisano, proračunato povećanje performansi sa povećanjem broja procesora i memorije. Velika količina RAM-a u takvim sistemima stvara nove, ranije nedostupne mogućnosti u mnogim oblastima primene - od održavanja velikih rezidentnih baza podataka do složenih naučnih proračuna, na primer, u oblastima kao što su istraživanje ljudskog genoma ili istraživanje nafte na moru.
Treća generacija računara
Ubrzani razvoj vazduhoplovstva, svemirske tehnologije i drugih oblasti nauke i tehnologije zahtevao je minijaturne, pouzdane i brze računarske uređaje. Stoga je daljnji razvoj tehnologije elektroničkog računanja zahtijevao razvoj nove tehnologije, a takva tehnologija nije se sporo pojavljivala. Novi proboj u performansama, pouzdanosti i minijaturizaciji omogućio je izradu tehnologije integrisanih kola, koja je označila prelazak na treću generaciju računara stvorenih od 1964. do 1974. godine.
Upotreba integrisanih kola dala je niz prednosti:
1. Povećana pouzdanost računara. Pouzdanost integrisanih kola je za red veličine veća od pouzdanosti sličnih kola zasnovanih na diskretnim komponentama. Povećanje pouzdanosti prvenstveno je rezultat smanjenja interkonekcija, koje su jedna od najslabijih karika u projektovanju računara. Povećanje pouzdanosti je zauzvrat dovelo do značajnog smanjenja troškova rada računara.
2. Zbog povećanja gustine pakovanja elektronskih kola, vreme prenosa signala kroz provodnike je smanjeno i, kao rezultat, povećana je brzina računara.
3. Proizvodnja integrisanih kola pogodna je za automatizaciju, što u serijskoj proizvodnji naglo smanjuje troškove proizvodnje i doprinosi popularizaciji i širenju polja primene računara.
4. Velika gustina pakovanja elektronskih kola smanjila je dimenzije, težinu i potrošnju energije računara za nekoliko redova veličine, što je omogućilo njihovu upotrebu u do sada nedostupnim oblastima nauke i tehnologije, kao što su avijacija i svemirska tehnologija.
Uprkos jasnim prednostima korišćenja tehnologije integrisanih kola, u praksi je njihova masovna upotreba u računarima počela 12 godina kasnije, nakon razvoja koncepta integrisanog kola, koji je 1952. godine objavio Jeffrey Dummer iz britanskog Ministarstva odbrane. Međutim, Dummer je samo izrazio ideju stvaranja elektronskih elemenata u obliku jednog bloka koristeći poluvodičke slojeve od istog materijala, ali nije naznačio kako u praksi postaviti nekoliko elemenata u jedan monolit. Godine 1956. Dummer je pokušao da svoje ideje pretoči u stvarnost, ali se pokazalo da razvijeni uređaji ne rade.
U praksi su Jack Kilby iz Texas Instrumentsa i Robert Noyce iz male kompanije Fairchild Semiconductor uspjeli implementirati zacrtane ideje.
U maju 1958. Jack Kilby se pridružio Texas Instruments-u, gdje je počeo dizajnirati tranzistore, kondenzatore i otpornike (prije toga je radio u Centralabu, proizvodnji slušnih pomagala zasnovanih na tranzistorima). Jednog dana, tim za koji je radio Jack Kilby dobio je zadatak da razradi opcije za stvaranje alternativnih mikromodula. Predlagane su različite opcije, a Kilby je, razmišljajući o problemu, došao do zaključka da je za kompaniju najisplativije proizvoditi samo poluvodičke elemente, te da se otpornici i kondenzatori mogu napraviti od istog materijala kao i aktivni elementi i postaviti u jedan monolitni blok od istog materijala. Razmišljajući o ovoj ideji, Jack je razmatrao topologiju multivibratorskog kola. Dakle, 24. jula 1958. rođena je ideja praktične implementacije integriranog kola.
Nakon što je svoje ideje predstavio svojim nadređenima, Jack je dobio zadatak da napravi prototip koji će dokazati održivost svojih proračuna. Zatim je napravljeno okidačko kolo od diskretnih germanijumskih elemenata. 28. avgusta 1958. Jack Kilby je demonstrirao raspored Willisu Adcocku.
Nakon odobrenja svojih pretpostavljenih, Kilby je krenuo u stvaranje pravog monolitnog integriranog kola - generatora pomaka faze.
Paralelno sa Jackom Kilbyjem, razvoj integriranog kola je izveo Robert Noyce. Robert je bio izuzetno nezadovoljan tehnologijom proizvodnje diskretnih elemenata. Rekao je da mukotrpan proces rezanja silikonske pločice na odvojene elemente i zatim njihovo povezivanje u jedno kolo izgleda prilično besmisleno. Noyce je predložio da se pojedinačni tranzistori u kristalu izoluju jedan od drugog pomoću p-n spojeva sa obrnutom pristrasnošću i da se površina prekrije izolacijskim oksidom. Kontakt između pojedinačnih elemenata izveden je kroz površine na površini mikrokola ugravirane u izolacijski oksid prema posebnom šablonu. Ovi dijelovi su međusobno povezani tankim aluminijskim linijama.
Kilby je kreirao svoj čip i prijavio se za patent nešto ranije od Noycea, međutim, Noyceova tehnologija je bila promišljenija i praktičnija, a dokumentacija za prijavu pripremana je pažljivije. Kao rezultat toga, Noyce je dobio patent za izum ranije - u aprilu 1961. godine, a Kilby - tek u junu 1964. godine.
Brojni sudski procesi koji su uslijedili i rat za pravo da se smatra izumiteljem tehnologije završili su mirom. Na kraju, Apelacioni sud je podržao Noyceove tvrdnje o tehnološkom vođstvu, ali je presudio da je Kilby tvorac prvog funkcionalnog mikročipa.
Serijska proizvodnja integrisanih kola pokrenuta je 1961. godine, a istovremeno je prvi eksperimentalni računar baziran na integrisanim kolima kreirao Texas Instruments po narudžbini američkog ratnog vazduhoplovstva. Razvoj je trajao 9 mjeseci i završen je 1961. godine. Kompjuter je imao samo 15 komandi, bio je jednostruki, frekvencija takta je bila 100 kHz, kapacitet memorije je bio samo 30 brojeva, 11 binarnih cifara je korišteno za predstavljanje brojeva, potrošnja energije je bila samo 16 W, težina je bila 585 g, zauzeta zapremina bio 100 kubnih centimetara.
Prva integrirana kola bila su male gustoće, ali s vremenom je tehnologija njihove proizvodnje otklonjena, gustoća se povećala. U računarima treće generacije korišćena su integrisana kola male i srednje gustoće, što je omogućilo kombinovanje stotina elemenata u jednom kristalu. Takva mikro kola mogu se koristiti kao odvojena radna kola - registri, dekoderi, brojači itd.
Pojava integrisanih kola omogućila je poboljšanje blok dijagrama računara druge generacije. Tako su snažno povezane kontrolne jedinice (CU) i aritmetičko-logička jedinica (ALU) spojene u jednu jedinicu, koja je postala poznata kao procesor. Štaviše, procesor je mogao imati nekoliko aritmetičko-logičkih jedinica, od kojih je svaka obavljala svoju funkciju, na primjer, jedan ALU je bio fokusiran na rad s cijelim brojevima, drugi - s brojevima s pomičnim zarezom, a treći - s adresama. Može postojati i više upravljačkih uređaja, jedan - centralni, i nekoliko - perifernih, koji se koriste za upravljanje pojedinačnim računarskim jedinicama.
Često su se računari sastojali od nekoliko procesora, što je omogućilo da se otvorene perspektive u najvećoj mjeri iskoriste u paralelnom rješavanju problema.
U kompjuterima treće generacije, hijerarhija memorije je već jasno razgraničena. RAM je podeljen na nezavisne blokove sa sopstvenim kontrolnim sistemima, koji rade paralelno. Struktura RAM-a podijeljena je na stranice i segmente. Interna memorija procesora se također razvija - stvaraju se preduslovi za uvođenje keširanja memorije.
Eksterni uređaji za skladištenje (VZU) povezani su preko posebnog selektorskog kontrolera kanala (KCK). Njihov kapacitet i brzina se značajno povećavaju. Tako je u junu 1973. IBM 3340 hard disk pušten u prodaju kao eksterni disk.
Pogon je bio zapečaćen - to je štitilo radne površine diskova od prašine i prljavštine, što je omogućilo postavljanje glava vrlo blizu magnetne površine diska. Po prvi put je primijenjen princip aerodinamičke magnetne glave, koja je doslovno lebdjela nad rotirajućom površinom tvrdog diska pod djelovanjem aerodinamičke sile.
Sve ovo omogućilo je značajno povećanje gustine snimanja (do 1,7 Mbita po kvadratnom inču) i povećanje kapaciteta do 30 MB (na neizmjenjivim medijima). Disk je također imao prenosivi medij kapaciteta 30 MB.
Uporedo sa poboljšanjem logičkih uređaja i memorije, u punom jeku bila je modernizacija I/O uređaja. Brzina novih računara zahtijevala je brže i pouzdan sistem I/O nego čitači bušenih kartica i teletipovi. Zamijenile su ih tastature, grafički ulazni paneli, light-pencil displeji, plazma paneli, rasterski grafički sistemi i drugi uređaji.
Širok izbor perifernih uređaja, njihova relativno velika brzina, potreba za odvajanjem I/O operacija od računarskog procesa doveli su do stvaranja specijalizovanog kontrolera multipleksnog kanala (MCC), koji je omogućio procesorima da rade paralelno sa unosom/izlazom podataka. .
Generalizovani blok dijagram računara treće generacije, koji ilustruje gore navedeno, prikazan je na dijagramu ispod.
na dijagramu:
UVV - ulazno-izlazni uređaj;
RAM - jedan ili više memorijskih uređaja sa slučajnim pristupom;
ALU - jedna ili više aritmetičko-logičkih jedinica;
CU - jedan ili više kontrolnih uređaja;
MK - kontroler multipleksa kanala (kanal za povezivanje sporih uređaja);
SC - selektorski kontroler kanala (kanal za povezivanje uređaja velike brzine);
VZU je eksterni uređaj za pohranu podataka.
Upotreba integrisanih tehnologija značajno je smanjila troškove računara, što je odmah dovelo do povećanja potražnje. Mnoge organizacije su kupile računare i uspješno njima upravljale. Važan faktor je želja za standardizacijom i izdavanjem čitave serije računara koji su softverski kompatibilni odozdo prema gore.
Postoji ogromna potreba za aplikativnim softverskim proizvodima, a kako tržište softvera još nije razvijeno, te je gotovo nemoguće pronaći gotov, pouzdan i jeftin softver, veliki je porast popularnosti programiranja i potražnje za kompetentni programeri softvera. Svako preduzeće nastoji da organizuje svoje osoblje programera, nastaju specijalizovani timovi za razvoj softvera koji teže da zauzmu deo još neiskorišćene niše u areni brzo rastuće kompjuterske tehnologije.
Tržište softvera se ubrzano razvija, stvaraju se softverski paketi za rješavanje tipičnih problema, problemski orijentisani programski jezici i čitavi softverski sistemi za kontrolu rada računara, koji će kasnije biti nazvani operativnim sistemima.
Prvi operativni sistemi počeli su da se pojavljuju u danima druge generacije računara. Tako je 1957. godine Bell Labs razvio BESYS (Bell operativni sistem) operativni sistem. A 1962. godine, General Electric je razvio operativni sistem GCOS (General Comprehensive Operating System), orijentisan na rad na glavnim računarima. Ali sve su to bili samo preduslovi za stvaranje zaista popularnih i traženih operativnih sistema. Do kraja 1960-ih već je stvoren niz operativnih sistema koji su implementirali mnoge neophodne funkcije za upravljanje računarom. Ukupno je radilo više od stotinu različitih operativnih sistema.
Među najrazvijenijim operativnim sistemima bili su:
OS/360, koju je razvio IBM 1964. za upravljanje velikim računarima;
MULTICS- jedan od prvih operativnih sistema sa podelom vremena izvršavanja programa;
UNIX, razvijen 1969. godine i kasnije proširen u čitavu porodicu operativnih sistema, od kojih su mnogi među najpopularnijim danas.
Upotreba operativnih sistema je pojednostavila rad sa računarima i doprinela popularizaciji elektronskog računarstva.
U pozadini značajnog porasta interesovanja za elektronsko računarstvo u Sjedinjenim Državama, Evropi, Japanu i drugim zemljama, u SSSR-u dolazi do pada napretka u ovoj oblasti nauke. Tako je Sovjetski Savez 1969. godine sklopio sporazum o saradnji u razvoju Jedinstvenog računarskog sistema, za koji je za uzor uzet jedan od najboljih računara tog vremena IBM360. Orijentacija SSSR-a na strana dostignuća kasnije je dovela do značajnog zaostajanja u oblasti računarske tehnologije.
Među računarima treće generacije, najznačajniji razvoji su bili:
IBM System-360- cijela porodica kompjutera, čije je izdavanje počelo 1964. godine. Svi modeli familije imali su jedinstven komandni sistem i međusobno su se razlikovali po količini RAM-a i performansama, bili su univerzalni, sposobni da rešavaju i složene logičke probleme i da budu korisni u ekonomskim proračunima. Univerzalnost računara se ogleda u njegovom nazivu. 360 znači 360 stepeni, tj. njegovu sposobnost da radi u bilo kojem od smjerova. Troškovi razvoja Sistema-360 iznosili su oko 5 milijardi dolara, dvostruko više nego što su SAD potrošile tokom Drugog svetskog rata na projekat Menhetn, čiji je cilj bio stvaranje atomske bombe. Projekat IBM 360 bio je drugi po cijeni nakon programa Apollo. Arhitektura IBM-a 360 pokazala se izuzetno uspješnom i u velikoj mjeri odredila pravac razvoja kompjuterske tehnologije;
PDP8- mini kompjuter koji je 22. marta 1965. godine razvio Digital Equipment Corporation (DEC). Termin "mini" je relativan. Ovaj računar je bio veličine frižidera, ali je, u poređenju sa drugim predstavnicima elektronskih računara, bio zaista minijaturan. Ovaj projekat je bio komercijalno vrlo isplativ. Ukupno je prodato oko 50.000 primjeraka ove mašine. PDP-8 sistem je imao mnogo sličnih rješenja - klonova širom svijeta. Tako je u SSSR-u razvijeno nekoliko analoga ovog računara: Elektronika-100, Saratov-2, itd.;
Nairi 3- jedan od prvih računara treće generacije samostalno razvijenih u SSSR-u. Ovaj razvoj ugledao je svjetlo 1970. godine u Jerevanskom istraživačkom institutu za matematičke mašine. Koristio je pojednostavljeni mašinski jezik dizajniran da olakša programiranje. Također je bilo moguće uvesti neke probleme u matematičkom jeziku;
ES kompjuter - jedan sistem elektronskih računara, koji je bio zasnovan na uspešnoj i dobro uspostavljenoj arhitekturi IBM System-360. Prve mašine ove serije stvorene su u SSSR-u 1971. godine. Performanse prvih uzoraka bile su od 2.750 operacija u sekundi (EC-1010) do 350.000 operacija u sekundi (EC-1040). Nakon toga, produktivnost je podignuta na nekoliko desetina miliona operacija u sekundi, ali je, zapravo, sav ovi razvoj zaustavljen 1990-ih nakon raspada SSSR-a;
ILIJAK 4- jedan od najproduktivnijih računara treće generacije. ILLIAC 4 je kreiran 1972. godine na Univerzitetu u Ilinoisu i imao je cevovodnu arhitekturu koja se sastojala od 64 procesora. Računar je dizajniran za rješavanje sistema parcijalnih diferencijalnih jednačina i imao je brzinu od oko 200 miliona operacija u sekundi.
Ovaj spisak se može nastaviti u nedogled, ali jasno je da su računari već čvrsto i dugo ušli u naš život i njihov dalji razvoj i unapređenje se ne može zaustaviti. S razvojem tehnologije za proizvodnju integriranih kola, gustoća rasporeda elemenata postepeno se povećavala. Počela su da se pojavljuju super-velika integrisana kola, a kompjutere treće generacije zasnovane na integrisanim kolima niske i srednje gustine postepeno su počeli da zamenjuju kompjuteri četvrte generacije zasnovani na velikim i super-velikim integrisanim kolima.
Bibliografija
1. Istorija razvoja kompjuterske tehnologije. Lanina E.P. ISTU, Irkutsk - 2001
2. Razvoj računarske tehnologije. Apokin I.A. M., "Nauka", 1974
3. Tehnički izgled.
4. Metodolog.
6. Od abakusa do kompjutera. R. S. Guter. Izdavačka kuća "Znanje", Moskva 1981.
Razvoj integriranih kola 60-ih godina - cijelih uređaja i čvorova od desetina i stotina tranzistora napravljenih na jednom poluvodičkom kristalu (ono što se danas naziva mikro krugovima) doveo je do stvaranja računara treće generacije. Istovremeno se pojavila i poluvodička memorija, koja se i danas koristi u personalnim računarima kao operativna memorija. Upotreba integrisanih kola značajno je povećala mogućnosti računara. Sada centralni procesor ima mogućnost paralelnog rada i kontrole brojnih perifernih uređaja. Računari mogu istovremeno obraditi nekoliko programa (princip višeprogramiranja). Kao rezultat implementacije principa multiprogramiranja, postalo je moguće raditi u režimu dijeljenja vremena u interaktivnom načinu rada. Korisnici udaljeni od računara dobili su priliku, nezavisno jedni od drugih, da brzo stupe u interakciju sa mašinom.
U decembru 1961. posebna komisija IBM-a, nakon proučavanja tehničke politike kompanije u razvoju računarske tehnologije, predstavila je plan-izvještaj za stvaranje računara na mikroelektronskoj osnovi. Realizaciju plana predvodila su dva vodeća programera kompanije - D. Amdal i G. Blau. Radeći na problemu proizvodnje logičkih kola, predložili su korištenje hibridnih integriranih kola prilikom stvaranja porodice, za koju je kompanija otvorila poduzeće za njihovu proizvodnju 1963. godine. Početkom aprila 1964. godine IBM je najavio stvaranje šest modela svoje porodice IBM-360 („System-360“), čija je pojava označila pojavu računara treće generacije.
Tokom 6 godina postojanja porodice, IBM je lansirao više od 33 hiljade mašina. Troškovi istraživačkog rada iznosili su oko pola milijarde dolara (po tadašnjim standardima - iznos je bio jednostavno ogroman).
Prilikom kreiranja porodice System-360, programeri su naišli na poteškoće u kreiranju operativnog sistema koji je trebalo da bude odgovoran za efikasno postavljanje i korišćenje računarskih resursa. Prvi od njih, univerzalni operativni sistem pod nazivom DOS, dizajniran za male i srednje računare, kasnije je objavljen operativni sistem OS / 360 - za velike. Sve do kraja 60-ih godina. IBM je objavio ukupno više od 20 modela IBM-360 porodice. U modelu 85, po prvi put u svijetu, korištena je keš memorija (od francuskog cache - keš), a model 195 je postao prvi računar na monolitnim kolima.
Krajem 1970. IBM je počeo da izdaje novu porodicu računara - IBM-370, koja je zadržala svoju kompatibilnost sa IBM-360, ali je takođe imala niz izmena: bili su pogodni za kompletiranje više mašina i više mašina. procesorski računarski sistemi koji rade na opšte polje ram memorija.
Gotovo istovremeno sa IBM-om, kompjutere treće generacije počele su proizvoditi i druge kompanije. Godine 1966-1967. proizvodile su ih firme u Engleskoj, Njemačkoj i Japanu. U Engleskoj je kompanija ICL osnovala proizvodnju mašine System-4 (produktivnost od 15 do 300 hiljada operacija u sekundi). Mašine serije 4004 kompanije Siemens proizvodile su se u Nemačkoj (mašine ove porodice u potpunosti su kopirale računare iz porodice Spectra-70), au Japanu mašine serije Hytac-8000 koje je razvio Hitachi (ova porodica je bila modifikacija porodica Spectra-70"). Druga japanska kompanija Fujitsu je 1968. godine najavila stvaranje serije računara "FACOM-230".
U Holandiji, Philips Gloeilampenfabriken, osnovan 1968. za proizvodnju računara, počeo je proizvoditi računare serije P1000, uporedivih sa IBM-360. U decembru 1969. godine niz zemalja (PRB, Mađarska, Istočna Nemačka, Poljska, SSSR i Čehoslovačka, kao i 1972. godine - Kuba, a 1973. - SRR) potpisale su sporazum o saradnji u oblasti računarskih tehnologija.
Na izložbi ESEVM-73 (1973) prikazani su prvi rezultati ove saradnje: šest računarskih modela treće generacije i nekoliko perifernih uređaja, kao i četiri operativna sistema za njih.
Od 1975. godine počela je proizvodnja novih unapređenih modela EC-1012, EC-1022, EC-1032, EC-1033, sa najboljim omjerom performansi i cijene, u kojima su korištena nova logička kola i poluvodička memorijska kola.
Ubrzo su se pojavile mašine druge serije saradnje. Njegov najistaknutiji predstavnik bio je moćni model EC-1065, koji je bio višeprocesorski sistem sa četiri procesora i memorijom od 16 MB. Mašina je napravljena na integrisanim kolima IS-500 i imala je kapacitet od 4-5 miliona op/s.
Još jedan značajan događaj povezan je sa mašinama treće generacije - razvoj i implementacija vizualnih ulazno-izlaznih uređaja za alfanumeričke i grafičke informacije pomoću katodnih cijevi - displeja, čijom je upotrebom prilično lako realizirati mogućnosti varijantne analize.
Istorija pojave prvih prototipova modernih displeja seže u posleratne godine. Godine 1948. G. Fuller, zaposlenik laboratorije kompjuterske tehnologije na Univerzitetu Harvard, opisao je dizajn numeroskopa. U ovom uređaju, pod vodstvom kompjutera, digitalne informacije su se pojavile na ekranu katodne cijevi.
Ekran je iz temelja promijenio proces unosa-izlaza podataka i pojednostavio komunikaciju sa računarom.
70-ih godina. U 20. veku, zahvaljujući pojavi mikroprocesora, postalo je moguće baferovati i podatke primljene sa ekranskog terminala i podatke koje prenosi računar. Zahvaljujući tome, bilo je moguće implementirati regeneraciju slike na ekranu pomoću samog terminala. Postalo je moguće uređivati i kontrolisati podatke prije prenošenja na računar, što je smanjilo broj grešaka. Na ekranu se pojavio kursor - pokretna oznaka koja inicijalizira mjesto za unos ili uređivanje karaktera. Ekran je u boji. Postalo je moguće prikazati složene grafičke slike na ekranu - to je omogućilo stvaranje šarenih igara (iako su prve kompjuterske igrice pojavili su se još 1950-ih, ali su bili pseudografski) i programi dizajnirani za rad sa grafikom.
Tokom ovih godina, proizvodnja računara dobija industrijske razmere. IBM, koji se probio do lidera, prvi je implementirao familiju računara - niz računara koji su međusobno potpuno kompatibilni, od najmanjeg, veličine malog ormarića (tada nisu radili manji ), do najsnažnijih i najskupljih modela. Najčešća u tim godinama bila je System / 360 porodica iz IBM-a.
Počevši od računara 3. generacije, razvoj serijskih računara je postao tradicionalan. Iako su se mašine iste serije međusobno veoma razlikovale u pogledu mogućnosti i performansi, bile su informativno, softverski i hardverski kompatibilne. Na primjer, zemlje CMEA su proizvodile računare jedne serije ("ES COMPUTER") "ES-1022", "EC-1030", "EC-1033", "EC-1046", "EC-1061", "EC -1066" i drugi. Performanse ovih mašina dostigle su od 500 hiljada do 2 miliona operacija u sekundi, količina RAM-a je dostigla od 8 MB do 192 MB. Računari ove generacije takođe uključuju IBM-370, Electronics - 100/25, Electronics - 79, SM-3, SM-4, itd.
Nizak kvalitet elektronskih komponenti bio je slaba tačka treće generacije sovjetskih računara. Otuda konstantno zaostajanje za zapadnim razvojima u pogledu brzine, težine i dimenzija, ali, kako insistiraju programeri CM-a, ne u smislu funkcionalnosti. Da bi se ovo zaostajanje nadoknadilo, razvijeni su specijalni procesori kako bi se izgradili sistemi visokih performansi za određene zadatke. Opremljen posebnim procesorom Fourierove transformacije, SM-4, na primjer, korišten je za radarsko mapiranje Venere.
Početkom 60-ih godina pojavili su se prvi mini kompjuteri - mali računari male snage koji su bili pristupačni za male firme ili laboratorije. Miniračunari su predstavljali prvi korak ka personalnim računarima, čiji su prototipovi objavljeni tek sredinom 70-ih. Dobro poznata PDP familija mini računara iz Digital Equipment-a poslužila je kao prototip za sovjetsku seriju SM mašina.
U međuvremenu, broj elemenata i veza između njih, koji se uklapaju u jedno mikrokolo, stalno je rastao, a 70-ih godina integrirana kola su već sadržavala hiljade tranzistora. Ovo je omogućilo da se većina komponenata računara objedini u jednom malom detalju – što je Intel uradio 1971. godine, izdavši prvi mikroprocesor, koji je bio namenjen upravo pojavivšim desktop kalkulatorima.
Godine 1969. rođena je prva globalna računarska mreža i istovremeno se pojavio operativni sistem Unix i programski jezik C („C“), koji su imali ogroman uticaj na svet softvera i još uvek zadržavaju svoju vodeću poziciju.
