IBM System/360

IBM System/360 (בתרגום חופשי: מערכת IBM ‏360) הייתה סדרת ייצור של מחשבים מרכזיים מתוצרת חברת IBM, שהוכרזה ב-7 באפריל 1964 ושווקה בין 1965 ל-1978. המערכת הייתה אב טיפוס למחשב המרכזי המודרני והנחילה עקרונות תכנון ועיצוב לדורות. הסדרה נועדה להקיף את כל מכלול השימושים ולספק מחשבים המבוססים על אותה ארכיטקטורה ואותן תוכנות לשימושי עיבוד נתונים, החל מעסקים קטנים ובינוניים ועד יישומי-ענק לצרכים צבאיים או מדעיים. השם "360" (היקף מעגל) בא לציין עובדה זו. הסדרה הייתה אחת מסדרות המחשבים המוצלחות ביותר מעולם, כיוון שאיפשרה לראשונה לארגונים לרכוש מחשב ולשדרג אותו עם הגידול בצורכי המחשוב שלהם, תוך המשך השימוש ביישומים שפותחו ובידע שנצבר. ההשקעה בפיתוח הפרויקט הייתה עצומה (5 מיליארד דולר במשך ארבע שנים) והיוותה בשעתה הימור על עתיד החברה, הימור שהשתלם לבסוף והפך את IBM לראשונה בתחומה, הרחק לפני מתחרותיה, למשך עשרות שנים.

מחשב IBM 360/67 וציוד היקפי

פנל קדמי של מחשב 360/91 בנאס"א

מנהל הפרויקט היה פרד ברוקס (לימים חתן פרס טיורינג), שדיווח ישירות לנשיא IBM, תומאס ווטסון הבן. הארכיטקט הראשי היה עמית IBM, ג'ין אמדל (Gene Amdahl).

תכולת הסדרה והתפתחותה

עם השקת הסדרה הכריזה IBM על שישה טיפוסי-מחשבים בעלי אותו סט פקודות וכארבעים אמצעי ציוד היקפי משותפים. בסופו של דבר יצאו בסדרה 14 טיפוסי-מחשבים, בהם בעלי סט פקודות מותאם לצרכים ייעודיים, כגון נאס"א. מחשב "רמת הכניסה" היה S/360-20 עם 4K ‏ (4 קילובייט) זיכרון פנימי, 8 רגיסטרים עם גודל מילה של 16 ביט וסט פקודות מוקטן. המחשב נועד לעסקים קטנים ובינוניים ולמעשה יצר ל-IBM שוק חדש וגדול של משתמשים. הארכיטקטורה של רוב שאר מחשבי הסדרה התבססה על 16 רגיסטרים בגודל מילה של 32 ביט, זיכרון של 8 ביט בבייט עם כתובות בגודל 24 ביט, CPU מבוסס מיקרו-קוד, (Program status word (PSW בגודל 64 ביט עם יכולת ייצוג ופניה לכתובת בת 24 ביט ב-(program counter (PC, יכולת להרצת מספר תוכניות במקביל על אותה מכונה, תוך שיתוף זמן במשאבים (ריבוי משימות, time-sharing) ומאפיינים משותפים נוספים.

המחשבים הבאים בסדרה, 30,‏ 40 ו-50, בסדר גודל עולה של זיכרון ו-CPU, נועדו לעסקים בינוניים ונועדו להחליף את מחשבי סדרת IBM 1400, תוך מתן חשיבות לתמיכה לאחור (Backward compatibility). כיוון שהיו אלה המחשבים הראשונים שהיוו "דור שני" עבור לקוחות, פיתחה IBM במסגרת זו את רעיון האמולציה (חיקוי מחשב על גבי חומרה אחרת, כגון של מחשבי 1401 על-גבי 360/30).

המחשבים שסומנו 60, 65 ו-75 נועדו לעסקים גדולים וליכולות עיבוד נתונים מתקדמות. עם הזמן שודרגו יכולות המחשבים כך שב-1971 רמת הכניסה הייתה מחשב 360/22 (שהיה, למעשה 30 עם התאמות). 360/44 שהושק ב-1966 יועד לשימושים מדעיים ברמה בינונית וסופק עם יכולת עיבוד בנקודה צפה (20 שנה לפני תקן IEEE 754).

עבור "הקצה הגבוה" של היכולות הושקו מחשבי 67 (ב-1966), ‏85 (ב-1969), ‏ 91/92 (ב-1967), 95 (ב-1968) ו-195 (ב-1971). מחשב 360/85 היווה את הבסיס לסדרת IBM System/370 (ונקרא גם 370/165).

מחשב 360/67 הביא עמו את בשורת הזיכרון הווירטואלי, היכולת לפנות למרחב כתובות שאינו נמצא בזיכרון הפנימי, באמצעות הצגת יחידת ניהול זיכרון. כך נפתחה הדרך ליכולת דפדוף.

בשנת 1971 יוצר עבור רשות התעופה הפדרלית האמריקאית המחשב רב העוצמה ביותר באותה תקופה, IBM/360-9020 שהורכב מ-12 יחידות של מחשבי 65 ו-50 בתצורה מקסימלית. פעולת המחשב הופסקה בשנת 1993 והוא מוצג כיום באוניברסיטת סטנפורד.

EBCDIC

ערך מורחב – EBCDIC

אחד החידושים שהוצגו בסדרה ושהיוו מאז תקן דה פקטו של IBM למשך שנים היה קידוד בן 8 סיביות לייצוגם של תווים (ספרות, אותיות האלפבית, סימני פיסוק ועוד) בזיכרון מחשב ובקובצי מחשב בשם EBCDIC (ראשי התיבות של המונח האנגלי Extended Binary Coded Decimal Interchange Code).

SLT modules

מסד ובו כרטיסי SLT

עקב חוסר האמון של מהנדסי IBM בטכנולוגיית המעגלים המשולבים, שהייתה בחיתוליה, התבססה חומרת המחשב על לוחות קשיחים (שנקראו "כרטיסים") עליהם הודפס מעגל מודפס (לוח שעליו מונחים רכיבים אלקטרוניים היוצרים מעגל חשמלי). הלוחות, שנקראו SLT modules נארזו בפלסטיק וחומר קרמי לשם בידוד והוחלקו לתוך מסד (מסגרת) ייעודית בגב המחשב.

מערכות ההפעלה

IBM 2311 - כונן קשיח חיצוני

IBM 1403 - כונן סרטים

OS/360

ערך מורחב – OS/360

מערכת ההפעלה הבסיסית נקראה בפשטות 360 Operating System (ובקיצור OS) ושימשה להרצת עיבודי אצווה. אף על פי שמחשבי הסדרה היו מסוגלים להריץ את אותן התוכנות, הרי שמעשית השימוש והניצול המיטבי שלהם הצריך מערכת הפעלה ייעודית לכל תת-משפחה. גם התקני הציוד ההקפי (כונני סרטים ומדפסות למשל) היו שונים וייעודיים לתתי-משפחות ולפיכך כל תת-משפחה של הסדרה עשתה שימוש בווריאנט ייעודי של מערכת ההפעלה, עם זאת, המאפיינים הבסיסיים בין המערכות היו דומים. מערכת ההפעלה הציגה עקרונות חדשניים לתקופתם שליוו את הארכיטקטורה של המחשב המרכזי לדורות. העיקרון החשוב ביותר הוא יצירת הפרדה של פרוטוקולי תקשורת והניהול לשכבות שהפרידו בין רמות תפעול של החומרה והרכיבים ההיקפיים לבין הרצת היישומים, תוך הפרדה לוגית של היישום מפרטי המימוש של הגישה לחומרה ולתקשורת הבסיסית ואיפשרו בכך כתיבת יישומים שיכלו לרוץ על חומרות שונות בלי לשנות את היישום.

המערכת כללה באופן סטנדרטי אסמבלר ומהדרים לקובול, פורטרן ו-PL/I. כן כללה גישה לכתיבה וקריאה של נתונים בשיטות ISAM‏ (Indexed Sequential Access Method) לגישה לקובץ אינדקס סדרתי (גישה לנתונים דרך מפתח) ו-BDAM‏ (Basic Direct Access Method) לכתיבה וקריאה ישירה של מידע מהתקני קלט/פלט. כן כללה מערכת ההפעלה את מודול תקשורת הנתונים הבסיסי של IBM, שעמד בבסיס כל הממשקים של מחשבי הסדרה (והסדרות הבאות) עם רכיבי חומרה מגוונים, BTAM‏(Basic Telecommunications Access Method).

מערכת ההפעלה הציגה את שפת JCL ‏ (Job Control Language), השיטה הבסיסית במחשבים מרכזיים של IBM ומחקותיה להרצת עיבודי אצווה (Batch jobs). ואת מנגנון OS/MFT ‏ (Multiple Fixed Transactions) לניהול ריבוי משימות (Multitasking) על ידי כתובות קבועות למספר קבוע של משימות.

הגרסה הראשונה

הגרסה הראשונה של מערכת ההפעלה, שהושקה באפריל 1964, הייתה ידועה לשמצה עקב כמות שגיאות התוכנה שהתגלו בה כמעט בכל רכיב. עקב לקחי ההפעלה הראשונה והכושלת כתב מנהל פרויקט התכנון והפיתוח של הגרסה, פרד ברוקס, את ספרו הקלאסי בתחום הנדסת התוכנה, "The Mythical Man-Month" ובו הוא מפרט את הכשלים בתכנון ובפיתוח ואת דרכי ההתמודדות עמם, שהביאו לבסוף את מערכת ההפעלה למצבה היציב והמכונן כאחת ממערכות ההפעלה החשובות.

DOS/360

Disk Operating System (אין קשר למערכת ההפעלה DOS) - מערכת ההפעלה הוטענה באמצעות דיסק קשיח (גם OS נטענה בדרך זו, והשם DOS בא להבדיל אותה מ-TOS, מערכת הפעלה שנטענה מסרט מגנטי). זו הייתה מערכת הפעלה פשוטה יותר, שבאופן בסיסי לא סיפקה אפשרות לריבוי משימות (Multitasking) ולא היו בה מנגנונים להגנת זיכרון. היא דרשה פחות משאבים, ולכן נועדה למחשבים הקטנים יותר בסדרה.

TSS/360 ‏ (Time Sharing Operating System) יועדה לניצול יכולת ה-360/67 לשיתוף זמן במשאבים ( time-sharing) ולהרצת מספר יישומים במקביל.

DOS/VS הייתה דור המשך למערכת ההפעלה שנועדה לנצל את יכולות הזיכרון הווירטואלי ויועדה בעיקר למחשבי System/370.

BOS/360

Basic Operating System - מערכת ההפעלה הבסיסית למחשבי דרגת הכניסה עם 8K זיכרון. גרסה זהה עקרונית ל-DOS/360, אלא שנטענה באמצעות כרטיס זיכרון ייעודי ולא דיסק קשיח על מנת לפנות דיסק קשיח לשימוש כללי. בפרט איפשרה מערכת ההפעלה שיווק מחשבי רמת כניסה בעלי כונן דיסק בודד.

TOS/360

Tape Operating System - גרסה מוקדמת של DOS/360 עבור מחשבים עם כונן סרטים בלבד. יועדה למחשבי 360/30.

דורות נוספים

בעקבות סדרת System/360 פיתחה חברת IBM את סדרת System/370 ובהמשך לה פותחו סדרות נוספות המתבססות על הארכיטקטורה של System/360 ומערכות ההפעלה שלה (תוך הוספת שיפורים רבים). הסדרות הנוכחיות (נכון ל-2015) קרויות סדרה Z וסדרה Z12, ומערכות ההפעלה העיקריות שלהן הן z/OS (ממשיכתה של OS) ו-z/VSE (ממשיכתה של DOS).

בישראל

הסדרה זכתה להצלחה רבה גם בישראל, ובמשך יותר מעשור נמכרה יותר מאשר כל סדרה אחרת. עם הרוכשים הבולטים נמנו ממר"ם - יחידת המחשוב של צה"ל, שרכשה מחשב מדגם 360/50, ולאחריו מחשב מדגם 360/65, המרכז למיכון משרדי - יחידת המחשוב של ממשלת ישראל, בנק לאומי, חברת אל על, שרכשה מחשב מדגם 360/30, והטכניון, שרכש מחשב מדגם 360/50.

לקריאה נוספת

• Fred Brooks, The Mythical Man-Month, Addison-Wesley, 1975, ISBN 0-201-00650-2
• Emerson W. Pugh, Lyle R. Johnson, John H. Palmer, IBM's 360 and Early 370 Systems, MIT Press, ISBN 0-262-16123-0
• IBM Operating System/360 Concepts and Facilities
• Mike Kahn, The Beginning of I.T. Civilization - IBM's System/360 Mainframe

קישורים חיצוניים

• יצחק עמיהוד, המחשב האלקטרוני ועבוד הנתונים, הוצאת הוד-עמי, 1968, הפרק "המערכת י.ב.מ. / 360", עמ' 118–131
• מידע ונתונים על מחשבי הסדרה
• פרופילי מוצרים, בהם כל מחשבי הסדרה
• The IBM System/360 Saga
• מידע ותמונות ממוזיאון המחשוב (אורכב 13.04.2012 בארכיון Wayback Machine)
• "בני יבמ" פרק 3
• תצוגת מחשבים וציוד של 360 באתר אוניברסיטת סטנפורד