7 апреля 1964 года, шестьдесят лет назад, компания IBM анонсировала семейство компьютеров с архитектурой IBM System/360. Автор книги «От хорошего к великому» Джим Коллинз включил System/360 в тройку лучших бизнес-достижений всех времен, наряду с моделью T Форда и первым реактивным лайнером Boeing 707.

IBM System/360 стала символом целой эпохи в истории информационных технологий. Именно для System/360 изобрели 8-битный байт. Также IBM/360 стала первой 32-разрядной компьютерной системой. В этой статье погрузимся в историю и узнаем, как IBM System/360 совершила технологический прорыв и превратила производство мэйнфреймов в крупномасштабный производственный процесс.

Назревающие проблемы

Сейчас идея System/360 кажется простой и очевидной. Всего-то линейка компьютеров, на которых будет работать одно и то же программное обеспечение. Однако до 1964 года компьютерные системы, даже от одного производителя, были вообще несовместимы друг с другом.

Программное обеспечение и периферийные устройства старых систем не могли работать с новыми системами. Проводить апгрейд было непросто. Чтобы просто обновить оборудование, приходилось переписывать приложения.

«Представьте, что компания потратила целое состояние и два-три года на разработку банковского приложения, а потом появляется новое оборудование, на котором прежнее ПО не работает, и все приходится делать заново», — говорил Пат Тул, один из инженеров первой модели System/360.

Да и для самой IBM ситуация была неблагоприятной. Нужно было выпускать устаревшее оборудование и содержать специалистов, умеющих его настраивать. Поддерживать множество несовместимых продуктовых линеек было затратно и по времени, и по ресурсам.

К тому же в отрасли была конкуренция: Honeywell, Burroughs и Control Data Corp., Remington Rand представляли свои продукты. А заказчикам было, по сути, все равно у кого купить очередной «уникальный» компьютер, ведь в любом случае все нужно было настраивать заново.

Поэтому, когда в январе 1961 года в IBM представили проект новой системы 8000, которая была очень «мощной», но все такой же несовместимой и дорогой, стало понятно, что компания в тупике. Проект реализовывать не стали, IBM взялась за разработку принципиально новых моделей.

«Авантюра на 5 миллиардов долларов»

В 1961 году под руководством нового генерального директора Томаса Дж. Уотсона-младшего IBM создала рабочую группу из 25 человек под названием SPREAD («Системное программирование, научные исследования и разработки»). Целью стало создание новой системы.

Бесконечные споры команды сильно тормозили процесс разработки идеи, поэтому руководство отправило членов SPREAD в отель в пригороде Нью-Йорка с ультиматумом, что никто не выйдет оттуда, пока команда не договорится. 

В итоге 80-страничный отчет был представлен к Рождеству. Идея команды заключалась в создании ряда масштабируемых систем, различающихся только вычислительной мощностью. 

Каждое устройство совместимо с другими. Программа, работающая на одном компьютере, может работать на всех системах, и все компьютеры используют стандартные интерфейсы.

Рекомендации легли в основу System/360. Название «360» было выбрано, чтобы выразить идею полного охвата, буквально на 360 градусов.

В ходе обсуждения стало понятно, что процессоры System/360 должны использовать новые технологии. А значит, новое семейство не будет совместимо с уже существующими системами IBM. Это было рискованно.

Томас Уотсон долго сомневался. 

System 360 «была самым важным и рискованным решением, которое я когда-либо принимал, и я мучился по этому поводу неделями, но в глубине души я верил, что нет ничего, чего IBM не могла бы сделать», — писал Уотсон в книге «Отец, сын и компания: Моя жизнь в IBM и за ее пределами».

В итоге Уотсон сделал ставку всей компании на разработку System/360.

Главным архитектором System/360 стал Джин Амдал, создатель IBM 704, мэйнфрейма, используемого в научных исследованиях. Руководил проектом Фред Брукс. Именно он придумал термин «компьютерная архитектура». 

Брукс сотрудничал с Бобом Эвансом и Эрихом Блохом, за свою роль в разработке System/360 они получили первую в истории Национальную медаль технологий.

Журнал Fortune в 1966 году назвал создание System/360 — авантюрой IBM в 5 миллиардов долларов.

И действительно, многое пошло не по плану. Разработка системы заняла значительно больше времени, чем рассчитывали изначально, инженеры буквально жили в компании, работая по 100 часов в неделю.

Стоимость System/360 значительно превысила запланированные $625 млн. На разработку системы компания потратила $5,25 млрд (в современных ценах это около $41 млрд). Создание семейства компьютеров обошлось дороже, чем Манхэттенский проект.

Риск банкротства для IBM был реален, ведь компания потратила больше, чем зарабатывала за год, но все закончилось благополучно. 

Анонс системы состоялся 7 апреля 1964 года. Компания представила шесть моделей процессоров, охватывающих широкий диапазон производительности, а также 44 периферийных устройства.

System/360 предназначалась для обслуживания всех возможных типов пользователей.

Проектирование было отделено от сборки, поэтому системы можно было тиражировать. 

Совместимость компонентов сделала System/360 модульной, и хотя были анонсированы всего шесть систем, они имели 19 комбинаций мощности, скорости и объема памяти. 

В IBM стремились, чтобы аппаратное обеспечение было отделено от программного обеспечения, и программа могла работать на разных версиях System/360.

Председатель IBM в своих мемуарах отмечал, что не все оборудование, представленное на выставке 7 апреля, было настоящим — некоторые устройства были просто деревянными макетами. 

Основная работа была впереди. Начался очень опасный, напряженный и сложный период становления производства. Компания наняла больше семидесяти тысяч новых сотрудников, строила заводы и принимала новые и новые заказы.

Первые поставки машин низкого уровня были обещаны в третьем квартале 1965 года, а поставки более сложных машин — в первом квартале 1966 года.

Семейство компьютеров

Компания IBM выпустила 14 моделей System/360, включая отдельные машины для научных вычислений. 

Первые модели 30, 40, 50, 60, 62 и 70 были анонсированы еще в 1964 году. 

Модели 30 и 40 были ориентированы на низкий и средний сегмент рынка. Они были самыми прибыльными, на них приходилось более половины проданных единиц System/360

Модели 60, 62 и 70 не были реализованы. Вместо них IBM выпустила модели 65 и 75. 

В 1966 году вышла модель 20, которая стала самым бюджетным вариантом System/360. Она имела всего 4096 байт основной памяти и восемь 16-битных регистров.

В этот же период IBM выпустила специально оптимизированную для научных вычислений модель 44. 

Изначально для того чтобы все модели использовали один набор команд, в System/360 применили идею «микропрограммирования». Команды разбивались на ряд «микроопераций», специфичных для данной реализации системы.

В модели 75 и более крупных системах отказались от использования микрокода. Это сделали для обеспечения более высокой скорости.

Среди машин высокого уровня также были модели 67, 85, 91, 95 и 195. 

Модель 67 стала первым продуктом IBM, который поддерживал аппаратное обеспечение виртуальной памяти. 

Модель 85 была промежуточной между System/360 и более поздней System/370.

Технические особенности

System/360 представила новые технологические решения, такие как:

• Solid Logic Technology (SLT). Метод, используемый IBM для гибридной упаковки электронных схем. Технология позволила компании создавать более быстрые и компактные машины, чем у конкурентов.

• 8-битные байтовые адреса. В System/360 был стандартизирован байт как равный восьми битам, и использовалась длина слова в 32 бита, что помогло упростить архитектуру. 

• 9-дорожечная лента. Магнитная лента с восемью дорожками для данных и одной дорожкой для бита четности была разработана специально под System/360.

• Набор символов EBCDIC. Расширенный двоично-десятичный код также был разработан IBM в этот период.

• Архитектура IBM с плавающей запятой. Числа с плавающей запятой стали поддерживаться в типичных операциях, связанных со сложением, вычитанием, умножением, извлечением квадратного корня и т. д.

Версии OS/360

Создание программного обеспечения стоило IBM многих хлопот. Стоимость проекта OS/360 предварительно оценивалась в 30 и 40 миллионов долларов. В итоге на ПО потратили 500 миллионов долларов.

Перед разработчиками стояли сложные задачи: обеспечить совместимость системы, сделать возможным одновременный запуск двух или более программ.

IBM привлекла к работе над операционной системой 1000 человек. Было создано более миллиона строк кода. Но увеличение числа программистов не принесло ожидаемых результатов.

Свой опыт работы над ОS/360, Брукс отразил в книге «Мифический человеко-месяц». Один из принципов, описанных в книге, гласит: увеличение ресурсов на проекте не всегда приводит к уменьшению его сроков.

Брукс утверждает, что разработка компилятора Алгол будет занимать полгода, независимо от количества программистов, задействованных в процессе.

Все пошло не по плану. Одну пакетно-ориентированную операционную систему создать не удалось. Не было времени на разработку, аппаратное обеспечение было готово, а OS/360 запаздывала. 

Было решено выпустить операционную систему в упрощенном виде с обещанием будущих обновлений.

Всего создали три варианта операционной системы: 

• OS/360 PCP (Principal Control Program) была самой простой и могла запускать только одну программу одновременно. Ее использовали внутри компании IBM.

• OS/360 MFT (Multiprogramming with a Fixed number of Tasks) Множественное программирование с фиксированным количеством задач. Система могла запускать несколько программ, но ограничение заключалось в том, что когда одна программа простаивает, выделенная для нее память остается недоступной для других программ.

• OS/MVT (Multiprogramming with a Variable number of Tasks) Множественное программирование с переменным количеством задач. Система позволяла воссоздавать разделы памяти по мере необходимости. Когда память простаивает, она выделяется другой программе в очереди поиска. 

В 2000 году OS/360 стала общественным достоянием и теперь бесплатно доступна пользователям и разработчикам для загрузки и усовершенствований.

Значение System/360

Риск IBM окупился сторицей: всего за первые три месяца после выпуска IBM получила заказов на 1,2 миллиарда долларов. Уже к концу 1960-х годов System/360 стала отраслевым стандартом. Она использовалась в корпорациях, правительственных учреждениях, университетах и исследовательских центрах по всему миру. 

Доминирование IBM было настолько сильным, что в 1969 году Министерство юстиции США начало антимонопольное разбирательство, утверждая, что компания незаконно монополизировала рынок мэйнфреймов.

Система долго оставалась успешной, и у неё появился целый рынок «клонов». В 1960-х и 1970-х годах многие компании производили клоны IBM System/360. Некоторые компании, такие как Memorex, выпускали аппаратные средства-клоны System/360. Например, накопители на магнитных дисках.

Даже Джин Амдал, системный архитектор System/360, основал собственную компанию, производящую клоны IBM. 

В целом System/360 оказала огромное влияние на компьютерную индустрию, установив отраслевой стандарт и закрепив за IBM господство на рынке на два десятилетия. 

Успех системы привел к росту спроса на мэйнфреймы, поспособствовал технологическим инновациям. Появилась возможность перестать писать ПО для разных компьютеров, и разработчики смогли сосредоточиться на новых приложениях. Для IT открылся совершенно новый мир, мир мегапроектов.

НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:

-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.