System/360のソースを表示

{{Infobox CPU architecture
|name = System/360
|designer = [[IBM]]
|bits = 32ビット
|introduced = 1964年
|design = CISC
|type = レジスタ-レジスタ<br />レジスタ-メモリ<br />メモリ-メモリ
|encoding = 可変 <small>（2、4、6 バイト）</small>
|branching = 条件コード、インデックス、カウント
|endianness = ビッグ
|extensions =
|open = Yes
|page size = N/A（例外として{{仮リンク|IBM System/360 Model 67|en|IBM System/360 Model 67|label=360/67}}がある）
|gpr = 16（32ビット）
|fpr = 4（64ビット）
}}
{{IBM Mainframes}}
[[ファイル:Bundesarchiv B 145 Bild-F038812-0014, Wolfsburg, VW Autowerk.jpg|thumb|[[フォルクスワーゲン]]で使われているSystem/360]]

'''System/360'''('''S/360'''、'''システム/360'''、システムさんろくまる)は、[[IBM]]が[[1964年]][[4月7日]]（日本では翌[[4月8日]]）に発表した[[メインフレーム]] [[コンピュータ]]のシリーズである。1965年から1977年まで出荷された<ref>[http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/mainframe/mainframe_FS360.html IBM System/360 Dates and Characteristics]</ref>。あらゆる用途をカバーするファミリを形成し、小型から大型まで、商用から科学技術計算まで使われた。[[コンピュータ・アーキテクチャ]]の確立により、IBMは互換性のある設計で様々な価格のシステムをリリースすることができた。最上位機種以外は[[命令セット]]を[[マイクロプログラム方式]]で実装しており、8ビットのバイト単位のアドレス指定、十進数計算、[[浮動小数点数]]計算などを備えている。

== 概要 ==
System/360は市場で大いに成功し、顧客は小さめのシステムを購入しても、後で自社の成長に合わせて上位機種に移行でき、その際にソフトウェアの書き換えが不要という利点が生じた。[[プログラム (コンピュータ)|プログラム]]や周辺機器の[[互換性]]が生まれ、コンピュータ・ファミリを形成した。また商用では初めて[[オペレーティングシステム]]や[[仮想機械]]が登場した。その設計は、後のコンピュータ設計に影響を与え続け、史上最も成功したコンピュータの1つとされている。System/360シリーズの大成功により、コンピュータでは後発であったIBMは、競合他社を圧倒することになる。System/360シリーズのアーキテクチャやアプリケーション・プログラムの互換性は、後続の[[System/370]]だけでなく、2009年現在の最新の[[System z]]まで引き継がれている。

1964年に発表されたSystem/360で、最も低性能な機種は0.018から0.034[[MIPS]]で<ref>[http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/mainframe/mainframe_PP2030.html System 360/30 announcement]</ref>、最上位機種はその約50倍の性能である<ref name="PA" />。[[主記憶装置]]の容量は8[[キロバイト|kB]]から8[[メガバイト|MB]]まであったが<ref name="PA" />、後者の構成は滅多に見られなかった。また[[補助記憶装置]]は、主記憶装置に比してやや低速な磁気コアメモリ装置 {{仮リンク|IBM 2361 Large Capacity Storage|en|IBM 2361 Large Capacity Storage|label=Large Core Storage (LCS)}} を最大8MBまで接続可能である。大型機種では主記憶装置は最低でも256kB以上で、512kB、768kB、1024kB といった容量が一般的だった。

[[コンピュータ・アーキテクチャ]]と実装を明確に区別した最初のコンピュータシリーズである。System/360の設計責任者は[[ジーン・アムダール]]であり、後に独立して[[アムダール]]社を設立した。プロジェクトマネージャは[[フレデリック・ブルックス]]で、責任者は会長の[[トーマス・J・ワトソン・ジュニア]]である<ref name="PA">"System/360 Announcement" (press release), IBM Data Processing Division, April 7, 1964, webpage: [http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/mainframe/mainframe_PR360.html IBM-PR360]: states cycle time from "millionth-of-a-second to only 200 billionths-of-a-second" and "memory capacity ranges from 8,000 characters of information to more than 8,000,000".</ref>。ワトソンのもう1人の副官である{{仮リンク|ジョン・R・オペル|en|John R. Opel}}もSystem/360の立ち上げに深く関わった<ref>[http://www.ibm.com/ibm/us/en/johnopel.html An Appreciation - John R. Opel, posted on www.ibm.com]</ref>。System/360開発プロジェクトには多額の費用がかかっており、[[フォーチュン (雑誌)|フォーチュン誌]]による "$5 billion gamble" という表現の示すとおり、IBMはSystem/360に社運をかけたと言っても過言ではない（2002年の価値に換算すると280億ドルつまり約3兆円）。そして、IBMは賭けに勝ったのである。同時期のあの[[アポロ計画]]の予算が250億ドルである。

それまでのコンピュータは、主に事務処理や入出力処理用の小型機（[[IBM 1401]]など。衛星プロセッサとも）と主に科学計算用の大型機（[[IBM 7090]]など）で、それぞれ別々の[[命令セット]]アーキテクチャで作られる（専用機）のが普通で、[[オペレーティングシステム|OS]]のようなシステムプログラムはモデル別に開発され、大型のモデルに変更するなどするとアプリケーションプログラムは再利用できなかった。System/360は、最下位モデルから最上位モデルまで命令セットアーキテクチャを統一し、基本的にはシリーズ内のどれかで動くプログラムは、全てのモデルで動く（汎用機）。また、様々なソフトウェアを入れ替える事により、多種多様の業務に対応できるとも言える。「360度（円の角度）、様々な業務に対応できる」という事で、360と付けられた。構成によっていくつかのサブモデル（360/40など）がある。また、360の後継として[[System/370]]シリーズがある。

汎用コンピュータとしては、このコンピュータが初ともされる。

System/360は、[[IBM]] を[[メインフレーム]]の巨人メーカーへと育て上げた。当時のメインフレーム市場における IBM の強さを「白雪姫と7人の小人」とたとえているものもある。[[1967年]]頃には、大型コンピュータにおける米国メーカーの出荷高の7割以上を IBM が占め、他社を圧倒してメインフレーム市場をほぼ独占する。他の7社は、[[UNIVAC]]、[[ハネウェル|Honeywell]]、[[ゼネラル・エレクトリック|GE]]、[[コントロール・データ・コーポレーション|CDC]]、[[RCA]]、[[NCR (企業)|NCR]]、[[バロース]]で、数%ずつのシェアを分け合った。

== System/360 の歴史 ==
[[ファイル:DM IBM S360.jpg|thumb|IBM System/360-20（フロントパネルがない）と IBM 2560 MFCM (Multi-Function Card Machine)]]
[[ファイル:IBM System360 Model 30.jpg|thumb|IBM System/360 Model 30 （[[コンピュータ歴史博物館]]）]]
[[ファイル:IBM360-65-1.corestore.jpg|thumb|200px|System/360 Model 65 のオペレータ用[[コンソール]]。[[レジスタ (コンピュータ)|レジスタ]]の内容を示すランプ群と[[開閉器|トグルスイッチ]]群と緊急用の赤い大きなスイッチ（右上端）が見える。]]

=== コンピュータ・ファミリ ===
それまでとは異なり、IBMは小型から大型までのさまざまな'''モデル'''を含むコンピュータシリーズ全体を開発し、全てにおいて同じ[[命令セット]]が動作するようにした（一部市場向けには例外あり）。これによって顧客は小さなシステムで運用をはじめて、必要に応じて（ソフトウェアを変更することなく）上位モデルにアップグレードすることが可能となった。さらに多くのモデルでは顧客の以前の機種（例えば[[IBM 1401]]や[[IBM 1620]]）を[[マイクロプログラム方式|マイクロコード]]で[[エミュレーション]]するオプションを提供していた。これにより従来のプログラムもそのまま新しいマシンで動作させることができた。

この柔軟性により、導入にあたっての障害が小さくなった。他のベンダー（[[ゼネラル・エレクトリック]]以外）では機種間の互換性がないため、顧客の要望に応えるために個々の機種が高性能に設計されていて、結果として高価すぎて導入しにくいことが多かった。System/360はこの市場の成り立ちを全く変えてしまい、企業は低価格で安心して下位機種からリースすることができた（当時、IBMはコンピュータを販売するのではなく[[リース]]していた。これは戦前の会計用パンチカードシステムのころからの伝統であり、不況に強いビジネスモデルと言われている）。

=== 機種 ===
IBMは6モデルのコンピュータと40機種の共通周辺機器を発表した。最終的には[[アメリカ航空宇宙局|NASA]]向けの特殊な機種も含めて14モデルがリリースされた。最も安価なモデルは 360/20 で、4Kの[[磁気コアメモリ]]を装備し、レジスタも他のモデルが32ビット16本なのに対して、16ビット8本であり、[[命令セット]]は他の機種のサブセットになっていた（小企業向けであり、それ以上のものではない）。

[[1964年]]の最初の発表では、[[System/360モデル30|モデル30]], [[System/360モデル40|40]], 50, 60, 62, 70 という6モデルが含まれている。モデル30, 40, 50 は中小型システムで、従来の[[IBM 1400|IBM 1400シリーズ]]の市場をカバーする。これらは[[1965年]]中頃に出荷が開始された。モデル60以上のモデルは[[IBM 700/7000 series|7000シリーズ]]の市場をカバーすることを想定していたが出荷されることなく、モデル65 と 75 が新たに発表され、モデル65 は[[1965年]]11月に出荷開始され、モデル75 は[[1966年]]1月に出荷開始された。

下位モデルとして、[[System/360モデル20|モデル20]]（1966年、上述）、22（1971年）、25（1968年）が追加された。モデル22はモデル30に若干制限を加えたバージョンで、主記憶容量の上限が小さくなっていて、I/Oチャネルの容量も小さくなっている。したがってディスクやテープ装置の性能や容量がモデル30より小さくなっている。

モデル44（1966年）は中型の科学技術計算向けであり、浮動小数点演算機構が付加されているものの一部命令が削除されている。
[[ファイル:360-91-panel.jpg|thumb|220px|System/360 Model 91 （NASAで1960年代末ごろ撮られた写真）]]

上位モデルとして、モデル67（1966年、後述、64または66と予測されていた機種<ref>[http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=AD0694645 DIGITAL COMPUTER NEWSLETTER], Office of Naval Research, Mathematical Sciences Division, July 1965--pages 5-6: IBM System/360 time-sharing computers</ref>）、85（1969年）、91（1967年）、95（1968年）、195（1971年）が追加された。モデル85はSystem/360と後継の[[System/370]]のギャップを埋めるために出された機種で、後の370/165の基盤となった。System/370にもモデル195があるが、そちらは動的アドレス変換機構を含まない。

実装面ではそれぞれのモデル毎に異なり、データパス幅が異なり、マイクロコードを使っているものも使っていないものもあるが、いずれも互換性を保っている。すなわち、特に文書化された点を除いて、各モデルはソフトウェア的に互換で、新機能はアーキテクチャを崩さないようにして追加されている。

例えばモデル91は科学技術計算向けに設計されており、ビジネス向けの十進演算命令は省かれていた。モデル91は[[Tomasuloのアルゴリズム]]により[[アウト・オブ・オーダー実行]]を行うが、そのための「不正確な割込み」（imprecise interrupt）という問題は不評で、以後の同様のマシンでは「確定ユニット」が取り入れられた<ref>『コンピュータの構成と設計 第3版 別冊 歴史展望』p. 89</ref>。モデル65にはCPU間信号を追加したデュアルプロセッサ版 (M65MP) があり、モデル85では[[キャッシュメモリ]]を導入している。モデル44, 75, 91, 95, 195ではロジックをハードウェアで実装しているが、それら以外の下位モデルではマイクロコードを採用している。

モデル67は[[1965年]]8月に発表されたモデルで、IBMとしては初の[[仮想記憶|動的アドレス変換機構]]（DAT、現在では[[メモリ管理ユニット|MMU]]と呼ばれるもの）で[[タイムシェアリングシステム]]をサポートした。[[System/360モデル40|モデル40]]をベースとしてDAT実験機が構築されている。モデル67をリリースする前にIBMはモデル64と66を発表していた。それらはモデル60と62にDATを追加したものだが、60および62の代替としてモデル65をリリースすることが決まり、モデル64と66もモデル67で代替されることになった。[[System/370]]では1972年にDATハードウェアが再登場したが、370でも当初はDATがなかった。モデル65と同様、モデル67にもデュアルCPU版が存在する。

System/360の全モデルは[[1977年]]末には販売停止となった。

=== 従来との互換性 ===
IBMの既存の顧客は第二世代のマシン上で動作するソフトウェアの大きな資産を抱えていた。多くのモデルで顧客の従来のマシン（例えば、モデル30では [[IBM 1400|IBM 1400シリーズ]]、モデル65では [[IBM 7090|IBM 7094]]）の[[エミュレータ|エミュレーション]]をオプションとして提供している。特殊なハードウェアを使ったり<ref name=SY77-6835/>、特殊な[[マイクロプログラム方式|マイクロコード]]やソフトウェアを使って、ターゲットシステムの命令をエミュレートし、古いプログラムを新しいマシン上で実行可能としていた。ただし、初期化時にモードを切り換えるので、エミュレーションと通常運用を同時に行うことはできない<ref>{{Cite manual| author = IBM | title = System/360, Model 30 1401 Compatibility Feature | id = A24-3255-1 | date = April 1964 | url = http://www.bitsavers.org/pdf/ibm/360/1401_emulator/A24-3255-1_Model30_1401_Compatibility_Apr64.pdf| quote = Mode status (System/360, Model 30, mode or 1401 compatibility mode) is set during the read-in of the compatibility initialization deck. | postscript = | separator = , }}</ref>。モデル85と後のSystem/370にもエミュレーション・オプションが残されているが、そちらはOSの上で通常のプログラムと同じようにエミュレーションを行える<ref>{{Cite manual| author = IBM| title = Emulating the IBM 7094 on the IBM Models 85 and 165 using OS/360 Program Number for M/85: 360C-EU-734 Program Number for M/165: 360C-EU-740 OS Release 20 | id = GC27-6951-2 | version = Third Edition | date = November 1971 | postscript = | separator = , }}</ref>。

=== 後継機種と派生機種 ===
System/360は[[1971年]]に'''[[System/370]]'''シリーズに置き換えられ、360/20の後継としては [[System/3|IBM System/3]] が用意された。当初の計画では劇的に進化した[[Future Systems プロジェクト|FSテクノロジー]]で置き換えるはずだったが、コストと時間がかかり過ぎ、[[1970年代]]中盤に計画が中止された。その後の互換システムとしては、IBM自身の[[IBM 3090|3090]]、[[System/390]]、zSeries、[[System z]]がある。

機械語レベルまたはアーキテクチャレベルで同一または互換といえるコンピュータとしては、[[アムダール]]の470ファミリ、[[日立製作所]]のメインフレーム、[[UNIVAC]] 9200/9300/9400シリーズ、[[イングリッシュ・エレクトリック]]の System 4、[[RCA]] {{仮リンク|Spectra 70|en|Spectra 70}} シリーズ（UNIVACに売却され UNIVAC 90/60 となった）などがある<ref group=NB>RCA Spectra 70 は割り込みやI/Oの面で大きくアーキテクチャが異なる。互換パッケージを使うことでSystem/360のOSを Spectra/70 上で動作させること（あるいはその逆）が可能となる。</ref>。また、[[ソビエト連邦]]もSystem/360互換機を製造していた（ES EVM）。

1975年に登場した [[IBM 5100]] ポータブルコンピュータは、System/360の[[APL|APL.SV]]プログラミング言語をハードウェアエミュレータ経由で実行できるオプションを提供していた。これは、5100向けのAPL処理系開発が遅延したためにとったアプローチである。

放射線耐性を強化するなどの改造を加えた System/360 は {{仮リンク|System/4 Pi|en|System/4 Pi}} [[アビオニクス]]コンピュータと呼ばれ、いくつかのジェット戦闘機やジェット爆撃機に使われた。完全32ビットのAP-101版の 4 Pi は二重化された[[フォールトトレラント設計|フォールトトレラント]]な[[スペースシャトル]]のコンピュータシステムに使われた。[[アメリカ連邦航空局]] (FAA) はSystem/360を改造した特殊なクラスターを IBM 9020 と呼び、[[1970年]]から[[1990年代]]まで航空管制に使用していた。（9020用ソフトウェアはその後の新ハードウェア上でも[[エミュレーション]]機能上で使われている。）

== 技術的解説 ==
[[ファイル:IBM 360 20 TROS.jpg|thumb|IBM System 360-20 で[[マイクロプログラム方式|マイクロコード]]を格納した{{仮リンク|Transformer Read Only Storage|en|Transformer Read Only Storage|label=TROS}}]]
=== 影響力のあった特徴 ===
System/360では、以下のような業界標準が生まれた。
* [[8ビット]]で[[バイト (情報)|バイト]]を構成（4ビットや6ビットをバイトとする案もあった）
* バイト単位の[[メモリアドレス|アドレス]]指定（ワード単位アドレスではない）
* [[32ビット]] ワード
* バスタグI/Oチャネルは FIPS-60 で標準化されている<ref>{{Citation|id=FIPSPUB60|publisher=National Technical Information Service|title=I/O Channel Interface|author=NTIS|year=1979}}</ref>。
* [[2の補数]]による演算（業界初ではないが、System/360で採用されたことで標準となった）
* [[セグメント方式]]と[[ページング方式]]による[[メモリ管理]]
* [[マイクロプログラム方式]]の商用化
* IBM浮動小数点標準（これはIBM標準で、よい設計ではなかった。[[浮動小数点数#IBM方式]]を参照）
* [[EBCDIC]]文字セット
* 9トラック磁気テープ

EBCDICについては解説が必要である。本来、[[ASCII]]の採用がSystem/360のセールスポイントのひとつであり、ASCIIとの切り替えスイッチが付いていた。IBMはASCIIの標準化にも深く関わっている。しかし、360をリリースするとき周辺機器がASCIIに対応していなかった。また、大企業や政府は大量の[[二進化十進表現|BCD]]ファイルを持っていてASCIIに抵抗があった。BCDは簡単にEBCDICに変換できたが、ASCIIではそうはいかなかったのである。<!-- 意味を取り違えてる？ どっちも変換の手間は変わらんと思うが（訳者）--><!-- ← 今の英文版のBCDのリンク先を見ればわかる通り、この文脈のBCDは単なる二進化十進表現ではなくて、EBCDICに拡張される前の原形となったコード体系のことなので、これで正しいと思われ MetaNest -->そのためもっぱらEBCDICがSystem/360の初期に使用され、それが大成功したがために業界標準となってしまい、その後の汎用コンピュータは互換性を維持するためにEBCDICをサポートし続けた。

=== アーキテクチャ概要 ===
System/360シリーズには[[コンピュータ・アーキテクチャ]]仕様が定められている<ref name=A22-6821/><ref name=A22-6821-7/><ref name=A22-6843/>。その仕様は実装については全く何も前提としておらず、外部とのインタフェースと外から見た振る舞いを規定している。アーキテクチャは、あらゆる実装で必須とされるインタフェースが記述しており、実装しなくてもよいオプションのインタフェースも記述している。

アーキテクチャには次のような項目が含まれる。
* バイト順序は[[エンディアン|ビッグエンディアン]]
* プロセッサ
** 16本×[[32ビット]] [[レジスタ (コンピュータ)|汎用レジスタ]] (R0-R15)
** 64ビット プログラムステータスワード (PSW)
*** [[割り込み (コンピュータ)|割り込み]]マスク
*** 特権状態
*** 条件コード
*** 24ビット [[プログラムカウンタ|命令アドレス]]
** [[割り込み (コンピュータ)|割り込み]]は、マスク不可とマスク可能なクラス、さらにサブクラスがある。
** [[命令セット]]。各命令が詳述されており、プログラムへの割り込みとして認識される例外の発生条件も定義されている。
* [[記憶装置]]
** 1バイトは8ビット
** 特殊なプロセッサ通信領域がアドレス0番地から始まっている。
** アドレスは24ビット
* 人手による操作で可能な制御
** [[ブート]]（IBMでは Initial Program Load、IPL と呼ぶ）
** オペレータによる割り込み発生
** システムのリセット
** 基本的なデバッグ機能
** システム状態（メモリおよびプロセッサ）の表示と人手による変更
* 入出力機構 - 周辺機器自体は記述されていない。

オプションの機能として次のような項目がある。
* [[パック10進数]]命令群
* [[浮動小数点数]]命令群
* タイミング機能（インターバルタイマ）
* キー制御型メモリ保護

モデル20を除く全てのSystem/360でこれらの仕様を実装していた。

二進演算と論理演算は、レジスタ-レジスタ間、メモリ-レジスタ/レジスタ-メモリ間で実行可能である。商用命令セット・オプションを実装している場合、レジスタ-レジスタ間および一部はメモリ-レジスタ間で[[パック10進数]]演算を実行可能である。科学命令セット・オプションを実装している場合、4本の[[浮動小数点数]]レジスタがあり、[[32ビット]]または[[64ビット]]の浮動小数点演算を実行可能である。モデル85と195の場合、さらに128ビットの拡張浮動小数点数を扱うことができ、2本の浮動小数点数レジスタで1つの数値を格納する。他の機種ではソフトウェアでのエミュレーションで同等機能を提供する。1バイトは8ビット、1ワードは32ビット、1ダブルワードは64ビット、1[[ニブル]]は4ビットである。命令のオペランドにはレジスタ番号またはメモリアドレスを指定できる。この複雑な組み合わせにより、命令長や形式は様々に変化する。

メモリアドレッシングは「ベース＋ディスプレースメント」形式でレジスタ R1～R15 をベースに使うことができる。ディスプレースメントは12ビットなので最大4096バイトまで示すことができ (0-4095)、ベースレジスタの示すアドレスからのオフセットを指定する。R0レジスタはベースとして使うことはできず、「0」をベースに指定するとメモリの先頭 4[[キロバイト|KB]]の範囲を指定することになっていた。これは割り込みルーチンの先頭部分で、ベースレジスタを適切に設定する前に固定のメモリアドレスにアクセスするのに使われていた。[[ブート|IPL]]の場合は、レジスタの内容をセーブする必要はなく単にクリアすればよいので、この機能は使われていない。

モデル67以外では<ref name=GA27-2719/>、あらゆるアドレスは物理メモリアドレスである。IBMが[[仮想記憶]]を本格的に採用したのは[[System/370]]シリーズからである。モデル67では仮想記憶アーキテクチャが導入され、{{仮リンク|Michigan Terminal System|en|Michigan Terminal System|label=MTS}}、[[CP-67]]<small>([[:en:CP-67]])</small>、{{仮リンク|TSS/360|en|TSS/360}} で使われたが、System/360の主要OSでは仮想記憶に対応していない。

命令コードは1バイトで、最低でも1バイトのイミディエート値が一種のオペランドとして存在する。命令は必ず 2バイト境界に配置しなければならない（命令の先頭アドレスが2で割り切れる）。命令には3種類の形式がある。オペランド無し（2バイト）、1オペランド（4バイト）、2オペランド（6バイト）である。

例えばMVC（文字移動）命令（16進で D2）は最大でも256バイトしか転送できない。それ以上の転送には複数回のMVC命令を実行する必要がある（System/370ではもっと強力な命令MVCLが追加され、16MBまでの文字列転送が可能となった）。1オペランドは2バイトである。4ビット（[[ニブル]]）でベースレジスタを指定し、残り12ビットでディスプレースメントを指定する。MVC命令は 6バイトであり、(R8+1)アドレスから(R7+0)アドレスへ256バイトを転送する命令のコードは "<tt>D2FF 7000 8001</tt>" となる（FFの部分が転送サイズを示し、実際の転送サイズより1小さい値を取る）。

System/360は「システム状態」と「問題状態」を分離するよう設計されている。それによって基本的セキュリティとプログラミング上のエラーからの復帰を可能にしている。問題 (problem) とはユーザプログラムを意味し、システム状態に対応しているデータやプログラムの内容を変更することはできない。プログラム実行で何らかのエラーが起きると、制御されたルーチンを経由してシステム状態に移行し、オペレーティングシステムがエラーの訂正または当該プログラムの終了を試みる。同様にプロセッサのハードウェアエラーが起きると、マシンチェック・ルーチンを経由して復旧を試みる。

=== チャネル ===
{{See also|チャネル・コントローラ}}
周辺機器は「チャネル」経由でシステムと接続する。チャネルは、周辺機器と主記憶間のデータ転送に最適化された命令セットを持つ専用プロセッサである。現代風に言えば、[[Direct Memory Access]] (DMA) に近い。

チャネルには、バイトマルチプレクサチャネルとセレクタチャネルがある。前者は低速デバイス向けで、パンチカードリーダ/パンチ、ラインプリンター、通信コントローラなどを接続する。後者は高速デバイス向けで、[[ディスクドライブ]]、[[テープドライブ|磁気テープドライブ]]、[[磁気ドラムメモリ|磁気ドラム]]などを接続する。モデル20以外のSystem/360は、バイトマルチプレクサチャネルを1つとセレクタチャネルを1つ以上備えている。小型のシステム（モデル50まで）ではチャネルが本体に内蔵されているが、大型のシステム（モデル65など）では本体とは別筐体になっている（IBM 2860/2870など）。

バイトマルチプレクサチャネルは同時に複数の周辺機器の入出力を扱え、それぞれの周辺機器は最高速度で動作できる。このため「[[マルチプレクサ]]」と名付けられており、複数の周辺機器の入出力を[[多重化]]して主記憶との単一のデータ経路にまとめている。各周辺機器は、1バイトモード、2バイトモード、4バイトモード、バーストモードのいずれかで動作するよう設定される。相対的に高速な周辺機器ほど大きなデータブロックを使用する。例えば2501パンチカードリーダは毎分600枚のパンチカードを読み込み、1バイトモードで動作する。一方、1403-N1プリンターはバーストモードで動作する。また、バイトマルチプレクサチャネルにはサブセレクタ部があり、磁気テープドライブを接続できる。バイトマルチプレクサのチャネルアドレスは一般に "0" で、サブセレクタのアドレスは "C0" から "FF" である。したがって磁気テープドライブは一般に 0C0 から 0C7 のアドレスに配置される。他の一般的なアドレスとしては、2501カードリーダは00A、2540リーダ/パンチは00C/00D、1403-N1プリンターは00E/00F、3211プリンターは010から013、2701/2703通信ユニットは020から0BFである。これらのアドレスはz/VMでもそのまま継承されている。

モデル30/40/50には1052-7コンソールが付属しており、アドレスは一般に01Fとされた。ただし、コンソールはバイトマルチプレクサチャネルに接続されるわけではなく、直接本体と接続される。

セレクタチャネルは高速周辺機器を扱う。ストレージデバイスを制御ユニットに接続し、制御ユニットをチャネルに接続する。制御ユニットを介することで多数のデバイスをチャネルに接続できる。上位モデルでは複数のセレクタチャネルを備え、それらが同時並行的に動作するので、全体として性能が向上する。
[[ファイル:ChannelConnector.JPG|thumb|200px|バスタグ・ケーブル]]
[[ファイル:ChannelTerminator.JPG|thumb|200px|バスタグ・ターミネータ]]

制御ユニットとチャネルは灰色のバスタグ (bus and tag) ケーブル対で接続する。バスケーブルはアドレスおよびデータ情報を運び、タグケーブルはバスケーブル上のデータが何なのかを示す。一般に制御ユニットはデイジーチェーン接続される。各制御ユニットには対応するアドレスの範囲が割り当てられている。例えば制御ユニットXがアドレス40から4F、制御ユニットYがC0からDF、制御ユニットが80から9Fといった具合である。アドレス範囲は8以上の2のべき乗でなければならず、各制御ユニットには複数のデバイスを接続できる。例えば、制御ユニットYに6台のディスクを接続し、それらにアドレスC0からC5を対応させる。

制御ユニット同士をどういう順番で接続するかも重要である。各制御ユニットには優先度として High または Low が設定される。制御ユニットが X、Y、Z の順序でデイジーチェーン接続されている場合、デバイス選択をメインフレームからチャネルに送信すると、X→Y→Z→Y→X とその信号が送られていく。優先度がHighに設定された制御ユニットは信号が外に向かう際にチェックを行い、優先度がLowに設定された制御ユニットは信号が折り返して戻ってくる際にチェックを行う。また、1つの制御ユニットを複数のチャネルから接続することができ、それらチャネルは別々のメインフレームでもよい。

一般にチャネルのケーブルは最大約60メートルまでとされている。このとき制御ユニット1台を接続するとケーブル長約3メートルに換算する。

==== ブロックマルチプレクサチャネル ====
モデル85および195で、IBMは新たな種類のチャネルである 2880 ブロックマルチプレクサチャネルを導入した。このチャネルはチャネルプログラムの実行を中断して配下デバイスの入出力完了を待ち合わせずに別のデバイスのためにチャネルを解放することができる。これを最初に使ったのは 2305 固定ヘッドディスクで、8つのアドレスを持ち、回転位置検出 (RPS) 機能を持っていた。

これらのチャネルは標準で1.5MB/sであり、2バイト・インタフェースでは3MB/sとなる。後者の場合、タグケーブル1本につきバスケーブル2本を使用する。

=== 基本ハードウェア部品 ===
[[ファイル:Slt1.jpg|thumb|right|SLTモジュールの例（IBM 1130 のもの）]]
発明されたばかりの[[集積回路]]は信頼性や可用性に不安があったため、IBMは[[ハイブリッド]]集積回路を使用した。個々の[[トランジスタ]]や[[ダイオード]]と基板にプリントされた抵抗などで[[フリップフロップ]]を構成して、プラスチックか金属でカバーを施した。これをいくつか[[プリント基板]]に実装してSLTモジュール（Solid Logic Technology）と呼んだ。SLTモジュールの一方の端にはソケットがあり、[[バックプレーン]]にあるピンを挿入する形で実装する（一般的な実装とはソケットとピンが逆である）。

=== オペレーティングシステム ===
{{Main|OS/360}}

System/360の小型機種向けには BOS/360（ベーシック）、COS/360（カード）、TOS/360（テープ）、DOS/360（ディスク）があり、DOS/360は後に DOS/VS, DOS/VSE, VSE/AF, VSE/SP, VSE/ESA へと発展し、最終的に [[z/VSE|z/VSE]] に進化した。

それより上位のモデルでは[[OS/360]]を使用した。当初 PCP (Primary Control Program) や MFT (Multiprogramming with a Fixed number of Tasks) があり、それらが OS/VS1 に発展した。また、MVT (Multiprogramming with a Variable number of Tasks) は [[Multiple Virtual Storage|MVS]] へと発展した。MVTは開発に時間がかかりすぎたため、機能の限定された MFT が主に使用された。PCPは中型機で使われたが、最終的にはMFTとMVTだけが残った。

モデル67を1965年8月に発表したとき、IBMは多くの先進的機能を備えたTSS/360（[[Multics]]への対抗OS）も本体と同時にリリースすると発表した。しかし正常に動作させることができず、リリース延期が繰り返され、最終的に1971年にキャンセルされた。代わりとしてCP-67、MTS、[[Time Sharing Option|TSO]]（[[タイムシェアリングシステム]]）などが使われた。

CP-67は[[仮想機械]]システムであり、[[CP/CMS]]<small>([[:en:CP/CMS]])</small>とも呼ばれる。CP-67はIBMの主流ではない部門が[[マサチューセッツ工科大学|MIT]]の研究者らと共同で開発した。CP/CMSは広く受け入れられ、VM/370 へと発展し、こんにちの [[z/VM]] へとつながっている。

モデル20には単純化したOSである、CPS (Card Processing System)、TPS (Tape Processing System)、DPS (Disk Processing System) が用意された。それぞれ必要な主記憶容量が 4K (CPS)、8K (TPS)、12K (DPS) であり、多くのユーザーは最小構成で使えるCPSを使っていた。

TPSとDOSでは、実行すべきジョブスタックの定義（[[Job Control Language|JCL]]）とトランザクションデータの供給にパンチカードリーダーを使っていた。しかし、OS自体はディスクや磁気テープで提供されており、結果（マスターファイル）も磁気テープやハードディスクに格納することができる。

== 周辺機器 ==
System/360の周辺機器は従来の1400シリーズの流用より新規に開発されたものが多く、2で始まる4桁の番号がついている。1400シリーズからの流用として例えば、1403プリンターは信頼性が高かったので、1403-N1プリンターとして存続した。また[[光学文字認識]] (OCR) リーダとして 1287 と 1288 があった。

小型システムの多くは、IBM 1052-7 がコンソール・タイプライタとして付属していた。上位機種には10万ドルもするグラフィカル・ディスプレイ {{仮リンク|IBM 2250|en|IBM 2250}} を接続することもあった。モデル85では 5450 をコンソールとして採用し、モデル165やSystem370/168ではその系統を受け継いだ 3066 コンソールが採用されている。

=== 直接アクセス記憶装置 (DASD) ===
{{See also|Direct access storage device|IBMのディスク記憶装置}}
[[ファイル:IBM 2311 memory unit.JPG|thumb|IBM 2311 ディスクドライブ]]

360用の最初のディスクドライブは IBM 2302<ref name=GA26-5988/>{{Rp|60-65}} と IBM 2311 である。2302 は 1302 を改良したものである。

2311はリムーバブルなディスクパック 1316 を使用する装置であり、IBM 1311 の後継である。理論上は7.2MBの容量があるが、実際の容量はレコード設計に依存する<ref>http://www.bitsavers.org/pdf/ibm/dasd/A26-5988-0_2841_2311_2321_7320_Descr.pdf</ref>{{Rp|31}}。例えば、モデル20で1316パックを使う場合、固定長[[ディスクセクタ|セクタ]]でフォーマットされ、最大容量は5.4MBとなっていた。

1966年、2314 が出荷された。内蔵制御ユニットにより最大で8台のディスクドライブを使用できる。実際は9台のドライブがあるが、1台は予備として予約されている。各ドライブに2316ディスクパックを装着すると、それぞれの容量は23MB弱となる。2311と2314のディスクパックは現代から見れば巨大であり、例えば1316は直径が36cmで、6枚のプラッタがある。プラッタ群の一番上の面と一番下の面にはデータを記録せず、それら以外の中間のプラッタは両面に記録するので、全部で10面あることになる。10個の読み書き用ヘッダは同期して動作する。シークをなるべく短縮するため、プラッタ群を同心円状に貫く仮想的シリンダにデータをなるべくまとめて記録する。一般に可変レコード長であり、現代のハードディスクのように固定長セクタでフォーマットされているわけではない。

[[ファイル:IBM2314DiskDrivesAndIBM2540CardReaderPunch.jpg|thumb|IBM 2314 ディスクドライブと IBM 2540 カードリーダ/パンチ（ミシガン大学）]]
初期のSystem/360では、トラック毎にヘッドがある[[磁気ドラムメモリ|磁気ドラム]]を高速記憶装置として使っていた。容量4MBで3,500RPMの2301<ref>[http://www.columbia.edu/acis/history/drum.html IBM 2301 Drum Storage], Columbia University Computing History</ref>は7320の後継として、System/360発表時にその一部として発表された。303.8kB/sの IBM 2303<ref name=GA26-5988>{{Cite manual| author = IBM | title = IBM System/360 Component Descriptions - 2841 and Associated DASD | id = GA26-5988-7 | date = December 1969 | version = Eighth Edition | url = http://bitsavers.org/pdf/ibm/28xx/2841/GA26-5988-7_2841_DASD_Component_Descr_Dec69.pdf }}</ref>{{Rp|74-76}} は1966年1月31日に発表されたもので、容量は3.913MBである。磁気ドラムはこれらだけであり、後継としては固定ヘッドディスクがリリースされた。

1970年に登場した6,000RPMの固定ヘッドディスク装置2305は、モジュール毎に5Mb (2305-1) と 11Mb (2305-2) の容量である<ref>[http://ed-thelen.org/comp-hist/IBM-ProdAnn/2305.pdf IBM 2305 product announcement]</ref><ref>{{Cite manual| author = IBM | title = Reference Manual for IBM 2835 Storage Control and IBM 2305 Fixed Head Storage Module | id = GA26-1689-4 | version = Fifth Edition | date = November 1980 | separator = , }}</ref>。容量は小さいものの、データ転送速度と転送レートが高速であり、高性能を求める用途で使われた。例えば、[[オーバーレイ (コンピュータ用語)|オーバレイ]]リンケージで同じメモリ領域の内容を高速に切り換えるなどの用途で使われた。固定ヘッドディスクや磁気ドラムは、初期の仮想記憶システムでのページング用デバイスとして重宝された。2305は固定ヘッドディスク装置だが、ドラムと呼ばれることも多かった。

あまり見られない記憶装置として {{仮リンク|IBM 2321 Data Cell|en|IBM 2321 Data Cell}} がある<ref>[http://www.columbia.edu/acis/history/datacell.html The IBM 2321 Data Cell Drive], Columbia University Computing History</ref>。複雑な機構を内蔵した装置で、多数の磁気テープ片にデータを記録し、指定された磁気テープ片を取り出して読み書きし、元の場所に戻すということを繰り返し、ランダムアクセスが可能である。2311が7.2MBの容量だった時代に400MBという大容量を実現している。コスト/容量/速度の各面で磁気テープとハードディスクのギャップを埋めようとした装置といえる。しかし電気機械式だったため信頼性が低かった。

モデル44は、標準でディスクドライブを1台備えていた。2315ディスクカートリッジを装着し、1,171,200バイトの容量である<ref>[http://www.bitsavers.org/pdf/ibm/360/funcChar/A22-6875-5_360-44_funcChar.pdf IBM System/360 Model 44 Functional Characteristics]</ref>{{Rp|11}}。

=== 磁気テープ装置 ===
[[ファイル:IBM System 360 tape drives.jpg|thumb|IBM 2401 磁気テープドライブ]]
2400磁気テープドライブはドライブと制御ユニットが統合されており、1/2インチ磁気テープドライブを追加することができる。System/360でIBMは7トラックから9トラックにフォーマットを切り換えた。2400は従来の7トラックの磁気テープも読み書きできる。1967年には、より低速で安価な2ドライブと制御ユニットを統合した 2415 がリリースされた。1968年、高速な 2420 がリリースされ、1979年まで製造されていた。

=== ユニットレコード装置 ===
[[ファイル:IBM line printer 1403.JPG|thumb|IBM 1403 ラインプリンター]]
[[パンチカード]]関連装置としては、2501カードリーダと2540リーダ/パンチがある。ほぼ全てのシステムに2540が使われていた。さらにソータとしても使える 2560 MFCM ("Multi-Function Card Machine") はモデル20でのみ使えたが、信頼性に問題があることで有名だった。

ラインプリンターとしては1403と低速な1443があった。

紙テープリーダ 2671 は1964に登場した。読み取り速度は 1,000 cps である。初期には紙テープリーダやパンチもあったが、標準品ではなく特注品扱いだった。

光学文字認識 (OCR) 装置としては 1287 と 1288 がある。1287は手書きの数字や一部のOCR用フォントを認識でき、キャッシュレジスター用のOCR紙テープを読み取れる。1288はページ単位でOCRフォントの文書を読み取ることができ、手書きの数字も認識できる。

[[磁気インク文字認識]] (MICR) 装置としては、1412 と 1419（小切手ソータ）がある。また小切手に磁気インクで印刷する 1445 プリンターがある。これらは基本的に銀行向けである。

== 現存するマシン ==
System/360の現存するマシンは数少ない。当時は多数の[[メインフレーム]]システムが稼働していたが、現存しているものは数少なく、しかもいずれも動作できない状態である。多くはリース品だったので、役目を終えたマシンはIBMが回収し、廃棄された。一般にメインフレームは古いほど巨大で維持費もかかる。[[スミソニアン博物館]]は System/360 Model 65 を所有しているが、既に展示していない。[[マウンテンビュー]]の[[コンピュータ歴史博物館]]は動作しない System/360 Model 30 を展示している。ニュージーランドのオークランドにある[[輸送技術博物館]]やオーストリアの[[ウィーン工科大学]]にも動作しないSystem/360が展示されている。[[西オーストラリア大学]]は完全なシステムを所蔵している。[[ジンデルフィンゲン]]のIBM博物館にはモデル20とモデル91がある。[[スタンフォード大学]]の計算機科学科にはSystem/360の制御パネルがいくつか展示されており、中にはシステム規模が最大だった[[連邦航空局|FAA]]の {{仮リンク|IBM 9020|en|IBM 9020}} の制御パネルもある<ref>[http://infolab.stanford.edu/pub/voy/museum/pictures/display/3-1.htm IBM 360 display and Stanford Big Iron]</ref>。エンディコットにあるIBMの歴史センターにも動作しないSystem/360などが展示されている。

== 脚注 ==
{{Reflist|group=NB}}

== 出典 ==
{{Reflist|refs=
<ref name=A22-6821>{{Cite manual |author = IBM |title = IBM System/360 Principles of Operation |id = A22-6821-0 |date = 1964 |Version = First Edition |url = http://bitsavers.org/pdf/ibm/360/princOps/A22-6821-0_360PrincOps.pdf  |separator = , }}</ref>
<ref name=A22-6821-7>{{Cite manual |author = IBM |location = Poughkeepsie, NY |series = IBM Systems Reference Library, File No. S360-01 |title = IBM System/360 Principles of Operation |id = A22-6821-7 |ref = PoOps |date = September 1968 |Version = Eighth Edition |url = http://www.bitsavers.org/pdf/ibm/360/princOps/A22-6821-7_360PrincOpsDec67.pdf |separator = , }} revised by {{Cite manual |author = IBM |id = GN22-0354 |date = May 12, 1970 |separator = , }} and {{Cite manual |author = IBM |id = GN22-0361 |date = June 8, 1970 |separator = , }}</ref>
<ref name=A22-6843>{{Cite manual |author = IBM |title = IBM System/360 I/O Interface Channel to Control Unit Original Equipment Manufacturers' Information |id = A22-6843-3 |version = Fifth Edition |url = http://www.bitsavers.org/pdf/ibm/360/A22-6843-3_360channelOEM.pdf |separator = , }}</ref>
<ref name=GA27-2719>{{Cite manual |author = IBM |title = IBM System/360 Model 67 Functional Characteristics |id = GA27-2719-2 |ref = GA27-2719-2 |date = February 1972 |version = Third Edition |url = http://bitsavers.org/pdf/ibm/360/funcChar/GA27-2719-2_360-67_funcChar.pdf |separator = , }}</ref>
<ref name=SY77-6835>{{Cite manual | author = IBM |title = System/370 Model 165 Theory of Operation (Volume 8) 709/7090/7094/7094-II Compatability Ferature |id = SY77-6835-0 |version = Second Edition |date = February 1971 |separator = , }}</ref>
}}

== 参考文献 ==
{{Refbegin}}
* Emerson W. Pugh, Lyle R. Johnson, John H. Palmer, [http://books.google.com/books?id=MFGj_PT_clIC&printsec=frontcover&dq=IBM%27s+360 ''IBM's 360 and Early 370 Systems''], Cambridge: MIT Press, 1991, ISBN 0-262-16123-0. This is the definitive reference work on the early history of the S/360 and early S/370 family.
* IBM Corp (1964). [http://bitsavers.org/pdf/ibm/360/princOps/A22-6821-0_360PrincOps.pdf ''IBM System/360 Principles of Operation'']. Poughkeepsie, NY: IBM Systems Reference Library, File No. S360-01, Form A22-6821-0.
* M.キャンベル-ケリー、W.アスプレイ 著、山本菊男 訳 『コンピューター200年史 : 情報マシーン開発物語』 海文堂、1999年、ISBN 978-4-303-71430-7（旧ISBN 4-303-71430-5）
{{Refend}}
{{FOLDOC}}

== 関連項目 ==
* [[ジーン・アムダール]] - アーキテクト
* [[フレデリック・ブルックス]] - System/360のプロジェクトマネージャ
* [[ボブ・O・エバンズ]]

==外部リンク==
{{Commonscat|IBM system 360}}

=== IBM Journal of Research and Development ===
* [http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amdahl.pdf ''Architecture of the IBM System/360''] — By S/360 architects Gene Amdahl ({{仮リンク|computer hardware|en|computer hardware|label=HW}}), Fred Brooks ([[オペレーティングシステム|OS]]), and G. A. Blaauw (HW)
* [http://www.research.ibm.com/journal/rd/082/ibmrd0802D.pdf ''Solid Logic Technology''] — By E. M. Davis, W. E. Harding, R. S. Schwartz and J. J. Corning

=== IBM Systems Journal ===
* Blaauw, G. A., and Brooks, F.P., Jr., [http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/d9f0a910ab8b637485256bc80066a393/95dc427e3fd3024a85256bfa006859f7?OpenDocument "The Structure of System/360, Part I-Outline of the Logical Structure"], ''IBM Systems Journal'', vol. 3, no. 2, pp.&nbsp;119–135, 1964.
* Stevens, W. Y., [http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/a3807c5b4823c53f85256561006324be/62abd917761627ae85256bfa006859f8?OpenDocument The structure of SYSTEM/360, Part II: System implementations"], ''IBM Systems Journal'', Volume 3, Number 2/3, Page 136 (1964)
* Amdahl, G. M., [http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/a3807c5b4823c53f85256561006324be/361bf4987071716885256bfa006859f9?OpenDocument "The structure of SYSTEM/360, Part III: Processing unit design considerations"], ''IBM Systems Journal'', Volume 3, Number 2/3, Page 144 (1964)
* Padegs, A., [http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/a3807c5b4823c53f85256561006324be/732a20f6f631903d85256bfa006859fa?OpenDocument "The structure of SYSTEM/360, Part IV: Channel design considerations"], ''IBM Systems Journal'', Volume 3, Number 2/3, Page 165 (1964)
* Blaauw, G.A., [http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/a3807c5b4823c53f85256561006324be/f0fd35ae8745ac4b85256bfa006859fb?OpenDocument " The structure of SYSTEM/360, Part V: Multisystem organization"], ''IBM Systems Journal'', Volume 3, Number 2/3, Page 181 (1964)
* Tucker, S. G., [http://domino.research.ibm.com/tchjr/journalindex.nsf/a3807c5b4823c53f85256561006324be/758c1e6a8a3e5d0285256bfa00685a2f?OpenDocument "Microprogram control for SYSTEM/360"] ''IBM Systems Journal'', Volume 6, Number 4, pp.&nbsp;222–241 (1967)

=== その他 ===
* [http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/mainframe/mainframe_PR360.html IBM's announcement of the System/360]
* [http://www.beagle-ears.com/lars/engineer/comphist/ibm360.htm Generations of the IBM 360/370/3090/390] by Lars Poulsen with multiple links and references
* [http://www.eecis.udel.edu/~mills/gallery/gallery8.html Michigan Terminal System] - [[ミシガン大学]]のコンピュータセンター（1960年代末から1970年代初めごろ）のモデル67（デュアルプロセッサ）の写真がいくつかある。
* [http://history.cs.ncl.ac.uk/anniversaries/40th/images/ibm360_672/index.html IBM System 360 Model 67 c.1969] ニューキャッスル大学（イギリス）のモデル67の写真
* [http://www.youtube.com/watch?v=8c0_Lzb1CJw The IBM System/360 Revolution] [[コンピュータ歴史博物館]]にて2004年4月7日に行われた講演とパネルディスカッションの動画記録
* [http://www.bitsavers.org/pdf/ibm/360/ scanned manuals of IBM System/360] — at bitsavers.org
* [http://tmo.jpl.nasa.gov/progress_report2/VII/VIIV.PDF Description of a large IBM System/360 model 75 installation at JPL]
* [http://www-07.ibm.com/systems/tw/z/download/clipper_mainframe_at40.pdf  "The Beginning of I.T. Civilization - IBM's System/360 Mainframe" by Mike Kahn]
* [http://www.beagle-ears.com/lars/engineer/comphist/c20-1684/ Illustrations from “Introduction to IBM Data Processing Systems”, 1968]: System/360のシステムや周辺機器の写真を含む。
* [http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/mainframe/mainframe_FS360.html Dates of announcement, first ship and withdrawal of all models of the IBM System/360]
* [http://www.gutenberg.org/ebooks/37504 IBM System 360 RPG Debugging Template and Keypunch Card]

{{IBM_Computers}}

[[Category:IBMのメインフレーム]]
[[Category:コンピュータ史]]
[[Category:コンピュータ (歴代)]]