Sistema IBM/360

A principios de la década de 1960, IBM tenía dificultades para gestionar el soporte y la actualización de cinco líneas de computadoras distintas. Estas estaban dirigidas a diferentes segmentos de mercado y eran completamente diferentes entre sí. Un cliente que había comprado una máquina para contabilidad, como la IBM 1401 , y que ahora buscaba una máquina para cálculos de ingeniería, como la IBM 7040 , no tenía motivos para elegir IBM: la 7040 era incompatible con la 1401 y prácticamente eran de empresas diferentes. Los clientes se sentían frustrados porque se requerían grandes inversiones, a menudo máquinas y programas completamente nuevos, cuando lo que se necesitaba eran mejoras de rendimiento aparentemente pequeñas. ^{[ 9 ]}

En 1961, IBM formó un grupo de trabajo para planificar sus desarrollos para la década de 1960, conocido como SPREAD (por sus siglas en inglés: Programación, Investigación, Ingeniería y Desarrollo de Sistemas). En reuniones celebradas en el New Englander Motor Hotel de Greenwich, Connecticut , SPREAD desarrolló un nuevo concepto para la siguiente generación de máquinas IBM. En ese momento, nuevas tecnologías estaban llegando al mercado, incluyendo la sustitución de transistores individuales por circuitos integrados de pequeña escala y el paso de las palabras de 6 bits a bytes de 8 bits. Esto daría lugar a una nueva generación de máquinas, conocida hoy como la tercera generación, de todos los proveedores existentes. ^{[ 9 ]}

La principal diferencia de SPREAD con respecto a conceptos anteriores radicaba en las funcionalidades que admitiría. En lugar de máquinas dirigidas a distintos nichos de mercado, el nuevo concepto consistía, en la práctica, en la unión de todos estos diseños. Una única arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) incluía instrucciones para aritmética binaria , de punto flotante y decimal , procesamiento de cadenas, conversión entre conjuntos de caracteres (un problema importante antes de la generalización del uso de ASCII ) y un amplio soporte para el manejo de archivos, entre muchas otras funcionalidades. ^{[ 9 ]}

Esto significaría que IBM presentaría otra línea de máquinas, nuevamente incompatibles con sus máquinas anteriores. Sin embargo, los nuevos sistemas podrían ejecutar todos los programas que antes requerían máquinas diferentes. Una preocupación era que sus clientes, ante la compra de otra plataforma nueva e incompatible, simplemente optaran por otro proveedor. No obstante, el concepto fue ganando apoyo progresivamente y, seis meses después de su creación, la empresa decidió implementar el concepto SPREAD. ^{[ 9 ]}

Se organizó un nuevo equipo bajo la dirección de Bob Evans , quien personalmente convenció al director ejecutivo Thomas J. Watson Jr. para que desarrollara el nuevo sistema. Gene Amdahl fue el arquitecto principal de las computadoras, mientras que Fred Brooks fue el líder del proyecto de software y Erich Bloch dirigió el desarrollo de los diseños de circuitos integrados híbridos de IBM , Solid Logic Technology . ^{[ 10 ]}

Diseñar un sistema único que admita todas estas funcionalidades, a un precio asequible para clientes de gama baja y con un rendimiento aceptable para clientes de gama alta, sería prácticamente imposible. Por ello, el concepto SPREAD se basó en la separación del conjunto de funcionalidades definidas de su funcionamiento interno, dando lugar a una familia de máquinas con diferente rendimiento y diseño interno.

Específicamente, dependiendo de la máquina, algunos componentes podrían no estar implementados directamente en hardware, sino que se completarían mediante pequeños programas denominados microcódigo o microprogramas. Estos pequeños programas, o subprogramas, se almacenarían en la memoria de solo lectura (ROM) ^{[ NB 1 ]} dentro de la máquina. Algunos modelos ^{[ NB 2 ]} utilizan microcódigo en la unidad central de procesamiento (CPU) para implementar instrucciones, mientras que otros ^{[ NB 3 ]} utilizan solo hardware. Algunos modelos ^{[ NB 4 ]} utilizan microcódigo de robo de ciclo en la CPU para implementar canales de E/S, mientras que otros ^{[ NB 5 ]} utilizan solo hardware en unidades separadas ^{[ NB 6 ]} . Hoy en día, este enfoque se conoce como microcódigo . ^{[ 11 ]}

Esto significaba que una misma línea de productos podía ofrecer máquinas adaptadas a los nichos de precio y rendimiento que antes requerían sistemas informáticos completamente separados, con software específico para cada uno. Esta flexibilidad redujo considerablemente las barreras de entrada. Con la mayoría de los demás proveedores, los clientes tenían que elegir entre máquinas que podrían quedar obsoletas con el tiempo o máquinas potencialmente demasiado potentes y, por lo tanto, demasiado costosas. En la práctica, esto significaba que muchas empresas simplemente no compraban ordenadores. Ahora, un cliente podía adquirir una máquina que satisficiera una necesidad específica, sabiendo que podría cambiar de modelo a medida que cambiaran sus necesidades, sin perder la compatibilidad con los programas que ya utilizaba. ^{[ 9 ]}

Por ejemplo, en el caso de una empresa que adquirió un sistema de contabilidad y ahora buscaba ampliar su soporte informático al área de ingeniería, esto significaba que podían desarrollar y probar su programa de ingeniería en la máquina que ya utilizaban. Si en algún momento necesitaban mayor rendimiento, podían adquirir una máquina con hardware de coma flotante, sabiendo que nada más cambiaría, simplemente sería más rápida. Incluso se podrían utilizar los mismos periféricos, lo que permitiría, por ejemplo, escribir datos del sistema de ingeniería en cinta y luego imprimirlos utilizando una impresora de línea de alta velocidad ya conectada a su sistema de contabilidad. O bien, podrían reemplazar directamente el sistema de contabilidad por uno con el rendimiento necesario para ejecutar ambas tareas. ^{[ 9 ]}

La idea de que un solo diseño pudiera abarcar todas las innumerables formas en que se podían usar las máquinas dio origen al nombre "360", que hace referencia a los 360 grados de un círculo, y los círculos de máquinas y componentes figuraban prominentemente en la publicidad de IBM. ^{[ 9 ]}

Inicialmente, IBM anunció una serie de seis computadoras y cuarenta periféricos comunes. Finalmente, IBM entregó catorce modelos, incluyendo modelos únicos y exclusivos para la NASA . El modelo más económico fue el Modelo 20, con tan solo 4096 bytes de memoria principal , ocho registros de 16 bits en lugar de los dieciséis registros de 32 bits de otros modelos System/360, y un conjunto de instrucciones que era un subconjunto del utilizado por el resto de la gama.

El anuncio inicial de 1964 incluía los modelos 30 , 40 , 50 , 60, 62 y 70. Los tres primeros eran sistemas de gama baja a media dirigidos al mercado de la serie IBM 1400. Los tres se lanzaron a mediados de 1965. Los tres últimos, destinados a reemplazar a las máquinas de la serie 7000 , nunca se comercializaron y fueron sustituidos por los modelos 65 y 75 , que se entregaron por primera vez en noviembre de 1965 y enero de 1966, respectivamente.

Las incorporaciones posteriores a la gama baja incluyeron los modelos 20 (1966, mencionado anteriormente), 22 (1971) y 25 (1968). El modelo 20 tenía varios submodelos; el submodelo 5 se encontraba en la gama alta. El modelo 22 era una versión reciclada del modelo 30 con algunas limitaciones: una configuración de memoria máxima menor y canales de E/S más lentos, lo que limitaba su compatibilidad con dispositivos de disco y cinta más lentos y de menor capacidad que los del modelo 30.

El modelo 44 (1966) era un modelo especializado, diseñado para la computación científica y para la computación en tiempo real y el control de procesos, que incluía algunas instrucciones adicionales y en el que se eliminaron todas las instrucciones de almacenamiento a almacenamiento y otras cinco instrucciones complejas.

Una sucesión de máquinas de gama alta incluyó el Modelo 67 (1966, mencionado más adelante, brevemente anticipado como el 64 y 66 ^{[ 12 ]} ), 85 (1969), 91 (1967, anticipado como el 92), 95 (1968) y 195 (1971). El diseño del 85 fue intermedio entre la línea System/360 y el posterior System/370 y fue la base para el 370/165. Existió una versión System/370 del 195, pero no incluía la traducción dinámica de direcciones.

Las implementaciones diferían sustancialmente, utilizando diferentes anchos de ruta de datos nativos, presencia o ausencia de microcódigo, pero eran extremadamente compatibles. Salvo donde se documentara específicamente, los modelos eran arquitectónicamente compatibles. El 91 , por ejemplo, fue diseñado para computación científica y proporcionaba ejecución de instrucciones fuera de orden (y podía generar "interrupciones imprecisas" si ocurría una interrupción del programa mientras se leían varias instrucciones), pero carecía del conjunto de instrucciones decimales utilizado en aplicaciones comerciales. Se podían agregar nuevas características sin violar las definiciones arquitectónicas: el 65 tenía una versión de doble procesador (M65MP) con extensiones para señalización entre CPU; el 85 introdujo memoria caché. Los modelos 44, 75, 91, 95 y 195 se implementaron con lógica cableada, en lugar de microcodificada como todos los demás modelos.

El modelo 67 , anunciado en agosto de 1965, fue el primer sistema de producción de IBM en ofrecer hardware de traducción dinámica de direcciones (memoria virtual) para admitir el tiempo compartido . "DAT" ahora se conoce más comúnmente como MMU . Se construyó una unidad experimental única basada en un modelo 40. Antes del 67, IBM había anunciado los modelos 64 y 66, versiones DAT del 60 y 62, pero fueron reemplazados casi de inmediato por el 67 al mismo tiempo que el 60 y el 62 fueron reemplazados por el 65. El hardware DAT reaparecería en la serie S/370 en 1972, aunque inicialmente estuvo ausente de la serie. Al igual que su pariente cercano, el 65, el 67 también ofrecía CPU duales.

IBM dejó de comercializar todos los modelos System/360 a finales de 1977. ^{[ 13 ]}

Los clientes existentes de IBM tenían una gran inversión en software que se ejecutaba en máquinas de segunda generación . Varios modelos de System/360 tenían la opción de emular la computadora existente del cliente usando hardware especial ^{[ 14 ]} y microcódigo , y un programa de emulación que permitía que los programas existentes se ejecutaran en la nueva máquina.

Inicialmente, los clientes tenían que detener el ordenador y cargar el programa de emulación. ^{[ 15 ]} Posteriormente, IBM añadió funciones y modificó los programas emuladores para permitir la emulación de los procesadores 1401, 1440, 1460, 1410 y 7010 bajo el control de un sistema operativo. El Modelo 85 y el posterior System/370 mantuvieron el precedente, conservando las opciones de emulación y permitiendo que los emuladores se ejecutaran bajo el control del sistema operativo junto con los programas nativos. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

El System/360 (excepto los modelos 20, 44 ^{[ NB 7 ]} y 67 ^{[ NB 8 ]} ) fue reemplazado por la gama System/370, mayormente compatible con ^{[ NB 9 ]} , en 1970, y se apuntó a que los usuarios del modelo 20 migraran al IBM System/3 . (La idea de un gran avance con la tecnología FS se abandonó a mediados de la década de 1970 por razones de rentabilidad y continuidad). Los sistemas IBM compatibles posteriores incluyen la familia 4300 , la familia 308x , el 3090 , las familias ES/9000 y 9672 (familia System/390 ) y la serie IBM Z.

Los ordenadores que eran en su mayoría idénticos o compatibles en términos del código máquina o la arquitectura del System/360 incluían la familia 470 de Amdahl (y sus sucesores), los mainframes de Hitachi , la gama M80 de Magnuson Computer Systems , la serie UNIVAC 9000 , ^{[ 18 ]} Fujitsu como Facom, la serie RCA Spectra 70 , ^{[ NB 10 ]} y el English Electric System 4. [ ^{NB 11 ]}

El ordenador portátil IBM 5100 , presentado en 1975, ofrecía la opción de ejecutar el lenguaje de programación APL.SV del System/360 mediante un emulador de hardware. IBM utilizó este método para evitar los costes y la demora que supondría crear una versión de APL específica para el 5100.

En varios aviones de combate y bombarderos se utilizan sistemas System/360 especiales , reforzados contra la radiación y con algunas modificaciones, como el ordenador de aviónica System/4 Pi . En la versión completa de 32 bits AP-101, se emplearon cuatro Pi como nodos de computación replicados del sistema informático tolerante a fallos del transbordador espacial (compuesto por cinco nodos). La Administración Federal de Aviación de EE. UU. operó el IBM 9020 , un clúster especial de sistemas System/360 modificados para el control del tráfico aéreo, desde 1970 hasta la década de 1990. (Al parecer, parte del software del 9020 todavía se utiliza mediante emulación en hardware más reciente ) .

El sistema System/360 introdujo una serie de estándares industriales en el mercado, tales como:

• El byte de 8 bits (frente a la presión financiera durante el desarrollo para reducir el byte a 4 o 6 bits), en lugar de adoptar el concepto del 7030 de acceder a bytes de tamaño variable en direcciones de bits arbitrarias.
• Memoria direccionable por bytes (a diferencia de la memoria direccionable por bits o por palabras)
• palabras de 32 bits
• El canal de E/S de bus y etiqueta estandarizado en FIPS-60 ^{[ 36 ]}
• Uso comercial de CPU con microcódigo
• La arquitectura de punto flotante hexadecimal de IBM ^{[ 37 ]}
• El conjunto de caracteres EBCDIC ^{[ NB 14 ]}
• Cinta magnética de nueve pistas

La especificación de la arquitectura de computadoras de la serie System/360 no hace suposiciones sobre la implementación en sí, sino que describe las interfaces y el comportamiento esperado de una implementación. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]} La arquitectura describe las interfaces obligatorias que deben estar disponibles en todas las implementaciones, y las interfaces opcionales. Algunos aspectos de esta arquitectura son:

• Ordenación de bytes en formato Big Endian
• Un procesador con:
  • 16 registros de propósito general de 32 bits (R0–R15)
  • Una palabra de estado del programa (PSW) de 64 bits , que describe (entre otras cosas)
    • Interrumpir las máscaras
    • Estados privilegiados
    • Un código de condición
    • Una dirección de instrucción de 24 bits
  • Un mecanismo de interrupción, clases y subclases de interrupción enmascarables y no enmascarables.
  • Un conjunto de instrucciones . Cada instrucción está descrita en su totalidad y también define las condiciones bajo las cuales se reconoce una excepción en forma de interrupción del programa.
• Un subsistema de memoria (denominado almacenamiento) con:
  • 8 bits por byte
  • Un área de comunicación especial del procesador que comienza en la dirección 0.
  • Direccionamiento de 24 bits
• Operaciones de control manual que permiten
  • Un proceso de arranque (un proceso llamado Carga Inicial del Programa o IPL)
  • Interrupciones iniciadas por el operador
  • Reiniciando el sistema
  • Instalaciones básicas de depuración
  • Visualización y modificación manual del estado del sistema (memoria y procesador).
• Un mecanismo de entrada/salida , que no describe los dispositivos en sí. 

Algunas de las características opcionales son:

• Instrucciones decimales codificadas en binario
• Instrucciones de punto flotante
• Funciones de temporización (temporizador de intervalos)
• Protección de memoria controlada por llave

Todos los modelos de System/360, excepto el Modelo 20 y el Modelo 44, implementaban esa especificación.

Las operaciones aritméticas y lógicas binarias se realizan de forma estándar entre registros y entre memoria y registro/registro. Si se instalaba la opción Conjunto de Instrucciones Comerciales, se podía realizar aritmética decimal empaquetada entre memoria y memoria, con algunas operaciones entre memoria y registro. La función Conjunto de Instrucciones Científicas, si estaba instalada, proporcionaba acceso a cuatro registros de punto flotante que podían programarse para operaciones de punto flotante de 32 o 64 bits . Los modelos 85 y 195 también podían operar con números de punto flotante de precisión extendida de 128 bits almacenados en pares de registros de punto flotante, y el software proporcionaba emulación en otros modelos. El System/360 utilizaba un byte de 8 bits, una palabra de 32 bits, una palabra doble de 64 bits y un nibble de 4 bits . Las instrucciones de máquina tenían operadores con operandos, que podían contener números de registro o direcciones de memoria. Esta compleja combinación de opciones de instrucción dio como resultado una variedad de duraciones y formatos de instrucción.

El direccionamiento de memoria se realizó mediante un esquema de base más desplazamiento, con los registros 1 a F (15). Un desplazamiento se codificó en 12 bits, lo que permitió un desplazamiento de 4096 bytes (0–4095), como el desplazamiento con respecto a la dirección colocada en un registro base.

El registro 0 no podía utilizarse como registro base ni como registro índice (ni como registro de dirección de salto), ya que "0" estaba reservado para indicar una dirección en los primeros 4  KB de memoria; es decir, si el registro 0 se especificaba como se describía, el valor 0x00000000 se introducía implícitamente en el cálculo de la dirección efectiva en lugar de cualquier valor que pudiera estar contenido en el registro 0 (o si se especificaba como registro de dirección de salto, entonces no se tomaba ningún salto y se ignoraba el contenido del registro 0, pero se realizaba cualquier efecto secundario de la instrucción).

Este comportamiento específico permitía la ejecución inicial de las rutinas de interrupción, ya que los registros base no necesariamente se establecían a 0 durante los primeros ciclos de instrucción de una rutina de interrupción. No es necesario para la IPL (carga inicial del programa o arranque), ya que siempre se puede borrar un registro sin necesidad de guardarlo.

Con la excepción del Modelo 67, ^{[ 29 ]} todas las direcciones eran direcciones de memoria reales. La memoria virtual no estaba disponible en la mayoría de los mainframes de IBM hasta la serie System/370 . El Modelo 67 introdujo una arquitectura de memoria virtual, que MTS , CP-67 y TSS/360 utilizaron, pero no los sistemas operativos System/360 principales de IBM.

Las instrucciones en código máquina del System/360 tienen una longitud de 2 bytes (sin operandos de memoria), 4 bytes (un operando) o 6 bytes (dos operandos). Las instrucciones siempre se ubican en límites de 2 bytes.

Las operaciones como MVC (Mover caracteres) (Hex: D2) solo pueden mover un máximo de 256 bytes de información. Para mover más de 256 bytes de datos se requieren varias operaciones MVC. (La serie System/370 introdujo una familia de instrucciones más potentes, como la instrucción MVCL "Mover caracteres largos", que permite mover hasta 16  MB en un solo bloque).

Un operando tiene dos bytes de longitud y normalmente representa una dirección como un nibble de 4 bits que indica un registro base y un desplazamiento de 12 bits con respecto al contenido de ese registro, en el rango 000–FFF (mostrado aquí como números hexadecimales ). La dirección correspondiente a ese operando es el contenido del registro de propósito general especificado más el desplazamiento. Por ejemplo, una instrucción MVC que mueve 256 bytes (con código de longitud 255 en hexadecimal como FF ) del registro base 7, más el desplazamiento 000 , al registro base 8, más el desplazamiento 001 , se codificaría como la instrucción de 6 bytes " D2FF 8001 7000 " (operador/longitud/dirección1/dirección2).

El sistema System/360 se diseñó para separar el estado de supervisión del estado de problemas . Esto proporcionaba un nivel básico de seguridad y recuperación ante errores de programación. Los programas problemáticos (de usuario) no podían modificar los datos ni el almacenamiento de programas asociados al estado de supervisión. Los errores de direccionamiento, datos o excepciones operativas hacían que la máquina entrara en el estado de supervisión mediante una rutina controlada, de modo que el sistema operativo pudiera intentar corregir o finalizar el programa erróneo. Del mismo modo, podía recuperar ciertos errores de hardware del procesador mediante las rutinas de comprobación de la máquina .

Los periféricos se conectaban al sistema mediante canales . Un canal es un procesador especializado con un conjunto de instrucciones optimizado para la transferencia de datos entre un periférico y la memoria principal. En términos modernos, esto podría compararse con el acceso directo a memoria (DMA). El S/360 conectaba los canales a las unidades de control mediante cables de bus y de etiquetas ; IBM los sustituyó posteriormente por los canales Enterprise Systems Connection (ESCON) y Fibre Connection (FICON), pero mucho después de la era del S/360.

Canales de multiplexor y selector de bytes

Inicialmente existían dos tipos de canales: canales multiplexores de bytes (conocidos entonces simplemente como "canales multiplexores"), para conectar dispositivos de "baja velocidad" como lectores y perforadoras de tarjetas, impresoras de línea y controladores de comunicaciones, y canales selectores para conectar dispositivos de alta velocidad, como unidades de disco , unidades de cinta , celdas de datos y tambores . Todos los System/360 (excepto el Modelo 20, que no era un 360 estándar) tienen un canal multiplexor de bytes y uno o más canales selectores, aunque el modelo 25 tiene solo un canal, que puede ser multiplexor de bytes o selector. Los modelos más pequeños (hasta el modelo 50) tienen canales integrados, mientras que para los modelos más grandes (modelo 65 y superiores) los canales son grandes unidades separadas en gabinetes separados: el IBM 2870 es el canal multiplexor de bytes con hasta cuatro subcanales selectores, y el IBM 2860 tiene hasta tres canales selectores.

El canal multiplexor de bytes puede gestionar la E/S desde y hacia varios dispositivos simultáneamente a la velocidad máxima de cada dispositivo, de ahí su nombre, ya que multiplexa la E/S de dichos dispositivos en una única ruta de datos hacia la memoria principal. Los dispositivos conectados a un canal multiplexor de bytes se configuran para operar en modo de 1 byte, 2 bytes, 4 bytes o en modo ráfaga. Los bloques de datos más grandes se utilizan para gestionar dispositivos progresivamente más rápidos. Por ejemplo, un lector de tarjetas 2501 que opera a 600 tarjetas por minuto estaría en modo de 1 byte, mientras que una impresora 1403-N1 estaría en modo ráfaga. Además, los canales multiplexores de bytes en los modelos más grandes tienen una sección de subcanal selector opcional que admite unidades de cinta. La dirección del canal multiplexor de bytes era normalmente "0" y las direcciones de los subcanales selectores iban de "C0" a "FF". Por lo tanto, las unidades de cinta en System/360 se direccionaban comúnmente entre 0C0 y 0C7. Otras direcciones comunes de multiplexores de bytes son: 00A: 2501 Lector de tarjetas, 00C/00D: 2540 Lector/Perforador, 00E/00F: 1403-N1 Impresoras, 010–013: 3211 Impresoras, 020–0BF: 2701/2703 Unidades de telecomunicaciones. Estas direcciones todavía se utilizan comúnmente en máquinas virtuales z/VM.

Los modelos 40 y 50 del sistema System/360 incorporan una consola 1052-7 integrada, generalmente identificada como 01F. Sin embargo, esta no estaba conectada al canal del multiplexor de bytes, sino que tenía una conexión interna directa al ordenador central. El modelo 30 utilizaba un modelo diferente de 1052 a través de una unidad de control 1051. Los modelos del 60 al 75 también utilizan la 1052-7.

Los canales selectores permitían la entrada/salida a dispositivos de alta velocidad. Estos dispositivos de almacenamiento se conectaban a una unidad de control y, posteriormente, al canal. La unidad de control permitía conectar grupos de dispositivos a los canales. En los modelos de mayor velocidad, la presencia de múltiples canales selectores, que podían operar simultáneamente o en paralelo, mejoraba el rendimiento general.

Las unidades de control se conectan a los canales mediante pares de cables de bus y etiquetas. Los cables de bus transportan la información de dirección y datos, y los cables de etiquetas identifican los datos que contiene el bus. La configuración general de un canal consiste en conectar los dispositivos en cadena, como por ejemplo: Mainframe—Unidad de Control X—Unidad de Control Y—Unidad de Control Z. A cada unidad de control se le asigna un rango de direcciones que gestiona. Por ejemplo, la unidad de control X podría gestionar las direcciones 40–4F, la unidad de control Y: C0–DF, y la unidad de control Z: 80–9F. Los rangos de captura debían ser múltiplos de 8, 16, 32, 64 o 128 dispositivos y estar alineados con los límites adecuados. Cada unidad de control, a su vez, tiene uno o más dispositivos conectados. Por ejemplo, la unidad de control Y podría tener 6 discos, que se direccionarían como C0-C5.

IBM fabrica tres tipos generales de cables de bus y etiquetas. El primero es el cable gris estándar, seguido del azul y, por último, el beige. Generalmente, las versiones más recientes de los cables permiten velocidades más altas o mayores distancias, y algunos periféricos especifican revisiones mínimas de cable tanto para la conexión en sentido ascendente como descendente.

El orden de los cables de las unidades de control en el canal también es importante. Cada unidad de control se asigna como de alta o baja prioridad. Cuando se enviaba una selección de dispositivo a través del canal de un mainframe, la selección se enviaba de X a Y, luego a Z, y finalmente a Y, luego a X. Si la unidad de control tenía prioridad alta, la selección se verificaba en sentido de salida; si tenía prioridad baja, en sentido de entrada. Por lo tanto, la unidad de control X era la primera o la quinta, la Y la segunda o la cuarta, y la Z la tercera en la secuencia. También es posible tener varios canales conectados a una unidad de control desde el mismo mainframe o desde varios, lo que proporciona una amplia capacidad de alto rendimiento, acceso múltiple y respaldo.

Por lo general, la longitud total del cable de un canal está limitada a 200 pies, aunque se prefiere una longitud menor. Cada unidad de control ocupa aproximadamente 10 pies de ese límite de 200 pies.

Ante la incertidumbre sobre la fiabilidad y disponibilidad de los entonces novedosos circuitos integrados monolíticos , IBM optó por diseñar y fabricar sus propios circuitos integrados híbridos personalizados . Estos se construyeron sobre sustratos cerámicos  cuadrados de 11 mm . Se imprimieron resistencias mediante serigrafía y se añadieron transistores y diodos discretos encapsulados en vidrio . Posteriormente, el sustrato se cubrió con una tapa metálica o se encapsuló en plástico para crear un módulo de " Tecnología Lógica Sólida " (SLT).

Varios de estos módulos SLT se montaron mediante la técnica flip-chip en una pequeña tarjeta SLT de circuito impreso multicapa . Cada tarjeta tenía uno o dos conectores en uno de sus bordes que se enchufaban a los pines de una de las placas SLT del ordenador (también conocida como placa base). Este método era inverso al de la mayoría de las tarjetas de otras compañías, donde estas tenían pines o áreas de contacto impresas y se enchufaban a los conectores de las placas del ordenador.

Se podían ensamblar hasta veinte placas SLT una al lado de la otra (vertical y horizontalmente, con un máximo de 4 de alto por 5 de ancho) para formar una "puerta lógica". Varias puertas montadas juntas constituían un "marco lógico" en forma de caja. Las puertas exteriores generalmente estaban articuladas a lo largo de un borde vertical para poder abrirlas y dar acceso a las puertas interiores fijas. Las máquinas más grandes podían tener más de un marco atornillado para producir la unidad final, como una Unidad Central de Procesamiento (CPU) multiframe.

Los modelos más pequeños del System/360 utilizaban el Sistema Operativo Básico/360 ( BOS/360 ), el Sistema Operativo de Cinta (TOS/360) o el Sistema Operativo de Disco/360 ( DOS/360 , que evolucionó a DOS/VS, DOS/VSE, VSE/AF, VSE/SP, VSE/ESA y luego z/VSE ).

Los modelos más grandes usaban el sistema operativo OS/360. IBM desarrolló varios niveles de OS/360, con características cada vez más potentes: Programa de control primario (PCP), Multiprogramación con un número fijo de tareas (MFT) y Multiprogramación con un número variable de tareas (MVT). MVT tardó mucho tiempo en desarrollarse hasta convertirse en un sistema utilizable, y el menos ambicioso MFT se usó ampliamente. PCP se usó en máquinas intermedias demasiado pequeñas para ejecutar MFT correctamente, y en máquinas más grandes antes de que MFT estuviera disponible; las versiones finales de OS/360 incluían solo MFT y MVT. Para las máquinas System/370 y posteriores, MFT evolucionó a OS/VS1 , mientras que MVT evolucionó a OS/VS2 (SVS) (Almacenamiento virtual único), luego a varias versiones de MVS (Almacenamiento virtual múltiple) culminando en el z/OS actual .

Cuando IBM anunció el Modelo 67 en agosto de 1965, también anunció TSS/360 (Sistema de Tiempo Compartido) para su entrega simultánea. TSS/360, una respuesta a Multics , fue un proyecto ambicioso que incluía muchas funciones avanzadas. Tuvo problemas de rendimiento, se retrasó, se canceló, se reactivó y finalmente se canceló de nuevo ^{[ NB 15 ]} en 1971. Los clientes migraron a CP-67 , MTS ( Sistema Terminal de Michigan ), TSO ( Opción de Tiempo Compartido para OS/360) o a alguno de los otros sistemas de tiempo compartido .

CP-67, el sistema de máquina virtual original , también se conocía como CP/CMS . CP/67 se desarrolló fuera de la línea principal de IBM en el Centro Científico de IBM en Cambridge , en colaboración con investigadores del MIT . CP/CMS finalmente obtuvo una amplia aceptación y condujo al desarrollo de VM/370 (Máquina Virtual), que contaba con un subsistema operativo interactivo principal conocido como VM/CMS (Sistema de Monitoreo Conversacional). Este evolucionó hasta convertirse en el z/VM actual .

El modelo 20 ofrecía un sistema simplificado y poco utilizado basado en cinta, denominado TPS (Sistema de Procesamiento de Cinta), y DPS (Sistema de Procesamiento de Disco), que brindaba soporte para la unidad de disco 2311. El TPS podía ejecutarse en una máquina con 8  KB de memoria; el DPS requería 12  KB, lo cual era bastante para un modelo 20. Muchos clientes funcionaban sin problemas con 4  KB y el CPS (Sistema de Procesamiento de Tarjetas). Con el TPS y el DPS, el lector de tarjetas se utilizaba para leer las tarjetas del lenguaje de control de trabajos que definían la pila de trabajos a ejecutar y para leer datos de transacciones, como pagos de clientes. El sistema operativo se almacenaba en cinta o disco, y los resultados también podían guardarse en las cintas o discos duros. El procesamiento de trabajos en pila se convirtió en una posibilidad interesante para el usuario de computadoras pequeño pero aventurero.

Para sistemas más pequeños, estaba disponible un conjunto poco conocido y poco utilizado de programas de utilidad para tarjetas perforadas de 80 columnas, conocido como Basic Programming Support (BPS) (en tono jocoso: Barely Programming Support), precursor de TOS.

Las primeras unidades de disco para System/360 fueron las IBM 2302 ^{[ 45 ] : 60–65} y las IBM 2311 ^{[ 45 ] : 54–58.} El primer tambor para System/360 fue el IBM 7320 [ ^{46 ] [ 47 ] : 41 .}

El  modelo 2302 de 156 kbit/s se basaba en el modelo anterior 1302 y estaba disponible como modelo 3 con dos  módulos de 112,79 MB ^{[ 45 ] : 60} o como modelo 4 con cuatro de dichos módulos. ^{[ 45 ] : 60}

El 2311, con un paquete de discos extraíble 1316 , se basaba en el IBM 1311 y tenía una capacidad teórica de 7,2 MB, aunque la capacidad real variaba según el diseño del registro. ^{[ 47 ] : 31} (Cuando se usaba con un 360/20, el paquete 1316 se formateaba en sectores de longitud fija de 270 bytes , lo que daba una capacidad máxima de 5,4 MB). 

En 1966, se enviaron los primeros 2314. Este dispositivo contaba con hasta ocho unidades de disco utilizables con una unidad de control integrada; había nueve unidades, pero una estaba reservada como repuesto. Cada unidad utilizaba un paquete de discos extraíble 2316 con una capacidad de casi 28 MB. Los paquetes de discos para los modelos  2311 y 2314 eran físicamente grandes para los estándares actuales; por ejemplo, el paquete de discos 1316 tenía aproximadamente 36 cm de diámetro y seis platos apilados en un eje central. Los platos exteriores superior e inferior no almacenaban datos. Los datos se grababan en las caras internas de los platos superior e inferior y en ambas caras de los platos interiores, lo que proporcionaba 10 superficies de grabación. Los 10 cabezales de lectura/escritura se movían juntos sobre las superficies de los platos, que estaban formateados con 203 pistas concéntricas. Para reducir la cantidad de movimiento del cabezal (búsqueda), los datos se escribían en un cilindro virtual desde el interior del plato superior hasta el interior del plato inferior. Estos discos no solían formatearse con sectores de tamaño fijo como los discos duros actuales (aunque esto se hacía con CP/CMS ). En cambio, la mayoría del software de E/S de System/360 permitía personalizar la longitud del registro de datos (registros de longitud variable), al igual que ocurría con las cintas magnéticas.  

Algunos de los primeros y más potentes System/360 utilizaban dispositivos de almacenamiento de tambor de alta velocidad con cabezal por pista. El  2301 de 3500 RPM, ^{[ 48 ]} que reemplazó al 7320, formó parte del anuncio original del System/360, con una capacidad de 4  MB. El IBM 2303  de 303,8 kbit/s ^{[ 45 ] : 74–76} se anunció el 31 de enero de 1966, con una capacidad de 3913 MB. Estos fueron los únicos tambores anunciados para System/360 y System/370, y su nicho fue ocupado posteriormente por discos de cabezal fijo. 

El  2305 de 6000 RPM apareció en 1970, con capacidades de 5  MB (2305-1) o 11  MB (2305-2) por módulo. ^{[ 49 ] [ 50 ]} Aunque estos dispositivos no tenían gran capacidad, su velocidad y tasas de transferencia los hicieron atractivos para necesidades de alto rendimiento. Un uso típico era el enlace de superposición (por ejemplo, para el sistema operativo y las subrutinas de la aplicación) para secciones de programa escritas para alternar en las mismas regiones de memoria. Los discos de cabezal fijo y los tambores fueron particularmente efectivos como dispositivos de paginación en los primeros sistemas de memoria virtual. El 2305, aunque a menudo llamado "tambor", era en realidad un dispositivo de disco de cabezal por pista, con 12 superficies de grabación y una tasa de transferencia de datos de hasta 3  MB/s.

Rara vez se veía la IBM 2321 Data Cell , ^{[ 51 ]} un dispositivo mecánicamente complejo que contenía múltiples tiras magnéticas para almacenar datos; las tiras podían ser accedidas aleatoriamente, colocadas sobre un tambor cilíndrico para operaciones de lectura/escritura; luego se devolvían a un cartucho de almacenamiento interno. La IBM Data Cell [recolector de fideos] se encontraba entre varios periféricos de almacenamiento de acceso directo masivo en línea "rápidos" con marca registrada de IBM (reencarnados en los últimos años como periféricos de "cinta virtual" y bibliotecarios de cintas automatizados). El archivo 2321 tenía una capacidad de 400  MB, en un momento en que la unidad de disco 2311 solo tenía 7,2  MB. La IBM Data Cell se propuso para llenar el vacío de costo/capacidad/velocidad entre las cintas magnéticas, que tenían alta capacidad con un costo relativamente bajo por byte almacenado, y los discos, que tenían un costo por byte más alto. Algunas instalaciones también encontraron que la operación electromecánica era menos confiable y optaron por formas menos mecánicas de almacenamiento de acceso directo.

El modelo 44 era único por ofrecer una unidad de disco único integrada como característica estándar. Esta unidad utilizaba el cartucho "ramkit" 2315 y proporcionaba 1.171.200 bytes de almacenamiento. ^{[ 30 ] : 11}

La serie 2400 de unidades de cinta magnética de 1/2" constaba de las unidades de cinta magnética 2401 y 2402 (modelos 1-6), la unidad de cinta magnética y control 2403 (modelos 1-6), la unidad de cinta magnética y control 2404 (modelos 1-3) y las unidades de control de cinta 2803/2804 (modelos 1 y 2). ^{[ 52 ]} La posterior unidad de cinta magnética y control 2415, introducida en 1967, contenía dos, cuatro o seis unidades de cinta y un control en una sola unidad, y era más lenta y económica. ^{[ 53 ]} Las unidades y el control 2415 no se comercializaban por separado. ^{[ 54 ]} Con System/360, IBM cambió del formato de cinta IBM de 7 pistas al de 9 pistas . Se podían comprar algunas unidades de la serie 2400 que leían y escribían cintas de 7 pistas para ser compatibles con las antiguas unidades de cinta IBM 729 . En 1968 se lanzó el sistema de cinta IBM 2420, que ofrecía velocidades de datos mucho mayores, funcionamiento de cinta autoenhebrable y una densidad de empaquetado de 1600 bpi. ^{[ 55 ]} Permaneció en la línea de productos hasta 1979. ^{[ 56 ]}

• Los dispositivos de tarjetas perforadas incluían el lector de tarjetas 2501 y la perforadora de tarjetas 2540. Prácticamente todos los sistemas System/360 contaban con un 2540. El lector/clasificador/perforador 2560 MFCM ("Máquina Multifunción para Tarjetas"), mencionado anteriormente, era exclusivo del Modelo 20. Era conocido por sus problemas de fiabilidad (lo que le valió acrónimos humorísticos como "...Devorador de Tarjetas" o "Máquina de Tarjetas Mal Funcionada").
• Las impresoras de línea eran la IBM 1403 y la más lenta IBM 1443 .
• En 1964 se presentó el lector de cintas de papel IBM 2671, con una velocidad nominal de 1000 caracteres por segundo. También existían lectores y perforadoras de cintas de papel de una época anterior, disponibles únicamente mediante solicitudes de cotización (RPQ ). Los modelos 1054 (lector) y 1055 (perforadora) provenían (al igual que la máquina de escribir de consola 1052) del sistema de teleprocesamiento IBM 1050. Todos estos dispositivos funcionaban a una velocidad máxima de 15,5 caracteres por segundo. La perforadora de cintas de papel del sistema IBM 1080 también estaba disponible mediante RPQ, pero a un precio prohibitivo.
• Los dispositivos de reconocimiento óptico de caracteres (OCR) 1287 y, posteriormente, el 1288 estaban disponibles en las Xbox 360. El 1287 podía leer números manuscritos, algunas fuentes OCR y cintas de papel OCR de cajas registradoras. El lector de páginas 1288 podía procesar páginas mecanografiadas con fuentes OCR de hasta tamaño legal, así como números manuscritos. Ambos dispositivos OCR empleaban un principio de escaneo de "punto móvil", con el escaneo raster proporcionado por un tubo de rayos catódicos (CRT) de gran tamaño, y los cambios en la densidad de la luz reflejada eran detectados por un tubo fotomultiplicador de alta ganancia.
• El reconocimiento de caracteres de tinta magnética (MICR) lo proporcionaban las clasificadoras de cheques IBM 1412 y 1419, mientras que la impresión con tinta magnética (para talonarios de cheques) se realizaba en las impresoras 1445 (una versión modificada de la 1443 que utilizaba una cinta MICR). Las impresoras 1412/1419 y 1445 eran utilizadas principalmente por entidades bancarias.

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