Egy harmadik generációs gép (az IBM 360) felépítése

Az előadások a következő témára: "Egy harmadik generációs gép (az IBM 360) felépítése"— Előadás másolata:

1 Egy harmadik generációs gép (az IBM 360) felépítése
Technikai részletek az információs rendszerek történetének 7. fejezetéhez Forrás: Hayes, John P.: Computer Achitecture and Organization. McGraw-Hill Book Company, 1978.

2 Tervezési szempontok 1. Üzleti és tudományos feladatokra is alkalmas legyen Sok adattípus (BCD is) A programok szempontjából kompatíbilis modellek Továbblépési lehetőség a felhasználónak Ugyanaz az utasításkészlet, eltérő hardver megvalósítás (a kis modellek mikroprogramozottak, a nagyoknál minden hardverben)

3 Tervezési szempontok 2. Nyitott (bővíthető) felépítés
Több különböző I/O-processzor (csatorna), de egységes belső buszra (I/O-interfészre) csatlakoznak A perifériák és az IOP-ok csatlakozását egységesítették Multiprogramozhatóság Új, nagy operációs rendszer: OS/360

4 Két modell összehasonlítása
Memória ciklusideje 2s 1s Memória-busz szélessége 8 bit 64 bit Átlapolt memóriamodulok 1 2 Max. adatátviteli sebesség 4 Mbit/s 128 Mbit/s CPU ciklusideje 0,2s Regiszterek felépítése ferritgy. félvezető Belső busz szélessége Relatív számítási sebesség 50

5 Az információ tárolási formája
Már nem szó-, hanem bájtszervezésű (minden bájtnak saját címe van) A „szó” fogalom megmarad: szó = 4 bájt, félszó = 2 bájt, duplaszó = 8 bájt Numerikus adatformátumok: Fixpontos bináris (2 vagy 4 bájt, kettes komplemens) Lebegőpontos bináris (4, 8 vagy 16 bájt) Zónázott decimális (1 számjegy/bájt) Pakolt decimális (2 számjegy/bájt) Szöveg tárolása: 1 karakter/bájt (EBCDIC kód) Különböző utasításhosszak

6 A gép felépítése Nagy hasonlóság a korábbi 7094-hez
A későbbi 370-es gépcsalád is ilyen felépítésű Multiplexer csatorna: több lassú periféria párhuzamos kiszolgálása Szelektor csatorna: egyszerre egy gyors periféria

7 A CPU felépítése: az ALU
Fixpontos aritmetikai egység Fixpontos műveletek Címkiszámítás Lebegőpontos aritmetikai egység Decimális aritmetikai egység Műveletek decimális számokkal Stringműveletek

8 A CPU felépítése: a regiszterek
16 db 32 bites általános célú regiszter Operanduszok és eredmények Indexregiszter 4 db 64 bites lebegőpontos regiszter Ezek együtt helyettesítik az akkumulátort és a szorzó-hányados regisztert Adatregiszter (DR), címregiszter (AR) és utasításregiszter (IR) mint a 7094-esnél

9 A CPU felépítése: a PSW Program Status Word
Felfogható a korábbi utasításszámláló (PC) kibővítéseként is A következő utasítás címe Interrupt-maszk: a CPU milyen interruptokra reagálhat Állapotflagek (pl. túlcsordulás) Memóriavédelmi kulcs …

10 A PSW és a megszakítások
Megszakításkor a CPU elteszi a PSW-t az operatív tárba Egy új PSW-t tölt be Így a következő utasítás címe is megváltozik, a megszakítást kezelő program hajtódik végre A megszakítás lekezelése után a régi PSW visszatölthető, így a megszakított program folytatódik

11 A PSW és a CPU állapota A CPU-nak több állapota van Supervisor állapot
Az operációs rendszer végrehajtásakor Bizonyos utasítások csak ebben az állapotban hajthatók végre Program állapot A felhasználói programok végrehajtása közben A CPU aktuális állapotáról a PSW egy része tárol információt

12 A PSW és a memóriavédelem
A memória 2 kB-os blokkokra van osztva Mindegyikhez védelmi kulcs: írás és olvasás csak olvasás nincs hozzáférés A memóriára hivatkozó utasítások csak akkor hajtódnak végre, ha a PSW-ben lévő kulcs megegyezik az adott blokk védelmi kulcsával

13 A gép utasításkészlete 1.
Majdnem 200 utasítás Adatátviteli utasítások Fixpontos aritmetikai utasítások Lebegőpontos aritmetikai utasítások Logikai utasítások Feltétlen és feltételes vezérlésátadás Input-output utasítások Nagymennyiségű adat mozgatása a memóriában Adatkonverziós utasítások Privilegizált utasítások (PSW módosítása, memóriavédelmi kulcs beállítása, stb.)

14 A gép utasításkészlete 2.
Az utasítások hossza 2, 4 vagy 6 bájt 1, 2 vagy 3 címesek RR (register-register) utasítások: mindkét operandusz a regiszterekben, eredmény az első operandusz helyére RI (register-index) utasítások: egyik operandusz egy regiszterben, a másik a memóriában (eredmény a regiszterbe) A memóriacím kiszámítása: X+B+D X: indexregiszterként használt általános célú reg. B: bázisregiszterként használt általános célú reg. D: 12 bites relatív cím (displacement, az utasításban)

15 A gép utasításkészlete 3.
RS (register-storage) utasítások: két operandusz a regiszterekben, a harmadik a memóriában SI (storage-immediate) utasítások: egyik operandusz a memóriában, a másik magában az utasításban (maga az adat, nem a címe) SS (storage-storage) utasítások: mindkét operandusz a memóriában Változó hosszúságú operanduszok Az utasításban a kezdőcímük és a hosszuk van megadva