Проект IBM Future Systems - IBM Future Systems project

В Проект Future Systems (FS) - это научно-исследовательский проект, проведенный в IBM в начале 1970-х, стремясь разработать революционную линейку компьютерных продуктов, включая новые модели программного обеспечения, которые упростили бы разработку программного обеспечения за счет использования современных мощных аппаратное обеспечение.

Предпосылки и цели

До конца 1960-х годов IBM зарабатывала большую часть прибыли на аппаратном обеспечении, объединяя вспомогательное программное обеспечение и услуги вместе со своими системами. Цена была указана только за аппаратным обеспечением, но эти цены включали в себя расходы на ПО и услуги.

Другие производители начали продавать совместимое оборудование, в основном периферийные устройства, такие как ленты и Дисковый привод по цене значительно ниже, чем у IBM, что сокращает возможную базу для возмещения стоимости программного обеспечения и услуг. В начале 1971 г., после Джин Амдал покинул IBM, чтобы основать собственную компанию, предлагающую совместимые с IBM мэйнфреймы, внутренняя рабочая группа IBM (проект Counterpoint) пришла к выводу, что бизнес по производству совместимых мэйнфреймов действительно является жизнеспособным и что основа для взимания платы за программное обеспечение и услуги как часть цены на оборудование быстро исчезнет.

Другой стратегический вопрос заключался в том, что стоимость вычислений неуклонно снижалась, в то время как затраты на программирование и операции, которые складывались из затрат на персонал, неуклонно росли. Следовательно, часть ИТ-бюджета заказчика, доступная для поставщиков оборудования, в ближайшие годы будет значительно сокращена, а вместе с ней и база для доходов IBM. Совершенно необходимо, чтобы IBM, рассматривая стоимость разработки приложений и эксплуатации в своих будущих продуктах, одновременно снизила общие затраты на ИТ для клиентов и покрыла большую часть этих затрат.

В то же время IBM подвергалась юридической атаке из-за своего доминирующего положения и политики объединения программного обеспечения и услуг в стоимость оборудования, так что любая попытка "повторного объединения" части ее предложений должна была быть твердо оправдана чисто техническими соображениями. основы, чтобы противостоять любому юридическому вызову.

В мае – июне 1971 г. в г. Армонк под Джон Опель, затем вице-президент IBM. В его задачу входило исследование возможности создания новой линейки компьютеров, в которой использовались бы технологические преимущества IBM, чтобы сделать устаревшими все предыдущие компьютеры - совместимые предложения, но также и собственные продукты IBM. Целевая группа пришла к выводу, что проект того стоил, но ключом к его принятию на рынке было сокращение на порядок затрат на разработку, эксплуатацию и обслуживание прикладного программного обеспечения.

Соответственно, основные цели проекта ТЭО были сформулированы следующим образом:

  • сделать устаревшим все существующее вычислительное оборудование, включая IBM, за счет полного использования новейших технологий,
  • значительно снизить затраты и усилия, связанные с разработкой и эксплуатацией приложений,
  • обеспечить технически обоснованную основу для максимального объединения предложений IBM (оборудования, программного обеспечения и услуг)

Была надежда, что новая архитектура, более интенсивно использующая аппаратные ресурсы, стоимость которой снижалась, может значительно упростить разработку программного обеспечения и сократить расходы как для IBM, так и для клиентов.

Технологии

Доступ к данным

Одним из принципов проектирования FS был "одноуровневый магазин "что расширило идею виртуальная память для покрытия постоянных данных. Доступ к оперативной памяти, файлам и базам данных осуществлялся единообразно с помощью абстракции от понятия адреса.[нужна цитата ]

Следовательно, программисты не должны беспокоиться о том, находится ли объект, к которому они пытаются получить доступ, в памяти или на диске.

Ожидалось, что это и другие запланированные усовершенствования упростят программирование и тем самым снизят стоимость разработки программного обеспечения.

Реализация этого принципа требовала, чтобы механизм адресации, лежащий в основе машины, включал в себя полную систему управления иерархией хранилища и основные части системы управления базой данных, которые до этого времени реализовывались как дополнительное программное обеспечение.

Процессор

Другой принцип заключался в использовании сложных инструкций очень высокого уровня, которые должны быть реализованы в микрокод. Например, одна из инструкций, CreateEncapsulatedModule, был полным редактор связей. Другие инструкции были разработаны для поддержки внутренних структур данных и операций языков программирования, таких как FORTRAN, КОБОЛ, и PL / I. Фактически, FS был разработан, чтобы стать самым сложным компьютером с набором команд (CISC ).[нужна цитата ]

Другой способ представить ту же концепцию состоял в том, что весь набор функций, ранее реализованных как оборудование, Операционная система программного обеспечения, база данных программное обеспечение и многое другое теперь будет рассматриваться как составляющая единую интегрированную систему, в которой каждая элементарная функция реализована на одном из многих уровней, включая схемы, микрокод, и обычные программного обеспечения. Предусматривалось более одного уровня микрокода и кода, иногда называемые пикокод или же милликод. В зависимости от людей, с которыми разговаривал, само понятие «машина» варьировалось от тех функций, которые были реализованы в виде схем (для специалистов по аппаратному обеспечению), до полного набора функций, предлагаемых пользователям, независимо от их реализации (для системные архитекторы).

Общий дизайн также требовал «универсального контроллера» для обработки в основном операций ввода-вывода вне основного процессора. Этот универсальный контроллер будет иметь очень ограниченный набор команд, ограниченный теми операциями, которые требуются для ввода-вывода, что является пионером концепции компьютера с сокращенным набором команд (RISC).

Тем временем, Джон Кок, один из главных разработчиков первых компьютеров IBM, начал исследовательский проект по разработке первого компьютера с сокращенным набором команд (RISC ).[нужна цитата ] В конечном итоге архитектура RISC, которая в конечном итоге превратилась в IBM Power и PowerPC Архитектура оказалась значительно дешевле в реализации и способна обеспечить гораздо более высокую тактовую частоту.

История

Старт проекта

В конце 1960-х - начале 1970-х гг. IBM считали радикальным изменением всей своей производственной линейки, чтобы воспользоваться гораздо более низкой стоимостью компьютерных схем, ожидаемой в 1980-х.

В Проект IBM Future Systems (FS) был официально запущен в сентябре 1971 года по рекомендации специальной целевой группы, собранной во втором квартале 1971 года. Со временем несколько других исследовательских проектов в разных местах IBM объединились в проект FS или стали с ним связаны. .

Управление проектом

На протяжении всей своей жизни проект ТЭО проводился в условиях строгой безопасности. Проект был разбит на множество подпроектов, переданных различным командам. Документация была также разбита на множество частей, и доступ к каждому документу требовал подтверждения необходимости знать проектным офисом. Документы отслеживались, и их можно было отозвать в любой момент.

В служебной записке Совы (см. Внешние ссылки ниже) он отметил Общепризнанная цель всей этой волокиты - помешать кому-либо понять всю систему; эта цель, безусловно, была достигнута.

Как следствие, большинство людей, работающих над проектом, имели крайне ограниченное представление о нем, ограничиваясь тем, что им нужно было знать, чтобы внести свой ожидаемый вклад. Некоторые команды даже работали над FS, не зная. Это объясняет, почему, когда их просят дать определение FS, большинство людей дают очень частичный ответ, ограничиваясь пересечением FS с их областью компетенции.

Планируемые продуктовые линейки

Планировалось три реализации архитектуры ФС: топовая модель разрабатывалась в Покипси, Нью-Йорк, где были построены самые большие и быстрые компьютеры IBM; средняя модель разрабатывалась в Эндикотт, Нью-Йорк, который отвечал за компьютеры среднего класса; а самая маленькая модель разрабатывалась в Рочестер, Миннесота, который отвечал за компьютеры малого бизнеса IBM.

Постоянный диапазон производительности может быть предложен за счет изменения количества процессоров в системе на каждом из трех уровней реализации.

В начале 1973 года общее руководство проектом и команды, ответственные за более «внешние» уровни, общие для всех реализаций, были объединены в лаборатории Mohansic ASDD (на полпути между штаб-квартирой в Армонке / Уайт-Плейнс и Покипси).

Конец проекта

Проект FS был закрыт в 1975 году. Причины, по которым был прекращен проект, зависят от человека, которого спрашивали, каждый из которых выдвигает вопросы, связанные с областью, с которой он был знаком. На самом деле успех проекта зависел от большого количества достижений во всех областях, от проектирования схем и производства до маркетинга и обслуживания. Хотя каждая отдельная проблема, взятая по отдельности, могла быть решена, вероятность того, что все они могут быть решены вовремя и взаимно совместимыми способами, практически равна нулю.

Одним из симптомов была низкая производительность его самой крупной реализации, но проект также был омрачен длительными внутренними спорами о различных технических аспектах, включая внутренние дебаты IBM о достоинствах RISC и CISC. Еще одним препятствием была сложность набора инструкций; собственные инженеры IBM сочли это «непонятным», и были явные признаки того, что одноуровневое хранилище в масштабе всей системы не могло быть частично скопировано,[требуется разъяснение ] предсказывает разделение IBM AS / 400 одноуровневого хранилища System / 38.[1][требуется разъяснение ] Более того, моделирование показало, что выполнение собственных инструкций FS на высокопроизводительной машине было медленнее, чем Система / 370 эмулятор на той же машине.

Проект FS был окончательно прекращен, когда IBM осознала, что принятие заказчиком будет гораздо более ограниченным, чем предполагалось изначально, потому что не было разумного пути миграции приложений для заказчиков с архитектурой 360. Чтобы предоставить максимальную свободу для разработки поистине революционной системы, простота миграции приложений не была одной из основных целей проекта FS, но должна была решаться с помощью средств миграции программного обеспечения, принимая новую архитектуру как данность. В итоге оказалось, что стоимость миграции массы вложений пользователей в COBOL и язык ассемблера основанных на FS приложений во многих случаях, вероятно, было больше, чем стоимость приобретения новой системы.

Полученные результаты

Хотя проект FS в целом был прекращен, упрощенная версия архитектуры для самой маленькой из трех машин продолжала разрабатываться в Рочестере. Наконец он был выпущен как IBM Система / 38, который оказался хорошим дизайном для простоты программирования, но был ужасно слабым. В AS / 400 унаследовал ту же архитектуру, но с улучшением производительности. В обеих машинах набор инструкций CISCy, сгенерированный компиляторами, не интерпретируется, а транслируется в набор машинных инструкций нижнего уровня и выполняется; исходный набор инструкций нижнего уровня был набором инструкций CISC с некоторым сходством с Система / 360 Набор инструкций.[2] В более поздних машинах набор команд нижнего уровня был расширенной версией PowerPC набор инструкций, который произошел от RISC-машины Джона Кока.

Помимо System / 38 и AS / 400, которые унаследовали большую часть архитектуры FS, отдельные элементы технологии Future Systems были включены в следующие части линейки продуктов IBM:

  • то IBM 3081 мэйнфрейм, который по сути представлял собой эмулятор System / 370, разработанный в Покипси, но с удаленным микрокодом FS
  • 3800 лазерный принтер, и некоторые машины, которые привели бы к IBM 3279 терминал и GDDM
  • то IBM 3850 автоматическая библиотека магнитных лент
  • то IBM 8100 компьютер среднего класса, который был основан на процессоре под названием Универсальный контроллер, который был предназначен для обработки ввода / вывода ФС
  • сетевые улучшения, касающиеся VTAM и NCP

Источники

  • Пью, Эмерсон В. (1995). Строительство IBM: формирование отрасли и ее технологий. MIT Press. ISBN  0-262-16147-8.
  • Пью, Эмерсон У .; и другие. (1991). Системы IBM 360 и Ранние 370. MIT Press. ISBN  0-262-16123-0.

Рекомендации

  1. ^ Темы и инструменты дискового хранилища AS / 400. IBM. Апрель 2000 года. SG24-5693-00.
  2. ^ «Справочник по библиотеке системных решений по вычислительным технологиям» (PDF). IBM. С. 24–25. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-06-17. Получено 2010-09-05.

внешняя ссылка