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Arquitectura de sistemas empresariales de IBM

IBM Enterprise Systems Architecture es una arquitectura de conjunto de instrucciones introducida por IBM como Enterprise Systems Architecture/370 (ESA/370) en 1988. Se basa en l...

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IBM Enterprise Systems Architecture es una arquitectura de conjunto de instrucciones introducida por IBM como Enterprise Systems Architecture/370 (ESA/370) en 1988. Se basa en la arquitectura IBM System/370-XA .

Amplió el mecanismo de doble espacio de direcciones introducido en modelos posteriores del IBM System/370 al agregar un nuevo modo en el que los registros de propósito general 1-15 están asociados cada uno con un registro de acceso que hace referencia a un espacio de direcciones, y los operandos de instrucción cuya dirección se calcula con un registro de propósito general dado como registro base estarán en el espacio de direcciones al que hace referencia el registro de direcciones correspondiente.

La arquitectura posterior Enterprise Systems Architecture/390 (ESA/390), introducida en 1990, añadió una función que permitía leer las descripciones de los dispositivos mediante comandos de canal y, en modelos posteriores, añadió instrucciones para realizar operaciones binarias de punto flotante IEEE 754 y aumentó el número de registros de punto flotante de 4 a 16.

La arquitectura de sistemas empresariales (Enterprise Systems Architecture) es esencialmente una arquitectura de 32 bits ; al igual que en System/360, System/370 y 370-XA, los registros de propósito general tienen una longitud de 32 bits y las instrucciones aritméticas admiten aritmética de 32 bits. Solo la memoria real direccionable por bytes (Almacenamiento Central) y el direccionamiento de Almacenamiento Virtual están limitados a 31 bits, como en el caso de 370-XA. (IBM reservó el bit más significativo para facilitar la compatibilidad con aplicaciones que esperan direccionamiento de 24 bits, así como para evitar un problema al extender dos instrucciones para manejar direcciones sin signo de 32 bits). Mantiene la compatibilidad con versiones anteriores que se remontan a 1964 con la arquitectura de direcciones de 24 bits /datos de 32 bits ( System/360 y System/370 ) y la posterior arquitectura de direcciones de 24/31 bits/datos de 32 bits ( System/370-XA ). Sin embargo, el subsistema de E/S se basa en la arquitectura extendida System/370 (S/370-XA), y no en las instrucciones de E/S originales del S/370.

Arquitectura ESA/370

El 15 de febrero de 1988, IBM anunció [ 6 ] [ 7 ] Enterprise Systems Architecture/370 (ESA/370) para los modelos 3090 mejorados ("E") y para los grupos de modelos 4381 91E y 92E.

Además de los modos de direccionamiento de espacio primario y secundario que admiten los modelos posteriores de System/370 y los modelos de arquitectura extendida de System/370 (S/370-XA), ESA tiene un modo de registro de acceso en el que cada uso del registro general 1-15 como registro base utiliza un registro de acceso asociado para seleccionar un espacio de direcciones. [ 8 ] Además de los espacios de direcciones normales que admiten las máquinas con la función de espacio de direcciones dual, ESA también permite espacios de datos, que no contienen código ejecutable.

Una máquina puede dividirse en particiones lógicas ( LPAR ), cada una con su propia memoria de sistema virtual, de modo que varios sistemas operativos puedan ejecutarse simultáneamente en una misma máquina.

Arquitectura ESA/390

En 1994 se añadió a la arquitectura una importante capacidad para formar un Sysplex paralelo .

ESA/390 también extiende el comando Sense ID para proporcionar información adicional sobre un dispositivo y comandos de canal adicionales dependientes del dispositivo, cuyos códigos de comando se proporcionan en la información Sense ID, para permitir que se obtenga información de descripción del dispositivo. [ 11 ] [ 12 ]

A partir del System/390 G5 , [ 9 ] [ 10 ] IBM introdujo: [ 13 ]

  • la función básica de extensiones de punto flotante, que aumenta el número de registros de punto flotante de 4 (0, 2, 4, 6) a 16 (0–15);
  • la función de extensiones de punto flotante binario (BFP), que admite números de punto flotante binario IEEE 754 , con un registro de control de punto flotante (FPC) adicional para admitir modos y errores IEEE 754;
  • la función de extensiones de soporte de punto flotante (FPS), que agrega instrucciones para cargar y almacenar números de punto flotante independientemente de si están en formato hexadecimal o IEEE 754 y para convertir entre esos formatos;
  • La función de extensiones de punto flotante hexadecimal (HFP), que añade nuevas instrucciones de punto flotante hexadecimal que corresponden a algunas instrucciones de punto flotante binario.

Con el tiempo se han lanzado al mercado algunos ordenadores centrales compatibles con IBM basados ​​en PC que ofrecen procesadores ESA/390 en máquinas más pequeñas, pero están destinados únicamente al desarrollo de software.

Nuevas instalaciones

ESA/390 añade las siguientes [ 14 ] instalaciones

Todos los modelos
  • Protección controlada por lista de acceso
Algunos modelos
  • Sentido concurrente
  • POR 2
  • Anulación de la protección de almacenamiento
  • Función de mover página 2
  • Raíz cuadrada
  • Instrucciones de cadena
  • Supresión de la protección con mejora de direcciones virtuales
  • Establecer control del espacio de direcciones rápidamente
  • Grupo de subespacios
  • Identificación del espacio llamado
  • Suma de verificación
  • Comparar y mover extendido
  • Instrucciones inmediatas y relativas
  • Rama y autoridad de establecimiento
  • Realizar operación bloqueada
  • Additional floating-point
  • Program call fast
  • Resume program
  • Trap
  • Extended TOD clock
  • TOD-clock-control override
  • Store system information
  • Extended translation 1
  • Extended translation 2
  • z/Architecture (certain instructions)
  • Enhanced input/output

New instruction formats

Some of the ESA/390 facilities introduce new instruction formats.[15] This includes the RI, RIL and RSI formats used for relative branches. The immediate field for relative branches is always signed and in units of a halfword.

New channel commands

The following channel commands[f] are new, or have their functionality changed, in ESA/390:[12]

Notes

  1. ↑The number and format of floating-point registers depends on the installed features:
    ESA/370ESA/390 without the new floating-point facilities
    Only the hexadecimal floating-point (HFP) registers FP0, FP2, FP4 and FP6 exist
    ESA/390 with the new floating-point facilities
    FP0-FP15 may be HFP or IEEE binary floating point
  2. ↑ESA/390 with the new floating-point facilities
  3. ↑ESA/390 with the new floating-point facilities
  4. ↑Bit 22 is renamed as HFP exponent underflow in ESA/390
  5. ↑Bit 23 is renamed as HFP significance in ESA/390
  6. ↑The data returned by Sense ID include the command codes for Read configuration data, Read node identifier and Set interface identifier.

References

S370-ESA
IBM Enterprise Systems Architecture/370 Principles of Operation(PDF) (First ed.). IBM. August 1988. SA22-7200-0.
S/390-ESA
IBM Enterprise Systems Architecture/390 Principles of Operation(PDF) (Ninth ed.). IBM. June 2003. SA22-7201-08.
  1. ↑S370-ESA, p. 5-30, Access-list-Entry Token.
  2. ↑S370-ESA, pp. 4-7–4-9, Figure 4-3 Assignment of Control-Register Fields.
  3. ↑S390-ESA, pp. 4-8–4-10, Figure 4-3 Assignment of Control-Register Fields.
  4. ↑S370-ESA, p. 4-5, Program-Status-Word Format.
  5. ↑S390-ESA, p. 4-5, Program-Status-Word Format.
  6. ↑ "UNIDADES DE PROCESADOR IBM 3090 MODELOS 280E Y 500E Y ACTUALIZACIÓN DE LA UNIDAD DE PROCESADOR IBM 3090 MODELO 300E A 400E" . Cartas de anuncio . IBM. 15 de febrero de 1988. 188-038.
  7. ↑ "ARQUITECTURA DE SISTEMAS ENTERPRISE/370 (TM) Y MVS/VERSIÓN 3 DEL PRODUCTO DEL SISTEMA" . Cartas de anuncio . IBM. 15 de febrero de 1988. 288-059.
  8. ↑ S370-ESA .
  9. 1 2 Slegel, Timothy J. (17 de agosto de 1998). "Microprocesador IBM S/390 G5" (PDF) . Hot Chips .
  10. 1 2 Schwarz, EM; Krygowski, CA (1 de septiembre de 1999). "La unidad de punto flotante S/390 G5". IBM Journal of Research and Development . 43 (5): 707– 721. doi : 10.1147/rd.435.0707 .
  11. ↑ S390-ESA , págs. 1–8.
  12. 1 2 Arquitectura de sistemas empresariales/390 Comandos comunes de dispositivos de E/S , Segunda edición, IBM, abril de 1992, SA22-7204-01
  13. ↑ S390-ESA , págs. 1-3–1-4, Aspectos destacados de ESA/390 .
  14. ↑ S390-ESA , págs. D-1–D-7, Apéndice D. Comparación entre ESA/370 y ESA/390.
  15. ↑ S390-ESA , pág. 5-4, Figura 5-1.