Série IBM 700/7000

Seuls les nombres entiers étaient traités dans cette architecture. Les nombres étaient enregistrés sur 36 ou 18 bits :

• le premier bit servait à coder le signe ;
• les bits suivants servaient à coder la valeur absolue du nombre en format binaire.

Cette représentation possédait l'inconvénient d'une double représentation possible d'un même nombre : le zéro qui pouvait être codé +0 ou -0. Le comparateur de valeurs devait donc tenir compte de ce cas particulier, et reconnaître leur égalité.

Les instructions étaient enregistrées sur 18 bits et ne contenaient qu'une adresse d'opérande :

• le premier bit indiquait si l'opérande occupait un demi-mot ou un mot ;
• les 5 bits suivants étaient utilisés par le code de l'opération ;
• les 12 bits suivants indiquaient l'adresse de l'opérande.

L'IBM 701 ne possédait que 2 registres accessibles au programmeur :

• un accumulateur d'une longueur de 38 bits (incluant 2 bits de débordement) ;
• un registre multiplicateur-quotient de 36 bits.

Cette machine disposait d'une mémoire électrostatique de 72 tubes de Williams. Chaque tube avait une capacité de 1024 bits, ce qui donnait une capacité totale de 2048 mots de 36 bits chacun. Chaque tube avait un diamètre de 8 cm. La mémoire pouvait être augmentée à un maximum de 4096 mots de 36 bits par l'addition d'un autre groupe de 72 tubes de Williams ou en remplaçant les tubes de Williams par une mémoire à tores magnétiques.

Les mots de 36 bits pouvaient contenir 6 caractères de 6 bits chacun.

Les tubes de Williams ainsi que les tores magnétiques avaient un cycle de mémoire de 12 millisecondes. Les tubes de Williams devaient être refroidis, ce qui nécessitait l'introduction de cycle de refroidissement dans le fonctionnement de l'IBM 701. Une addition nécessitait 5 cycles de 12 millisecondes, incluant deux cycles de refroidissement. Une multiplication ou une division nécessitait 38 cycles (456 millisecondes).

Les nombres entiers étaient représentés par un bit de signe suivi de la valeur absolue de l'entier en format binaire.

Les nombres en virgule flottante en simple précision étaient représentés par un bit de signe, un exposant de 8 bits et une valeur de 27 bits.

Les nombres en virgule flottante en double précision étaient représentés par un bit de signe, un exposant de 17 bits et une valeur de 54 bits. Ces nombres ont été introduits avec l’IBM 7094.

Les caractères alphanumériques étaient représentés par un code de 6 bits (le code BCD). On pouvait donc placer 6 caractères dans un mot de 36 bits.

Il existait deux formats d'instruction appelés type A et type B[1]. La plupart des instructions étaient de type B.

Les instructions de type A possédaient, en séquence :

• un code d'opération de 3 bits ;
• un décrément de 15 bits (le décrément contenait souvent un opérande immédiat qui servait à modifier le résultat de l’opération ; il pouvait aussi définir plus précisément le code d’opération) ;
• trois bits tag (7 bits tag pour le 7094) ; les bits tag, lorsqu’ils étaient activés, désignaient des registres d’index dont les contenus étaient soustraits de l’adresse pour former une adresse effective ;
• une adresse de 15 bits (ce champ pouvait contenir l’adresse de l’opérande ou un opérande immédiat).

L'implémentation des instructions nécessitait que l'un des bits 2 ou 3 du code d'opération soit 1 pour distinguer les instructions de type A et B. Cette contrainte réduisait à 6 le nombre possible d'instructions de type A. L'une des instructions (l'instruction STR, code d'opération 101) n'a pas été implantée avant l'IBM 709.

Les instructions de type B possédaient, en séquence ;

• un code d'opération de 12 bits (le deuxième et le troisième bits devaient être 0 pour les distinguer des instructions de type A) ;
• un flag de 2 bits ;
• quatre bits inutilisés ;
• trois bits tag ;
• une adresse de 15 bits.

Cette architecture avait :

• un registre accumulateur de 38 bits (incluant deux bits de débordement) ;
• un registre multiplicateur-quotient de 36 bits ;
• trois ou sept registres de diminution de 15 bits (le registre de diminution était une sorte de registre d'index dont le contenu était soustrait de l'adresse de base au lieu d'y être ajouté ; plusieurs registres de diminution pouvaient participer à une même instruction : les 3 (ou 7) bits tag de l'instruction indiquaient lesquels des registres de diminution devaient participer à l'instruction ; lorsque plusieurs registres participaient à l’instruction, une opération OU était appliquée aux contenus des registres pour former une valeur qui était par la suite soustraite à l’adresse de base) ;
• un indicateur ‘’sense’’ qui permettait une interaction avec l’opérateur à travers les commutateurs et les lumières de la console de l’opérateur.

704

• 4 096, 8 192 ou 32 768 mots de 36 bits

709, 7090, 7094, 7094 II

• 32 768 mots de 36 bits

Les données étaient représentées par des chaînes de caractères de longueur variable terminées par des marques d’enregistrement.

Une instruction occupait 5 caractères :

• un caractère pour le code de l’opération ;
• quatre caractères pour l’adresse.

702

• Deux accumulateurs (A & B) de 512 caractères chacun

705

• Un accumulateur de 256 caractères
• Quatorze unités de stockage auxiliaire de 16 caractères
• Une unité de stockage auxiliaire de 32 caractères

7080

• Un accumulateur de 256 caractères
• 30 unités de stockage auxiliaire de 512 caractères
• 32 unités de stockage de communications de 8 caractères

702

• 2 000 à 10 000 caractères dans des tubes de Williams (en incréments de 2 000 caractères)
• Cycle mémoire d’un caractère : 23 microsecondes

705 (modèles I, II, or III)

• 20 000, 40 000 ou 80 000 caractères
• Cycle mémoire d’un caractère : 17 ou 9,8 microsecondes

7080

• 80 000 ou 160 000 caractères
• Cycle mémoire d’un caractère : 2,18 microsecondes

Les données étaient représentées par des chaînes de caractères de longueur variable terminées par un wordmark (une marque de mot).

Les instructions étaient de longueur variable : 1, 2, 6, 7, 11, ou 12 caractères.

Aucun registre pour les calculs, toutes les instructions opéraient directement sur la mémoire.

100 000 caractères[2].

• Longueur d’un mot : 10 chiffres décimaux plus un signe.
• Code des chiffres : le code deux parmi cinq.
• Nombre en arithmétique flottante (optionnelle) : deux chiffres d’exposant.
• Chaque mot possédait un de trois indicateurs suivants : plus, moins ou alpha :
  • le plus et le moins indiquaient que le mot contenait un nombre ;
  • l’alpha indiquait que le mot contenait une chaîne de 5 caractères où chaque caractère était codé par deux chiffres (par exemple, 61 = A, 91 = 1).

Toutes les instructions occupaient un mot de 10 caractères :

• les deux premiers caractères contenaient le code de l’opération ;
• les deux caractères suivants indiquaient un registre d'index ;
• les deux caractères suivants contenaient un champ de contrôle ;
• finalement, les quatre derniers caractères contenaient l’adresse.

Tous les registres avaient une longueur d’un mot et étaient adressables comme des mots de mémoire :

• trois accumulateurs avec les adresses 9991, 9992 et 9993 (99991, 99992 et 99993 sur le modèle 7074 étendu) ;
• un compteur ordinal uniquement adressable à partir de la console système avec l’adresse 9999 (99999 sur le modèle 7074 étendu) ;
• 99 registres d'index avec les adresses 0001 à 0099.

• 5000 à 9990 mots de 10 chiffres décimaux (versions standards) ;
• 15000 à 30000 mots de 10 chiffres décimaux (version IBM 7074 étendu).
• Temps d’accès à la mémoire : 6 microsecondes (IBM 7070/7072), 4 microsecondes (IBM 7074).
• Temps pour une addition : 72 microsecondes (IBM 7070), 12 microsecondes (IBM 7072), 10 microsecondes (IBM 7074).

Liste des ordinateurs à tubes à vide

• L'arbre généalogique des ordinateurs de la série 700/7000
• L'architecture des premiers ordinateurs IBM (PDF)
• L'IBM 705
• L'IBM 7030 Stretch
• L'IBM 7070
• L'IBM 7094
• L'architecture de L'IBM 7090/94
• La page FAP (Fortran Assembly Program) de Jack Harper's

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