IBM 3270

IBM 3270 — это семейство терминальных устройств (дисплейных станций и принтеров), разработанных корпорацией International Business Machines (IBM) и представленных в 1971 году. Терминалы IBM 3270 были предназначены для работы с мэйнфреймами IBM System/370 и более поздними моделями в рамках архитектуры «хост-терминал». Они стали одними из наиболее массовых и влиятельных терминалов в истории вычислительной техники, определив стандарты взаимодействия с большими ЭВМ на протяжении 1970–1980-х годов.

История

Предпосылки создания

До появления IBM 3270 основным средством удалённого доступа к мэйнфреймам IBM были телетайпы и терминалы серии IBM 2260, которые использовали протокол на основе знакогенерации и синхронную передачу данных. Однако эти устройства имели ограниченные возможности: они были ориентированы на посимвольный ввод-вывод, не поддерживали блочный режим передачи данных и требовали постоянного соединения с хост-машиной. К началу 1970-х годов возросла потребность в более эффективных терминалах, способных работать с экранными формами, снижать нагрузку на центральный процессор и уменьшать трафик в сети.

Разработка и анонс

Проект, получивший название «3270», разрабатывался в лабораториях IBM в США. Первые модели были анонсированы в 1971 году, а поставки начались в 1972 году. Ключевым нововведением стала реализация блочного режима (block mode), при котором терминал накапливал введённые пользователем данные в локальном буфере и отправлял их на мэйнфрейм одной пачкой по нажатию клавиши Enter. Это резко сокращало количество транзакций и снижало загрузку центрального процессора.

Распространение

IBM 3270 быстро завоевали популярность в банковской сфере, государственных учреждениях, на производстве и в научных центрах. К середине 1970-х годов они стали стандартом для работы с мэйнфреймами IBM. В 1980-х годах появились эмуляторы IBM 3270 для персональных компьютеров, что позволило подключать PC к мэйнфреймам через специальные платы и программное обеспечение. Производство оригинальных терминалов продолжалось до начала 1990-х годов, а поддержка протокола 3270 сохраняется и в XXI веке в виде эмуляторов и шлюзов.

Архитектура и принципы работы

Блочный режим

Основное отличие IBM 3270 от более ранних терминалов — работа в блочном режиме. Пользователь вводил данные в поля экранной формы, и только после завершения редактирования (нажатия клавиши Enter или PF-клавиши) весь буфер отправлялся на хост-машину. Это позволяло мэйнфрейму обрабатывать данные пачками, а не по одному символу, что повышало производительность и уменьшало сетевой трафик.

Протокол и подключение

Терминалы IBM 3270 использовали синхронный протокол передачи данных (BSC — Binary Synchronous Communication или SNA/SDLC — Systems Network Architecture/Synchronous Data Link Control). Физически они подключались к контроллеру (IBM 3271, 3272, 3274) через коаксиальный кабель. Контроллер, в свою очередь, соединялся с мэйнфреймом по выделенным каналам или через модемы. Каждый контроллер мог обслуживать до 32 терминалов.

Экран и символы

Стандартный дисплей IBM 3278 (наиболее распространённая модель) имел экран размером 80×24 символа (1920 знаков) или 80×32. Использовался монохромный ЭЛТ-экран с зелёным или янтарным свечением. Символы формировались точечной матрицей (5×7 или 7×9 точек). Терминал поддерживал атрибуты форматирования: защищённые поля, интенсивность, мигание, подчёркивание, инверсное отображение. Атрибуты хранились в отдельных байтах, предшествующих каждому полю.

Клавиатура

Клавиатура IBM 3270 отличалась от стандартных клавиатур PC. Она содержала функциональные клавиши PF (Program Function) от 1 до 12 или 24, клавиши PA (Program Access), клавишу Enter, клавиши управления курсором, а также специальные клавиши для работы с формами (например, Erase EOF, Insert, Delete). Раскладка была эргономичной для быстрого ввода данных.

Модельный ряд

Дисплейные станции

Наиболее известные модели дисплейных станций:

• IBM 3277 — ранняя модель (1971), с экраном 40×12 или 80×24, без поддержки цвета.
• IBM 3278 — улучшенная модель (1973), поддерживала до 32 строк, имела более качественный дисплей.
• IBM 3279 — цветная модель (1979), поддерживала до 4 или 7 цветов, использовалась для приложений с графикой.
• IBM 3179 — компактная модель 1980-х годов, с улучшенной эргономикой.

Принтеры

IBM выпускала матричные и лазерные принтеры, совместимые с протоколом 3270:

• IBM 3284 — построчный принтер.
• IBM 3287 — матричный принтер с возможностью печати на бланках.
• IBM 3812 — лазерный принтер для высококачественной печати.

Контроллеры

• IBM 3271 — контроллер для удалённого подключения (через модем).
• IBM 3272 — контроллер для локального подключения (через канал).
• IBM 3274 — универсальный контроллер (1977), поддерживал до 32 терминалов и мог работать как в локальном, так и в удалённом режиме.

Программное обеспечение и эмуляция

Операционные системы

Для работы с IBM 3270 на мэйнфреймах использовались операционные системы IBM: MVS, VM/CMS, DOS/VSE, TPF. Пользователи взаимодействовали с приложениями через экранные формы, управляемые такими системами, как CICS, IMS, TSO.

Эмуляция

С появлением персональных компьютеров (IBM PC, 1981) возникла потребность в эмуляции терминала 3270. Первые эмуляторы представляли собой платы расширения с коаксиальным разъёмом и программное обеспечение (например, IBM 3270 Emulation Program, версия 2.0, 1984). Позднее появились чисто программные эмуляторы, работающие через TCP/IP (протокол TN3270, стандартизированный в RFC 1576, 1994). Современные эмуляторы (например, IBM Personal Communications, Attachmate Extra!, QWS3270) поддерживают протокол TN3270E, обеспечивая шифрование и расширенные функции.

TN3270

Протокол TN3270 (Telnet 3270) позволяет подключаться к мэйнфреймам через сеть TCP/IP. Он эмулирует поведение терминала IBM 3270, передавая данные в формате 3270 datastream. TN3270E (RFC 2355, 1998) добавил поддержку цветов, атрибутов и управление соединением.

Применение

Банковская сфера

IBM 3270 активно использовались в банках для работы с транзакционными системами (например, IBM CICS). Операционисты вводили данные по счетам, кредитам и переводам через экранные формы. Надёжность и скорость работы терминалов обеспечивали высокую пропускную способность.

Государственные учреждения

В правительственных организациях (налоговые службы, пенсионные фонды, министерства) IBM 3270 применялись для обработки заявлений, ведения реестров и учёта. До сих пор некоторые системы (например, в США — Social Security Administration) используют эмуляцию 3270.

Промышленность и логистика

На заводах и складах терминалы 3270 применялись для управления запасами, отслеживания заказов и контроля производства. Принтеры 3287 печатали накладные и этикетки.

Научные и образовательные учреждения

В университетах и исследовательских центрах IBM 3270 использовались для доступа к мэйнфреймам, на которых выполнялись научные расчёты и работали системы управления базами данных (например, IBM IMS).

Критика и ограничения

Высокая стоимость

IBM 3270 были дорогими устройствами — цена одной дисплейной станции в середине 1970-х годов составляла несколько тысяч долларов США (с учётом инфляции — десятки тысяч современных долларов). Контроллеры и кабельная инфраструктура также требовали значительных затрат.

Зависимость от мэйнфрейма

Терминалы не обладали собственной вычислительной мощностью — все приложения выполнялись на хост-машине. Это делало систему уязвимой при сбоях мэйнфрейма или каналов связи.

Проприетарность

Протокол 3270 был закрытым и привязанным к оборудованию IBM. Альтернативные производители (например, Memorex, Telex) выпускали совместимые терминалы, но полная функциональность достигалась только с оригинальными устройствами IBM.

Устаревание

С распространением персональных компьютеров и клиент-серверной архитектуры в 1990-х годах использование терминалов IBM 3270 сократилось. Однако эмуляция и протокол TN3270 остаются востребованными в legacy-системах, особенно в финансовом секторе.

Интересные факты

• Клавиатура IBM 3270 стала прототипом для клавиатуры IBM PC (Model F и Model M), хотя раскладка была изменена.
• В 1980-х годах IBM выпустила портативную версию терминала — IBM 3270 PC, которая представляла собой IBM PC XT с платой эмуляции 3270.
• Протокол 3270 datastream используется в системах IBM i (AS/400) для работы с 5250-терминалами, хотя они имеют другой набор команд.
• Некоторые современные банкоматы и терминалы самообслуживания до сих пор используют эмуляцию 3270 для связи с мэйнфреймами.

Источники

• IBM Corporation. «IBM 3270 Information Display System: Introduction and Technical Reference». 1972.
• IBM Corporation. «IBM 3270 Data Stream Programmer’s Reference». 1984.
• RFC 1576 — TN3270 Current Practices. 1994.
• RFC 2355 — TN3270 Enhancements. 1998.
• Pugh, Emerson W. «Building IBM: Shaping an Industry and Its Technology». MIT Press, 1995.
• Ceruzzi, Paul E. «A History of Modern Computing». MIT Press, 2003.