テキサスA&M大学の IBM 650。 右にあるのが IBM 533 パンチカード・リーダ/パンチャー IBM 650 の前面パネル（1956年製造） 二五進法表示になっている。 IBM 650の前面パネルの裏側 ノルウェーの最初の IBM 650 (1959)。"EMMA" と呼ばれていた。CPU （右）、入出力装置（中央）、パンチカードソータ（左）。（オスロ 、ノルウェー科学技術博物館 ） 650で使われていたタイプの真空管回路モジュール Bronx High School of Science での1960年の教室。IBM 650 の命令コード表が黒板の右上にある。IBM 650 （アイビーエムろくごーまる）[ 1] IBM の最初のコンピュータ のひとつであり、世界初の大量生産 されたコンピュータである[ 2] 1953年 に発表され、1954年 の初出荷から生産終了の1962年 までに2000システム以上が製造された。保守サポートは1969年 に終了。
650は主に科学技術計算用とされ、IBM のパンチカード 機器（タビュレーティングマシン の進化した IBM 604 などの機械）のユーザーに対してまともなコンピュータ へのアップグレードパスを提供する目的で設計された[ 3] IBM 701 と、磁気テープ 装置を基本としたビジネス用のIBM 702 がリリースされたが、650が最も多く製造された。1958年までに800台が販売されたが、これは当時世界で販売されたコンピュータ全体の半分以上を占める台数である。トーマス・J・ワトソン・ジュニア はこれを「コンピュータ界のT型フォード 」と称した[ 4]
2アドレス命令形式で、データもアドレスも二五進法 の二進化十進表現 である[ ※ 1] 磁気ドラムメモリ である。比較的安価でプログラミングも単純であるため、潜水艦乗組員の能力のモデリング[ 5]
基本の650システムは以下の3つの機器筐体から構成される。
オプション装備として以下のものがある。
ディスク装置 (IBM 355[ 9] IBM RAMAC 650 Data Processing System と呼んだ。
カード読取装置 (IBM 543)
カードパンチ装置 (IBM 544)
制御装置 (IBM 652[ 10]
補助装置 (IBM 653[ 11]
補助英字装置 (IBM 654)
磁気テープ装置 (IBM 727[ 1]
問合せ端末(IBM 838[ 12]
Tape To Card Punch IBM 46 Model 3、Tape To Card Punch IBM 47 Model 3 - 磁気テープからパンチカードへの変換を行う装置
会計機 IBM 407 磁気ドラムメモリ [ 13] ワード が格納できる（文字ならば、1ワードに5文字格納）。アドレス 範囲は 0000 から 1999 で、今日の単位 で言えば約8.5kB である[ ※ 2] [ 14] rpm で、最適化した平均アクセス時間 は2.5ミリ秒）。このため、各命令 ワード内の二つ目のアドレスは次に実行すべき命令のアドレスを格納するようになっていた。プログラムを最適化するには、前の命令の実行時間から次の命令語を置くべきドラム上の位置を計算してアドレスを求める必要があった。"table lookup" という特殊な命令が用意されている。これは磁気ドラムの1トラック（50ワードが格納されている）の先頭ワードを比較のための値とし、その後に昇順に整列したデータが並んでいるものとして、ドラムが1回転する間に比較を行い、最初に等しいかまたは大きい値が出現したときのワードのアドレスをアキュムレータにセットする。これを使うと、1963年 の1000倍高速なコンピュータの約3分の1程度の速度でテーブル比較が可能である（IBM 7040 で同じことを行うと1.5ミリ秒かかり、IBM 650 で table lookup 命令で同じことをすると5ミリ秒 かかる）。高水準言語を使うと、（テーブル参照に限ると）IBM 7040 の方がずっと遅くなる。
オプションの補助装置（IBM 653）は1955年 5月3日 にリリースされたもので、以下の3つの機能を持っていた。
60ワード分の容量の磁気コアメモリ 。アドレスは 9000 から 9059。小さな高速記憶装置 （アクセス時間は96μ秒で、ドラムの26倍の速さ）で、テープおよびディスクの入出力 バッファ として必要とされた。
3個の4桁サイズのインデックスレジスタ 。アドレスは 8005 から 8007。ドラムメモリやコアメモリを追加したとき、それらの拡張された空間にアクセスする手段として使われた。
浮動小数点 演算装置。8桁の仮数 部と2桁の指数部の二五進法で浮動小数点数を表す。これで表せる範囲は ±0.10000000E-50 から ±0.99999999E+49 までである。IBM 533 パンチカードリーダ/パンチ装置は、26桁の英数字を読み取ることしかできない。拡張は可能だが、最大でも50桁を超えられない。そのため1枚から最大でも10ワードまでしか読み取れない（1ワードは5文字）。
1960年に発表された IBM 7070 は「トランジスタ化した IBM 650」としてアップグレードパスを提供するよう設計されている。1959年に登場した IBM 1620 は科学技術計算分野のローエンド用である。どちらも十進方式だが、命令セットの互換性はない。
IBM 650 の命令は、2桁の命令コード、4桁のデータアドレス、4桁の次命令アドレスで構成される。符号は無視される。アキュムレータ は20桁で、上半分の10桁と下半分の10桁ずつ別に扱われることが多い。符号は全体で1つである。磁気ドラムからデータを読み込むとディストリビュータという一種のレジスタに格納される。実行中命令はプログラムレジスタに保持される。算術演算は1桁相当の加算器を使って行う。浮動小数点演算機構や磁気コアメモリ、インデックスレジスタ、入出力装置を追加すると、命令も追加される。基本モデルには42種類の命令がある。あらゆるオプションを追加すると、全部で97命令となる[ 15]
70
RD
パンチカードから磁気ドラムに読み込む
71
PCH
磁気ドラムの内容をパンチカードに出力
69
LD
ディストリビュータ・レジスタにロード
24
STD
ディストリビュータ・レジスタの内容をストア
10
AU
アキュムレータの上半分に加算
15
AL
アキュムレータの下半分に加算
11
SU
アキュムレータの上半分から減算
16
SL
アキュムレータの下半分から減算
60
RAU
アキュムレータ全体をリセットして、上半分に加算
65
RAL
アキュムレータ全体をリセットして、下半分に加算
61
RSU
アキュムレータ全体をリセットして、上半分から減算
66
RSL
アキュムレータ全体をリセットして、下半分から減算
20
STL
アキュムレータの下半分を磁気ドラムにストア
21
STU
アキュムレータの上半分を磁気ドラムにストア。ストアされる値はアキュムレータの符号を含む。除算後の場合は、余りの符号がストアされる。
22
STDA
アキュムレータの下から5桁目から8桁目までを指定されたアドレスの同じ位置にストアする。命令のオペランド書き換え用
23
STIA
アキュムレータの下から1桁目から4桁目までを指定されたアドレスの同じ位置にストアする。命令のオペランド書き換え用
17
AABL
アキュムレータの下半分に絶対値を加算
67
RAABL
アキュムレータ全体をリセット後、下半分に絶対値を加算
18
SABL
アキュムレータの下半分から絶対値を減算
68
RSABL
アキュムレータ全体をリセット後、下半分から絶対値を減算
19
MULT
乗算、被乗数はアキュムレータの上半分、積はアキュムレータ全体
14
DIV
除算、アキュムレータの上半分には余り、下半分には商がセットされる
64
DIVRU
除算後、アキュムレータの上半分、すなわち余りを消去
44
BRNZU
アキュムレータの上半分がゼロでないとき分岐
45
BRNZ
アキュムレータ全体がゼロでないとき分岐
46
BRMIN
アキュムレータの符号が負のとき分岐
47
BROV
オーバーフローが起きているとき分岐
90-99
BRD
ディストリビュータ・レジスタの対応する桁が8なら分岐、9なら分岐しない。それ以外ならエラー。IBM 533 の制御パネルからCPUに信号を送るのに使われた。
30
SRT
アキュムレータの内容を右シフト（データアドレスをシフトする桁数として解釈する）
31
SRD
アキュムレータの内容を右シフトすると同時に、数値としての丸めを施す。
35
SLT
アキュムレータの内容を左シフト
36
SCT
アキュムレータの上位桁がゼロの部分を左シフトして消し去り、何桁シフトしたかを最下位2桁に書き込む。全くシフトしない場合は最下位2桁がゼロになる。最大10桁までしかシフトしないので、アキュムレータの下半分の上位桁がゼロであってもそのままとなる。
84
TLU
テーブル参照（上述）
00
No-Op
何もしない
01
Stop
コンソールのスイッチがstopに設定されていれば停止。さもなくば No-Op と同じ
ソフトウェア としては、以下のものがあった。
BLIS (Bell Laboratories Interpretive System)[ 16]
IPL - 初期のリスト処理言語。IPL-V というバージョンが最も有名。
SPACE (Simplified Programming Anyone Can Enjoy) - ビジネス指向の2ステップコンパイラ（下記の SOAP を経由する）
IT (Internal Translator)[ 17]
SOAP (Symbolic Optimal Assembly Program) - 機械語 に一対一対応する言語[ 18]
FOR TRANSIT - FORTRAN の一種。ソースをIT（上記）に変換し、ITからSOAP（上記）に変換し、最終的にオブジェクトコードにする[ 19]
FORTRAN[ 20]
GATE - 変数名が1文字という単純なコンパイラ
RUNCIBLE (Revised Unified New Compiler IT Basic Language Extended)
TASS (Technical Assembly System) - マクロアセンブラ
IBM 650は日本でも、神戸市甲南大学 （1961年）などに設置された。[ 21]
^ 「二五進法 」で解説されている方式とは異なり、7ビットを2ビットと5ビットに分け、2ビット部分では "10" が 5 "01" が 0 を意味し、残る5ビットは各ビット位置が 0 から 4 までの数に対応している。従って、どの数であっても必ず2ビットがONになっている。
^ 各ワードは符号付10桁の十進数を表現できるので、233 が約85億（10桁）である。符号を考慮すると234 、すなわち約170億となる。従って IBM 650 の各ワードは少なくとも現代的な意味での34ビットの情報を格納できる。2000×34=68000ビットとなるので、8で割ると8500バイトとなり、約8.5kBという記述になった。1024単位なら 8.3KiB である。
