Технологии мейнфрейм нового поколения

Blog.MostSpeak.com > Технологии > Перейти к полной версии IBM: мейнфрейм нового поколения IBM: мейнфрейм нового поколения 22 октября 2008. Разместил: Gangstasheff

Корпорация IBM анонсировала новый мэйнфрейм System z10 Business Class (z10 BC). Разработанная как высокопроизводительная младшая версия представленного ранее в этом году мэйнфрейма масштаба крупного предприятия IBM System z10 Enterprise Class (z10 EC), новая система IBM z10 Business Class делает преимущества, характерные мэйнфреймам IBM, доступными клиентам из сектора среднего бизнеса. Теперь компании на развивающихся рынках (подобно ЮАР и Сингапуру) или из быстрорастущих экономических сегментов (таких как мобильная коммерция или социальные сети) могут позволить себе флагманскую технологию мэйнфрейма IBM по цене ниже 100 тыс. долларов. Клиентам, которые ищут эффективный способ консолидации серверных ресурсов с целью сокращения расходов, система IBM z10 BC обеспечит вычислительную мощность, эквивалентную 232 серверам с процессорной архитектурой x86, при 83% экономии полезной площади помещений. Кроме того, возможности 93% экономии затрат на электроэнергию, а также высокие уровни безопасности, автоматизации и контроля – обеспечивают потенциал 100% использования вычислительных ресурсов. На сегодняшний день IBM z10 BC является одной из наиболее гибких в отрасли архитектур, поддерживающую самые современные бизнес-приложения, которые часто разрабатываются для разных операционных сред и с использованием различных языков программирования. Возможности настройки включают 130 параметров, позволяющих эффективно распределять вычислительные мощности между постоянными и временными рабочими нагрузками, например, хостингом приложений и тестированием программ. Все это делает мэйнфрейм IBM z10 BC легко масштабируемой системой, подходящей даже для чрезвычайно быстро растущих предприятий. Для обеспечения оперативного управления издержками в IBM z10 BC предусмотрена возможность временного увеличения вычислительной мощности в периоды пиковых нагрузок. Кроме того, уникальная процессорная технология IBM z10 BC, известная как «specialty engines” («специализированные процессоры»), позволяет дополнительно настроить мэйнфрейм для использования популярных приложений, таких как SAP, Linux, Java и другие. Применяя систему IBM z10 BC в качестве основы ИТ-инфраструктуры, руководители компаний смогут направить усилия ИТ-специалистов на реализацию перспективных ИТ-инициатив, например развертывание новых приложений и сервисов. С точки зрения производительности, система IBM z10 BC обладает почти на 40% большим быстродействием, более чем на 50% большей суммарной мощностью и почти в 4 раза большими ресурсами памяти по сравнению со своим предшественником, более крупным мэйнфреймом IBM z9 BC. Построенный на базе системы IBM System z10 EC, новый мэйнфрейм IBM z10 BC использует большинство инновационных технологий модели EC – таких как процессорный чип Enterprise Quad Core z10 с аппаратными ускорителями и функциями шифрования данных, который идеально подходит для поддержки коммерческих и финансовых бизнес-приложений. Что касается более традиционных, но не менее важных рабочих нагрузок, то система IBM z10 BC может поддерживать работу 1000 пользователей службы электронной почты, затрачивая при этом 100 Вт. При необходимости, администратор просто активирует один «специализированный процессор» для программного сервера Domino, и система обретает способность поддерживать до 7500 пользователей почтовой службы. Однако еще более важно то, что мэйнфрейм IBM z10 BC обеспечивает высокие уровни оперативности, надежности и безопасности почтовой связи, которые важны для ИТ-специалистов и конечных пользователей. IBM также анонсировала новые предложения для информационной инфраструктуры следующего поколения – дисковую систему хранения данных DS8000 и ленточную систему хранения данных TS7700, которые оптимизированы для работы с мэнфреймом IBM System z10 Business Class. Эти новые решения IBM System Storage помогут клиентам в упрощении их инфраструктур хранения данных, обеспечении непрерывности бизнеса, надежной защите корпоративной информации и повышении экономической эффективности их вычислительных сред System z. Подразделение IBM Global Financing (IGF) анонсировало финансовую программу «Why Wait» («Зачем ждать»), действующую по схеме «no-interest/no-payments» (без процентов и без взносов), предусматривающую 90-дневную отсрочку платежа для клиентов, приобретающих новую систему z10 BC до конца 2008 года. Поощрительная финансовая схема представляет собой 36-месячную аренду (лизинг) со справедливой рыночной стоимостью. Клиенты, которые осуществляют развертывание нового сервера на условиях этой поощрительной финансовой программы, не оплачивают приобретение в течение 90 дней, а затем производят оплату посредством 36 ежемесячных платежей. Клиенты должны быть аттестованы на получение кредита, должны арендовать у IGF оборудование, предусмотренное поощрительной программой и в соответствие с установленной схемой, и развернуть систему в странах, участвующих в программе, до 31 декабря 2008 года.

Просмотров: 822 Опубликвано: 22 октября 2008

Мейнфреймы IBM используются в более чем 25 000 организациях по всему миру (без учёта клонов).

 

Глава 12. Операционные системы мейнфреймов

История и архитектура мейнфреймов

Мейнфреймы фирмы IBM [7] имеют почти 40-летнюю историю развития, причем, развитие это протекало эволюционно, во всяком случае, с точки зрения… За время существования мейнфреймов неоднократно высказывались и приобретали… Семейство мейнфреймов IBM System/360, появившееся в начале 60-х годов, стало значительной вехой в истории…

Операционная система VSE/ESA

Среда выполнения, которую VSE обеспечивает для приложений, показана на рисунке 12.3. Эта среда обеспечивается отчасти обязательными компонентами в… Базовые управляющие средства обеспечиваются обязательным компонентом ОС,…

Управление памятью

Нижняя часть виртуальной памяти - общая для всех разделов, в ней размещается ядро ОС - супервизор. Выше располагается совместно используемая область… Для части или для всего АП задачи может быть определен режим GETVIS, задающий… При старте системы автоматически создается 12 статических разделов. В системе есть также возможность создавать и…

Управление задачами

С точки зрения распределения процессорного времени, VSE является системой без разделения времени, с абсолютными приоритетами. Вытесняющая… При работе VSE/ESA на многопроцессорной конфигурации только один процессор в… Задания в VSE/ESA бывают двух видов - пакетные и интерактивные. Базовые средства VSE/AF обеспечивают обработку…

Файловая система

В начале каждого диска находится метка тома (VOL1), содержащая имя тома и указатель на размещение оглавления тома. Оглавление тома - структура VTOC… Основные файлы BAM, создаваемые на диске DOSRES при инсталляции системы: … Часть системных библиотек и файлов инсталлируется в области VSAM.

ICCF

Наряду с пакетными заданиями, в VSE есть возможность и интерактивной работы. Она обеспечивается компонентом VSE/ICCF (Interactive Computing Control Facility). ICCF не является строго обязательным компонентом ОС, но применяется практически при всех ее инсталляциях. ICCF выполняется в отдельном статическом разделе и обеспечивает пользователю терминала следующие возможности:

• ввод, просмотр и редактирование программ, заданий и данных;
• запуск с терминала заданий - интерактивных или пакетных в POWER;
• ведение библиотек ICCF (см. ниже);
• доступ к файлам VSE;
• доступ к очередям;
• интерактивное выполнение системных утилит;
• организацию и выполнение потока заданий в интерактивном разделе.

Для взаимодействия с пользователем ICCF использует несколько типов полноэкранных панелей:

• панели выбора (меню);
• панели ввода данных;
• списковые панели;
• панели подсказок;
• панель текстового редактора.

ICCF обеспечивает собственные библиотеки и подбиблиотеки, предназначенные прежде всего для хранения текстов программ и заданий. Файлы в библиотеках ICCF состоят из записей размером 88 байт, из которых первые 80 используются для данных, а в 8 байтах находятся два указателя, связывающие записи файла в двунаправленный список. Для библиотек ICCF определяются права доступа. С точки зрения доступа имеется три типа библиотек:

• COMMON - библиотеки, содержащие некоторую общую информацию (общие процедуры, макросы и т.п.), к таким библиотекам имеют доступ все пользователи, но только для чтения, только системный администратор имеет доступ к этим библиотекам для записи;
• PUBLIC - библиотеки, доступные всем пользователям для чтения и для записи;
• PRIVATE - библиотеки, доступные только для одного пользователя.

Права доступа назначаются системным администратором.

Другие компоненты

Функциональность CICS значительно шире, чем только поддержка интерактивного интерфейса VSE. CICS является мощным сервером транзакций, который… Во всех промышленных применениях VSE CICS является практически обязательным… VSE/BTAM (Basic Telecommunication Access Method) является базовым телекоммуникационным методом доступа, обеспечивающим…

Операционная система z/OS

ОС OS/360 MVT, находившаяся "у истоков" этой линии, работала только с реальной памятью, создавая в ней динамические разделы по мере… Примерная структура системного программного обеспечения в составе z/OS… Мы отметили, что развитие этой ОС происходило исключительно эволюционным путем. Внедрение новых возможностей…

Управление памятью

Распределение виртуального АП для 24- и 31-битого размера адреса показано на рисунке 12.6. Нижняя часть виртуального АП занята системой, она… z/OS предоставляет также приложениям возможности использовать дополнительные… Коммуникации пересечения памяти позволяют программе передавать управление в другое АП. Управление передается не…

Управление процессами

Приоритеты выполнения определяются на двух уровнях: приоритет АП; приоритеты задач и подзадач. Приоритет АП, как правило, определяется ОС из соображений обеспечения… Создавая задачу для шага задания, ОС присваивает ей диспетчерский (текущий) и граничный приоритеты. Подзадача по…

Средства взаимодействия

Для взаимного исключения доступа к ресурсам из разных программ используются системные вызовы ENQ и DEQ. В первом приближении их можно считать… Комбинация имени ресурса и масштаба должна быть уникальной. В отличие от обычных семафорных операций, системный вызов ENQ может выполняться в монопольном или разделяемом режиме,…

Подсистемы и управление ресурсами

Подсистема ввода заданий JES (Job Entry Subsystem) обеспечивает выполнение пакетных заданий. Ее функции во многом аналогичны подсистеме POWER в VSE.… Подсистема разделения времени TSO/E (Time Sharing Option/Extention) - основной… z/OS UNIX System Services обеспечивают использование z/OS как сверхмощного Unix-сервера. Службы приложений z/OS UNIX…

Операционная система z/VM

Уникальные свойства z/VM определяются ее архитектурой. Аббревиатура VM расшифровывается как Virtual Machine, и эта ОС в полной мере воплощает… СP на выбор моделирует для ВМ архитектуры нескольких поколений мейнфреймов -… Поскольку CP предоставляет ВМ модель, неотличимую для нее от ресурсов реальной вычислительной системы, программа,…

Управление памятью

1. Тип V=V - ВМ, которой выделяется только виртуальная память, требуемый размер памяти дя ВМ обеспечивается за счет динамической трансляции адресов… 2. Тип V=F - ВМ, которой выделяется непрерывная область реальной памяти. Эта… 3. Тип V=R - ВМ, которой выделяется непрерывная область реальной памяти, начиная с адреса 0. Эта память исключается…

Диспетчеризация ВМ

CP может моделировать многопроцессорную конфигурацию для ВМ, но при создании ВМ с большим числом процессоров, чем имеется в реальной системе,… Единицей диспетчеризации с точки зрения распределения процессорного… Готовыми здесь называются те ВМ, которые требуют выполнения какой-либо процессорной транзакции. "Спящие" ВМ…

Виртуальные устройства

Некоторые внешние устройства (например, накопители на магнитных лентах) закрепляются за ВМ. Закрепление означает, что устройство используется ВМ в… z/VM также широко использует концепцию спулинга. Каждая ВМ имеет свой… Каждое реальное дисковое устройство разделяется на несколько областей. Среди таких областей - область системных…

CMS

Диалоговая управляющая система СMS (Conversation Monitor System) является гостевой ОС, обязательным компонентом z/VM. Это интерактивная однопользовательская, однозадачная ОС, предназначенная прежде всего для разработчиков программного обеспечения и администраторов системы. CMS разрабатывалась именно как гостевая ОС, поэтому ей не свойственны некоторые функции, типичные для самостоятельных ОС, такие как диспетчеризация и планирование, управление реальной памятью - эти функции выполняет CP. CMS обеспечивает работу с файловой системой, управление виртуальной памятью, управление виртуальными устройствами и интерфейс пользователя.

CMS не обеспечивает многозадачности. В программах, разрабатываемых для CMS, возможна многопоточность, но параллельная обработка обеспечивается только на уровне нитей, но не программ. Структура виртуальной памяти в CMS также очень проста. Нижнюю часть виртуального АП занимают структуры ядра CMS, создаваемые для каждой ВМ. Выше расположено частное адресное пространство программы, выполняющейся в CMS. Верхнюю часть АП занимают объекты, совместно используемые в режиме чтения: общая для всех ВМ часть структур и кодов CMS, система подсказки и т.п.

CMS состоит из следующих основных частей:

• терминальная система, обеспечивающая коммуникации между пользователем и ОС;
• системные службы CMS, в том числе:
• команды и утилиты и пакетная служба;
• сервис библиотек LIBRARYAN;
• сервис редактора XEDIT;
• командные интерпретаторы EXEC2, CMS EXEC, REXX;
• Open Extention;
• файловые системы:
• файловая система минидисков;
• SFS;
• BFS.

CMS является интерактивной командно-управляемой ОС и обладает богатым набором команд и утилит, обеспечивающих управление файлами, выполнение программ и управление системой. Хотя основной интерфейс CMS - командная строка, использование в утилитах возможностей REXX и XEDIT обеспечивает во многих случаях полноэкранный интерфейс взаимодействия с системой. Пользователи CMS могут также готовить пакетные задания, для этого в их распоряжении есть специальный командный язык. Пакетные задания пересылаются серверу пакетной обработки CMSBATCH, выполняющемуся в отдельной виртуальной машине и обслуживающему пакетных клиентов на всех ВМ системы.

Сервис библиотек обеспечивает создание и ведение библиотек макроопределений, объектных модулей и загрузочных модулей, а также загрузку и выполнение модулей из библиотек z/OS.

XEDIT является полноэкранным текстовым редактором с богатыми возможностями манипулирования текстом и форматирования экрана. Для XEDIT с помощью языка REXX могут создаваться сколь угодно сложные макрокоманды и профили, что позволяет использовать его как основу для создания интерфейсов системных и пользовательских утилит.

Наиболее развитым процедурным языком CMS является язык REXX. Этот язык родился именно в CMS, но сейчас является обязательной составной частью любой операционной системы IBM. В качестве прототипа для REXX был взят язык программирования PL/1, таким образом, REXX обладает полным набором алгоритмических возможностей и возможностью выполнять в программе команды, адресуемые операционной системе (CMS или CP) или другой системной или прикладной среде (например, XEDIT, DB2 и т.д.). В отличие от своего прототипа, REXX является интерпретирующим языком и в полной мере использует это свойство - вплоть до возможности выполнить переменную - строку символов как оператор программы.

Файловые системы CMS

Файловая система на минидисках была первой файловой системой для CMS, однако ее существенный недостаток состоит в том, что дисковое пространство для… SFS обеспечивает совместное управление дисковым пространством для всех ВМ и… Управляющие и пользовательские данные SFS располагаются на минидисках сервера SFS и составляют файловый пул. Сервер…

CMS Open Extension

GCS

Групповая Управляющая Система GCS (Group Control System), как и CMS, является гостевой ОС - компонентом z/VM. GCS не конкурирует с CMS, они предназначены для разных задач. Если CMS - система для поддержки интерактивной работы, разработки и администрирования, то GSC - среда для выполнения приложений, прежде всего - приложений, тесно взаимодействующих друг с другом и приложений в архитектуре IBM SNA (System Network Architecture).

GSC позволяет объединять ВМ в группы, управляемые общим супервизором. Все ВМ в группе используют общий загруженный код ОС и ряда системных сервисов, а также имеют общую область памяти, доступную для чтения и записи.

Специфической функцией GCS в составе z/VM является является поддержка архитектуры SNA как части z/VM без помощи какой-либо другой ОС. Эта поддержка выполняется продуктом ACF/VTAM (Advanced Communication Functiom/Virtual Telecommunications Access Method). Версия VTAM для GCS выполняется на одной из ВМ группы и управляет потоками данных, проходящими между сетевыми устройствами и программами, выполняющимися на других ВМ группы. VTAM также предоставляет сетевой интерфейс другим программным продуктам, обеспечивающим коммуникации, таким как:

• APPC (Advanced Program-to-Program Communications)/VM Support, обеспечивающий высокоуровневый интерфейс взаимодействия программ по протоколу APPC, независящий от того, являются взаимодействующие программы локальными или удаленными;
• RSCS (Remote Spooling Communications Subsystem), обеспечивающая передачу информации через сеть SNA, работу с файлами спулинга и передачу сообщений через связи не-SNA;
• NetView - средство управления сетями SNA.

Виртуальное АП, создаваемое GCS для выполняющихся в ней приложений, отчасти напоминает АП приложений CMS: 16-Мбайтное пространство распределяется следующим образом (от меньших адресов к большим):

• управляющие блоки GCS, создаваемые для каждой ВМ;
• частное АП приложений;
• коды ядра общие управляющие блоки GCS (совместно используемые группой);
• общая область данных, общие управляющие блоки GCS (только чтение);
• общая область памяти (чтение и запись).

При расширении АП выше 16 Мбайт в верхней части АП создаются дополнительные порции частного АП и области данных и памяти.

В отличие от CMS, GCS является многозадачной ОС, поэтому задача управления памятью для нее сложнее: нужно обеспечить динамическое выделение памяти для нескольких программ и защиту памяти одной программы от другой. Для разделения областей памяти, принадлежащих разным программам, GCS использует механизм ключей защиты памяти (описанный в разделе 12.1). При запросе программы на выделение памяти GCS ищет свободную страницу, ключ защиты которой совпадает с ключом программы, выдавшей запрос, при отсутствии таковой - изменяет ключ защиты любой другой свободной страницы.

GSC поддерживает многозадачность на одной ВМ. Следует, однако, помнить о том, что распределение процессорного обслуживания между программами GSC ведется в рамках того кванта времени, который выделяется виртуальной машине CP. GSC распределяет обслуживание по принципу абсолютных приоритетов, число градаций приоритета - 256 (приоритет 255 - наивысший). Задача, выбранная на выполнение, вытесняется только тогда, когда она переходит в состояние ожидания или в состояние готовности приходит задача с более высоким приоритетом. Если, однако, имеется несколько задач с одинаковым наивысшим приоритетом, они получают обслуживание в режиме квантования времени. Приоритет задачи/подзадачи устанавливается при ее порождении и может быть изменен только явным образом - системным вызовом CHAP. Механизмы управления задачами в GCS - те же, что и в z/OS:

• системные вызовы ATTACH и DETACH - для порождения и уничтожения задач;
• системные вызовы WAIT и POST и блоки ECB - для синхронизации выполнения;
• системные вызовы ENQ и DEQ - для взаимного исключения доступа к ресурсам.

Linux в z/VM

Контрольные вопросы

1. В чем состоят достоинства эволюционного подхода IBM к развитию аппаратного и программного обеспечения мейнфреймов?

2. Почему определение "большая ЭВМ универсального назначения" уже не подходит для мейнфрейма?

3. Опишите базовую модель памяти, которая была реализована в ранних версиях VSE. Какой из моделей, описанных нами в главе 3 части I, она соответствует? Как она изменялась в следующих версиях VSE?

4. Сопоставьте способы формирования виртуального адресного пространства в современных версиях VSE и в OS/390. Что между ними общего, в чем различия?

5. Какие дисциплины планирования процессов применяются в VSE?

6. Охарактеризуйте методы доступа BAM и VSAM. Каким образом они совмещаются на одном томе?

7. Какими средствами VSE превращается в интерактивную систему?

8. Опишите модель памяти, которая реализована в MVS - OS/390. Как она изменяется в z/OS?

9. Какие средства взаимодействия процессов имеются в z/OS? Сопоставьте их со средствами, описанными в главе 9 части I.

10. Какие расширения виртуальной памяти сверх первичного адресного пространства может получить приложение в z/OS?

11. Назовите и охарактеризуйте основные подсистемы z/OS, обеспечивающие среды выполнения приложений.

12. Почему автоматизация управления производительностью в z/OS является не роскошью, а необходимостью?

13. Опишите уровни абстракций планирования ресурсов в z/OS. Какими компонентами поддерживается каждый из этих уровней?

14. Назовите основные задачи проекта eLiza. В чем, по-Вашему, состоят достоинства проекта?

15. Какие ресурсы предоставляются виртуальной машине в z/VM?

16. Какими методами CP z/VM обеспечивает для виртуальной машины виртуальные устройства?

17. Что такое привилегированные виртуальные машины? Для чего они могут применяться? Какие существуют ограничения на их применение?

18. Сопоставьте алгоритм диспетчеризации z/VM с алгоритмом диспетчеризации VM/370, описанным в разделе 2.3 части I. Какие изменения претерпел этот алгоритм?

19. Опишите политику страничного обмена в z/VM. Каким дисциплинам, описанным в главе 3 части I, она соответствует?

20. Какие гостевые ОС могут работать в среде z/VM? Как их можно классифицировать?

21. Как "распределяются роли" между гостевыми ОС CMS и GCS?

22. Почему гостевой ОС CMS не требуется обеспечивать многозадачность?

23. В чем преимущества файловой системы SFS по сравнению с файловой системой минидисков?

24. ОС Linux для мейнфреймов может работать на реальной ЭВМ, но применяется почти исключительно как гостевая ОС в среде z/VM - почему?

Назад

Оглавление

Вперед

 

Индекс