Información detallada del mainframe
Mainframe, o mainframe, el nombre en inglés es mainframe. Los mainframes utilizan conjuntos de instrucciones de procesador, sistemas operativos y software de aplicación especializados. El término mainframe originalmente se refería a un gran sistema informático alojado en una caja de hierro muy grande con estructura de hierro para distinguirlo de las minicomputadoras y microcomputadoras más pequeñas. La mayoría de las veces se refiere a una serie de computadoras IBM que comienzan con system/360. El término también puede usarse para referirse a sistemas compatibles fabricados por otros proveedores, como Amdahl, Hitachi Data Systems (HDS). Algunas personas usan este término para referirse a los sistemas AS/400 o iSeries de IBM. Este uso es inapropiado porque incluso la propia IBM sólo considera estas series de máquinas como servidores de rango medio, no como mainframes. Introducción básica Nombre chino: Mainframe Nombre extranjero: Mainframe Alias: Mainframe Categoría: Funciones del sistema informático Mainframe, situación actual, mejora del rendimiento, opciones de tiempo de compilación, opciones de tiempo de ejecución, visualización de logros, funciones Desde la década de 1980, las redes y la miniaturización Es cada vez más obvio que El procesamiento centralizado tradicional y los modelos de host/terminal tonto son cada vez más incapaces de satisfacer las necesidades de las personas. En este caso, tanto las computadoras centrales como las minicomputadoras tradicionales están en crisis. En respuesta a la crisis, algunas mainframes y minicomputadoras han cambiado algunas de sus funciones y modos originales, uniéndose al campo de servidores caracterizado por el modo C/S y readaptándose a las necesidades de las personas. Bajo el impacto de las microcomputadoras, los servidores UNIX, la tecnología de clústeres y las estaciones de trabajo, las minicomputadoras tradicionales que no pueden adaptarse a este cambio han sido eliminadas, mientras que las mainframes de IBM han seguido prosperando. Las principales razones de esto son: RAS (confiabilidad, disponibilidad, capacidad de servicio (). alta confiabilidad, alta disponibilidad, alta capacidad de servicio), capacidades de procesamiento de E/S e ISA. Hoy en día, los mainframes ya no son tan buenos como los microordenadores en términos de MIPS (millones de instrucciones por segundo), pero sus capacidades de E/S, capacidades informáticas no numéricas, estabilidad y seguridad están fuera del alcance de los microordenadores. La principal diferencia entre mainframes y supercomputadoras (anteriormente llamadas supercomputadoras): las mainframes usan sistemas de instrucción y sistemas operativos dedicados, mientras que las supercomputadoras usan procesadores de propósito general y sistemas operativos UNIX o similares a UNIX (como Linux). Las computadoras centrales son buenas para cálculos no numéricos (procesamiento de datos) y las supercomputadoras son buenas para cálculos numéricos (cálculos científicos). Los mainframes se utilizan principalmente en áreas comerciales como la banca y las telecomunicaciones, mientras que las supercomputadoras se utilizan en campos científicos de vanguardia, especialmente en defensa. Los mainframes utilizan ampliamente la redundancia y otras tecnologías para garantizar su seguridad y estabilidad, por lo que normalmente hay dos conjuntos de estructuras internas. Las supercomputadoras, por otro lado, utilizan una gran cantidad de procesadores y, a menudo, están formadas por varios gabinetes. Para garantizar la compatibilidad, algunas tecnologías de mainframe son conservadoras. Situación actual Las empresas que producen mainframes incluyen IBM y UNISYS. Los mainframes fabricados por IBM se clasifican como la serie Z en su línea de productos de servidores. El host de esta serie de servidores suele ser un gabinete grande, que puede ejecutar una variedad de sistemas operativos a través de métodos nativos y virtuales. El sistema operativo más típico es Z/OS, un sistema operativo de interfaz de texto dedicado para mainframes IBM. El procesador central de la computadora central de IBM es un enorme módulo cerámico MCM, con múltiples chips de circuito integrado montados en el sustrato de cableado interno multicapa, utilizando el conjunto de instrucciones CISC basado en la arquitectura z/Architecture. SUN y HP no producen mainframes en el sentido general, pero producen servidores UNIX de alta gama con rendimiento y usos similares a los mainframes de IBM. Estos servidores a menudo se denominan servidores de clase mainframe. Mejora del rendimiento Reducir el consumo de CPU del mainframe es una tarea importante. Ahorrar cada ciclo de CPU no sólo retrasa las actualizaciones de hardware, sino que también reduce las tarifas de licencia de software según la escala de uso. El editor y el tiempo de ejecución de IBM Language Environment (LE) proporcionan muchas opciones de optimización, lo que elimina la necesidad de modificar el código fuente. Opciones en tiempo de compilación A través de la optimización del compilador LE, los programadores de mainframe pueden ajustar el código objeto para aprovechar al máximo el rendimiento informático de una determinada familia de procesadores. ARCH (arquitectura) es una opción del editor.
El nivel ARCH indica al compilador que genere código objeto que contenga instrucciones de máquina optimizadas para el rendimiento en el procesador de destino. ARCH ha ganado importancia a medida que IBM ha introducido varias generaciones de servidores que contienen conjuntos de instrucciones diseñados para un rendimiento óptimo. Otra opción es TUNE, que le dice al editor que secuencia las instrucciones de la máquina para garantizar que se aprovechen las ventajas de la canalización de instrucciones y el caché del procesador. Los programadores necesitan optimizar para la serie de procesadores más antigua de la línea de producción. Elegir la opción ARCH incorrecta y operar de manera anormal (0C1) puede causar una mala TUNE y degradar el rendimiento. Aunque estas opciones son generalmente específicas del compilador C++, IBM las ha extendido a los lenguajes de alto nivel COBOL y PL/1. Opciones de tiempo de ejecución IBM lE también proporciona una variedad de opciones de tiempo de ejecución que pueden mejorar el rendimiento del mainframe. La siguiente es la jerarquía de especificación de opciones: Las opciones de tiempo de ejecución se especifican en llamadas de programa utilizando opciones de usuario (UOPT), sesiones de control (CSECT), opciones de cableado al borrador de la región del programa (ROPT), opciones globales establecidas en el módulo CEEPRMxx, miembro de PARMLIB, CBLPSHOPOPS, procesamiento general. Las condiciones, la inicialización del almacenamiento y el tamaño de la pila son opciones de optimización del tiempo de ejecución, especialmente en un entorno CICS. CBLPSHPOPS. CBPSHPOPS controla si LE ejecuta los comandos PUSH HANDLE y POP HANDLE CICS al entrar o salir del tiempo de ejecución COBOL. Comando PUSH HANDLE El comando PUSH HANDLE utiliza la pila para guardar todas las condiciones no procesadas, mientras que POP empuja las condiciones del controlador hacia adelante. Si se genera alguna condición con un identificador no controlado, el control cambia al tiempo de ejecución de error especificado por el comando HANDLE. Desactivar la opción CBPSHPOPS puede ahorrar ciclos de CPU y evitar comandos PUSH y POP adicionales. Sin embargo, sin CBPSHPOPS, las condiciones generadas en módulos inferiores pueden filtrarse a tiempos de ejecución de procesamiento de nivel superior que no están preparados para errores. Cambie las configuraciones únicamente después del análisis y las pruebas. Inicialización del almacenamiento. La opción ALMACENAMIENTO controla la inicialización de la memoria a través de algunos parámetros, como los parámetros de segmento de montón recién aplicados, los parámetros de segmento de montón liberados por LE y la pila de inicialización o el almacenamiento automático cuando el control ingresa al tiempo de ejecución. La inicialización del montón tiende a ser el costo más económico en términos de ciclos de CPU. Inicializar el almacenamiento de la pila es más costoso, aunque el costo depende de la cantidad de llamadas a subrutinas. A menos que trabaje para la Agencia de Seguridad Nacional, no utilice la opción de borrado gratuito. Para evitar la inicialización simultánea de la memoria LE, siga las mejores prácticas de programación y asuma que el almacenamiento no está inicializado a menos que se indique explícitamente lo contrario en el programa. Tamaño de pila y montón. LE tiene su propio administrador de memoria, cuyo propósito es reducir la cantidad de veces que el programa tiene que mirar al sistema operativo o CICS para solicitar más almacenamiento. LE obtiene su memoria en grandes porciones, subdivididas según sea necesario. Cuando un bloque no puede cumplir con los requisitos de almacenamiento, LE llama al sistema operativo o CICS para solicitar otro bloque. Una buena elección para inicializar el almacenamiento en montón o en pila reducirá la cantidad de llamadas a la administración de memoria del sistema operativo y reducirá el uso de la CPU. Elegir el tamaño del bloque inicial es un arte que va más allá de la ciencia. Un bloqueo demasiado pequeño aumentará el uso de la CPU, pero un bloqueo demasiado grande puede reducir el uso de almacenamiento. La fragmentación en grandes bloques de memoria puede resultar bastante problemática en aplicaciones híbridas. Para una aplicación virtual, un programa puede solicitar un montón de 512 KB de un par de bloques de almacenamiento, mientras que otro programa puede solicitar un montón de 32 bytes de un bloque de 1 MB al mismo tiempo. A medida que se ejecuta el programa, el primer programa obtiene 512 KB y llama a otro programa que obtiene 32 bytes. Cuando el primer programa intenta obtener 512 KB, LE no puede satisfacer la demanda a través del bloque existente y debe solicitar otro bloque. Esto significa que hay casi 0,5 MB de almacenamiento que no se están utilizando. Al elegir los tamaños iniciales de montón y pila, estudie primero el comportamiento de la aplicación. Configure también una "zona de bloqueo" de 8 bytes para CICS al principio y al final de cada segmento de almacenamiento de usuario. Una solicitud de transacción IBM LE de 4-K (GETMAIN) en realidad ocupa 4112 bytes, lo que provocará la fragmentación del almacenamiento de CICS. El montón de CICS utiliza 4.080 bytes, lo que encaja perfectamente en una página de 4K. LE también utiliza algo de almacenamiento nuevo para satisfacer su propio control de uso, lo que reduce aún más el espacio disponible para el programa.
Los resultados muestran el primer IBM360 que utilizó tecnología de circuito integrado. En 1958, IBM lanzó la primera computadora hecha completamente de transistores, la RCA501. En 1959, IBM lanzó sucesivamente computadoras con transistores a gran escala, como la 7070 y la 7090, así como la I401 y la I620. , etc. Computadoras de transistores pequeñas y medianas. En 1964, IBM continuó sus esfuerzos y desarrolló con éxito la primera serie de computadoras IBM360 del mundo que utilizaba tecnología de circuitos integrados. Como se muestra en la Figura 1. Figura 1 Las computadoras IBM360 durante este período eran costosas y básicamente solo podían proporcionar servicios de procesamiento de datos para departamentos nacionales e industrias pilares como la defensa nacional, las finanzas, el transporte y la energía. Por ejemplo, el costo de desarrollo de IBM360 llega a los 5 mil millones de dólares estadounidenses, incluso 2,5 veces el costo de la primera bomba nuclear. Para solucionar este problema, los estudiosos de la época propusieron el concepto de computación de servicios públicos, cuyo origen ideológico procedía de la industria energética. Cuando aparecieron las lámparas incandescentes y los generadores, aunque en teoría todos los hogares podían iluminarse, esto requirió que cada hogar configurara y mantuviera un generador, lo que obviamente no era viable ni económica ni técnicamente. Con este fin, los científicos e ingenieros inventaron sucesivamente plantas de energía, sistemas de suministro de energía de CC y sistemas de suministro de energía de CA. En última instancia, las plantas de energía y los sistemas de suministro de energía de CA de larga distancia constituyen la tecnología central de la industria energética y continúan hasta el día de hoy. Hoy en día, cuando encendemos las luces o encendemos el aire acondicionado para calentar, no nos importa qué central eléctrica haya detrás, siempre que paguemos la factura de la luz a tiempo según la lectura mensual del contador, podremos disfrutar de la energía. servicios que trae la electricidad. Además de la electricidad, los servicios públicos como el gas canalizado, el agua corriente y los teléfonos fijos que utilizamos a menudo en nuestra vida diaria adoptan este método. Entonces, ¿pueden los servicios informáticos o, en términos actuales, los servicios de tecnología de la información desarrollarse de esta manera? ¿Paño de lana? Ésta es la idea de la informática de utilidad. Para permitir que un mainframe brinde servicios a múltiples clientes al mismo tiempo, IBM ha adoptado las ideas de diseño de multiplexación y virtualización de tiempo compartido en software, de modo que cuando varios clientes usan el mismo mainframe al mismo tiempo, es como si se dividen en múltiples hosts virtuales miniaturizados, este es en realidad el prototipo de informática de utilidad.