Мэйнфреймы — прошлое и настоящее
Современные модели мэйнфреймов
Программное обеспечение для мэйнфреймов
Термин «мэйнфрейм» в последние годы обычно ассоциируется с занимавшими огромные помещения вычислительными машинами 80-х годов, безвозвратно ушедшими в прошлое на многих российских предприятиях, внедривших для решения своих задач сети персональных компьютеров. Согласно одному из прогнозов Gartner Group, последний мэйнфрейм предполагалось выключить в 1993 году. Срок этот давно истек, но рынок мэйнфреймов остается стабильным и их продажи ежегодно растут.
езусловно,
решение многих задач автоматизации предприятий с помощью персональных компьютеров,
RISC-серверов, архитектуры «клиент-сервер» и современных средств разработки
приложений оказывается намного дешевле, чем использование мэйнфреймов. Однако,
как показала практика, внедрение персональных компьютеров рентабельно далеко
не во всех случаях, особенно если речь идет о крупных организациях, где на первый
план выходят вопросы хранения больших объемов данных, их целостности, надежности
обслуживающих их приложений. И в этих случаях применение мэйнфреймов может оказаться
удачной альтернативой набору из персональных компьютеров и RISC-серверов.
Несмотря на нынешнюю популярность ПК и RISC-серверов, мэйнфреймы активно используются на многих предприятиях. Мало того, корпорация IBM, родоначальница данной категории средств вычислительной техники, не только продолжает их выпускать, но и разрабатывает новые модели. Причина приверженности IT-отделов крупных компаний к «большим» ЭВМ заключается в развитых возможностях защиты данных, в высоком быстродействии, в наличии средств резервного копирования и восстановления после сбоев, в поддержке виртуальных машин — то есть во всем том, к чему производители перcональных компьютеров и серверов приблизились только сегодня.
Немного истории
ервые
мэйнфреймы были выпущены корпорацией IBM в апреле 1964 года: именно тогда была
разработана архитектурная концепция семейства System/360 (S/360). Это был самый
дорогостоящий проект в истории вычислительной техники — на его выполнение было
затрачено более 5 млрд. долл. Данный проект был направлен на разработку всесторонне
продуманного комплекса решений в области аппаратуры, программного обеспечения,
технологии производства, организации распространения и технического обслуживания
семейства компьютеров, различных по производительности и цене. System/360 стало
первым большим семейством компьютеров, позволявшим использовать взаимозаменяемое
программное обеспечение и периферийное оборудование. Вместо того чтобы приобретать
новую систему по мере роста потребностей и увеличения бюджета, владельцы мэйнфреймов
данной серии теперь могли просто наращивать вычислительные возможности по частям,
добавляя или заменяя лишь необходимые аппаратные средства. В рамках System/360
предлагался выбор из 5 процессоров, 44 периферийных устройств и 19 комбинаций
питания, быстродействия и памяти. Пользователь мог эксплуатировать те же самые
магнитные ленты и дисковые накопители с процессорами, различающимися по производительности
в 100 раз. Сейчас взаимозаменяемость компонентов и возможность наращивания мощности
за счет добавления ресурсов кажется обычным делом, но до появления S/360 ничего
подобного не было — каждый компьютер был уникальным устройством и все они были
несовместимы между собой. Именно поэтому серия System/360 считается одним из
величайших технологических достижений ХХ века. Отметим, что выпуск этой серии
оказал заметное влияние и на развитие отечественной вычислительной техники:
IBM-совместимые мэйнфреймы успешно выпускались в нашей стране в 70-х и 80-х
годах.
Для ЭВМ серии System/360 и последующей за ней System/370 сразу же появлялись наиболее передовые решения, приводящие к повышению производительности, такие как средства динамического преобразования адресов, способность устройства управления обнаруживать все операции, допускающие одновременное исполнение, многопроцессорность на основе общей оперативной памяти, межпроцессорная сигнализация, опережающий просмотр команд для динамического предсказания логических переходов, поддержка многозадачности, страничная организация памяти. Первый компилятор языка высокого уровня и первый экранный редактор также были созданы для ЭВМ именно этих серий.
Часть оборудования ЭВМ IBM System/360 (1964 г.)
Модельный ряд мэйнфреймов IBM постоянно совершенствовался: в 70-х годах появились модели, использовавшие большие интегральные схемы и полупроводниковую память, затем появились модели с векторной обработкой данных.
Компьютеры System/360/370 известны как универсальные. Они одновременно могли использоваться для научно-инженерных расчетов и обработки изображений, поддерживать базы данных терабайтных объемов, обслуживать локальные и глобальные сети. По сравнению с появившимися в 70-х годах микрокомпьютерами, эти машины были сравнительно объемными, но прогресс в технологии, приведший к появлению персональных ЭВМ, в еще большей степени повлиял на развитие «больших» машин. В конце 80-х — начале 90-х годов IBM продолжила эволюционное развитие линии мэйнфреймов на основе новой архитектуры ESA (Enterprise System Architecture) — данная серия мэйнфреймов получила название System/390. В 90-х годах число различных моделей стремительно росло, появились модели, использующие КМОП-технологию (КМОП — комплементарный металл-оксидный полупроводник). В середине 90-х годов были выпущены модели, поддерживающие объединение мэйнфреймов в кластеры и резервирование процессоров. В 1998 году была анонсирована модель S/390 Integrated Server, отличающаяся относительно небольшими габаритами (112Ѕ89Ѕ52 см) и весом (100 кг).
 |
|
Современные модели мэйнфреймов
овременные
модели мэйнфреймов IBМ, являющиеся развитием линии S/390, носят название еServer
zSeries. Эти серверы основаны на архитектуре z/Architecture, которая представляет
собой расширение архитектуры ESA. Данная архитектура позволяет обеспечить полноценную
поддержку 64-разрядной реальной и виртуальной памяти, поддерживает кластеризацию
(до 640 процессоров) и виртуальные машины, позволяющие выполнять до сотни экземпляров
других операционных систем (например, Linux), позволяет устранять проблемы,
связанные с недостатком адресуемой памяти, и с помощью интеллектуального диспетчера
ресурсов (Intelligent Resource Director, IRD) может автоматически направлять
имеющиеся ресурсы на решение наиболее приоритетных задач.
Новейший сервер из этого семейства — IBM zSeries 990 (z990) — обладает расширенным набором функций для построения центров обработки данных, обработки транзакций и интеграции приложений.
Серверы семейства zSeries ориентированы на обеспечение высочайшего уровня доступности приложений. Они отличаются высокой надежностью и наделены средствами самонастройки и самовосстановления, обладают встроенными механизмами предотвращения неисправностей, высокой отказоустойчивостью. Технология наращивания вычислительных ресурсов по требованию (Capacity Upgrade on Demand), реализованная в серверах этой серии, позволяет без нарушения работы системы устанавливать дополнительные центральные процессоры, устройства внутреннего сопряжения, иное аппаратное обеспечение. Отметим, что средний срок наработки на отказ мэйнфреймов этой серии оценивается в 15 лет.
Современный мэйнфрейм IBM eServer zSeries 990 (2004 г.)
Поскольку безопасность данных становится важнейшим фактором современной IT-индустрии, мэйнфреймы семейства zSeries содержат встроенный аппаратный программируемый криптографический адаптер, позволяющий выполнять SSL-операции и операции шифрования с открытым ключом.
|
|
Программное обеспечение для мэйнфреймов
Операционные системы
Из операционных систем для данной платформы отметим z/OS, созданную для новой 64-разрядной архитектуры z/Architecture и являющуюся дальнейшим развитием ОС OS/390. В этой операционной системе наиболее полно использованы новые возможности указанной архитектуры.
Помимо этого IBM выпускает для данной платформы операционную систему z/VM, позволяющую решить задачу построения мультисистемных решений для операционных систем типа z/OS, OS/390, TPF, VSE/ESA, CMS, Linux для S/390 или Linux для zSeries с помощью создания виртуальных машин. Для монитора виртуальных машин и гостевых операционных систем поддерживается 64-разрядная адресация.
Одним из важных элементов стратегии IBM в области электронного бизнеса, охватывающей все выпускаемые корпорацией серверные платформы, является поддержка Linux. В декабре 1999 года в IBM завершились работы по переносу Linux в S/390. Диалект Linux for S/390 является самостоятельной операционной системой и не требует для своей работы наличия другой ОС.
Для этой аппаратной платформы имеется также ряд операционных систем других производителей.
Иное программное обеспечение
Средства управления системой, поддержки безопасности и инструменты резервного копирования серверов zSeries производятся как самой IBM, так и другими компаниями, например Computer Associates. СУБД для данной платформы производят IBM (DB2 Universal Database, IMS), Software AG (ADABAS), Oracle. Для данной платформы существует и J2EE-совместимый сервер приложений WebSphere Application Server for z/OS.
Для серверов zSeries разработаны офисные и издательские пакеты, средства графики, трехмерного моделирования, САПР, трансляторы с различных языков высокого уровня, включая FORTRAN, PL/1, COBOL, PASCAL, BASIC/VM, SmallTalk, средства разработки, пакеты математической статистики, ПО для научных исследований, средства автоматизации управления производством, средства автоматизации банковской деятельности. В целом список имеющегося программного обеспечения для данной платформы весьма внушителен.
***
Итак, вопреки неутешительным прогнозам Gartner Group, мэйнфреймы активно производятся, совершенствуются и используются, хотя вследствие дороговизны этих устройств их применение будет экономически эффективно для решения отнюдь не любой задачи.
В каких случаях действительно необходимы именно мэйнфреймы? Как правило, их использование рентабельно при высоких требованиях к производительности (от 100 млн. операций в секунду) и к защищенности от несанкционированного доступа и сбоев, при необходимости централизованного хранения и обработки больших объемов данных. И конечно, при наличии средств, достаточных для реализации указанных требований.
Материалы для статьи предоставлены компанией «ГЕТНЕТ» (www.hetnet.ru, www.os390.ru).
