2 Особенности и характеристики современных мейнфреймов.
Среднее время наработки на отказ. Время наработки на отказ современных мейнфреймов оценивается в 12—15 лет. Надежность мейнфреймов — это результат их почти 60-летнего совершенствования. Группа разработки операционной системы VM/ESA затратила 20 лет на удаление ошибок, и в результате была создана система, которую можно использовать в самых ответственных случаях.
Повышенная устойчивость систем. Мейнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок за счет использования следующих принципов.
Дублирование: два резервных процессора, резервные модули памяти, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам.
Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров.
Целостность данных. В мейнфреймах используется память с коррекцией ошибок. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих вывода на внешние устройства. Дисковые подсистемы, построенные на основе RAfD-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования, защищают от потерь данных.
Рабочая нагрузка. Рабочая нагрузка мейнфреймов может составлять 80—95 % от их пиковой производительности. Операционная система мейнфрейма будет обрабатывать все сразу, причем все приложения будут тесно сотрудничать и использовать общие компоненты ПО.
Пропускная способность. Подсистемы ввода-вывода мейнфреймов разработаны так, чтобы работать в среде с высочайшей рабочей нагрузкой на ввод-вывод данных.
Масштабирование. Масштабирование мейнфреймов может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается линейкой процессоров с производительностью от 5 до 200 MIPS и наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное масштабирование реализуется объединением ЭВМ в Sysplex (System Complex) — многомашинный кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером. Всего в Sysplex можно объединить до 32 машин. Географически распределенный Sysplex называют GDPS. В случае использования операционной системы VM для совместной работы можно объединить любое количество компьютеров. Программное масштабирование — на одном мейнфрейме может быть сконфигурировано фактически бесконечное число различных серверов. Причем все серверы могут быть изолированы друг от друга так, как будто они выполняются на отдельных выделенных компьютерах и в то же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные.
Доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, не требуется дополнительного дискового пространства для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Требуется небольшое количество физических серверов и значительно более простое программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки.
Защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства, и Logical Partition, и средства защиты операционных систем, дополненные программными продуктами RACF или VM:SECURE, обеспечивают надежную защиту.
Пользовательский интерфейс. Пользовательский интерфейс у мейнфреймов всегда оставался наиболее слабым местом. Сейчас же стало возможно для прикладных программ мейнфреймов в кратчайшие сроки и при минимальных затратах обеспечить современный вебинтерфейс.
Сохранение инвестиции — использование данных и существующих прикладных программ не влечет дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переучиванию персонала, переноса данных и т.д.
Основным производителем мейнфреймов была и остается компания IBM. Более 500 крупнейших мировых корпораций имеют вычислительные комплексы, оснащенные мейнфреймами. Везде, где высоки требования к быстродействию, надежности, безопасности, используются именно они. Такие предприятия, как банки, страховые компании, транспортные корпорации, активно используют сейчас технологии электронной коммерции (электронный обмен информацией, электронные транзакции и др.), обслуживание пользователей с использованием современных информационных технологий.
В 2000—2005 гг. была разработана новая архитектура мейнфреймов, так называемая z-Архитектура с 64-разрядной адресаций памяти: семейство мейнфреймов System z под управлением операционных систем z/OS. Новая операционная система большой вычислительной машины предоставила возможность параллельного использования и других операционных систем, например, Linux В настоящее время более тысячи Linuxмашин используют специальную операционную систему z/VM. Что следует особо отметить, Z-платформа много дешевле, чем предыдущие архитектуры мейнфреймов.
Мейнфреймы вбирали в себя все новые технологии и модели обработки информации по мере их появления, начиная с модели централизованных вычислений и заканчивая веб-моделью. Они предоставляют пользователям широкий набор языков программирования — от языка COBOL до Java.
Мейнфреймы могут выполнять два вида работ, которые, соответственно, представляют собой обслуживание двух абсолютно различных типов рабочих нагрузок:
• пакетная обработка заданий (Batch Job), когда компьютер выполняет работу без участия человека. Используется в случае значительных объемов данных на входе;
• обработка заданий в реальном времени (On-line), например, транзакционные системы, такие как система приобретения железнодорожных билетов, система оплаты по кредитной карте и т.п.
Разделение ресурсов — это еще одно ключевое различие между моделями. В случае централизованной обработки информации каждый ресурс (дисковое пространство, оперативная память, процессоры, каналы ввода-вывода и т.д.) используется совместно различными приложениями. Это позволяет добиться более эффективного использования ресурсов и снижает время простоя. В распределенных системах с выделенными ресурсами эффективность значительно меньше, а время простоя — больше.
В отличие от серверов архитектуры Intel или машин, работающих под управлением UNIX,для которых характерна загрузка от 5 до 15%, мейнфреймы, как правило, обеспечивают уровень загрузки от 80 до 100%. В мейнфрейме нагрузка может быть распределена между системами, находящимися на расстоянии до 100 км друг от друга, благодаря чему восстановление после катастрофы осуществляется быстро и удобно. А такие операции, как наращивание мощности или замена вышедших из строя узлов, не прерывают процесса работы. Многие мейнфреймы работают без перерывов на протяжении лет, а их адаптация к меняющимся задачам и приложениям осуществляется на ходу.
3 Мейнфреймы и суперкомпьютеры
Суперкомпьютер представляет собой компьютер на переднем крае возможностей обработки данных, по отношению к скорости вычислений. Суперкомпьютеры используются для решения научных и инженерных задач ( высокопроизводительные вычисления ), которые обрабатывают числа и данные, в то время как мэйнфреймы сосредоточены на обработке транзакций. Отличия заключаются в следующем:
Мэйнфреймы созданы для обеспечения надежности обработки транзакций (измеряется TPC- метриками; не используются и не полезны для большинства приложений суперкомпьютеров), как это обычно понимается в деловом мире: коммерческий обмен товарами, услугами или деньгами. Типичная транзакция, как определено Советом по эффективности обработки транзакций, обновляет систему базы данных для управления запасами (товары), бронирования авиабилетов (услуги) или банковского дела (деньги) путем добавления записи. Транзакция может относиться к набору операций, включая чтение / запись на диск, вызовы операционной системы или некоторую форму передачи данных от одной подсистемы к другой, которая не измеряется скоростью обработки ЦП. Обработка транзакций не является исключительной для мэйнфреймов, но также используется серверами на базе микропроцессоров и онлайн-сетями.
Производительность суперкомпьютера измеряется в операциях с плавающей запятой в секунду ( FLOPS ) или пройденных фронтах в секунду или TEPS, метриках, которые не имеют большого значения для приложений мэйнфреймов, в то время как мэйнфреймы иногда измеряются в миллионах инструкций в секунду (MIPS), хотя определение зависит от измеренного набора инструкций. Примеры целочисленных операций, измеряемых с помощью MIPS, включают сложение чисел, проверку значений или перемещение данных в памяти (при перемещении информации в хранилище и из хранилища так называемый ввод-вывод наиболее полезен для мэйнфреймов; а внутри памяти помогает только косвенно). Операции с плавающей запятой в основном представляют собой сложение, вычитание и умножение ( двоичных чисел с плавающей запятой в суперкомпьютерах; измеряется FLOPS) с достаточной точностью для моделирования непрерывных явлений, таких как прогноз погоды и ядерное моделирование (только недавно стандартизованные десятичные числа с плавающей запятой, не используются в суперкомпьютеры подходят для денежных значений, например, для приложений мэйнфреймов). С точки зрения вычислительной скорости суперкомпьютеры более мощные.
Мэйнфреймы и суперкомпьютеры не всегда можно четко различить; Вплоть до начала 1990-х годов многие суперкомпьютеры были основаны на архитектуре мэйнфреймов с расширениями суперкомпьютеров. Примером такой системы является HITAC S-3800, который имел набор команд, совместимый с мэйнфреймами IBM System / 370, и мог запускать операционную систему Hitachi VOS3. Таким образом, S-3800 можно рассматривать как одновременно и суперкомпьютер, и как IBM-совместимый мэйнфрейм.
В 2007 году объединение различных технологий и архитектур для суперкомпьютеров и мэйнфреймов привело к так называемому игровому фрейму.
4 Функции мейнфреймов
Пакетная обработка
Одним из основных преимуществ мейнфреймов является их способность обрабатывать терабайты данных, размещённых на высокоскоростных устройствах хранения, и производить ценные выходные данные.
Использование мейнфреймов позволяет учреждениям выполнять квартальную обработку данных, создавать отчёты. Приложения, генерирующие эти отчёты, называются пакетными приложениями. Они выполняются на мейнфрейме без вмешательства человека.
Пакетные задания считывают и обрабатывают данные в больших количествах и формируют выходные данные.
Однако, пакетная обработка не так распространена, как мейнфреймы, так как в распределённых системах часто не хватает:
дискового пространства;
доступной мощности процессора;
управления системными ресурсами;
планирование заданий на уровне Sysplex.
Пакетные процессы обычно имеют следующие свойства:
обработка и хранения больших объёмов вводимых данных;
доступ к большому количеству записей;
большой объём выходных данных;
мгновенная реакция (обычно, это обязательное требование);
генерируется информация о большом количестве пользователей или информационных объектов.
Запланированный пакетный процесс может представлять выполнение тысяч задач в заданной последовательности. Рассмотрим последовательность выполнения запланированного пакетного процесса:
ночью происходит обработка множества пакетных заданий, осуществляющих запуск программ и утилит. Эти задания консолидируют результаты оперативных транзакций, прошедших в течение дня;
до и после выполнения заданий создаются резервные копии критически важных данных;
отчёты с коммерческой статистикой передаются в специальный отдел для анализа;
отчёты с заключениями(исключениями?) пересылаются в филиалы;
отчёты о суммарной обработке данных отправляются партнёрской компании, владельцу торговой марки;
владелец осуществляет мониторинг;
задания и транзакции выполняют чтение или обновление БД.
Обработка оперативных транзакций
Это обработка транзакций, выполняемая интерактивно с участием конечного пользователя.
Обычно, мейнфрейм обслуживает огромное количество систем выполнения транзакций. Эти системы часто представляют собой критически важные приложения, от которых зависит выполнение основных функций предприятия.
Системы, выполняющие транзакции, должны быть способны поддерживать непредсказуемое количество одновременно работающих пользователей и типов транзакций.
Одно из основных свойств системы выполнения транзакций - очень высокая скорость взаимодействия пользователя с системой. Серия коротких взаимодействий, при которых на каждое следует немедленная реакция.
Оперативные транзакции обладают следующими свойствами:
небольшое количество входных данных;
небольшое количество хранимых записей, к которым осуществляется доступ и обработка;
небольшое количество выходных данных.
Требования к транзакционным системам:
высокая скорость реакции;
больше количество пользователей;
круглосуточная доступность транзакционного интерфейса для пользователя;
безопасность выполнения транзакций.
Пример транзакционной системы:
клиент использует обычный банкомат с понятным пользователю графическим интерфейсом;
в филиале банка той же сети сидит сотрудник и осуществляет операции;
в центральном офисе тоже что-то происходит, например бизнес-аналитик настраивает транзакции и решает производительность;
все запросы отправляются на мейнфрейм для обработки;
приложения на мейнфрейме выполняют обновление и запросы к СУБД;
сохранение файлов БД.
Обслуживание мейнфреймов
На обслуживание мейнфрейма требуется тьма всяких должностей: от администраторов и программистов до завскладом.
Системный программист
Занимается установкой, настройкой и обслуживанием операционной системы. Он же ставит и обновляет ПО.
Его задачи:
планирование обновления ПО и аппаратного обеспечения и изменений в конфигурации;
подготовка системных операторов и программистов приложений;
автоматизация операций;
планирование производительной мощности;
запуск заданий и скриптов установки;
выполнение заданий настройки, относящихся к инсталляции;
тестирование взаимодействия новых продуктов с существующими приложениями и пользовательскими процедурами;
настройка производительности в масштабах системы в целях обеспечения требуемого уровня обслуживания.
Должен иметь навыки исправления ошибок системного ПО. Смотрит дампы и выясняет.
Занимается обслуживанием промежуточного ПО (программный слой между ОС и приложением конечного пользователя).
Системный администратор
Обслуживает критически важные данные предприятия (БД).
Задачи:
установка ПО;
добавление и удаление пользователей;
управление правами доступа;
управление устройствами хранения;
управление сетями и связью;
мониторинг системной производительности.
Проектировщики и программисты приложений
Проектирование, компоновка, тестирование и доставка приложений к конечному пользователю.
На основании требований, полученных от бизнес-аналитиков, проектировщик создаёт ТЗ, по которому программист создаёт приложение. Этот процесс включает в себя несколько итераций.
Тестирование:
функциональное - соответствие ТЗ;
модульное - проверка модуля отдельно;
интеграционное - как будет работать вся система.
Системный оператор
Осуществляет мониторинг и контроль операций, выполняемых на программном и аппаратном обеспечении мейнфрейма. Запускает и останавливает системные задачи, проверяет системные консоли на возникновение необычных состояний.
При добавлении приложений в мейнфрейм также отвечает за их бесперебойную работу. Документация описывает операционные требования к приложению, о которых операторы должны знать при выполнении задачи.
Аналитик производственного контроля
Отвечает за проверку безошибочного и бесперебойного выполнения пакетных заданий.
На некоторых мейнфреймах сначала выполняется интерактивная задача для оперативных пользователей, а потом только запускается пакетный режим.
Благодаря контролю, осуществляемому аналитиком, сложно внести какие-либо изменения в систему в обход предусмотренных процедур.
Изготовитель
Большая часть мейнфреймов производится в IBM. ПО тоже оттуда. И вся поддержка тоже оттуда. Есть централизованный центр поддержки, предоставляющий гарантийное и дополнительное обслуживание.
Должностные лица поддержки:
наладчик. Устанавливает, ремонтирует;
специалист по поддержке ПО.
Достарыңызбен бөлісу: |