IBM主机系统和操作系统导论培训课件.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,IBM,主机系统与操作系统导论,*,IBM主机系统和操作系统导论,*,IBM Center,SCUT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,*,IBM主机系统和操作系统导论,*,IBM主机系统和操作系统导论,Unit 0 Course Introduction,2,IBM主机系统和操作系统导论,IBM服务器产品系列,Page,3,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM服务器产品系列,Page,4,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,主机简述,IBM,大型机是,20,世纪,60,年代发展起来的计算机系统，一台大型机目前售价约为,10,万美元到,1000,万美元不等，在欧美国家肩负着银行、保险、证券、通讯等行业的数据与信息处理工作，而且因为其独具的高安全性、高稳定性和强大数据处理能力，迄今无可替代。,在中国，因为费用高昂，大型机的应用有限，中国目前的大型机人才才仅数千人。,目前，,IBM,、花旗银行、汇丰银行等世界,500,强企业设在中国的公司对大型机人才的需求,75%,以上靠从国外引进，成本很高。大型机主要服务于外包市场，外包业务做到越高端越需要大型机。,Page,5,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,课程说明,一、专业位置,大型机,+z/OS,中小型机,+UNIX,微型机,+Windows,功能强大,简单易用,Page,6,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,课程说明,二、课程位置,课程名称,学分,学时安排,前修课程,合计,讲课,上机,主机操作系统导论,25,56,36,20,操作系统原理（可选）,IBM主机系统管理,2,40,24,16,主机操作系统导论,主机汇编语言,25,50,24,26,主机操作系统导论,COBOL语言,2,40,24,16,主机操作系统导论,主机DB2数据库,25,48,32,16,主机操作系统导论,，,COBOL,CICS系统及应用,25,48,32,16,主机操作系统导论,，,COBOL,Page,7,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,一、大型机的起源,突破并行计算和重复投资的瓶颈,-1966,IBM,公司宣布了,System/360,系列计算机,此前,所有计算机都是专门设计和制造的,仅用于军事和科研部门,相互,之间是不通用的；而且一般的计算机都不具有并行处理的能力,一次,任务完成之后,一般都需要在工作人员扶助完成下一次任务,S/360,是世界上第一台批量生产的通用型计算机,价格便宜,(,相对于专,用机而言,),可以广泛应用于科学和工程计算,商业及事务处理等领域,市场的认同,大型机逐渐占据了世界上大,中型通用计算机市场的统治,地位,得到业界广泛应用,.,这之后,IBM,继续不断地改进和发展大型机,S/360,S/370S/390System Z,Page,8,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,二、什么是主机,What is a mainframe?,A,mainframe,is a computing system that businesses use to host the commercial databases,transaction servers,and applications that require a,greater degree of security,and availability,than is commonly found on smaller-scale machines.,Page,9,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Page,10,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,三、主机的特点,Reliability,可靠性,RAS-,(Reliability,Availability,和,Serviceability),Availability,可用性,Serviceability,可服务性,Page,11,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,兼容性-提供硬件和软件以及几乎所有操作系统的兼容,集中性,-,实现资源的集中管理以提高资源的合理利用率,并行化,-,硬件或者操作系统上同时进行成百上千的,I/O,运算,聚类化,-,能够在一个系统中同时操控多个系统，并对其应用软件进行增减（这一点在,z/VM,系统中尤为突出）,共享性,-,在不同的操作系统间共享资源并允许用户跨系统访问,强大的数据处理能力,安全性,其它特点,Page,12,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,三、为什么用主机,Page,13,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,三、为什么用主机,Page,14,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,三、为什么用主机,Why mainframes?,Perform,large-scale transaction processing,Thousands of transactions per second,Support,thousands of users and application programs,Simultaneously accessing resources,Many terabytes of information,in databases,Handle,large-bandwidth communications,Page,15,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习大型机的目的及意义,四、谁在用主机,Who use mainframe?,Most,Fortune 1000 companies,use a mainframe environment,60%of all data available on the Internet,is stored on,mainframe computers,More questions,Page,16,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,在座的同学中，哪些同学钱包里没有,下列银行的银行卡或存折？,工、农、中、建、交、,招商、深发、光大,没有的请举手！,Page,17,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,这些银行卡或存折中的钱，,存放在什么计算机系统中？,Page,18,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,答案：,IBM主机系统,Page,19,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,三、主机的现状,IBM,仍在开发和维护它的一系列机器，并在拿它不停地赚钱,大型机经过四十年的不断更新，其稳定性和安全性在所有计算机系统,中是首屈一指的。正是因为这方面的优点和强大的数据处理能力，到,现在为止还没有其他的系统可以替代,.,大型机的运算能力、可靠性、安全性对于众多领域来说，在可以预见,的时期内，其价值绝不容低估,大型机技术人材急剧缺乏,Page,20,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,四、主机的未来,大型机正在激发出许多新的应用,巴西的新创网络游戏公司,使用了,IBM,大型机运行在线游戏,除了巩固高端用户和培养潜在用户外，,IBM,也开始努力发掘中端用户,对于大型主机的需求,如,z9,针对的用户就是国内众多的中小企业,主机人才就业前景广阔,大型机程序员的年龄老化也是个问题，预计人数为,10,万人，其中的一,半,10,年内面临退休。其结果是,IBM,将在,4,年内投入巨资培训,2,万名,zSeries,技术人员。,Page,21,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,五、我们学主机的优势,1,、,天时,无竞争对手,不象其他领域，竞争者林立，,IBM,在大型机领域没有多少竞争者。日立公司虽然也生产大型机，但是其市场份额很小。也有很少量的公司号称能够生产大型机，但是市场占有率更小,市场需求,在国内，随着银行、保险、证券、航空、铁道部、海关等行业的处理信息需求量猛增，对处理速度要求越来越高，要求响应时间越来越短，在这种情况下这些行业对大型机的需求只增不减,;,人才匮乏,Page,22,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习大型机的目的及意义,五、我们学主机的优势,2,、,地利,华南地区,经济富庶,信息发达,主机行业蓬勃发展,主机人才需求量大,华南理工大学,七所学校拥有,5,台,z900,大型机,:,华南理工大学,(s/390,和,z900),华中科技大学,(s/390,和,z900),上海同济大学,成都电子科技大学与四川大学,大连理工大学与大连交通大学,Page,23,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习大型机的目的及意义,五、我们学主机的优势,3,、,人和,华南理工大学,IBM,主机系统教育中心,主机教学,校企合作,实习就业,校园活动,Page,24,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习主机的目的及意义,五、我们学主机的优势,4,、,技术保值,核心技术，更新换代少，主要应用都是用编程,接触人群少,技术积累,专家最吃香，越老越值钱,Page,25,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,课程内容,Unit 1,Mainframe Introduction,Unit 2,Z/OS,Overview,Unit 3,TSO and ISPF,Unit 4,Working with data sets,Unit 6,Utilities,Unit 5,Job Control Language,Page,26,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,课程要求,课时安排,理论,24,学时,实验,16,学时,所需硬件,普通,PC,机、校园网络,所需软件,IBM PCOM(Personal Communications),Page,27,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,学习结果,掌握主机基础知识，为其它主机课程打好基础,学分及认证,了解主机及主机操作系统发展历史,掌握主机操作系统技术体系,熟悉主机操作环境，,Data Sets,熟练使用,JCL,语言,熟练使用,Utilities,拿到选修课学分,Specialist Certification,Professional Certification,的必修课程,Page,28,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,考查方式,考试方式,闭卷 占,60,实验,试验,占,30,平时,占,10,Page,29,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Unit 1 Mainframe Introduction,30,IBM主机系统和操作系统导论,Mainframe Photos,IBM System,S/360,S/370,S/390,IBM eServer zSeries,Z900,Z800,Z990,Z890,Z9,Page,31,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Page,32,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM S/360 Photos,IBM SYSTEM 360,S/360,S/360 Work Station,Page,33,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM S/370 Photos,IBM SYSTEM 370,S/370,Page,34,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM S/390 Photos,IBM SYSTEM 390,S/390(G5,G6),Page,35,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM eServer zSeries Photos,IBM eServer zSeries 900 z900(2064),IBM eServer zSeries 800 z800(2066),IBM eServer zSeries 990 z990(2084),Page,36,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM eServer zSeries Photos,IBM eServer zSeries 890 z890(2086),IBM System z9 109 z9-109(2094),Page,37,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Hybrid,Cooling,Processor Books and Memory,CEC Cage,STI cables,Support,Elements,3x I/O,cages,Power,Supplies,Internal,Batteries,(optional),Front View,Fiber Quick Connect Feature,(optional),z9-109 Under the covers,Page,38,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,中心Z900主机,Page,39,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,磁带机,Page,40,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,磁盘阵列,Page,41,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,最新大型机,Page,42,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Page,43,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM 主机发展历史(一),1948年，IBM开发制造了基于电子管的计算机SSEC,；,1952年，IBM公司生产的第一台用于科学计算的大型机IBM701问世，701字长36位，使用了4000个电子管和12000个锗晶体二极管，运算速度为每秒20000次；,1953年又推出了第一台用于数据处理的大型机IBM702；,Page,44,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM 主机发展历史(二),1956年IBM继续推出701与702的后继产品704和705；,1958年,IBM推出了大型科学计算机7090，并实现了晶体化；,1960年IBM将7000系列全部晶体化，并制造了70941大型科学计算机和7040、7044大型数据处理机；,Page,45,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM 主机发展历史(三),1961年，IBM完成了第一台流水线计算机STRETCH(IBM7030)；,1964年4月7日，IBM公布了360系统，成为计算机发展史上的一个重要里程碑；System/360是5种不同型号计算机的统称（也就是系列机的思想）；,总之，在1955年到1965年这10年间，美国名牌大学与大公司使用的计算机大多数是IBM704到IBM7094这些机器。,Page,46,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,S360,Page,47,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,S360,Page,48,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,S360,Page,49,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,S360,Page,50,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM 主机发展历史(五),1988年，IBM对S/370的体系结构作了进一步的改进，发布了ESA/370；,1990年9月，IBM开发了ESA/390,ES/9000和S/390系列计算机系统，采用ESCON等新技术；,1994年，在扩展ES/9000产品系列的基础之上，IBM发布了System/390(简称S/390系统），引进了并行复合系统环境下的并行处理和CMOS技术的应用；,Page,52,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM 主机发展历史(六),2000年10月，以Z900为代表的更开放更可靠的IBM eServer zSeries 诞生；,2002年2月,Z800的发布启动了IBM进入中型企业市场的步伐,2003年5月,Z990发布,而04年4月诞生的Z890,目标定位于中型市场,2005年7月,Z9问市,Page,53,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Z:zero 零中断、零宕机,32位,64位，地址空间从2GB到16Exabytes,可寻址范围几乎是无限的,IBM,主机发展历史,(,六,),Page,54,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Mainframe Timeline,1964 年，IBM推出了第一代计算机操作系统：System/360,(or S/360)，并以此为基础提出了操作系统平台，并每十年对,操作系统构架进行一次革新。,1970,年推出了,System/370,1983,年推出了,System/370 Extended Architecture(370-XA),1990,年推出了,Enterprise Systems Architecture/390(ESA/390),2000,年,z/Architecture,诞生了。,Page,55,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM,eServer-Z900,诞生背景,1996年 IBM 提出了“电子商务”理念,2000年，IBM,推出全新设计的大型机,eServer z900,。这是,IBM,第一款以电子商务为目的打造的企业级大型机,。,无以伦比的可靠性和安全性将大型机的性能和连接能力再次推至新高,Page,56,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM,eServer-Z900,/Z990,体系结构特点,为了更好的满足客户的不可预测性，业务的灵活性，以及高效的电子商务需求，,eServer z900,拥有,HiperSockets,高速互连技术。,具有,自优化和自恢复功能,，I,BM eServer z900,对众多平台和操作系统地支持更是为客户选择、创建和部署自己所需的应用提供完美的灵活性。,Page,57,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,HiperSockets,应用,Page,58,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,IBM主机系统中心(广州)z900配置信息,主机系统：,型号：2064-2C2,处理速度：600MIPS(,millions of instructions per second),内存：16G,存储系统：,型号：Shark磁盘阵列,容量：873.6GB,I/O连接：,4个FICON通道，4个ESCON通道，2路OSA通道,操作系统：z/OS 1.5，Linux,系统软件：DB2 v7，IMS，WebSphere 5.0，CICS TS 2.3,Page,59,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,特色:向量处理,为了在大中型通用机系统上有效解决向量运算，,IBM采用了两种方法：一是在通道上加接数组处理器(AP)，和CPU组成松散的协同关系，这种方法已使用近二十年，对处理FFT等问题十分方便。二是在中央处理机增加向量运算部件(VF)，这种办法最早出现在3033大型机上，后来又用在308X和309X上。此法可以较好地解决中小粒度并行问题，和CPU关系紧密，用于信息传递时间和系统开销都较少。当然随之而来对操作系统(MVS)功能，编译器等有更高的要求，而且费用也较贵。S/390继续发展了VF的使用。,S/390系列有多种机型，其中多数机型均可配置向量运算装置。例如中档机器320型(相当于4381)就可以在中央处理机增配向量运算部件，这样中等用户也可使用向量处理了。在最高档的900型则可同时配置六个向量运算装置。一个向量装置的处理能力为23MFLOPS，,向量运算装置有171条指令，功能齐全。在硬件上提供8个64位的向量寄存器组，每组可提供256个数据单元。在内部结构上做到标量和向量重迭加工，多条流水线并行工作。在理想状态下，一个中央处理器节拍可以获得4个整数或32位单精度结果，也可以获得2个双精度(64位)结果,Page,60,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,新的通道系结构,ESCON,其实最早在大型机中使用光纤并非,IBM，日立公司在1987年前就开始用光纤连接大型机系统，只是可惜没有形成光纤通道为基础的体系结构。IBM在S/390中采用了ESCON，已远远超过使用光纤技术，而是在通道结构上做了较大的变革，是非常值得重视的动向。,Page,61,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,保密硬件措施,S/370的加密和解密均由系统软件解决，速度慢并增加系统开销，在S/390中则提供了密码特性件(Cryptographic feature)。,保护企业内部信息资源，保证信息传送和存放中不受破坏或外界盗用是十分重要的。在企业内部由大型机，大部门使用的中、小型机以及各基层部门使用的各种小型机，工作站等连成一个庞大的体系，安全保护就尤为重要。当然，仅仅提高机器本身的可靠性还不够，还需在S/390中采取抗干扰，抗病毒侵入的硬件安全装置。当各个部件之间交换数据时，对于发送方，由其硬件密码装置将信息加密后再发送(在企业内可通过光纤)，而对于接收方，则在接收后由主机的密码装置解密。,这种密码装置效率甚高，每秒可处理1000笔资料。看来，这种装置涉及到个别专用指令或固化操作逻辑、中断等，当然系统软件也有相应模块。例如RACF软件产品(Resource Access Control Facility)。,Page,62,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,31位地址编码,在,S/370的XA体系结构中已使用31位编码地址，但在9370系列和多数438X中仍为24位地址。,S/390则规定所有机型都是31位地址结构，直接寻址范围可达2000兆字节，大大增加了用户程序及数据的可用虚存空间。随之，主存大增，例如900型可达9GB。并大量使用扩展存储器可到8000MB，这样在多个作业同时运行时，大大减少对DASD的访问，磁盘对系统性能的影响也就减弱。,为什么AS/400小型机的地址为64位字长，而大型机的地址却只有31位？事实上在S390宣布以前也曾有人预测新的大型机将采用64位地址虚空间。但实际上S/390仍然使用31位地址。,Page,63,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,Cache缓冲技术的改进,Cache技术首先在IBM360/85型计算机中使用,在S/390中高档的机型都使用了两级Cache技术。,IBM曾发表一个有趣的数字说明Cache的重要性：,如果处理的数据在Cache中需1秒，,那么处理的数据在主存中需16秒，,那么处理的数据在扩存中需2500秒，,那么处理的数据由通道调度需70000秒。,Page,64,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,SCE系统控制单元技术,SCE是机器信息流通的心脏。它控制主存之间，各中央处理机之间以及通道子系统之间的数据调动，这包括主存和扩存之间的数据调动，S/390的高档机采用了两级Cache，二级Cache也是SCE的一个组成部分。,因此，SCE是一种提高硬件性能和保证多处理机、多通道子系统如何正确实现ESA体系结构的硬件措施。,例如：在4381的双机结构中，每个中央处理器都只连接各自的通道，即CPU和通道的关系定死，而S/390则要求通过SCE解决通道的动态分配问题。,Page,65,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,供电系统的改进,S/390系列各型号均采用50/60赫芝市电直接供电方式。,气冷柜架式的多个机型使用了电池备份供电，一旦电源切断，电池可以继续工作5分钟。其他机型则使用一种新的可靠性高的电源。,提高存储器检测,/纠正功能,在S/390中，不仅主存部分和高速缓存部分普遍使用海明码，而且在扩存部分使用了检测3位错并纠正两位错的装置。此外，还在机器信息存取装置上，传递通路上，信息转换装置甚至远算部件上安置了上千个自动纠错装置。这样做的目的不仅可以克服偶然出现的随机性错误的干扰，从硬件角度看又起了冗余作用，不会因某个硬件器件的损坏而影响系统正常运行。,Page,66,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,关键部件的备份工作,在,S/390中，许多关键部件都实行双部件冗余工作，其中一个部件出现故障，另一个立即自动切换上去。例如一个电源出现故障，系统立即切换到另一个电源部件增加输出维持工作。其他的冗余设计方法在中央处理器内部也有采用。,外部设备的动态再配置功能,如果要增加或更换外部设备，终端等，这不必停机，而是在系统运行中进行。,IBM为此将MVS的某些控制程序以微码形式固化，以保证这种动态再配置工作不影响系统正确运行。在一个大企业内部由多台机器构成一个整体时，各用户均按SAA规范工作，这种自动再配置功能的优越性能显著地显示出来。,诊断的远程支持,早在,4381等机器上就已采用这种技术。一旦机器出现错误且无力自行排除时，由机器自动拨话，利用高层维修网传送诊断程序做更高层次的诊断测试或者软件恢复。,Page,67,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,END!,Page,68,of 29,IBM主机系统和操作系统导论,