zOS操作系统的功能概述.ppt

第二章第二章 z/OS操作系统的功能概述操作系统的功能概述内容提要内容提要内存管理外存储管理数据管理作业管理安全管理系统初始化z/OS的内存管理的内存管理在在z/OS 系统架构里，不再有扩展存储的概念系统架构里，不再有扩展存储的概念中央存储（中央存储（Central Storage）：也称作主存（）：也称作主存（main storage），是为系统提供对数据的直接寻址、快速访问的），是为系统提供对数据的直接寻址、快速访问的半导体存储器。半导体存储器。辅助存储（辅助存储（Auxiliary Storage）：）：是放在直接访问存储设是放在直接访问存储设备（即备（即DASD）上的）上的z/OS的内存管理的内存管理虚拟存储虚拟存储结构结构虚拟存储是建立在主存辅存体系上的存储管理技术。它以程序访问的局部性原则为基础，通过某种策略，把辅存中的信息分批调入主存，给用户提供一个比实际容量大得多的逻辑地址空间来访问主存从CPU的角度看，主存辅存层次的速度接近于主存，容量与位价则接近于辅存，解决了速度、容量与成本之间的矛盾z/OS的内存管理的内存管理页面调页面调度度z/OS使用地址表确定一个页是在实存中还是在辅存中，并确定位置在辅存的片和实存的帧之间进行的页面的移动称为页面调度z/OS的页面调度对于用户来说是透明的为了选择需要调出到辅存中的页面，z/OS采用最近最少使用（LRU）算法z/OS的内存管理的内存管理虚拟存储虚拟存储地址地址页（Page）：被划分成4KB虚拟存储单元的地址空间称为页段（Segment）：被划分成B单元的地址空间称为段区（Region）：被划分成2-8B单元的地址空间称为区z/OS的内存管理的内存管理动态地址动态地址转换转换 动态地址转换（动态地址转换（Dynamic address translationDynamic address translation，DATDAT），是在存储映射期间把一个虚拟地），是在存储映射期间把一个虚拟地址转换成所对应的实存地址的处理过程址转换成所对应的实存地址的处理过程 动态地址转换只允许程序的一份拷贝装入任何动态地址转换只允许程序的一份拷贝装入任何可利用的实存空间。否则，在实存空间里可可利用的实存空间。否则，在实存空间里可能会出现多个该程序的拷贝。能会出现多个该程序的拷贝。动态地址转换是通过使用页表、段表、区表和动态地址转换是通过使用页表、段表、区表和转换检测缓冲器并由硬件和软件共同实现的。转换检测缓冲器并由硬件和软件共同实现的。z/OS的内存管理的内存管理虚拟存储虚拟存储是如何工作的是如何工作的z/OS的内存管理的内存管理帧、页、帧、页、片片 在虚拟存储中执行的程序片必须在实存和辅助存储之间在虚拟存储中执行的程序片必须在实存和辅助存储之间转移。为了实现这个转移，转移。为了实现这个转移，z/OSz/OS按按4K4K字节的单元或块字节的单元或块管理存储器管理存储器 存储器中定义了以下的块（均为存储器中定义了以下的块（均为4K4K）：）：实存中的块被称为帧（实存中的块被称为帧（frameframe）；）；虚存中的块被称为页（虚存中的块被称为页（pagepage）；）；辅存中的块被称为片（辅存中的块被称为片（slotslot）；）；z/OS的内存管理的内存管理页面窃取与交换页面窃取与交换 z/OSz/OS总是尽力保持足够多的可用的实存帧。当总是尽力保持足够多的可用的实存帧。当程序涉及到的页面不在实存中时，程序涉及到的页面不在实存中时，z/OSz/OS可以可以把该页面调入可用实存帧中把该页面调入可用实存帧中 当可用帧减少时，当可用帧减少时，z/OSz/OS用页面窃取的方法来补用页面窃取的方法来补充。也就是说，它将某个帧分给一个活动的充。也就是说，它将某个帧分给一个活动的用户后，其他任务也可使用这个帧用户后，其他任务也可使用这个帧 交换（交换（SWAPSWAP）是指在实存和辅助存储之间转）是指在实存和辅助存储之间转移所有最近有效的地址空间的方法。它可以移所有最近有效的地址空间的方法。它可以将整个地址空间移入或者移出实存。是将整个地址空间移入或者移出实存。是z/OSz/OS平衡系统负载和维持充足的可用实存所使用平衡系统负载和维持充足的可用实存所使用的方法之一的方法之一z/OS的内存管理的内存管理虚拟存储虚拟存储和和64位寻址的简史位寻址的简史z/OS的内存管理的内存管理地址空间中有什么？地址空间中有什么？z/OS的内存管理的内存管理z/OS系统地址空系统地址空间间 系统系统 z/OSz/OS的系统地址空间在主调度程序初始的系统地址空间在主调度程序初始化后启动。这些系统地址空间为化后启动。这些系统地址空间为z/OSz/OS上启动上启动的所有其他类型的地址空间执行提供一定的的所有其他类型的地址空间执行提供一定的支持支持 子系统子系统 z/OSz/OS要使用各种各样的子系统，例如要使用各种各样的子系统，例如主作业入口（主作业入口（primary job entryprimary job entry）子系统或者）子系统或者JESJES TSO/ETSO/E登录登录 为每个登录为每个登录z/OSz/OS的用户都会创建的用户都会创建TSO/ETSO/E地址空间地址空间 批处理作业批处理作业 为每个运行于为每个运行于z/OSz/OS上的批处理创上的批处理创建地址空间。批处理作业的地址空间由建地址空间。批处理作业的地址空间由JESJES启启动动z/OS的外存储管理的外存储管理多级存储结构多级存储结构z/OS的外存储管理的外存储管理存储管存储管理的任务理的任务 介质管理：初始化卷，监视维护卷的使用。包括安装介质管理：初始化卷，监视维护卷的使用。包括安装卷，格式化卷，在卷上建立卷，格式化卷，在卷上建立VTOCVTOC及及VTOCVTOC索引索引 数据管理：主要包括的任务有：定义编目，选择合适数据管理：主要包括的任务有：定义编目，选择合适的数据集组织和记录长度，分配数据集等的数据集组织和记录长度，分配数据集等 空间管理：目的是保证卷上有足够的空间创建新的数空间管理：目的是保证卷上有足够的空间创建新的数据集。主要任务有：删除不用的数据集，将不常用的据集。主要任务有：删除不用的数据集，将不常用的数据集迁移到速度较慢的设备上，释放数据集未用的数据集迁移到速度较慢的设备上，释放数据集未用的空间，压缩数据集，整理碎片等空间，压缩数据集，整理碎片等 可用性管理：目的是要保证数据集的可用性，也就是可用性管理：目的是要保证数据集的可用性，也就是说，在数据集出问题时，系统能够从最近的备份中恢说，在数据集出问题时，系统能够从最近的备份中恢复用户的数据。为实现此目的，重要的手段是备份和复用户的数据。为实现此目的，重要的手段是备份和恢复恢复z/OS的外存储管理的外存储管理存储介存储介质的存储格式（质的存储格式（1）n n磁带的存储格式：z/OS的外存储管理的外存储管理存储介质的存储存储介质的存储格式（格式（2）DASD的存储格式：z/OS的外存储管理的外存储管理VTOC VTOCVTOC是一个单个是一个单个ExtentExtent上的顺序的数据集，并且存放上的顺序的数据集，并且存放在磁盘的在磁盘的0 0柱面柱面0 0磁道之后，磁道之后，6553565535磁道之前磁道之前 它记录了存储设备上所有数据集的属性，如数据集名，它记录了存储设备上所有数据集的属性，如数据集名，定位信息，长度，记录格式，使用情况，建立日期等定位信息，长度，记录格式，使用情况，建立日期等z/OS的外存储管理的外存储管理VTOC索索引引 由于由于VTOCVTOC是一个顺序的数据集，当卷上数据集很多时，是一个顺序的数据集，当卷上数据集很多时，查找速度非常慢，在查找速度非常慢，在z/OSz/OS中可建立其索引以提高其访问中可建立其索引以提高其访问性能性能 VTOCVTOC的索引是一个与的索引是一个与VTOCVTOC在同一个卷上的单独的物理顺在同一个卷上的单独的物理顺序数据集，其名称为：序数据集，其名称为：SYS1.VTOCIX.xxxxxxxxSYS1.VTOCIX.xxxxxxxx。其中。其中“xxxxxxxxxxxxxxxx”要遵照数据集标准命名规则，一般是要遵照数据集标准命名规则，一般是VTOCVTOC及其索引所在卷的卷标号及其索引所在卷的卷标号数据管理数据管理数据集的访问方数据集的访问方法法 基本直接访问方法基本直接访问方法(BDAM)-(BDAM)-直接数据集直接数据集 基本的分区访问方法基本的分区访问方法(BPAM)-PDS(BPAM)-PDS、PDSEPDSE 基本顺序访问方法基本顺序访问方法(BSAM)-(BSAM)-顺序数据集顺序数据集 扩展格式的数据集（扩展格式的数据集（Extended Format Data Extended Format Data SetSet）索引顺序访问方法索引顺序访问方法(ISAM)-(ISAM)-索引顺序数据集索引顺序数据集 虚拟存储访问方法虚拟存储访问方法(VSAM)-ESDS(VSAM)-ESDS、KSDSKSDS、RRDSRRDS、LDS LDS 队列顺序访问方法队列顺序访问方法(QSAM)(QSAM)HFSHFS文件文件数据集的管理数据集的管理数据集的命数据集的命名名 每当分配一个新的数据集每当分配一个新的数据集,必须给数据集一个唯一的名字。必须给数据集一个唯一的名字。一个数据集名可能是一个名字段一个数据集名可能是一个名字段,或一系列联合的名字段或一系列联合的名字段 HLQHLQ LLQLLQ 每个名字段每个名字段(限定符限定符)的长度可以是一到八个字符，名字段的的长度可以是一到八个字符，名字段的第一个字母必须是大写字母第一个字母必须是大写字母(A(A到到Z)Z)或符号或符号#$#$，剩下的，剩下的七个字符是任一字母、数字七个字符是任一字母、数字(0-9)(0-9)、符号、符号#$#$或一个连或一个连字号字号(-)(-)。名字段之间使用间隔符。名字段之间使用间隔符“.”隔开隔开 包括所有的名字段和间隔符在内，数据集名的长度不能超过包括所有的名字段和间隔符在内，数据集名的长度不能超过4444个字符个字符数据集的管理数据集的管理数据集记录格数据集记录格式式数据集的管理数据集的管理数据集的编目数据集的编目（catalog）在在z/OSz/OS中，数据集的管理主要是通过编目来实中，数据集的管理主要是通过编目来实现的现的 编目本身是一个数据集，它含有其他数据集的编目本身是一个数据集，它含有其他数据集的信息信息 对数据集的编目实际上是对数据集的入口建立对数据集的编目实际上是对数据集的入口建立列表和索引。访问数据集时，系统通过查找列表和索引。访问数据集时，系统通过查找编目来定位已编目的数据集。编目中包括数编目来定位已编目的数据集。编目中包括数据集名，卷标据集名，卷标(VOLUME)(VOLUME)和设备类型和设备类型(UNIT)(UNIT)数据集的管理数据集的管理BSC与与VVDS 一个编目机制包含两种独立的数据集一个编目机制包含两种独立的数据集 一个基本的编目结构一个基本的编目结构(BCS)(BCS)一个一个VSAMVSAM卷数据集卷数据集(VVDS)(VVDS)BCSBCS可以认为是编目，而可以认为是编目，而VVDSVVDS则可认为是则可认为是VTOCVTOC的的扩展扩展数据集的管理数据集的管理编目的结构编目的结构数据集的管理数据集的管理主编目与用户编主编目与用户编目目作业管理作业管理 z/OSz/OS操作系统通过操作系统通过JESJES子系统对系统中绝大多数的作业子系统对系统中绝大多数的作业进行控制和管理，包括从系统外部接收作业、对系统进行控制和管理，包括从系统外部接收作业、对系统中的作业进行调度、管理作业的输出等中的作业进行调度、管理作业的输出等 在在z/OSz/OS系统中，我们将一个作业的生命期分为六个阶系统中，我们将一个作业的生命期分为六个阶段：段：输入输入(Input)(Input)转换转换(Conversion)(Conversion)运行运行(Processing)(Processing)输出输出(Output)(Output)打印打印(Print/Punch)(Print/Punch)清除清除(Purge)(Purge)作业处理流程作业处理流程输入输入作业处理流程作业处理流程转换转换作业处理流程作业处理流程运行运行作业处理流程作业处理流程输出和打印输出和打印作业处理流程作业处理流程清除清除作业处理流程作业处理流程总体流程总体流程作业管理作业管理JES2的性能与功能的性能与功能从z/OS外得到作业调度作业，优化系统效率卸载作业和备份系统高级打印输出安全管理安全管理安全管理RACF(ResourceAccess Control Facility)是z/OS的安全子系统。它可以验证一个用户，并且保护数据不会被有意或无意地破坏、修改、泄漏或使用RACF有四大功能：验证一个用户验证一个用户 资源授权检查资源授权检查 记录和报告记录和报告 安全管理安全管理系统初始化系统初始化 大型主机的初始化过程包括硬件系统初始化和软件系统初始化大型主机的初始化过程包括硬件系统初始化和软件系统初始化 初始微程序载入（初始微程序载入（IML:InitialMicroprogramLoadIML:InitialMicroprogramLoad）初始程序载入（初始程序载入（IPL:InitialProgram LoadIPL:InitialProgram Load）硬件系统的初始化硬件系统的初始化 硬件系统的初始化主要是硬件系统的加电、初始微程序载入硬件系统的初始化主要是硬件系统的加电、初始微程序载入的过程的过程 软件系统的初始化软件系统的初始化 载入操作载入操作 初始程序载入（初始程序载入（IPLIPL）内核初始化内核初始化 主调度器和子系统初始化主调度器和子系统初始化