Реферат Мейнфрейм

Мейнфрейм(такожмейнфрейм, від англ.mainframe) - даний термін має три основні значення.

Велика універсальна ЕОМ - високопродуктивний комп'ютер зі значним обсягом оперативної та зовнішньої пам'яті, призначений для організації централізованих сховищ даних великої ємності та виконання інтенсивних обчислювальних робіт.
Комп'ютер з архітектурою IBM System/360, 370, 390, zSeries.
Найбільш потужний комп'ютер (наприклад, що відповідає ознакам значення (1)), що використовується як головний або центральний комп'ютер (наприклад, як головний сервер).

Історію мейнфреймів прийнято відраховувати з появи в 1964 універсальної комп'ютерної системи IBM System/360, на розробку якої корпорація IBM витратила 5 млрд доларів. Сам термін "мейнфрейм" походить від назви типових процесорних стійок цієї системи. У 1960-х — на початку 1980-х років System/360 була беззаперечним лідером на ринку. Її клони випускалися у багатьох країнах, зокрема — у СРСР (серія ЄС ЕОМ).

Мейнфрейми IBM використовуються в більш ніж 25 000 організаціях по всьому світу (без урахування клонів), в Україні їх за різними оцінками від 1500 до 7000 (з урахуванням клонів). Близько 70% всіх важливих бізнес даних обробляються на мейнфреймах.

На початку 1990-х почалася криза ринку мейнфреймів, пік якого припав на 1993 рік. Багато аналітиків заговорили про повне вимирання мейнфреймів, про перехід від централізованої обробки інформації до розподіленої (за допомогою персональних комп'ютерів, об'єднаних дворівневою архітектурою «клієнт-сервер»). Багато хто став сприймати мейнфрейми як вчорашній день обчислювальної техніки, вважаючи Unix- та PC-сервери більш сучасними та перспективними.

Важливою причиною різкогозменшення інтересу до мейнфреймів у 80-х роках був бурхливий розвиток PC та Unix-орієнтованих машин, у яких завдяки застосуванню нової технології створення КМОП-мікросхем вдалося значно зменшити енергоспоживання, а їх розміри досягли розмірів настільних станцій. У той же час для встановлення мейнфреймів були потрібні величезні площі, а використання застарілих напівпровідникових технологій у мейнфреймах того часу спричиняло необхідність рідинного (наприклад, водяного) охолодження. Так що, незважаючи на їхню обчислювальну міць, через дорожнечу та складність обслуговування мейнфрейми все менше користувалися попитом на ринку обчислювальних засобів.

Ще один аргумент проти мейнфреймів полягав у тому, що в них не дотримується основного принципу відкритих систем, а саме сумісності з іншими платформами.

Поставившись до критики конструктивно, керівництво компанії IBM, основного виробника апаратного та програмного забезпечення мейнфреймів, виробило кардинально нову стратегію щодо цієї платформи з метою різко підвищити продуктивність, знизити вартість володіння, а також досягти високої надійності та доступності систем. Досягненню цих планів сприяли важливі зміни у технологічній сфері: зміну біполярної технології виготовлення процесорів для мейнфреймів прийшла технологія КМОП. Перехід на нову елементну базу дозволив значно знизити рівень енергоспоживання мейнфреймів та спростити вимоги до системи електроживлення та охолодження (рідинне охолодження замінено повітряним). Мейнфрейми на базі КМОП-мікросхем швидко додавали у продуктивності та зменшувалися в габаритах. Поворотною подією став перехід на 64-розрядну архітектуру z/Architecture. Сучасні мейнфрейми перестали бути закритою платформою: вониздатні підтримувати одній машині сотні серверів з різними ОС.

Згідно з одним із прогнозів Gartner Group, останній мейнфрейм передбачалося вимкнути у 1993 році. Термін цього прогнозу давно минув, а ринок мейнфреймів залишається стабільним, і їх продаж щороку зростає.

З 1994 року знову почалося зростання інтересу до мейнфреймів. Справа в тому, що, як показала практика, централізована обробка даних або централізовані обчислення на мейнфреймах вирішує багато завдань побудови інформаційних систем масштабу підприємства простіше та дешевше, ніж розподілена.

2. Особливості та характеристики сучасних мейнфреймів

Середній час напрацювання на відмову. Час напрацювання на відмову сучасних мейнфреймів оцінюється у 12-15 років. Надійність мейнфреймів – це результат їхнього майже 60-річного вдосконалення. Група розробки VM/ESA витратила двадцять років на видалення помилок з операційної системи, і в результаті було створено систему, яку можна використовувати у найвідповідальніших випадках.

Підвищена стійкість систем. Мейнфрейми можуть ізолювати та виправляти більшість апаратних та програмних помилок за рахунок використання наступних принципів:

Дублювання: два резервні процесори, резервні модулі пам'яті, альтернативні шляхи доступу до периферійних пристроїв.
Гаряча заміна всіх елементів аж до каналів, плат пам'яті та центральних процесорів.

Цілісність даних. У мейнфреймах використовується пам'ять із корекцією помилок. Помилки не призводять до руйнування даних у пам'яті, або даних, які очікують виведення зовнішні пристрої. Дискові підсистеми побудовані на основі RAID-масивів з гарячою заміною та вбудованих засобів резервного копіювання захищають від втратданих.

Робоче навантаження. Робоче навантаження мейнфреймів може становити 80-95% від їх пікової продуктивності. Операційна система мейнфрейму буде тягнути все відразу, причому всі програми тісно співпрацюватимуть і використовувати спільні шматки ПЗ.

Пропускна спроможність. Підсистеми введення-виведення мейнфреймів розроблені так, щоб працювати в середовищі з високим робочим навантаженням на введення-виведення даних.

Масштабування. Масштабування мейнфреймів може бути як вертикальним, і горизонтальним. Вертикальне масштабування забезпечується лінійкою процесорів із продуктивністю від 5 до 200 MIPS та нарощуванням до 12 центральних процесорів в одному комп'ютері. Горизонтальне масштабування реалізується об'єднанням ЕОМ в Sysplex (System Complex) - багатомашинний кластер, що виглядає з погляду користувача єдиним комп'ютером. Загалом у Sysplex можна об'єднати до 32 машин. Географічно розподілений Sysplex називають GDPS. У разі використання операційної системи VM для спільної роботи можна об'єднати будь-яку кількість комп'ютерів. Програмне масштабування - на одному мейнфреймі може бути налаштовано практично нескінченну кількість різних серверів. Причому всі сервери можуть бути ізольовані один від одного так, ніби вони виконуються на окремих виділених комп'ютерах і в той же час спільно використовувати апаратні та програмні ресурси та дані.

Доступ до даних. Оскільки дані зберігаються на одному сервері, прикладні програми не потребують збору вихідної інформації з безлічі джерел, не потрібний додатковий дисковий простір для їх тимчасового зберігання, не виникають сумніви щодо їх актуальності. Потрібна невелика кількість фізичних серверів тазначно простіше програмне забезпечення. Все це, разом, веде до підвищення швидкості та ефективності обробки.

Захист. Вбудовані в апаратуру можливості захисту, такі як криптографічні пристрої та Logical Partition, та засоби захисту операційних систем, доповнені програмними продуктами RACF або VM:SECURE, забезпечують надійний захист.

Інтерфейс користувача. Інтерфейс користувача у мейнфреймів завжди залишався найбільш слабким місцем. Зараз стало можливо для прикладних програм мейнфреймів у найкоротші терміни та за мінімальних витрат забезпечити сучасний веб-інтерфейс.

Збереження інвестицій— використання даних та існуючих прикладних програм не тягне за собою додаткових витрат з придбання нового програмного забезпечення для іншої платформи, переучування персоналу, перенесення даних тощо.

3. Положення на ринку

На даний момент мейнфрейми IBM займають домінуюче становище на світовому ринку [1] . Також на ринку зі своєю продукцією присутні фірми Hitachi, Amdahl та Fujitsu.

4. Мейнфрейми та суперкомп'ютери

Суперкомп'ютери - це машини, що знаходяться на піку доступних сьогодні обчислювальних потужностей, особливо в області операцій з числами. Суперкомп'ютери використовуються для наукових та інженерних завдань (високопродуктивні обчислення, наприклад, в галузі метеорології або моделювання ядерних процесів), де обмежувальними факторами є потужність процесора та обсяг оперативної пам'яті, тоді як мейнфрейми застосовуються для цілих операцій, вимогливих до швидкості обміну даними, до надійності до здатності одночасної обробки безлічі процесів (інвентаризація товарів, резервуванняавіаквитків, банківські операції). Продуктивність мейнфреймів, як правило, обчислюється в мільйонах операцій на секунду (MIPS), а суперкомп'ютерів - в операціях з плаваючою комою (точкою) на секунду (FLOPS).

У контексті загальної обчислювальної потужності мейнфрейми програють суперкомп'ютерам.