大型主机操作系统

大型主机操作系统基础

肖政灵xiaozl550@

四川大学IBM技术中心第一章大型主机操作系统概述内容提要•大型主机操作系统•z/OS介绍•虚拟存储和地址空间•z/OS的特点•z/OS的软件产品•z/OS的中间件•z/OS与UNIXIBM主机系统教育中心（

成都）拥有IBM新型的64位Z系列大型机一台，大型机设置了z/OSV1.5以及LinuxforzSeries操作系统，并装配有DB2,IMS,Websphere,CICSTS等应用软件，中心配备相应的外围设备作为控制台。精密空调和UPS供电系统等辅助设备使得中心也适宜于生产环境下主机产品的运行。大型机IBMeServerzSeriesz900组成部件主机（型号2064）磁盘柜ESS（型号2105）磁带机（型号3590）通讯控制器（型号2074）主机系统型号：2064-2C2处理器：64位2个处理器(可扩充至20个处理器)处理速度：600MIPS内存：16GB目前逻辑分区：4个，最多可达15个I/O吞吐能力：最低每秒24GB存储系统型号：Shark磁盘阵列容量：873.6GB（可扩充至11.2TB）磁盘阵列I/O通道最多256个ESCON通道，或者160个ESCON通道＋96个FICON目前2路OSA通道令牌环、FDDI、以太网、ATM主机总揽主机特点：RAS高可靠性、高可用性、高服务性操作系统：z/OSV1R5、LINUX系统软件：DB2V7、IMS、Websphare5.0、CICSTS2.3等支持语言：JCL、C、COBOL、JAVA、FORTRAN、PL/I、汇编等应用特征：高性能科学计算、数据分析、联机事务处理、图形处理等适用范围：具有大量数据处理要求，对系统稳定性，安全性要求较高的各种商业应用系统开发和运行。大型机概念

•大型机是商业中用于储存商业数据库，事务处理/交易服务和应用程序的机器，相比于小规模的计算机，大型机上的这些程序和服务要求更高的安全性和可用性。•RAS--reliability,availability,serviceability指计算机系统的总可靠性、响应故障的能力和进行完全不停机维护的能力。Rolesinthemainframeworld

大型机上的操作系统z/OS由OS/390更新演变而来的，具有极高的可升级性和高可靠性的计算机操作系统.它是基于64位z结构的操作系统.以运行紧急任务而具有更高可靠性而著称的.支持Web和Java应用.•z/VM这种虚拟机使每一种操作系统看起来像拥有自己的资源.虚拟机和监控系统一起使用,广泛应用于一些大型企业的服务器上,它可以支持用户之间大量的数据交换,同时运行多个程序.

•VSE为批处理和在线交易处理提供相对较小的、更简易的环境。•LinuxforzSeries将IBM大型机的优点和Linux操作系统的开放标准的灵活性结合起来。简化业务集成，快速部署。•z/TPF–z/TransactionProcessingFacility是大多数客户的大容量交易事务处理平台的首选。这些客户涉及各行业，包括航空、货运、金融、卫生保健和旅游。

z/OS介绍——z/OS的系统运行方式•S/370本机模式主机同样可以执行S/370的217条指令，但是它利用S/370的扩展实寻址的26为地址，可以将重要存储器扩展到64位。中央存储器的容量的增大意味着页面调度次数（PAGING）的减少，因而提高了整个系统的性能。

•ESA/390方式是按企业系统结构ESA/390所确定的功能来进行的，其指令集扩展到了229条指令。它使用32位地址，因此虚拟地址空间扩展大了2GB，但仍与24位的程序相兼容•ESA/390LPAR方式系统虽然物理在一个机柜里。但是在逻辑上，它最多可以分成16个部分，这种在逻辑上的划分是由PR/SM微码来完成的。每个系统可以拥有自己的通道CPU和内存，每个部分都可独立工作独立安装一个系统。•COUPLEFACILITY方式主机被作为了一个单独管理数据的主机。这种模式要运行CFCC微码，没有任何应用程序在CFCC上运行。主要是在并行耦合系统中应用。

大型机体系结构的发展历史

使用了独有的处理器、操作系统、它自己的文件系统、截然不同的硬盘格式化方法和其它一些独有的技术。z/OS介绍——z/OS使用的硬件资源z/OS介绍——模块和宏•一组相关的指令称为一个程序或功能模块。能完成某项特殊功能的相关功能模块集称为系统组件•执行经常使用的系统功能的一系列指令能通过调用可执行的宏指令(宏)实现z/椒OS帮介绍患——类程序藏状态继字•程兴序状唉态字着（P修SW引）是则一个参64誓位的恩数据望区，牧与控属制寄双存器落、计仿时寄风存器支和预促处理腥寄存经器一薪起位勒于处链理器熔中，蛛它为片硬件江和软拼件提散供关诱键的呼细节灵信息•当岭前的像PS孟W包街括下因一条构程序薯指令射的地篮址和异正在斧运行火的程御序的燥控制芦信息•每耍个处鸽理器店只有螺一个厨当前密PS寸Wz/顿OS橡介绍冻——巧多道盈程序摄设计凶和多聚重处花理•z曲/O藏S能保支持谈多道森程序害设计众，或践同时内执行贸不同著用户挖的多眼个程止序•z惧/O晒S在介另外持一个敏程序室运行你之前糊通过凯捕捉子并保录存被踩中断撕程序饮的所野有相她关信搅息来企实现裳多道细程序光设计•z侨/O雕S还侮可以校执行库多重黎处理庸，即柴让两贞个或疯更多炎的处歉理器凉共享填各种忧的硬笑件资男源同岩时运兔行，升如内乔存和渠外部旱磁盘成存储谋设备•多疾道程荣序设昂计和地多重愧处理两技术科使得图z/雷OS正非常达适合煮处理存需要欲很多冈I/积O操在作的研作业•多糕个用粮户运浙行许差多各锁自的案程序企意味宾着，孕除了送需要论大量坊复杂俯的硬法件以匪外，取z/尖OS扯用户腾还需辟要大售量的宏内存登来确够保相在应的扁系统极性能z/皂OS忍介绍扒——Co榴nt糊ro蜻l他Bl蜡oc荐k控制林块一种然作为授传输类媒介寨为整丈个z/躺OS通信楚提供盖服务跳的数棕据结梳构当程胸序执弃行z/型OS系统棚的任击务时均，它乔们在纯名为代控制撑块的现存储稀区域衡监控机该任朝务的除执行漏情况么。z/觉OS存在库四种析类型孤的CB►与系富统相扫关的援控制万块►与资艘源相滨关的趋控制腥块►与作姿业相钳关的粮控制门块►与任霉务相辞关的擦控制佩块许多贷同类们型单婆元的棵控制种块可弱以串尽接成损队列任，每拿个控凯制块帆指向拴队列搭中的椅下一咽个控内制块涉。三种形最常浪使用渠的CB►任务俱控制析块(T沙CB祸)，用袋于表追示一摇个任幸务单泊元►服务鸣请求山块(S德RB播)，用护于表锈示一在个系踩统服备务的款请求►地址仇空间袋控制顷块(A炒SC笑B)，用感于表架示一尽个地忧址空抬间z/率OS呜介绍刘——泛z/政OS奸使用耕的物棵理存竿储从概卷念上朱来说渴，大葬型机晒和所朗有其凯他计籍算机桨都有职两种岔类型窑的物仪理存绿储•大怜型机搁处理岁器自震身的布物理持存储侧，也扮称为揭处理颜机存鱼储器筐或实秋存，浸可以殿认为基它是握大型兴机的显内存惨。•大钳型机地外围盐的物基理存嗓储，末包括雾直接落访问镇的存旧储设予备，但譬如衰硬盘旷驱动蔽器和衰磁带逼驱动辆器。腿这种馒存储呼称为津辅助稼存储川器。这两绞种类啦型的乔存储缸的主雁要区妹别与摆它们睬被访室问的跳方式慢有关蛾，即米：•实麦存的业访问月与处巧理器事是同构步的禁。就挨是说昆，在草数据煤从实购存中过取出刷之前泉处理园器必确须等仔待。•辅会助存壳储是肤异步猛访问通方式欲。处歌理器捎通过留输入叛/输吧出（秀I/昌O）锁请求近访问忧辅助护存储影，这镰个I疫/O表请求惭根据荣系统窑中其训它任竭务的散要求慌按照笨预定捆时间帖运行绕。虚拟易存储盆和地阿址空趁间•z另/O止S使沙用两弄种类控型的裹物理乓存储弊（实蹈存和脚外存街）来狐实现看另外耻一种令存储羡——态虚拟分存储•在烈z/只OS犹中，滚每个晃用户宾都访尼问虚符拟存膀储，不而不倾是物旋理存胸储•当证处理蝴很大瞎的任友务时段，使孤用虚太拟存建储对之于z啄/O塌S同剂时与国大量咐用户睛交互嫂这种娃独特罚的能房诚力是左至关姨重要饿的•z玻/O铅S使害用多漫种存姨储管杏理部侦件来萌管理破虚拟射存储虚拟五存储蚀和地餐址空喊间—棵—虚掠拟存桑储•虚稻拟存迹储意倡味着宗每个陵运行研的程牵序可遇以假窗定它珍访问器的是顽由体记系结傲构地拾址表卫定义逗的所饰有实缴存•唯蛮一的墓限制痛是存语储器衔地址菌的位题的个户数•z服/O丘S支霞持6猛4位扔的地窄址，览这允谊许一文个程欲序寻纹址高史达1崇84饥46软74雁40掩73纲70横96纠00衫00肚0字穗节（父16汇ＥＸ恩）的誓存储兆空间•为秩了使讨每个贴用户琴程序渠执行街时感昂觉在剧计算灶机系浓统中豆真有哥这样铺大的双实存层，z脱/O闹S只框把每牛个程猾序的炮作用贴部分吴（a招ct抓iv律e区po检rt负io歌n）库存放真于实同存中骂。而和把其副余的昏代码梁和数寒据保找存在茄辅助舒存储箩上的防特殊袜文件洒中，评这种嗓辅助苦存储庸通常到由一悠些高耕速的患直接旨访问权存储想的设件备（垦DA呈SD紫s）宴组成虚拟益存储毙和地盯址空镇间—病—地仆址空睬间•操橡作系盗统分箭配给沟用户旷或独渡立运茅行的享程序由的虚哲拟地犁址范魂围称妥为地雄址空掏间（浪Ad夫dr颗es丝式s昆Sp棕ac多e）葱这是惧执行彼指令对和存埋储数狼据可拼利用巩的相苏邻的概虚拟岔地址狱区域沉。地声址空通间的宿虚拟脆地址渐范围撒从0脾开始颈，并册可扩迟展到遣操作节系统惹的体丘系结您构允步许的裤最高执地址•z省/O伍S为扭每个帅用户嘱提供让独一枕无二窃的地镰址空导间，哀并维刷持属赏于各腥个地伪址空叫间的积程序馒和数露据之纪间的毫差异•从事某种绩程度纤上讲叔，z横/O连S中还这种全地址扫空间加的使跃用和袖UN隔IX她线程税是类藏似的迫，即罩UN东IX驶内核躲支持至同时润执行困的多僵线程•一犁个运惕行的贵z/帽OS爪系统赞上会洪存在仇很多标个地祖址空输间z/游OS亩的特掩点（态1）•在网z/铸OS烂中使猜用了掩地址踪蝶空间类。使截用这重一概亚念有万很多码优点傲：不猫同地励址空蝇间中仔私有中空间昨的隔爱离提界供了朴系统卡安全莫性，谣然而企每个这地址喊空间循同时捉提供短每个螺地址脏都能与访问烘的公蠢共区干域•系堪统能磨保持阿数据浙完整兴性，披无论徐系统邻中的乌用户愉数量站有多离大。始z/刺OS排阻止俩用户猎随意起访问途或改塞变任索何系有统的芬对像爱，包决括用薯户数留据，泉除非点使用刑系统拘提供植的强肿制遵窑守授拌权规蜜则的之接口•系雀统能卫完成苗大量球并发魔的批乖处理萌任务许，而或不需廉要客纳户从暂外部柜处理伞由于演并发个执行爬或使住用给季定数基据集立时发灶生冲竟突引撒起的篇工作演量平超衡问货题或文完整弟性问销题•安妇全性小设计未覆盖贩了从孩系统贞功能含到一坛般简秩单文就件的者各个认层面岩。安条全性沫可以猪整合逆到应慎用程继序、座资源喂和用砌户层阶面•系鹿统允锋许多易子系昆统同师时通凤信，简这为复多个快完全哥不同熊的面绩向通秋信的咸应用乞同时丽运行浩时提粮供了券极大航的灵颂活性呢。譬颜如，驾多个惭TC皱P/纯IP桶堆栈陕可以猴同时卵操作避，每嫁个堆隔栈都业有不速同的轨IP疫地址感并为芬不同扬的应捧用提税供服剖务z/叔OS抬的特侄点（瓶2）•系伐统提敢供了兆丰富戚软件咱的恢奴复级懂别（眯re讲co排ve陶ry傻l坟ev恳el萝s）顽，使构生产防环境躁中的偏系统钱几乎唱不必勿进行替非计怕划的免系统仰重启多。系催统接凡口允睡许应杆用程依序提络供自她己的欲恢复搭级别嘉(l碗ay折er炎s演of荐r利ec框ov甘er选y)和。简亚单的萄应用议很少胸使用疤这些奴接口渔，通甚常复跃杂的炒应用汽才会技使用蕉到•系翼统程到式化父地管裂理多撕个完痰全不签同的阻任务坟，自翠动平薯衡资省源以盗满足耗系统汇管理曲员确掏定的芬生产议需求•系传统被谢设计宏成程召式化挣的管油理大缓量I什/O籍配置竖以支效持方贱便的霉扩展笛，这陵些I疏/O柜设备拢可能深包括胀数千她个硬物盘，浓多个劈燕自动济磁带断库，谣多台魔的打池印机端，大每量网部络终送端等筹等•系赴统可毒以由雾多个扰操终即端控毯制，第也可走以根蕉据系翁统A有PI糖编写更一些予管理属程序那以完蚂成某乱些自斧动管竞理功列能•系能统管揪理员双接口日是z柔/O煌S的似关键惜功能挖。它箩提供膜状态计信息葛，异扁常情腥况消葡息，笔工作那流控篇制，骨硬件蹈设备翼控制刺，并食允许没操作候员完众成特路殊的侧恢复z/你OS的软谱件产围品•安塞全系嫂统R得AC牛F•编谅译器筛C、全CO酱BO漏L•相学关的胀数据斗库D许B2•事隶务处灯理程僻序C妹IC扰S,