《大型主机操作系统》课件

大型主机操作系统大型主机系统是高性能计算平台，广泛应用于金融、航空、制造等领域。大型主机操作系统是大型主机系统的核心，负责管理系统资源，提供用户环境。课程导言简介本课程将带您深入了解大型主机操作系统，帮助您掌握其工作原理和应用领域。内容涵盖主机操作系统发展历史、定义、特点、基本功能、体系结构、类型及主要操作系统。目标培养学生对大型主机操作系统的理解，提升其在实际应用中的分析和解决问题的能力。主机操作系统发展简史1早期系统(1950s-1960s)早期主机操作系统简单，主要负责资源分配和管理。例如，IBM的OS/360，它支持批处理作业，并提供基本内存管理和设备管理功能。2多任务操作系统(1970s-1980s)多任务操作系统能够同时执行多个任务，并提供更强大的内存管理和安全机制。例如，IBM的MVS，它引入虚拟存储技术，并支持多个用户和多个应用程序同时运行。3现代主机操作系统(1990s-至今)现代主机操作系统支持网络连接，提供更强大的安全性和可靠性，并优化了性能和资源利用率。例如，IBM的z/OS，它支持分布式计算、云计算和数据中心管理。主机操作系统的定义和特点定义主机操作系统是管理和控制大型主机硬件资源的软件系统。它为用户提供一个安全的、高效的运行环境，并管理应用程序、数据和硬件之间的交互。特点主机操作系统具有高可靠性、高性能、高安全性、高可扩展性、高可用性等特点，能够满足大型主机复杂业务的处理需求。核心功能主机操作系统负责管理主机硬件资源，包括处理器、内存、存储、输入输出设备和网络等。它提供一个统一的平台，供各种应用程序运行。主机操作系统的基本功能进程管理管理系统中的所有进程，包括创建、终止、调度、同步和通信等。内存管理管理系统内存，分配和回收内存空间，以及解决内存碎片问题。设备管理管理系统中的所有硬件设备，包括分配和回收设备资源。文件管理管理系统中的所有文件，包括创建、删除、访问和存储等。进程管理定义进程是程序的一次执行。它包含程序代码、数据和执行状态。任务管理进程创建、终止、切换和同步。协调多个进程的运行，确保系统高效运行。内存管理1内存分配主机操作系统管理计算机内存资源，为应用程序提供所需的空间。2内存保护保护程序之间相互影响，防止程序访问其他程序的内存区域。3内存共享允许多个程序共享相同的内存区域，提高内存利用率。4虚拟内存将物理内存扩展到更大的虚拟内存空间，支持运行更大规模的应用程序。设备管理11.设备识别和管理主机操作系统识别并管理连接到主机的各种硬件设备，例如磁盘驱动器、打印机和网络接口卡。22.设备驱动程序主机操作系统提供设备驱动程序，以管理设备的通信和数据传输。33.设备共享和分配主机操作系统允许多个进程共享设备，并确保设备资源的合理分配。44.输入输出控制主机操作系统管理数据在设备和内存之间的传输，并处理输入输出操作的错误和异常。文件管理文件组织和存储大型主机操作系统提供复杂的文件系统，支持各种文件类型和格式。它使用目录结构来组织文件，并提供高效的存储管理机制，确保数据安全可靠。访问控制和权限大型主机操作系统采用严格的访问控制机制，限制对文件的访问权限。管理员可以设置用户权限，确保数据安全和保密。文件共享和同步大型主机操作系统支持文件共享和同步功能，允许多个用户访问和修改同一文件，同时确保数据一致性和完整性。IO管理I/O设备管理管理和控制主机系统中各种输入输出设备，包括磁盘、磁带机、打印机等。数据传输负责数据在CPU和I/O设备之间传输，并协调各种设备的访问。缓冲区管理提供缓冲区来存储数据，以提高数据传输效率，减少CPU等待时间。错误处理处理I/O操作中出现的各种错误，例如设备故障、数据传输错误等。安全管理访问控制主机操作系统需要对系统资源进行严格控制，防止未经授权的访问。例如，用户权限管理、访问控制列表等。数据保护主机操作系统提供数据加密、备份和恢复等功能来保护敏感信息。例如，加密存储设备、定期备份数据等。主机操作系统的体系结构主机操作系统采用层次化结构，将系统功能划分成多个层次，每个层次负责特定功能。这种结构提高了操作系统的可维护性，减少了系统复杂性。主要包括内核层、系统服务层和用户界面层。主机操作系统的类型批处理操作系统主要用于处理批量作业，例如数据处理和报表生成。批处理操作系统通常运行在专用硬件上，并且没有交互式用户界面。分时操作系统允许多个用户同时使用一台计算机，并为每个用户提供一个虚拟的终端环境。分时操作系统通常用于多用户环境，例如大学和公司。实时操作系统主要用于控制实时系统，例如航空管制和工业控制。实时操作系统要求系统响应时间非常短，并且能够处理突发事件。嵌入式操作系统主要用于嵌入式设备，例如手机和汽车。嵌入式操作系统通常具有体积小、效率高、可靠性强等特点。MVS操作系统MVS是IBM在1970年代后期发布的一种大型主机操作系统。它是第一个支持虚拟内存和多任务处理的大型主机操作系统。MVS广泛应用于金融、电信、航空等领域，具有高可靠性、高性能、高安全性等特点。MVS操作系统的特点高可靠性MVS操作系统设计注重稳定性和可靠性，并提供故障容错机制，确保系统连续运行。高性能MVS操作系统采用多任务处理技术，能够高效地管理和调度大量用户和应用程序。高安全性MVS操作系统提供严格的访问控制和安全机制，保障数据和系统安全。高可用性MVS操作系统支持灾难恢复和系统备份，提高系统可用性和数据保护能力。MVS操作系统的基本组成控制程序控制程序是MVS操作系统的核心，负责管理系统资源、控制程序执行和处理系统事件。数据管理程序数据管理程序负责管理系统中的数据，包括文件、数据库和数据集合等。作业管理程序作业管理程序负责接收、调度和管理用户提交的作业，并将其分配给不同的系统资源进行执行。系统服务程序系统服务程序提供各种系统服务，例如文件管理、网络通信和安全管理等。MVS操作系统的主要功能资源管理MVS操作系统负责管理主机系统中的各种资源，包括CPU、内存、磁盘空间、网络连接等。它通过分配和调度这些资源来确保系统高效运行，并满足不同应用程序的需求。作业管理MVS操作系统负责管理用户提交的作业，包括接收、排队、调度和执行。它可以根据作业的优先级和资源需求，来决定作业的执行顺序和分配的资源。数据管理MVS操作系统负责管理主机系统上的数据，包括文件、数据库、日志等。它提供数据存储、检索、保护和安全控制机制，确保数据的完整性和安全性。系统安全MVS操作系统提供多种安全机制，包括用户身份验证、访问控制、数据加密等。它可以防止未经授权的访问和数据泄露，确保系统的安全运行。CICS管理系统CICS（CustomerInformationControlSystem）是IBM大型机平台上的一个应用程序管理系统，专门用于在线事务处理。CICS提供了一个用于开发、执行和管理在线事务的完整环境。它包括一个专用的事务处理监视器、一个用于应用程序开发的编程语言、一个用于数据访问的数据库接口和一个用于管理应用程序和资源的管理工具集。CICS管理系统的特点在线事务处理CICS专门用于处理在线事务，例如银行交易、航空预订和库存管理。屏幕处理CICS提供屏幕处理功能，允许用户与应用程序交互并输入数据。数据库管理CICS与各种数据库系统集成，为应用程序提供数据访问。安全管理CICS提供安全功能，例如用户身份验证和授权，保护系统和数据。CICS管理系统的主要功能1事务处理CICS管理系统专注于处理各种类型的交易，例如银行交易、航空预订和零售销售。2数据管理CICS管理系统提供高效的数据管理功能，包括数据访问、更新和维护。3资源管理CICS管理系统管理主机系统中的各种资源，包括内存、存储和网络资源。4安全管理CICS管理系统提供安全措施来保护交易数据和系统资源。IMS管理系统IMS(InformationManagementSystem)是一种大型主机数据库管理系统，专门为大型机应用程序提供数据管理功能。IMS支持多种数据库模型，包括层次式数据库模型、网络式数据库模型和关系型数据库模型。IMS可用于各种应用场景，例如银行、航空公司、保险公司等。IMS提供了一套完整的工具，用于数据定义、数据操作、数据维护、数据安全等。IMS还提供了一系列接口，允许其他应用程序访问IMS数据库。IMS是IBM提供的一种成熟的数据库管理系统，拥有大量的用户，并且在很多领域都得到了广泛的应用。IMS管理系统的特点高效的数据处理能力IMS管理系统设计用于处理大规模数据，高效处理数据库查询和更新操作。强大的事务处理能力IMS管理系统支持事务处理，确保数据的一致性和完整性。灵活的数据库结构IMS管理系统支持层次型数据库模型，能够灵活地组织和管理数据。可扩展性和可靠性IMS管理系统具备良好的扩展性和可靠性，能够满足不断增长的业务需求。IMS管理系统的主要功能数据库管理IMS管理系统可以管理大型数据库，提供数据存储、检索和更新功能，支持多种数据模型，满足不同应用的需求。事务处理IMS管理系统可以处理大量的在线交易，确保数据的一致性和完整性，提高系统的效率和可靠性。消息传递IMS管理系统可以实现应用程序之间的消息传递，方便不同系统之间的数据交换和业务协作。安全管理IMS管理系统提供安全管理功能，保护数据库和应用程序免受非法访问和恶意攻击。z/OS操作系统z/OS是IBM开发的大型主机操作系统，是IBMSystemz系列服务器上的主操作系统，可运行于IBMSystemz系列服务器的硬件平台之上。z/OS是一个功能强大的操作系统，支持各种类型的应用程序，包括企业应用程序、交易处理系统、数据库管理系统、网络应用程序等。z/OS操作系统的特点高性能和可靠性z/OS操作系统以其高性能和可靠性而闻名，广泛应用于关键任务系统，例如金融交易和大型数据库。安全性z/OS操作系统拥有强大的安全功能，可以保护敏感数据和应用程序免遭攻击。可扩展性z/OS操作系统具有高度的可扩展性，可以处理大量的用户和数据，并支持各种硬件配置。兼容性z/OS操作系统与IBM的其他产品和服务兼容，并支持各种应用程序和语言。z/OS操作系统的主要功能系统管理z/OS提供强大的系统管理工具，包括性能监控、安全管理和资源分配等。数据管理z/OS支持多种数据管理系统，包括DB2、IMS和CICS，确保数据完整性和安全性。应用程序开发z/OS提供完善的应用程序开发环境，支持多种编程语言和工具，简化应用程序开发和维护。网络连接z/OS支持各种网络协议，实现与其他系统和应用程序的互联互通。主机操作系统的发展趋势云计算大型主机系统正在拥抱云计算，提供虚拟化和云服务。人工智能人工智能和机器学习正在改变大型主机系统，提高效率和安全性。移动化移动设备和应用程序正在与大型主机系统集成，提供更便捷的访问。数据分析大型主机系统支持更强大的数据分析能力，帮助企业做出更明智的决策