Мейнфреймы IBM — это большие компьютерные системы, выпускаемые IBM с 1952 года. В 1960-х и 1970-х годах IBM доминировала на компьютерном рынке с серией 7000 и более поздней System/360 , за которой последовала System/370 . Современные мейнфреймы в линейке бизнес-компьютеров IBM являются развитием базовой конструкции System/360.
С 1952 года до конца 1960-х годов IBM производила и продавала несколько моделей больших компьютеров, известных как серии IBM 700/7000 . Первое поколение 700-х было основано на электронных лампах , в то время как позднее, второе поколение 7000-х использовало транзисторы . Эти машины установили доминирование IBM в области электронной обработки данных («EDP»). У IBM было две категории моделей: одна (701, 704, 709, 7030, 7090, 7094, 7040, 7044) для инженерного и научного использования и одна (702, 705, 705-II, 705-III, 7080, 7070, 7072, 7074, 7010) для коммерческого использования или обработки данных. Две категории, научная и коммерческая, обычно использовали общие периферийные устройства, но имели совершенно разные наборы инструкций , и даже внутри каждой категории имелись несовместимости.
IBM изначально продавала свои компьютеры без какого-либо программного обеспечения, ожидая, что клиенты будут писать свои собственные программы; программы запускались вручную, по одной за раз. Позже IBM предоставила компиляторы для недавно разработанных языков программирования более высокого уровня Fortran , COMTRAN и позже COBOL . Первые операционные системы для компьютеров IBM были написаны клиентами IBM, которые не хотели, чтобы их очень дорогие машины (2 миллиона долларов США в середине 1950-х годов) простаивали, пока операторы вручную настраивали задания. Эти первые операционные системы по сути представляли собой запланированные очереди работ. Обычно считается, что первой операционной системой, использованной для реальной работы, была GM-NAA I/O , выпущенная исследовательским подразделением General Motors в 1956 году. IBM усовершенствовала одну из преемниц GM-NAA I/O, операционную систему SHARE , и предоставила ее клиентам под названием IBSYS . [1] [2] По мере того, как программное обеспечение становилось все более сложным и важным, стоимость его поддержки на стольких различных проектах становилась обременительной, и это было одним из факторов, побудивших IBM разработать System/360 и ее операционные системы. [3]
Продукция второго поколения (на основе транзисторов) была основой бизнеса IBM, и IBM продолжала производить ее в течение нескольких лет после появления System/360. (Некоторые IBM 7094 оставались в эксплуатации до 1980-х годов.)
До System/360 IBM также продавала компьютеры меньшего масштаба, которые не считались мэйнфреймами, хотя они все еще были громоздкими и дорогими по современным стандартам. К ним относились:
IBM с трудом удалось заставить клиентов перейти с меньших машин на мэйнфреймы, поскольку приходилось переписывать много программного обеспечения. 7010 был представлен в 1962 году как 1410 размером с мэйнфрейм. Более поздние Systems 360 и 370 могли эмулировать машины 1400. Машина размером с настольный компьютер с другим набором инструкций, IBM 1130 , была выпущена одновременно с System/360, чтобы заполнить нишу, занимаемую 1620. Она использовала ту же кодировку символов EBCDIC , что и 360, и в основном программировалась на языке Fortran , который было относительно легко адаптировать к более крупным машинам, когда это было необходимо.
IBM также представила более мелкие машины после S/360. К ним относятся:
Компьютер среднего класса — обозначение, используемое компанией IBM для класса компьютерных систем, которые находятся между мэйнфреймами и микрокомпьютерами.
IBM анонсировала линейку мэйнфреймов System/360 (S/360) в апреле 1964 года. [4] System/360 была единой серией совместимых моделей как для коммерческого, так и для научного использования. Число « 360 » предполагало «360 -градусную » или «универсальную» компьютерную систему. System/360 включала функции, которые ранее присутствовали только в коммерческой линейке (например, десятичная арифметика и байтовая адресация) или в инженерной и научной линейке (например, арифметика с плавающей точкой ). Некоторые из арифметических блоков и функций адресации были опциональными в некоторых моделях System/360. Однако модели были совместимы снизу вверх, а большинство из них были также совместимы снизу вверх. System/360 также был первым широко используемым компьютером, включавшим специальные аппаратные средства для использования операционных систем . Среди них были программы и инструкции режима супервизора и приложения, а также встроенные средства защиты памяти. Аппаратная защита памяти была предусмотрена для защиты операционной системы от пользовательских программ (задач) и пользовательских задач друг от друга. Новая машина также имела большее адресное пространство , чем старые мэйнфреймы, 24 бита для адресации 8-битных байтов против типичных 18 бит для адресации 36-битных слов.
Меньшие модели в линейке System/360 (например, 360/30) были предназначены для замены серии 1400, обеспечивая при этом более простой путь обновления до более крупных 360. Чтобы сгладить переход от второго поколения к новой линейке, IBM использовала возможности микропрограммирования 360 для эмуляции более популярных старых моделей. Таким образом, 360/30 с этой дополнительной функцией могли запускать 1401 программу, а более крупные 360/65 могли запускать 7094 программы. Для запуска старых программ 360 приходилось останавливать и перезапускать в режиме эмуляции. Многие клиенты продолжали использовать свое старое программное обеспечение, и одной из особенностей более поздней System/370 была возможность переключения в режим эмуляции и обратно под управлением операционной системы.
Операционные системы для семейства System/360 включали OS/360 (с PCP, MFT и MVT ), BOS/360 , TOS/360 и DOS/360 .
System/360 позже развилась в System/370 , System/390 и 64-разрядные машины zSeries, System z и zEnterprise . System/370 представила возможности виртуальной памяти во всех моделях, кроме первых моделей System/370; были введены вариант OS/VS1 OS/360 MFT, вариант OS/VS2 (SVS) OS/360 MVT и вариант DOS/VS DOS/360 для использования возможностей виртуальной памяти, за которыми последовала MVS , которая, в отличие от более ранних операционных систем с виртуальной памятью, запускала отдельные программы в отдельных адресных пространствах, а не запускала все программы в одном виртуальном адресном пространстве. Возможности виртуальной памяти также позволяли системе поддерживать виртуальные машины ; гипервизор VM/370 запускал одну или несколько виртуальных машин, работающих либо под управлением стандартных операционных систем System/360 или System/370, либо под управлением однопользовательской Conversational Monitor System (CMS). Система виртуальных машин с разделением времени может запускать несколько виртуальных машин, по одной на пользователя, при этом на каждой виртуальной машине будет работать экземпляр CMS.
Семейство IBM Z , представленное в 2000 году с z900, поддерживает z/Architecture , которая расширяет архитектуру, используемую мэйнфреймами System/390, до 64 бит.
Различные процессоры на современных мэйнфреймах IBM:
Они по сути идентичны, но различаются по контролю стоимости программного обеспечения: все, кроме CP, немного ограничены [a], так что они не могут использоваться для запуска произвольных операционных систем, и, таким образом, не учитываются в расходах на лицензирование программного обеспечения (которые обычно основаны на количестве CP). [5] Существуют и другие вспомогательные процессоры, обычно устанавливаемые внутри мэйнфреймов, такие как криптографические ускорители (CryptoExpress), сетевой процессор OSA-Express и процессоры дискового ввода-вывода FICON Express.
Программное обеспечение, позволяющее пользователям запускать «традиционные» рабочие нагрузки на zIIP и zAAP, некоторое время продвигалось компанией Neon Enterprise Software под названием «zPrime», но было снято с рынка в 2011 году после судебного иска со стороны IBM. [6]
Основные операционные системы, используемые на современных мэйнфреймах IBM, включают z/OS (которая последовала за MVS/ESA и OS/390 в линейке OS/360 ), z/VM (которая последовала за VM/ESA и VM/XA SP в линейке CP-40 ), z/VSE (которая находится в линейке DOS/360 ), z/TPF (преемник Transaction Processing Facility в линейке Airlines Control Program ) и Linux на IBM Z (например, Debian , Red Hat Enterprise Linux , SUSE Linux Enterprise Server ). Некоторые системы работают под управлением MUSIC/SP , а также UTS (Mainframe UNIX) . В октябре 2008 года Sine Nomine Associates представила OpenSolaris на System z ; с тех пор ее поддержка прекращена.
Текущие мэйнфреймы IBM запускают все основные среды обработки корпоративных транзакций и базы данных , включая CICS , IMS , WebSphere Application Server, IBM Db2 и Oracle . Во многих случаях эти программные подсистемы могут работать на более чем одной операционной системе мэйнфрейма.
Существуют программные эмуляторы для оборудования System/370, System/390 и System z, включая FLEX-ES, работающий под управлением UnixWare или Linux , [7] и свободно распространяемый Hercules , работающий под управлением Linux , FreeBSD , Solaris , macOS и Microsoft Windows . IBM предлагает эмулятор под названием zPDT (System z Personal Development Tool), работающий под управлением Linux на машинах x86-64 . [8]
