Какая серия mainframe компьютеров была скопирована с американских аналогов
FIFO (First-In-First-Out) – режим обслуживания некоторой очереди (например, очереди введенных заданий) в порядке их поступления.
UNIX - первая мобильная ОС для миникомпьютеров, разработанная в 1970 г. Б. Керниганом и Д. Ритчи на новом языке программирования Си .
Буферизация вывода (spooling) – хранение для каждого задания буфера его вывода (в виде области памяти или файла), накопление в буфере выводимой заданием информации и ее вывод полностью на устройство (принтер) при завершении задания.
ДИСПАК – отечественная операционная система для ЭВМ БЭСМ-6.
Диспетчер (dispatcher) – ранняя упрощенная версия операционной системы , - системная программа , управляющая прохождением пакета вводимых заданий.
Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ) – семейство отечественных mainframe -компьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии IBM 360.
Задание (job) – пользовательская программа , введенная в систему с внешнего носителя или с терминала.
Мобильная (переносимая) ОС – операционная система , используемая на нескольких семействах компьютеров путем переноса ее кода (возможно, с небольшими изменениями).
Монитор – упрощенный вариант операционной системы; программа , осуществляющая поочередную обработку пользовательских заданий, с последовательной передачей управления от задания к заданию, по мере их завершения.
Мультипрограммирование (multi-programming) – одновременная обработка операционной системой нескольких пользовательских заданий.
Однозадачная операционная система – ОС, обрабатывающая, выполняющая и хранящая в оперативной памяти в каждый момент времени только одно пользовательское задание (программу).
Откачка и подкачка заданий (swapping) – загрузка задания с диска в оперативную память при его активизации и его выгрузка из памяти на диск при неактивности задания; выполняется в режиме разделения времени.
Пакетная обработка (batch mode) – обработка пакета заданий , введенных пользователями, с учетом их приоритетов и требуемых ими ресурсов.
Планирование загрузки процессора (CPU scheduling) – реализация в ОС алгоритмов выбора очередного задания из набора загруженных в память заданий и выделения кванта времени центрального процессора очередному выбранному заданию.
Разделение времени (time sharing) – поддержка операционной системой одновременной работы в системе нескольких пользователей с терминалов, управление прохождением своих заданий, выполнение их ввода, редактирования, компиляции, выполнения, отладки, визуализации результатов.
Распределения памяти для пользовательских заданий – выделение памяти операционной системой для загружаемого пользовательского задания и ее освобождение после завершения каждого задания.
Резидентная программа - программа , постоянно находящаяся в оперативной памяти по фиксированным адресам.
Система мини-ЭВМ (СМ ЭВМ) - семейство отечественных миникомпьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии PDP 10 – PDP 11.
Тег – числовой код типа данных, хранящихся в рассматриваемом слове памяти, по которому аппаратура контролирует правильность выполнения операции над данными.
Управление процессами – параллельное (или поочередное - на однопроцессорном компьютере) выполнение пользовательских процессов ; возможность явного запуска параллельных процессов, управления ими и их синхронизации.
Фрагментация памяти - дробление свободной памяти на мелкие несмежные участки, вследствие неточного совпадения размеров свободных и требуемых при запросах к ОС участков памяти.
"Эльбрус" - семейство отечественных многопроцессорных суперкомпьютеров (Эльбрус-1, Эльбрус-2) 1970-х – 1980-х годов, архитектура которого основана на использовании тегов, принципах динамизма и аппаратной поддержке механизмов реализации языков высокого уровня ; в операционной системе впервые был реализован аналог многопоточных вычислений (multi-threading), а также были поддержаны виртуальная память , пакетный режим , режим разделения времени , динамическое выделение памяти по запросу, динамическая линковка и загрузка выполняемых программ при первом вызове.
СОДЕРЖАНИЕ
С 1952 года до конца 1960-х годов IBM производила и продавала несколько больших моделей компьютеров, известных как серии IBM 700/7000 . Модели 700 первого поколения были основаны на электронных лампах , тогда как более поздние модели 7000 второго поколения использовали транзисторы . Эти машины установили доминирующее положение 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 команд. , и несовместимости были даже внутри каждой категории.
IBM изначально продавала свои компьютеры без какого-либо программного обеспечения, ожидая, что клиенты будут писать свои собственные; программы запускались вручную, по одной. Позже IBM предоставила компиляторы для недавно разработанных языков программирования более высокого уровня Fortran , COMTRAN и более поздних версий COBOL . Первые операционные системы для компьютеров IBM были написаны клиентами IBM, которые не хотели, чтобы их очень дорогие машины (2 миллиона долларов в середине 1950-х годов) бездействовали, пока операторы настраивали задания вручную. Эти первые операционные системы были по сути запланированными очередями работы. Принято считать, что первой операционной системой, которая использовалась для реальной работы, была GM-NAA I / O производства General Motors. «Исследовательское подразделение в 1956 году. IBM усовершенствовала одну из преемников 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, затраты на поддержку такого множества различных проектов становились обременительными, и это было одним из факторов, которые побудили IBM разработать System / 360 и ее операционные системы. [3]
Продукты второго поколения (на основе транзисторов) были основой бизнеса IBM, и IBM продолжала производить их 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 размера, которые не считались мэйнфреймами, хотя по современным меркам они все еще были громоздкими и дорогими. К ним относятся:
-
(логика электронных ламп, десятичная архитектура , барабанная память , бизнес и наука) (логика вакуумной лампы, первый компьютер с дисковым хранилищем ; см .:Раннее дисковое хранилище IBM ) (обработка бизнес-данных; очень успешный, и многие периферийные устройства 1400 использовались с 360) (десятичная архитектура, инженерия, наука и образование)
IBM с трудом заставляла заказчиков переходить с меньших компьютеров на мэйнфреймы, потому что пришлось переписывать очень много программного обеспечения. 7010 был представлен в 1962 году как 1410 размером с мейнфрейм. Более поздние системы 360 и 370 могли имитировать 1400 машин. Компьютер размером с настольный компьютер с другим набором команд, IBM 1130 , был выпущен одновременно с System / 360 для решения ниши, занятой 1620. Он использовал ту же кодировку символов EBCDIC, что и 360, и был в основном запрограммирован на Fortran , который при необходимости было относительно легко приспособить к более крупным машинам.
IBM также представила машины меньшего размера после S / 360. К ним относятся:
-
(полупроводниковая память, управление процессами, несовместимая замена для IBM 1800) (представлена карта на 96 столбцов)
Компьютер среднего уровня - это обозначение, используемое IBM для класса компьютерных систем, которые находятся между мэйнфреймами и микрокомпьютерами.
Меньшие модели в линейке System / 360 (например, 360/30) предназначались для замены серии 1400, обеспечивая более легкий путь обновления до более крупных 360. Чтобы сгладить переход от второго поколения к новой линейке, IBM использовала возможности микропрограммирования 360 для имитации более популярных старых моделей. Таким образом, 360/30 с этой функцией дополнительных затрат могут запускать 1401 программу, а более крупные 360/65 могут запускать 7094 программы. Чтобы запустить старые программы, 360 пришлось останавливать и перезапускать в режиме эмуляции. Многие клиенты продолжали использовать свое старое программное обеспечение, и одной из особенностей более поздней System / 370 была возможность переключаться в режим эмуляции и обратно под управление операционной системы.
Операционные системы для семейства System / 360 включали OS / 360 (с PCP, MFT и MVT ), BOS / 360 , TOS / 360 и DOS / 360 .
Позже System / 360 превратилась в System / 370 , System / 390 и 64-битные машины zSeries, System z и zEnterprise . System / 370 представила возможности виртуальной памяти во всех моделях, кроме самых первых моделей System / 370; OS / VS1 вариант OS / 360 MFT, в OS / VS2 (СВС) вариант OS / 360 МВТ, и вариант DOS / VS из DOS / 360 были введены использовать возможности виртуальной памяти, с последующим MVS , который, в отличие от более ранних операционных систем с виртуальной памятью, запускал отдельные программы в отдельных адресных пространствах, а не запускал все программы в одном виртуальном адресном пространстве. Возможности виртуальной памяти также позволили системе поддерживать виртуальные машины ; VM / 370 гипервизор будет работать один или несколько виртуальных машин , работающих как стандартные системы / 360 или System / 370 операционных систем или однопользовательскую разговорного Monitor System (CMS). Разделения времени системы VM может запустить несколько виртуальных машины, один для каждого пользователя, с каждой виртуальной машиной под управлением экземпляром CMS.
Семейство zSeries, представленное в 2000 году вместе с z900, включает недавно разработанную IBM 64-разрядную архитектуру z / .
Различные процессоры на нынешних мэйнфреймах IBM:
- CP, Central Processor : универсальный процессор
- IFL, Integrated Facility для Linux : предназначен для ОС Linux (опционально в z / VM )
- ICF, Integrated Coupling Facility : разработан для поддержки операций Parallel Sysplex
- SAP, System Assist Processor: предназначен для обработки различных операций системного учета, управления и каналов ввода-вывода. , System Z Application Assist Processor: в настоящее время ограничивается запускать только Java и XML - обработку , интегрированный информационный процессор System z: предназначен для выполнения определенных рабочих нагрузок, включая DB2 , XML и IPSec
Обратите внимание, что они по сути идентичны, но отличаются контролем затрат на программное обеспечение: все, кроме CP, немного ограничены, поэтому они не могут использоваться для запуска произвольных операционных систем и, таким образом, не учитываются в затратах 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 дисковые процессоры ввода-вывода FICON Express.
Программное обеспечение, позволяющее пользователям запускать «традиционные» рабочие нагрузки на zIIP и zAAP, на короткое время продавалось компанией Neon Enterprise Software как «zPrime», но было снято с рынка в 2011 году после судебного иска со стороны IBM. [6]
Основные операционные системы, используемые на текущих мэйнфреймах IBM, включают z / OS (которая следовала за MVS / ESA и OS / 390 в линейке OS / 360 ), z / VM (которая следовала за VM / ESA и VM / XA SP в CP- 40 ), z / VSE (который принадлежит к линии 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 используют MUSIC / SP , а также UTS (Mainframe UNIX) . В октябре 2008 года Sine Nomine Associates представила OpenSolaris для System z ; с тех пор он был снят с производства.
На текущих мэйнфреймах IBM работают все основные корпоративные среды обработки транзакций и базы данных , включая CICS , IMS , WebSphere Application Server, DB2 и Oracle . Во многих случаях эти программные подсистемы могут работать на нескольких операционных системах мэйнфреймов.
Существуют программные эмуляторы для оборудования System / 370, System / 390 и System z, включая FLEX-ES , который работает под UnixWare или Linux , [7] и свободно доступный Hercules , который работает под Linux , FreeBSD , Solaris. , macOS и Microsoft Windows . IBM предлагает эмулятор под названием zPDT (System z Personal Development Tool), который работает в Linux на машинах x86-64 . [8]
Краткие итоги
В ранних mainframe -компьютерах операционные системы отсутствовали. Обращение к памяти осуществлялось по конкретным физическим адресам, обращение к внешним устройствам – специальными командам, также по физическим адресам.
В 1960-х гг. были разработаны диспетчеры – упрощенные варианты ОС, осуществлявшие поочередный пропуск пользовательских заданий.
Для классических ОС 1960-х – 1970-х гг. ( ATLAS , MULTICS , OS IBM 360) были характерны поддержка мультипрограммирования , пакетного режима, режима разделения времени, управление процессами .
Первой мобильной ОС, использованной на нескольких аппаратных платформах, стала система UNIX , первая версия которой разработана в 1970 г.
Операционная система MacOS фирмы Apple характеризуется удобным графическим пользовательским интерфейсом.
С начала 1990-х гг. до настоящего времени имеет место эволюция Windows от графической оболочки к MS-DOS до наиболее популярной ОС для настольных и портативных компьютеров ( Windows 7, Windows 2008 и др.). Также популярна ОС Linux (как серверная ОС ).
Наиболее распространены в мире операционные системы для мобильных устройств, ввиду широкой распространенности последних. Это прежде всего ОС Symbian. Windows в этом отношении на втором месте.
Наиболее распространенные диалекты ОС UNIX : Berkeley Software Distribution ( BSD ), в настоящее время – FreeBSD (University of Berkeley); System V Release 4 ( SVR4 ) – фирмы AT&T; Linux (RedHat, SuSE, Mandrake, Caldera, Debian, Fedora и другие диалекты); Solaris ( Oracle / Sun ); IRIX ( Silicon Graphics ); HP-UX (Hewlett-Packard); Digital UNIX ( Digital / Compaq).
Из отечественных ОС следует отметить ОС ДИСПАК для БЭСМ-6 и ОС "Эльбрус" для МВК "Эльбрус", отличавшиеся оригинальными идеями и методами.
В 1970-х гг. в СССР было принято правительственное решение о копировании зарубежных компьютеров серии IBM 360, а затем – миникомпьютеров серий PDP -10 и PDP -11, которое на долгие годы предопределило развитие отечественной вычислительной техники и на 15-20 лет продлило срок использования их операционных систем.
Первые операционные системы для mainframe -компьютеров поддерживали обработку пакетов заданий в однозадачном режиме. Затем в ОС появилась поддержка мультипрограммирования и разделения времени, что привело к необходимости реализации в ОС распределения памяти для пользовательских заданий, диспетчеризации процессора и буферизации ввода-вывода.
Особенности ОС с поддержкой режима разделения времени: хранение заданий в памяти либо на диске, с их откачкой и подкачкой ( swapping ) по мере необходимости; поддержка интерактивного взаимодействия между пользователями и ОС; поддержка диалогового доступа к коду и данным пользователей.
FIFO (First-In-First-Out) – режим обслуживания некоторой очереди (например, очереди введенных заданий) в порядке их поступления.
UNIX - первая мобильная ОС для миникомпьютеров, разработанная в 1970 г. Б. Керниганом и Д. Ритчи на новом языке программирования Си .
Буферизация вывода (spooling) – хранение для каждого задания буфера его вывода (в виде области памяти или файла), накопление в буфере выводимой заданием информации и ее вывод полностью на устройство (принтер) при завершении задания.
ДИСПАК – отечественная операционная система для ЭВМ БЭСМ-6.
Диспетчер (dispatcher) – ранняя упрощенная версия операционной системы , - системная программа , управляющая прохождением пакета вводимых заданий.
Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ) – семейство отечественных mainframe -компьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии IBM 360.
Задание (job) – пользовательская программа , введенная в систему с внешнего носителя или с терминала.
Мобильная (переносимая) ОС – операционная система , используемая на нескольких семействах компьютеров путем переноса ее кода (возможно, с небольшими изменениями).
Монитор – упрощенный вариант операционной системы; программа , осуществляющая поочередную обработку пользовательских заданий, с последовательной передачей управления от задания к заданию, по мере их завершения.
Мультипрограммирование (multi-programming) – одновременная обработка операционной системой нескольких пользовательских заданий.
Однозадачная операционная система – ОС, обрабатывающая, выполняющая и хранящая в оперативной памяти в каждый момент времени только одно пользовательское задание (программу).
Откачка и подкачка заданий (swapping) – загрузка задания с диска в оперативную память при его активизации и его выгрузка из памяти на диск при неактивности задания; выполняется в режиме разделения времени.
Пакетная обработка (batch mode) – обработка пакета заданий , введенных пользователями, с учетом их приоритетов и требуемых ими ресурсов.
Планирование загрузки процессора (CPU scheduling) – реализация в ОС алгоритмов выбора очередного задания из набора загруженных в память заданий и выделения кванта времени центрального процессора очередному выбранному заданию.
Разделение времени (time sharing) – поддержка операционной системой одновременной работы в системе нескольких пользователей с терминалов, управление прохождением своих заданий, выполнение их ввода, редактирования, компиляции, выполнения, отладки, визуализации результатов.
Распределения памяти для пользовательских заданий – выделение памяти операционной системой для загружаемого пользовательского задания и ее освобождение после завершения каждого задания.
Резидентная программа - программа , постоянно находящаяся в оперативной памяти по фиксированным адресам.
Система мини-ЭВМ (СМ ЭВМ) - семейство отечественных миникомпьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии PDP 10 – PDP 11.
Тег – числовой код типа данных, хранящихся в рассматриваемом слове памяти, по которому аппаратура контролирует правильность выполнения операции над данными.
Управление процессами – параллельное (или поочередное - на однопроцессорном компьютере) выполнение пользовательских процессов ; возможность явного запуска параллельных процессов, управления ими и их синхронизации.
Фрагментация памяти - дробление свободной памяти на мелкие несмежные участки, вследствие неточного совпадения размеров свободных и требуемых при запросах к ОС участков памяти.
"Эльбрус" - семейство отечественных многопроцессорных суперкомпьютеров (Эльбрус-1, Эльбрус-2) 1970-х – 1980-х годов, архитектура которого основана на использовании тегов, принципах динамизма и аппаратной поддержке механизмов реализации языков высокого уровня ; в операционной системе впервые был реализован аналог многопоточных вычислений (multi-threading), а также были поддержаны виртуальная память , пакетный режим , режим разделения времени , динамическое выделение памяти по запросу, динамическая линковка и загрузка выполняемых программ при первом вызове.
Краткие итоги
В ранних mainframe -компьютерах операционные системы отсутствовали. Обращение к памяти осуществлялось по конкретным физическим адресам, обращение к внешним устройствам – специальными командам, также по физическим адресам.
В 1960-х гг. были разработаны диспетчеры – упрощенные варианты ОС, осуществлявшие поочередный пропуск пользовательских заданий.
Для классических ОС 1960-х – 1970-х гг. ( ATLAS , MULTICS , OS IBM 360) были характерны поддержка мультипрограммирования , пакетного режима, режима разделения времени, управление процессами .
Первой мобильной ОС, использованной на нескольких аппаратных платформах, стала система UNIX , первая версия которой разработана в 1970 г.
Операционная система MacOS фирмы Apple характеризуется удобным графическим пользовательским интерфейсом.
С начала 1990-х гг. до настоящего времени имеет место эволюция Windows от графической оболочки к MS-DOS до наиболее популярной ОС для настольных и портативных компьютеров ( Windows 7, Windows 2008 и др.). Также популярна ОС Linux (как серверная ОС ).
Наиболее распространены в мире операционные системы для мобильных устройств, ввиду широкой распространенности последних. Это прежде всего ОС Symbian. Windows в этом отношении на втором месте.
Наиболее распространенные диалекты ОС UNIX : Berkeley Software Distribution ( BSD ), в настоящее время – FreeBSD (University of Berkeley); System V Release 4 ( SVR4 ) – фирмы AT&T; Linux (RedHat, SuSE, Mandrake, Caldera, Debian, Fedora и другие диалекты); Solaris ( Oracle / Sun ); IRIX ( Silicon Graphics ); HP-UX (Hewlett-Packard); Digital UNIX ( Digital / Compaq).
Из отечественных ОС следует отметить ОС ДИСПАК для БЭСМ-6 и ОС "Эльбрус" для МВК "Эльбрус", отличавшиеся оригинальными идеями и методами.
В 1970-х гг. в СССР было принято правительственное решение о копировании зарубежных компьютеров серии IBM 360, а затем – миникомпьютеров серий PDP -10 и PDP -11, которое на долгие годы предопределило развитие отечественной вычислительной техники и на 15-20 лет продлило срок использования их операционных систем.
Первые операционные системы для mainframe -компьютеров поддерживали обработку пакетов заданий в однозадачном режиме. Затем в ОС появилась поддержка мультипрограммирования и разделения времени, что привело к необходимости реализации в ОС распределения памяти для пользовательских заданий, диспетчеризации процессора и буферизации ввода-вывода.
Особенности ОС с поддержкой режима разделения времени: хранение заданий в памяти либо на диске, с их откачкой и подкачкой ( swapping ) по мере необходимости; поддержка интерактивного взаимодействия между пользователями и ОС; поддержка диалогового доступа к коду и данным пользователей.
FIFO (First-In-First-Out) – режим обслуживания некоторой очереди (например, очереди введенных заданий) в порядке их поступления.
UNIX - первая мобильная ОС для миникомпьютеров, разработанная в 1970 г. Б. Керниганом и Д. Ритчи на новом языке программирования Си .
Буферизация вывода (spooling) – хранение для каждого задания буфера его вывода (в виде области памяти или файла), накопление в буфере выводимой заданием информации и ее вывод полностью на устройство (принтер) при завершении задания.
ДИСПАК – отечественная операционная система для ЭВМ БЭСМ-6.
Диспетчер (dispatcher) – ранняя упрощенная версия операционной системы , - системная программа , управляющая прохождением пакета вводимых заданий.
Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ) – семейство отечественных mainframe -компьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии IBM 360.
Задание (job) – пользовательская программа , введенная в систему с внешнего носителя или с терминала.
Мобильная (переносимая) ОС – операционная система , используемая на нескольких семействах компьютеров путем переноса ее кода (возможно, с небольшими изменениями).
Монитор – упрощенный вариант операционной системы; программа , осуществляющая поочередную обработку пользовательских заданий, с последовательной передачей управления от задания к заданию, по мере их завершения.
Мультипрограммирование (multi-programming) – одновременная обработка операционной системой нескольких пользовательских заданий.
Однозадачная операционная система – ОС, обрабатывающая, выполняющая и хранящая в оперативной памяти в каждый момент времени только одно пользовательское задание (программу).
Откачка и подкачка заданий (swapping) – загрузка задания с диска в оперативную память при его активизации и его выгрузка из памяти на диск при неактивности задания; выполняется в режиме разделения времени.
Пакетная обработка (batch mode) – обработка пакета заданий , введенных пользователями, с учетом их приоритетов и требуемых ими ресурсов.
Планирование загрузки процессора (CPU scheduling) – реализация в ОС алгоритмов выбора очередного задания из набора загруженных в память заданий и выделения кванта времени центрального процессора очередному выбранному заданию.
Разделение времени (time sharing) – поддержка операционной системой одновременной работы в системе нескольких пользователей с терминалов, управление прохождением своих заданий, выполнение их ввода, редактирования, компиляции, выполнения, отладки, визуализации результатов.
Распределения памяти для пользовательских заданий – выделение памяти операционной системой для загружаемого пользовательского задания и ее освобождение после завершения каждого задания.
Резидентная программа - программа , постоянно находящаяся в оперативной памяти по фиксированным адресам.
Система мини-ЭВМ (СМ ЭВМ) - семейство отечественных миникомпьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии PDP 10 – PDP 11.
Тег – числовой код типа данных, хранящихся в рассматриваемом слове памяти, по которому аппаратура контролирует правильность выполнения операции над данными.
Управление процессами – параллельное (или поочередное - на однопроцессорном компьютере) выполнение пользовательских процессов ; возможность явного запуска параллельных процессов, управления ими и их синхронизации.
Фрагментация памяти - дробление свободной памяти на мелкие несмежные участки, вследствие неточного совпадения размеров свободных и требуемых при запросах к ОС участков памяти.
"Эльбрус" - семейство отечественных многопроцессорных суперкомпьютеров (Эльбрус-1, Эльбрус-2) 1970-х – 1980-х годов, архитектура которого основана на использовании тегов, принципах динамизма и аппаратной поддержке механизмов реализации языков высокого уровня ; в операционной системе впервые был реализован аналог многопоточных вычислений (multi-threading), а также были поддержаны виртуальная память , пакетный режим , режим разделения времени , динамическое выделение памяти по запросу, динамическая линковка и загрузка выполняемых программ при первом вызове.
Краткие итоги
В ранних mainframe -компьютерах операционные системы отсутствовали. Обращение к памяти осуществлялось по конкретным физическим адресам, обращение к внешним устройствам – специальными командам, также по физическим адресам.
В 1960-х гг. были разработаны диспетчеры – упрощенные варианты ОС, осуществлявшие поочередный пропуск пользовательских заданий.
Для классических ОС 1960-х – 1970-х гг. ( ATLAS , MULTICS , OS IBM 360) были характерны поддержка мультипрограммирования , пакетного режима, режима разделения времени, управление процессами .
Первой мобильной ОС, использованной на нескольких аппаратных платформах, стала система UNIX , первая версия которой разработана в 1970 г.
Операционная система MacOS фирмы Apple характеризуется удобным графическим пользовательским интерфейсом.
С начала 1990-х гг. до настоящего времени имеет место эволюция Windows от графической оболочки к MS-DOS до наиболее популярной ОС для настольных и портативных компьютеров ( Windows 7, Windows 2008 и др.). Также популярна ОС Linux (как серверная ОС ).
Наиболее распространены в мире операционные системы для мобильных устройств, ввиду широкой распространенности последних. Это прежде всего ОС Symbian. Windows в этом отношении на втором месте.
Наиболее распространенные диалекты ОС UNIX : Berkeley Software Distribution ( BSD ), в настоящее время – FreeBSD (University of Berkeley); System V Release 4 ( SVR4 ) – фирмы AT&T; Linux (RedHat, SuSE, Mandrake, Caldera, Debian, Fedora и другие диалекты); Solaris ( Oracle / Sun ); IRIX ( Silicon Graphics ); HP-UX (Hewlett-Packard); Digital UNIX ( Digital / Compaq).
Из отечественных ОС следует отметить ОС ДИСПАК для БЭСМ-6 и ОС "Эльбрус" для МВК "Эльбрус", отличавшиеся оригинальными идеями и методами.
В 1970-х гг. в СССР было принято правительственное решение о копировании зарубежных компьютеров серии IBM 360, а затем – миникомпьютеров серий PDP -10 и PDP -11, которое на долгие годы предопределило развитие отечественной вычислительной техники и на 15-20 лет продлило срок использования их операционных систем.
Первые операционные системы для mainframe -компьютеров поддерживали обработку пакетов заданий в однозадачном режиме. Затем в ОС появилась поддержка мультипрограммирования и разделения времени, что привело к необходимости реализации в ОС распределения памяти для пользовательских заданий, диспетчеризации процессора и буферизации ввода-вывода.
Особенности ОС с поддержкой режима разделения времени: хранение заданий в памяти либо на диске, с их откачкой и подкачкой ( swapping ) по мере необходимости; поддержка интерактивного взаимодействия между пользователями и ОС; поддержка диалогового доступа к коду и данным пользователей.
С момента появления персональных компьютеров в 1980-х годах IBM и другие поставщики создали IBM-совместимые мэйнфреймы на базе ПК, которые совместимы с более крупными мэйнфреймами IBM . В течение некоторого времени системы, совместимые с мэйнфреймами на базе ПК, имели более низкую цену и не требовали столько электроэнергии или занимаемой площади. Однако они жертвовали производительностью и были менее надежными, чем оборудование класса мэйнфреймов. Эти продукты были популярны среди разработчиков мэйнфреймов, в сфере образования и обучения, для очень маленьких компаний с некритичной обработкой и в определенных ролях по оказанию помощи при стихийных бедствиях (например, в системах корректировки полевого страхования для оказания помощи при урагане).
СОДЕРЖАНИЕ
Вплоть до середины 1990-х мэйнфреймы были очень большими машинами, которые часто занимали целые комнаты. Комнаты часто были кондиционированы и имели специальные схемы питания, чтобы обеспечить трехфазную электроэнергию, необходимую для машин. Современные мэйнфреймы теперь физически сравнительно малы и не требуют особых строительных приспособлений или не требуют их вообще.
IBM продемонстрировала использование набора команд мэйнфрейма в своем первом настольном компьютере - IBM 5100 , выпущенном в 1975 году. Этот продукт использовал микрокод для выполнения многих инструкций процессора System / 370 , так что он мог запускать слегка измененную версию Интерпретатор программ для мэйнфреймов APL от IBM .
В 1980 году распространились слухи о новом персональном компьютере IBM, возможно, уменьшенной версии 370. [1] В 1981 году появился персональный компьютер IBM , но он не был основан на архитектуре System 370. Однако IBM действительно использовала свою новую платформу ПК для создания некоторых экзотических комбинаций с дополнительным оборудованием, которое могло выполнять инструкции S / 370 локально.
В октябре 1983 года IBM анонсировала персональный компьютер IBM XT / 370. По сути, это был продукт три в одном. Он мог запускать ПК DOS локально, он также мог действовать как терминал 3270 и, наконец, - его самая важная отличительная особенность по сравнению с ПК IBM 3270 - это то, что он мог выполнять инструкции S / 370 локально. [2]
IBM заявила, что XT / 370 достиг 0,1 MIPS (когда данные помещаются в ОЗУ). В 1984 г. прейскурантная цена XT / 370 в его типичной конфигурации составляла приблизительно 12 000 долларов, что выгодно отличается от собственных мэйнфреймов IBM по соотношению доллар / MIPS; Например, IBM 4341 принесла 1,2 MIPS за 500 000 долларов. Хотя теоретически это снизило спрос на мэйнфреймы заказчиков, перенеся нагрузку на меньший компьютер, по мере того, как заказчики покупали больше XT / 370, они, вероятно, увеличивали общую нагрузку на мэйнфреймы, увеличивая продажи мэйнфреймов IBM. [5]
Подобно версии VM / CMS для мэйнфреймов , VM / PC также создавали иллюзию виртуальных дисков , но в версии для ПК они сохранялись в виде файлов DOS для ПК на гибких или жестких дисках. Например, виртуальный диск CMS, принадлежащий пользователю FRED по адресу устройства 101, хранился как файл DOS FRED.101. Команды CMS IMPORT и EXPORT позволяли извлекать файлы с этих виртуальных дисков, а также преобразовывать ASCII / EBCDIC . [6]
XT / 370 поставляется с 83-клавишной клавиатурой в стиле XT (10 функциональных клавиш). [2] Более новые версии XT / 370 отказались от PC3277-EM в пользу плат IBM 3278/79. XT / 370 был среди систем XT, которые могли использовать второй жесткий диск, установленный в шасси расширения 5161. [7] : 6–17
В 1984 году BYTE назвал XT / 370 «квалифицированным успехом». Журнал похвалил IBM за «встраивание всех функций 370 в XT» и выразил надежду на технические улучшения, которые «могут привести к созданию еще более совершенного компьютера». [8]
В 1984 году IBM представила персональный компьютер IBM AT / 370 [9] с аналогичными картами, что и для XT / 370, и обновленным программным обеспечением, поддерживающим как большие жесткие диски, так и передачу DMA с карты 3277 на карту процессора AT / 370. Система была почти на 60% быстрее, чем XT / 370. [4] В AT / 370 использовались карты совместной обработки с 16-битным интерфейсом, отличные от XT, которые назывались PC / 370-P2 и PC / 370-M2. У последней карты по-прежнему было только 512 КБ для памяти, из которых 480 КБ можно было использовать для программ в режиме S / 370, а 32 КБ были зарезервированы для хранения микрокода. Для функции эмуляции терминала AT / 370 поставлялся с тем же адаптером эмуляции 3278/79, что и XT / 370 последней серии. Сама материнская плата AT / 370 была оснащена 512 КБ оперативной памяти. [7] : с 9–26 до 9–28
AT / 370 также запускал VM / PC, но с PC DOS 3.0 вместо 2.10, который использовался в версии XT. [10] VM / PC версии 2, выпущенной в ноябре 1985 г., повысила производительность до 50%; это позволяло использовать дополнительную память (в дополнение к диску) в качестве кэша страниц для виртуальной машины. [11]
В статье Computerworld, опубликованной в ноябре 1985 года, отмечалось, что машина продавалась "медленно". [11]
В апреле 1988 года IBM представила рабочую станцию System / 370, которая поставлялась некоторым клиентам с августа 1987 года. [12] Официально она называлась IBM 7437 VM / SP Technical Workstation (а позже также называлась Personal System / 370). отдельно стоящая башня, которая подключается к карте MCA, установленной в PS / 2 Model 60, 70 или 80. Башня 7437 содержит процессор и 16 основных модулей памяти, а PS / 2 обеспечивает ввод / вывод и дисковое хранилище. [13] Модель 7437 работала под управлением операционной системы IBM VM / SP , и один представитель IBM описал 7437 «как 9370. с одним терминалом ". Он был предназначен для существующих пользователей S / 370, и его прейскурантная цена в ноябре 1988 года составляла 18 100 долларов за минимальный заказ из 25 единиц. [14] Одной из его предполагаемых задач было предоставление однопользовательского S / 370- совместимый компьютер, который мог запускать приложения для автоматизированного проектирования и разработки , созданные на мэйнфреймах IBM, таких как CADAM и CATIA . Графическая поддержка обеспечивалась графической системой IBM 5080, напольной башней. 5080 был подключен к 7437 через PS / 2 через кабель и адаптер MCA. [15]
Позже IBM представила Personal / 370 (также известную как P / 370), 32-разрядную карту MCA с одним слотом, которую можно добавить к компьютеру PS / 2 или RS / 6000 для запуска операционных систем System / 370 (таких как MUSIC / SP , VM , VSE ) параллельно OS / 2 (в PS / 2) или AIX (в RS / 6000) с поддержкой нескольких одновременных пользователей. Это полная реализация процессора S / 370, включая сопроцессор FPU и 16 МБ памяти. Каналы управления и стандартные каналы ввода-вывода предоставляются через ОС / оборудование хоста. Дополнительная 370-канальная карта может быть добавлена для обеспечения ввода-вывода, специфичного для мэйнфреймов, такого как локальные блоки управления 3270, ленточные накопители 3400/3480 или преобразователи протоколов 7171.
Несмотря на то, что P / 370 был продуктом с одной картой, он работал в три раза быстрее, чем 7437, достигая 3,5 MIPS, наравне с IBM 4381 младшего класса . [16] В следующей книге (того же автора) заявлено, что для P / 370 требуется 4,1 MIPS. [17]
Модель Personal / 370 была доступна уже в ноябре 1989 года, хотя и на «специальной основе». [18]
В 1995 году IBM представила карту «Усовершенствованный микропроцессорный комплекс S / 390», которая поддерживала архитектуру IBM ESA / 390 в системе на базе ПК. [19] Продукты IBM, связанные с ПК, развивались для поддержки и этого, с использованием карты (номер по каталогу IBM 8640-PB0) в «IBM PC Server 330 в 1998 году [20] [21] и в моделях IBM PC Server 500. [ [19] 22]
Важной целью при разработке процессорной карты S / 390 была полная совместимость с существующими операционными системами и программным обеспечением для мэйнфреймов. В процессоре реализованы все инструкции ESA / 390 и XA, что исключает необходимость трансляции инструкций. Есть три поколения карты:
- Исходная плата процессора S / 390 включала 32 МБ выделенной памяти с дополнительными дочерними картами 32 МБ или 96 МБ, что в сумме составляло 64 или 128 МБ ОЗУ. Официально процессор был рассчитан на 4,5 MIPS . Он был построен для подключения к хост-системе MicroChannel .
- Вторая версия была построена для хост-системы PCI . В стандартную комплектацию входило 128 МБ выделенной памяти, а производительность по-прежнему составляла 4,5 MIPS.
- Третья версия, называемая картой P / 390E (для Enhanced), включала 256 МБ выделенной памяти и была рассчитана на 7 MIPS. Он также был построен для хост-системы PCI . Была чрезвычайно редкая (возможно, когда-либо выпущенная в качестве предсерийных образцов) версия карты P / 390E с памятью 1 ГБ.
R / 390 - это обозначение, используемое для платы расширения, используемой в сервере IBM RS / 6000. Оригинальный R / 390 имел процессор POWER2 с частотой 67 или 77 МГц и от 32 до 512 МБ оперативной памяти, в зависимости от конфигурации. Плата расширения MCA P / 390 может быть установлена в любой системе MCA RS / 6000, а карта PCI P / 390 может быть установлена в ряде ранних PCI RS / 6000; все такие конфигурации обозначаются как R / 390. Серверы R / 390 должны работать под управлением AIX версии 4 в качестве операционной системы хоста.
P / 390 - это обозначение, используемое для карты расширения, используемой в сервере IBM PC Server, и было дешевле, чем R / 390. Первоначальный сервер P / 390 размещался в IBM PC Server 500 и имел процессор Intel Pentium 90 МГц для работы OS / 2. Модель была переработана в середине 1996 года и переименована в PC Server 520 с процессором Intel Pentium 133 МГц. Обе модели стандартно поставлялись с 32 МБ оперативной памяти с возможностью расширения до 256 МБ. PC Server 500 имел восемь слотов расширения MCA, в то время как PC Server 520 добавил два слота расширения PCI и удалил два слота MCA.
Интегрированный сервер S / 390 (также известный как S / 390 IS) - это мэйнфрейм, помещенный в сравнительно небольшой корпус (В x Ш x Г 82 x 52 x 111 см). Он стал доступен с ноября 1998 года. Он предназначен для клиентов, которым не требуется пропускная способность ввода-вывода и производительность S / 390 Multiprise 3000 (имеющего такой же размер). Используются только 256 МБ памяти ECC и один главный процессор CMOS (производительность около 8 MIPS); ЦП S / 390, используемый в интегрированном сервере, на самом деле является E-картой P / 390. Pentium II используется в качестве (процессор ввода / вывода Service) IOSP. Он поддерживает четыре ESCON и до четырех параллельных каналов. Стандартные слоты PCI и ISA присутствуют. Поддерживаются до 255 внутренних жестких дисков (16 жестких дисков по 18 ГБ и 2 жестких диска для резервирования). Поддерживаемые ОС: OS / 390, MVS / ESA, VM / ESA и VSE / ESA.
Fujitsu предложила две ПК-совместимые системы, которые составили нижнюю часть линейки мэйнфреймов BS2000 Fujitsu на базе S / 390 . [23] SQ100 был более медленной конфигурацией, использующей двухъядерные процессоры Intel Xeon E7220 с тактовой частотой 2,93 ГГц , и имел производительность до 200 об / мин. [24] В SQ200 использовались шестиядерные процессоры Xeon X7542 с тактовой частотой 2,66 ГГц и производительность до 700RPF. [25] Все мэйнфреймы BS2000 на базе Intel 64 могут запускать Linux или Windows в отдельных разделах. Fujitsu изготовила собственные процессоры для S / 390 и оборудование для мэйнфреймов для высшего класса своей линейки BS2000. [26] вперед
С конца 1990-х годов процессоры ПК стали достаточно быстрыми, чтобы выполнять эмуляцию мэйнфреймов без необходимости в плате сопроцессора . В настоящее время доступно несколько эмуляторов персональных компьютеров, поддерживающих System / 390 и z / Architecture .
Мэйнфреймы IBM - это большие компьютерные системы, производимые IBM с 1952 года. В 1960-х и 1970-х годах IBM доминировала на рынке крупных компьютеров. Современные мэйнфреймы в линейке бизнес-компьютеров IBM являются развитием базовой конструкции IBM System / 360 .
Краткие итоги
В ранних mainframe -компьютерах операционные системы отсутствовали. Обращение к памяти осуществлялось по конкретным физическим адресам, обращение к внешним устройствам – специальными командам, также по физическим адресам.
В 1960-х гг. были разработаны диспетчеры – упрощенные варианты ОС, осуществлявшие поочередный пропуск пользовательских заданий.
Для классических ОС 1960-х – 1970-х гг. ( ATLAS , MULTICS , OS IBM 360) были характерны поддержка мультипрограммирования , пакетного режима, режима разделения времени, управление процессами .
Первой мобильной ОС, использованной на нескольких аппаратных платформах, стала система UNIX , первая версия которой разработана в 1970 г.
Операционная система MacOS фирмы Apple характеризуется удобным графическим пользовательским интерфейсом.
С начала 1990-х гг. до настоящего времени имеет место эволюция Windows от графической оболочки к MS-DOS до наиболее популярной ОС для настольных и портативных компьютеров ( Windows 7, Windows 2008 и др.). Также популярна ОС Linux (как серверная ОС ).
Наиболее распространены в мире операционные системы для мобильных устройств, ввиду широкой распространенности последних. Это прежде всего ОС Symbian. Windows в этом отношении на втором месте.
Наиболее распространенные диалекты ОС UNIX : Berkeley Software Distribution ( BSD ), в настоящее время – FreeBSD (University of Berkeley); System V Release 4 ( SVR4 ) – фирмы AT&T; Linux (RedHat, SuSE, Mandrake, Caldera, Debian, Fedora и другие диалекты); Solaris ( Oracle / Sun ); IRIX ( Silicon Graphics ); HP-UX (Hewlett-Packard); Digital UNIX ( Digital / Compaq).
Из отечественных ОС следует отметить ОС ДИСПАК для БЭСМ-6 и ОС "Эльбрус" для МВК "Эльбрус", отличавшиеся оригинальными идеями и методами.
В 1970-х гг. в СССР было принято правительственное решение о копировании зарубежных компьютеров серии IBM 360, а затем – миникомпьютеров серий PDP -10 и PDP -11, которое на долгие годы предопределило развитие отечественной вычислительной техники и на 15-20 лет продлило срок использования их операционных систем.
Первые операционные системы для mainframe -компьютеров поддерживали обработку пакетов заданий в однозадачном режиме. Затем в ОС появилась поддержка мультипрограммирования и разделения времени, что привело к необходимости реализации в ОС распределения памяти для пользовательских заданий, диспетчеризации процессора и буферизации ввода-вывода.
Особенности ОС с поддержкой режима разделения времени: хранение заданий в памяти либо на диске, с их откачкой и подкачкой ( swapping ) по мере необходимости; поддержка интерактивного взаимодействия между пользователями и ОС; поддержка диалогового доступа к коду и данным пользователей.
FIFO (First-In-First-Out) – режим обслуживания некоторой очереди (например, очереди введенных заданий) в порядке их поступления.
UNIX - первая мобильная ОС для миникомпьютеров, разработанная в 1970 г. Б. Керниганом и Д. Ритчи на новом языке программирования Си .
Буферизация вывода (spooling) – хранение для каждого задания буфера его вывода (в виде области памяти или файла), накопление в буфере выводимой заданием информации и ее вывод полностью на устройство (принтер) при завершении задания.
ДИСПАК – отечественная операционная система для ЭВМ БЭСМ-6.
Диспетчер (dispatcher) – ранняя упрощенная версия операционной системы , - системная программа , управляющая прохождением пакета вводимых заданий.
Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ) – семейство отечественных mainframe -компьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии IBM 360.
Задание (job) – пользовательская программа , введенная в систему с внешнего носителя или с терминала.
Мобильная (переносимая) ОС – операционная система , используемая на нескольких семействах компьютеров путем переноса ее кода (возможно, с небольшими изменениями).
Монитор – упрощенный вариант операционной системы; программа , осуществляющая поочередную обработку пользовательских заданий, с последовательной передачей управления от задания к заданию, по мере их завершения.
Мультипрограммирование (multi-programming) – одновременная обработка операционной системой нескольких пользовательских заданий.
Однозадачная операционная система – ОС, обрабатывающая, выполняющая и хранящая в оперативной памяти в каждый момент времени только одно пользовательское задание (программу).
Откачка и подкачка заданий (swapping) – загрузка задания с диска в оперативную память при его активизации и его выгрузка из памяти на диск при неактивности задания; выполняется в режиме разделения времени.
Пакетная обработка (batch mode) – обработка пакета заданий , введенных пользователями, с учетом их приоритетов и требуемых ими ресурсов.
Планирование загрузки процессора (CPU scheduling) – реализация в ОС алгоритмов выбора очередного задания из набора загруженных в память заданий и выделения кванта времени центрального процессора очередному выбранному заданию.
Разделение времени (time sharing) – поддержка операционной системой одновременной работы в системе нескольких пользователей с терминалов, управление прохождением своих заданий, выполнение их ввода, редактирования, компиляции, выполнения, отладки, визуализации результатов.
Распределения памяти для пользовательских заданий – выделение памяти операционной системой для загружаемого пользовательского задания и ее освобождение после завершения каждого задания.
Резидентная программа - программа , постоянно находящаяся в оперативной памяти по фиксированным адресам.
Система мини-ЭВМ (СМ ЭВМ) - семейство отечественных миникомпьютеров 1970-х – 1980-х годов, разработанных путем копирования американских компьютеров серии PDP 10 – PDP 11.
Тег – числовой код типа данных, хранящихся в рассматриваемом слове памяти, по которому аппаратура контролирует правильность выполнения операции над данными.
Управление процессами – параллельное (или поочередное - на однопроцессорном компьютере) выполнение пользовательских процессов ; возможность явного запуска параллельных процессов, управления ими и их синхронизации.
Фрагментация памяти - дробление свободной памяти на мелкие несмежные участки, вследствие неточного совпадения размеров свободных и требуемых при запросах к ОС участков памяти.
"Эльбрус" - семейство отечественных многопроцессорных суперкомпьютеров (Эльбрус-1, Эльбрус-2) 1970-х – 1980-х годов, архитектура которого основана на использовании тегов, принципах динамизма и аппаратной поддержке механизмов реализации языков высокого уровня ; в операционной системе впервые был реализован аналог многопоточных вычислений (multi-threading), а также были поддержаны виртуальная память , пакетный режим , режим разделения времени , динамическое выделение памяти по запросу, динамическая линковка и загрузка выполняемых программ при первом вызове.
Читайте также: