UNIT 2 Z/OS overview

一。IBM主机操作系统历史：

操作系统也不断发生变化。从最初的 MVS 到后来的 OS390 以及目前的 z/OS，IBM MAINFRAME 的操作系统不断在原有基础上融合当前的先进技术，也逐渐由封闭走向开放。虽然MAINFRAME 也可以支持其他操作系统，甚至是开放的LINUX，但目前主要的应用系统仍运行在z/OS上。除了z/OS外，其他四种MAINFRAME 的操作系统是：z/VM，VSE，Linux for zSeries和z/TPF。

 

1.关于z/vm: 简单来说，它可以直接跑在IBM的z系列的一个LPAR上，也可以在VM系统之上再运行VM系统。而目前用的比较多的应该还是在欧美，VM之所以能够存活下来是因为LINUX的发展。使用VM，可以在一个VM系统上跑N个LINUX系统，而VM之上又可以跑VM，使得整个LPAR的资源得到很好的利用，同时也使对各个LINUX系统的管理更加方便。

z/VM有两个基本组件：控制程序CP(其他系统就是运行在它上面)和一个单用户的操作系统CMS（对运行在cp上的其他系统进行管理）。

 

2.关于VSE: 该操作系统以早期硬盘操作系统（DOS）而闻名，是第一个引入360大型机系统的基于硬盘的操作系统。直到OS/360诞生，DOS 才被取代。但由于 DOS 操作简单且占用空间小，许多大型机用户在 OS/360 产生后仍然坚持使用它。DOS 曾经被叫做 DOS/VS（当时DOS开始启用虚拟存储），VSE/SP 和后来的 VSE/ESA。在谈到最新的版本时才被称之为VSE

 

3.关于Linux for zSeries: Linux for zSeries

Linux 的很多版本都可用于大型机。这些版本不是由 IBM 开发的，但是其使用得到 IBM 的支持。这些 Linux 的版本一般分为两类：

  S/390 版 Linux（使用31位寻址和32位中央处理寄存器）

zSeries 版 Linux（使用64位寻址和中央处理寄存器）

Linux 在 zSeries 主机上有三种实施方式：Native 自举方式；LPAR 逻辑分区方式；借助 VM 操作系统或 IBM 模拟映象工具 VIF 的方式。它们各有利弊，但后者提供了较大的灵活性，并且能够支持更多的 Linux 系统并存。

 3.1 Native 自举方式

相对之前的 UNIX Service 而言，这种方式的确是一个突破，标志着无需额外支持，一个完整独立的 Linux 操作系统可以正常顺利地在 zSeries 上运行。多数情况下，客户出于成本的考虑不会在一台 zSeries 上仅运行Linux for zSeries 操作系统。随着更多工具和产品的出现，客户可以采用这种方式访问越来越多传统的或最新的外部设备。这一方式对于那些不愿负担 zSeries 操作系统认证成本的用户，或是那些在 zSeries 模拟环境上进行尝试的 MainFrame 忠实的爱好者来说，的确是一种不错的选择。

 3.2 LPAR逻辑分区方式

对于只有 z/OS 或 VSE 操作系统的情况，这是初次引入 Linux 时的一个非常好的选择。当前 zSeries 体系结构支持每个物理系统上同时运行15个逻辑分区。考虑到 zSeries 系统较高的初始投资，为了更加充分地利用已有资源，同时又不增加系统管理的负担，在一个或多个分区上实施 Linux，既可以满足中小规模的应用需求又能够为内部人员提供学习和培训环境。从企业实施 Linux 服务前的测试阶段，一直到对已有的 Linux 服务进行集中或扩充时，这都不失为一种方案。

 

3.3基于 VM 或 VIF 的客户方式

对于多数用户，这是最灵活和最符合需求的办法。VM 不仅具备了大规模实施所需的实际资源管理和系统管理的能力。同时，也提供了 Native 模式和 LPAR 模式下所缺少的或需要获得认证的简单的备份和恢复方案。这非常适合于应用规模由小到大逐步实现的客户。虚拟映象工具 VIF 为不熟悉虚拟系统环境的客户提供一种低成本的方式，以实现虚拟环境的管理。最典型的情况是，在需要比 LPAR 方式和 Native 方式更多映象而又无法负担一个 VM 的完整认证时，VIF 就提供了快速实施 Linux for zSeries 的方法。在 VM 或 VIF 之上运行 Linux 服务映象的数量，仅受物理上内存和 CPU 资源的限制。在多数情况下，如果采用内置 OSA 卡实现网络通讯，那么最明显的限制就只是网络带宽了，目前 zSeries 系统可支持多达16块内置 OSA 卡。

 

Linux 在 IBM 大机上主要有以下两种使用方式：

将大量的分散在各种平台服务器上的应用集中到一台大机上，在多个 Linux 映像上运行集中上来的应用，从而增强整个系统的可管理性，降低管理成本和维护成本。

将核心应用（如数据库服务器）放在传统大机的操作系统 z/OS 上，将外围的应用（如应用服务器、Web服务器等）运行在 Linux 分区上，实现服务器的整合。

综上所述，Linux for zSeries 是把 Linux 的灵活性、开放性与 zSeries 主机的服务质量结合起来，它能满足当代电子商务的需求，适应于企业级 IT 的系统架构，克服了分布式服务器群的各项弊病

 

4. 关于z/TPF:

z/TPF（Transaction Processing Facility）系统是一种在实时环境中运行交易处理应用程序的操作系统，主要用于面向交易量较大的业务，譬如信用卡公司和航空预定系统。

z/TPF 系统是为具有庞大的在线交易量和巨大网络覆盖面的业务模式而设计。由于其强大的处理能力和高度的可用性，比之其它操作系统，它能够更好地适应交易量瞬间峰值的冲击，以及业务范围可预见的或突发的快速扩充。它尤其能够满足那些需要强大处理能力和低廉的平均交易成本的应用领域

 

二.单道与多道程序处理技术：由于在单道批处理系统中，一个作业单独进入内存并独占系统资源，直到运行结束后下一个作业才能进入内存，当作业进行I/O操作时，CPU只能处于等待状态，因此，CPU利用率较低，尤其是对于I/O操作时间较长的作业。为了提高CPU的利用率，在单道批处理系统的基础上引入了多道程序设计（multiprogramming）技术，这就形成了多道批处理系统，即在内存中可同时存在若干道作业，作业执行的次序与进入内存的次序无严格的对应关系，因为这些作业是通过一定的作业调度算法来使用CPU的，一个作业在等待I/O处理时，CPU调度另外一个作业运行，因此CPU的利用率显著地提高了

 

三.多重处理（MultiproPrograming）:同时发生的多个操作共同分享不同的系统资源。

 

四。z/os中data的主要存储类型有：real storage，auxiliary storage和virtual storage.

 

关于virtual storage与address space: Virtual storage is an illusion created by the architecture, in that the system seems to have more memory than it really has. Each user or program gets an address space, and each address space contains the same range of storage addresses. Only those portions of the address space that are needed at any point in time are actually loaded into central storage. z/OS keeps the inactive pieces of address spaces in auxiliary storage.

 

五。关于frames,slots与pages:分别是real storage,auxiliary storage与virtual storage的基本单位，大小都为4KB。

 

六.关于虚存地址（virtual storage address）的格式:首先一个虚存地址分为四个大段，从左到右是region index段,segment index段,page index段,byte index段；从右到左数量级递增，不过我也搞不清楚具体多大，只知道RX段如果不为0，该地址将非常大；还有就是RX段又分为三小段，有RFX,RSX,RTX;

 

七.关于paging:是资料在auxiliary storage与virtual storage之间互相转换的过程，当且仅当程序被调用时，系统通过查询virtual addressing table把原本存放在auxiliary storage 的资料导入real storage；当系统发觉到某个占着real storage的资料长期未被利用，则根据“Least Frequently Used”(LFU)原则将其送回auxiliart storage.

 

八.关于Page Stealing页面窃取：也是用LFU原则，将占内存但没用的dd清理掉。

 

九.关于Swapping页面交换：是用于交换real storage与auxiliary storage中较常用到的资料。它是可以从real storage移出一大块资料的方法之一。

 

十.关于Page Stealing与Swapping的不同点：

1.      transfer what??这个我也不太了解，估计是二者transfer数量的不同吧

2.      when??Swapping仅当需要向real storage移入一大块数据时才用到，而PageStealing常用到

3.      目的不同，前者是为了留出足够的real storage给后序程序用，而后者主要是为了满足现有程序对大块内存的需要。相对来说，前者效率更高，属于未雨绸缪型的

 

十一.关于Dynamic Address Traslation(DAT):就叫它动态地址转换吧，作用是根据virtual addressing table 得出某资料在real storage中的地址。至于怎么转换嘛，貌似挺复杂的，暂且放下。。。

 

十二.关于storage protection:为了防止大量程序或者用户同时竞争同一块系统资源（怎么访我也不知道，只知道有这种技术。

 

十三.VSAM的基本概念：虚拟存储技术的发展，为文件管理系统开拓了新的方向，而基于虚拟存储概念而研制发展的虚拟存取方法，在IBM系列的机器中也已经普遍地使用。VSAM （Virtual Storage Access Method）是一种虚拟存取方法，它是为了与直接存取存储设备DASD（Direct Access Storage Device--能够在文件上直接地存取任何记录的设备）一起使用而研制的文件管理系统。   VSAM是把用户的逻辑数据（应用处理程序）与辅助存储器中的物理数据相连接，从而为程序员在数据管理中提供方便，程序员可根据不同的需要选择不同的数据组织。    VSAM 存取文件记录的方法将不依赖于存放记录的外部设备
类型，而是通过这个记录对文件开始点的相对位移（相对位移以字节为单位计算）来访问记录。相对位移值就称之为相对字节地址RBA（Relative Byte Address）。文件开始点地址定为0。

 

十四.关于大机寻址能力的历史：1970年的os/370的寻址能力为24位，即16MB.

                        1983年的os/370-XA将寻址能力提高到32位（2GB），并实现了对24位的兼容，方法是通过牺牲32位中的最高位，来告诉系统应该用24位还是32位寻址。

                        2000年的z系列将寻址能力推高到64位，但默认情况下，还是采用32位寻址，当32位不能满足时再由系统将寻址能力提高到64位（16EB）

 

十五.Z/os系统地址空间：

1.       system address space即系统运行时的地址空间，优先级最高，主要为其子系统分配地址空间。

2.       subsystem address space主要包含了中间件和其他系统功能（如DA2,CICS）等的地址空间。

3.       TSO/E address space为每个登录系统的用户分配地址空间

4.       其他运行在z/os上的程序的地址空间

 

十六.Z/os系统的特点：

1.       分级的地址空间使得各类私有数据得到隔离，安全性更高；

2.       无论用户的数量多少，都能确保其资料的完整性；

3.       能自动处理并发的批处理

4.       实现了程序，资源和用户安全保障的一体性

5.       提供强大的软件自恢复能力，使得系统down机的情况很少出现

6.       能同时处理大量并发的I/O操作

7.       允许从一个或多个终端对系统进行操作，也允许程序员事先控制程序对其进行操作。

 

z/os 相关软件或程序：

1.       安全系统：RACF

2.       编译器：如汇编语言，C语言，COBOL语言等

3.       相关数据库：DB2

4.       事务处理工具：CICS,Websphere,IMS

5.       一个系统排序程序：DFSORT

6.       UTILITIES 程序：如SDSF