Mainframe: Forskelle mellem versioner

hard drive. I 1970 opstod begrebet '[https://en.wikipedia.org/wiki/Minicomputer minicomputere]' (bl.a. [[Hewlett-Packard]]). Senere skiftede mainframe-begrebet betydning til at skelne mellem de nyeste kommercielle modeller, og modeller med lavere kapacitet, der typisk blev anvendt i et netværk – se begrebet distribueret databehandling eller SNA – Systems Network Architecture fra slut-70-erne. Egentlige mainframes blev lanceret i 1960’erne men er siden hen blevet videreudviklet igennem flere generationer. Særligt i 1990’erne undergik mainframen en gennemgribende re-udvikling der resulterede i den mainframe vi kender i dag.

 

De moderne mainframe computere er karakteriseret ud fra deres evne til at håndtere store mængder af input (typisk defineret som [[MIPS]] (Million Instructions Per Second)), stor driftsikkerhed, høj tilgængelighed, kompatibilitet med ældre software-løsninger, samt muligheden for at skalere både op og ned. Maskinerne kan køre i lange tidsintervaller uden afbrydelse, som konsekvens af deres store driftsikkerhed.

[[Fil:IBM7030 p1040280.jpg|thumb|left|IBM 7030 / mainframe fra 1961]]

Mainframen har fået tilskrevet sig sit navn på baggrund af dens betydelige størrelse, og fordi dens påkrævede specialiserede opvarmning, nedkøling, ventilation, vedligeholdelse og strømforsyning udgjorde et ”main framework” og specialiseret infrastruktur. I starten af 1990’erne ændrede behovet sig for en så omfattende [[infrastruktur]] til mainframen, i kraft af CMOS mainframedesign som erstattede den gamle bipolare teknologi. [[IBM]] hævdede, at deres nye mainframes ville reducere datacenterets energiomkostninger i form af mindre strømforbrug og nedkøling, samt at den ville have en mindre fysisk ramme sammenlignet med server farms.

 

Næsten alle mainframes siden 1972 kan køre flere [[styresystemer]] samtidigt, og derved fungere som platform for en samling af virtuelle maskiner. I sådan et tilfælde kan en mainframe erstatte denne mere funktionsdytige hardware med den traditionelle server. Selvom mainframen var forløber for virtualiseringen af mange maskiner, findes teknologien i de fleste nyere systemer – dog sjældent ligeså veludviklet.

 

Mainframes besidder også ”udførelsesintegritet” i forbindelse med [https://en.wikipedia.org/wiki/Fault_tolerance fault tolerant] computing.Alklerede IBM 370-serien, der blev lanceret i 1971, arbejdede med single bit correction, så systemet automatisk opdagede og rettede enkeltbits fejl i memory – i modsætning til for eksempel CDC's mainframe. Tilsvarende udfører z900, z990 og System z10 serverne resultatorienterede instruktioner to gange, sammenligner resultater og vurderer eventuelle forskelle gennem genstartning af gennemløbet og failure isolation. Dernæst skiftes arbejdsbelastningen til processorne uden at de operationelle funktioner, applikationer eller brugere vil blive påvirket. Denne hardware egenskab, som HP’s nonstop systemer også besidder, er bedre kendt som ”lock-stepping”, fordi begge processorere udfører deres instruktioner i trin (læs: steps). Mange applikationer har brug for, at serverne er i stand til at udføre lock-stepping i forbindelse med eksempelvis finansiel transaktionsbehandling.

 

Den store forskel som adskiller [[Supercomputer|supercomputeren]] fra en mainframe er, at disse hovedsageligt anvendes til løsning af kvantitive beregninger til videnskabeligt arbejde, mens mainframen bruges til transaktionsprocesser. En dybere redegørelse følger:

* Målestokken for mainframens arbejde er MIPS (millions of instructions per second), hvor standard instruktioner er heltalsoperationer, mens målestokken for supercomputere er FLOPS (floating point operations per second) og TEPS (traversed edges per second). Heltalsoperationer inkluderer omrokering af data i hukommelses – og checkkategorier. Floating point processer består hovedsageligt i at skabe forudsigelser på baggrund af ekstremt taltunge kvantitative estimater, som bla. bruges til vejrprognoser, kvantefysik etc. Derfor overstiger supercomputerens beregningsmæssige kapacitet mainframens.

* Mainframes er designet til at fungere som transaktionsprocessor, eller som det karakteriseres i erhverslivet; kommerciel handel med varer, tjenester eller penge. I definitionen for en transaktion (defineret af Transaction Processing Performance Council) indgår det, at transaktionen altid skal opdateres til et databasesystem for at kunne føre justits med lager, reservationer eller pengedepoter. Transaktioner inkluderer også aktiviteter såsom disk read/writes, operating system calls, eller dataoverførsel fra et subsystem til et andet. Disse aktiviter er dog ikke en indikator for størrelsen af computerens processor. Transaktioner er ikke udelukkende forbeholdt mainframes, men anvendes også ved mikro-processor computere og online netværk.

Fra slutningen af 1950’erne og op igennem 1970’erne var markedet optaget af en række mainframeproducenter. Denne gruppe af virksomheder blev hurtigt kendt som ”IBM og de 7 små dværge”: IBM, Burroughs, UNIVAC, NCR, Control Data, Honeywell, General Electric og RCA. I kraft af at flere producenter faldt under et shakeout i 1970’erne fra blev øgenavnet ændret til ”IBM and the BUNCH”. BUNCH er forbogstaverne på konkurrenterne der kunne omdannes til akronymet BUNCH. IBM’s dominans skal tilskrives deres 700/7000 series primært til videnskabeligt brug og store tekniske installationer, 1410 -systemet til avancerede kommercielle brugere, ikke jmindst luftfartselskaber og forsikring/bank. Udviklingen af 360 series mainframes blev den største kommercielle satsning fra IBM's side, hvor hovedprincippet var at konstruere en familie af computere, som var indbyrdes kompatible og med styresystemer, der afspejlede den nyeste SW teknologi. Det væsentligste styresystem selv for større 360-anlæg, var dog fortsat DOS – [[DOS|Disk Operating System]], der fungerede med 2 front end partitioner og en back end partition, der kunne afvikle batchopgaver, medens den første understøtede systemkommanoer og den anden kunne afvikle teleproces-systemer – i starten teletype baserede, senere baseret på de første skærmterminaler IBM 2260.

 

Alsops udtalelse holdt som bekendt ikke stik, og denne tendens begyndte at vende i slutningen af 1990’erne, fordi virksomheder fandt nye måder, hvorpå deres mainframes kunne benyttes. Dette kombineret med, at prisen på datanetværk kollapsede næsten over hele verden bevirkede, at der igen opstod et behov for centraliseret databehandling. E-handel bidrog også til mainframes genopstand, givet den massive stigning af back-end transaktioner som mainframe software behandlede, samt evnen til at håndtere store mængder I/O og throughput. Batch processing såsom fakturering blev i stigende grad en mere væsentlig konsekvens af E-handlen, hvilket mainframes er yderst velegnede til. En anden faktor som bidrog til det stigende behov for mainframes var udviklingen af Linux styresystemet, som blev implementeret i IBM mainframe systemer i 1999 og køres typisk som hundredevis af virtuelle maskiner på en enkelt mainframe. Linux tillader brugere at benytte sig af open source software kombineret med mainframe hardware RAS. Den kraftige økonomiske vækst i BRIC-landene, specielt i Kina, resulterede i massive investeringer i mainframes med henblik på at løse exceptionelt komplicerede beregningsudfordringer, og bidrog således med databaser i stand til at behandle online-transaktioner for over en milliard forbrugere på tværs af mange brancher (bankvirksomhed, forsikring, kreditrapportering, offentlige ydelser etc.) I slutningen af 2000’erne lancerede IBM deres 64-bit/Architecture og opkøbte en række software producenter såsom Cognos og lancerede ny software til deres mainframes. Virksomhedens kvartalregnskaber i 2000’erne berettede typisk om stigende omsætning fra deres mainframesalg. Dog har IBMs mainframe hardwareforretning ikke været immun over for det stagnerende hardwaremarked eller overfor model cycle effects. Eksempelvis, faldt IBMs omsætning fra System z i 4. kvartal 2009 med 27% sammenlignet med det forgange år.

 

1960’erne markerede det første årti med ”rigtige” computere, fra IBM 701 til 1401 og senere 1410, som blev udnævnt til at være den første rigtige computer, og årsagen til denne skelnen er, at ”rigtige” computere havde multiplikation og division som en del af instruktionssættet, en egenskab tidligere computere og andre moderne maskiner blev nødsaget til at simulere. Dette muliggjorde nye og mere avancerede løsninger: Dansk Folkeforsikringanstalt installerede den første 1410 i 1962, og Handelsbanken fulgte trop umiddelbart efter. I 1965 lancerede Scandinavian Airline Systems (SAS) deres første IBM-baserede booking system, SASCO I, og i oktober 1965 blev ”supercomputeren” IBM 7090 installeret på Danmarks Tekniske Universitet (DTU) efter længerevarende forhandlinger som en gave til uddannelses- forskningsformål.

 

Siden 2006 har DTU genopstartet mainframekurser i zOS og mainframeapplikationer1. I 2012 blev der ligeledes etableret en mainframe sikkerhedsuddannelse på DTU.

 

IBM mainframes dominerer high-end markedet med over 90% af markedsandelen. Derudover findes også Unisys og deres Clearpath mainframes som er en videreudvikling af Burroughs produkter og tidligere Clearpath mainframes som er baseret på OS1100 produktlinjerne. I 2002 udviklede Hitatchi i samarbejde med IBM zSeries z800 for at dele omkostningerne, men siden da har de to virksomheder ikke samarbejdet på Hitachi’s nyere modeller. Hewlett-Packard udbyder deres unikke Nonstop systemer, som de tilegnede sig sammen med Tandem Computers. I Europa består markedet af Groupe Bull’s DPS, Fujitsu BS2000 og ICL VME, udover IBM’s zSeries, mens Fujitsu, Hitatchi og NEC stadig er tilstede på det japanske marked.

{{Computer-størrelser}}