6.1 Общие сведения аппаратных систем мэйнфрейма

Терминами процессор и CPU часто называют либо весь системный блок, либо один из процессоров (CPU) в системном блоке. Несмотря на то что значение термина может быть понятным из контекста обсуждения, специалистам по мэйнфреймам важно уточнять, какое именно значение термина процессор или CPU используется в обсуждении. Системные программисты для обозначения системного блока мэйнфрейма используют применяемый в IBM термин центральный процессорный комплекс (central processor complex, CPC). термин CPC используется для обозначения физического набора аппаратного обеспечения, включающего основную память, один или несколько центральных процессоров, таймеры и каналы. Все процессоры S/390 или z/Architecture в CPC являются процессорными модулями (processing units, PU).

Для процессорных модулей внутри CPC используются такие названия, как центральные процессоры (CP) для обычной работы, Integrated Facility for Linux (IFL), Integrated Coupling Facility (ICF) для конфигураций Parallel Sysplex и т. д.

6.2. Устройство ранних систем s/360, современных z/series и их различия

Центральный процессорный блок содержит процессоры, память, цепи управления и интерфейсы для каналов. Канал обеспечивает независимый путь передачи данных и управляющей информации между устройствами ввода-вывода и памятью. Ранние системы имели до 16 каналов; самые крупные мэйнфрейм-компьютеры имеют более 1 000 каналов. Каналы подключаются к устройствам управления (control units).

Устройство управления содержит логику для работы с определенным типом устройств I/O. Некоторые устройства управления могут иметь несколько подключений к каналам, обеспечивая несколько путей между устройством управления и его устройствами ввода-вывода.

Устройства управления подключаются к периферийным устройствам (devices), таким, как дисковые приводы, приводы накопителей на магнитных лентах, коммуникационные интерфейсы и т. д. Разделение схемы и логики между устройством управления и его периферийными устройствами формально не определено, но обычно экономически более целесообразно разместить большую часть схемы в устройстве управления.

Каналы, представляют собой параллельные каналы (также называемые каналами шины и тега, названные так из-за двух тяжелых медных кабелей, которые они используют). Параллельный канал может быть подключен не более чем к восьми устройствам управления. Большинство устройств управления можно подключить к нескольким периферийным устройствам; показатель максимального количества устройств зависит от конкретного устройства управления, однако 16 – стандартное значение.

Каждый канал, устройство управления и периферийное устройство имеет адрес, выраженный шестнадцатеричным числом. Наличие нескольких путей к устройству полезно в целях производительности и доступности. Когда приложение запрашивает доступ к диску, операционная система сначала пытается получить доступ через канал 1. Если он занят (или недоступен), она пытается использовать канал 2 и т. д.

Совместное использование устройств, в особенности дисковых приводов, – непростая тема, и существуют аппаратные и программные методы, используемые операционной системой для предотвращения таких ситуаций, как одновременное изменение одних и тех же данных на диске с двух разных систем.

Устройство современных центральных процессорных комплексов намного сложнее, чем устройство ранних систем S/360.

—Параллельные каналы недоступны на новых мэйнфреймах и постепенно заменяются на старых системах.

—Параллельные каналы были заменены каналами ESCON® (Enterprise Systems CONnection) и FICON® (FIber CONnection). Эти каналы подключаются только к одному устройству управления или, что более вероятно, к директору (коммутатору) и представляют собой оптоволоконные кабели.

—Современные мэйнфреймы имеют больше 16 каналов и используют две шестнадцатеричных цифры для обозначения части адреса, соответствующей каналу.

—На современных системах для обозначения каналов обычно используются идентификаторы канальных путей (channel path identifier, CHPID) или идентификаторы физических каналов (physical channel identifier, PCHID), хотя использование термина канал также корректно. Все каналы интегрированы в главный процессорный блок.

Адрес устройства, видимый программным обеспечением и более правильно называемый номером устройства, косвенно связан с устройством управления и адресами устройств.