блок управления задачей (TCB), представляющий единицу работы или задачу;
блок запроса обслуживания (SRB), представляющий запрос на системное обслуживание;
блок управления адресным пространством (ASCB), представляющий адресное пространство.
7.5. Основные средства z/os.
Благодаря широкому набору системных средств и уникальных атрибутов z/OS хорошо подходит для обработки больших, сложных задач, в частности требующих множества операций ввода-вывода, доступа к большим объемам данных или полной безопасности. К типичным задачам для мэйнфреймов относятся приложения длительного выполнения, записывающие изменения в миллионы записей базы данных, и оперативные приложения, обрабатывающие тысячи интерактивных пользователей одновременно.
На рис. 3.2 представлен «снимок» операционной среды z/OS.
Адресное пространство описывает диапазон адресов виртуальной памяти, доступный для оперативного пользователя или выполняющейся программы.
Доступны два типа физической памяти: основная память и вспомогательная память (AUX). Основная память также часто называется реальной памятью или реальным хранилищем.
z/OS перемещает программы и данные между основной и вспомогательной памятью посредством процессов страничного обмена (paging) и свопинга (swapping).
z/OS передает работу для выполнения (не показано на рисунке). Другими словами, выбираются программы для запуска, исходя из приоритета и возможности выполнения, после чего происходит загрузка программы и данных в основную память. Все программные инструкции и данные во время выполнения должны находиться в основной памяти.
Широкий набор средств осуществляет управление файлами, хранящимися на устройствах хранения с прямым доступом (DASD) или картриджах с магнитной лентой.
Операторы используют консоли для запуска и остановки z/OS, ввода команд и управления операционной системой.
Кроме того, z/OS имеет много других операционных характеристик, таких, как безопасность, возможность восстановления, целостность данных и управление рабочей нагрузкой.
7.6. Виртуальная память, адресное пространство мэйфрейма.
z/OS использует оба типа физической памяти (основную и вспомогательную) для реализации еще одного типа памяти – виртуальной памяти.. Такое использование виртуальной памяти является важным условием для обеспечения уникальной возможности z/OS одновременно взаимодействовать с большим числом пользователей, обрабатывая большие объемы рабочей нагрузки.
При использовании виртуальной памяти каждая выполняемая программа может предполагать, что у нее есть доступ ко всей памяти, определенной схемой адресации архитектуры. Единственным ограничением является количество разрядов в адресе памяти. Такая возможность использования большого числа мест хранения является важной, так как программа может быть длинной и сложной, и код программы и нужные ей данные должны располагаться в основной памяти, чтобы процессор мог осуществлять к ним доступ.
z/OS поддерживает 64-разрядные адреса. В действительности основная память мэйнфрейма может иметь гораздо меньший объем. z/OS хранит в основной памяти только активные фрагменты каждой программы. Остальной код и данные хранятся в файлах, называемых страничными наборами данных, во вспомогательной памяти, которая обычно представляет собой некоторое количество высокоскоростных устройств хранения с прямым доступом (DASD).Таким образом, виртуальная память является сочетанием основной и вспомогательной памяти.
Адресное пространство
Диапазон виртуальных адресов, которые операционная система назначает пользователю или программе, называется адресным пространством. Он представляет собой набор идущих подряд виртуальных адресов, доступных для выполнения инструкций и хранения данных. Диапазон виртуальных адресов в адресном пространстве начинается с нуля и может достигать максимального адреса, разрешенного архитектурой операционной системы. z/OS выделяет для каждого пользователя уникальное адресное пространство и обеспечивает разделение между программами и данными, относящимися к каждому адресному пространству. В каждом адресном пространстве пользователь может запускать несколько задач, применяя блоки управления задачами (TCB), поддерживающие мультипрограммирование.
В некотором смысле адресное пространство z/OS подобно процессу в UNIX, а идентификатор адресного пространства (ASID) подобен идентификатору процесса (PID). Кроме того, TCB подобны потокам в UNIX в том смысле, что каждая операционная система поддерживает одновременную обработку нескольких единиц работы.
Виртуальная адресация позволяет использовать диапазоны адресов, превышающие возможности основной памяти системы. Использование нескольких виртуальных адресных пространств обеспечивает возможность виртуальной адресации для каждого задания в системе путем назначения каждому заданию собственного виртуального адресного пространства.
При использовании нескольких виртуальных адресных пространств ошибки ограничиваются одним адресным пространством, за исключением ошибок в памяти с общей адресацией, что повышает надежность системы и упрощает восстановление после ошибок. Программы в отдельных адресных пространствах защищены друг от друга. Изоляция данных в отдельном адресном пространстве также позволяет защитить данные.
z/OS использует множество адресных пространств. Применяется по меньшей мере одно адресное пространство для каждого выполняемого задания и еще одно адресное пространство для каждого пользователя, подключенного через TSO, telnet, rlogin или FTP Используется множество адресных пространств для реализации функций операционной системы, в частности связи с оператором, автоматизации, сетевых функций, безопасности и т. д.