Operációs rendszerek fejlődése

DOS: Legegyszerűbb op. rendszer. Kezdetben: 3 partició, 1 FG + 2 BG, párhuzamos lehetőségek nélkül nem volt interaktiv lehetőség Ma is a legegyszerűbb op. rendszer nagygépen (de nagyon kis teljesítményű, több mint 1000 egyidejű interaktív felhasználó esetén már nem ajánlott).

OS: Legnagyobb teljesítményű op. rendszer Kezdetben: 16 partició, párhuzamosan futtatható felhasználói taskok interaktiv: TSO Ma ez a legnagyobb teljesítményű op. rendszer. Igen széles párhuzamosítási lehetőségeket biztosít. Képes a programokat futás közben egymáshoz optimalizálni.

VM: Igen flexibilis, de önállóan nem alkalmas a programfuttatásokra Teljesen interaktiv: CMS

AIX/370: Időközben kihalt unix nagygépre, mivel sem a párhuzamosíthatósága (vagyis a sebessége), sem a megbízhatósága nem volt megfelelő, ezért helyette az OS-be és a VM-be belehelyezték az Open támogatást, minek következtében ezek az első oprendszerek között voltak, amelyek megfeleltek a UNIX95 szabványnak.

Linux: számos Linux disztribúció elérhető nagygépekre is.

zVM, zOS, zLinux: 64 bites memóriacímzést használnak (a zVSE nem)

A VM felépítése és működése

A virtuális gép legfontosabb jellemzője, hogy minden tekintetben megfelel egy valódi számítógépnek.

A virtuális gép önmagában nem nyújt olyan szolgáltatást, amellyel programfejlesztést végezhetnénk. A felhasználónak saját magának kell kiválasztania azt az operációs rendszert, melyet a saját virtuális gépébe be akar tölteni. Ez egyben azt jelenti, hogy elméletileg minden egyes felhasználónak egyedi operációs rendszere lehet.

A VM hiper-operációs rendszer felépítése:

      #========================================================#
      # 	      CP - Control Program		       #
      # 		 (VM hipervisor)		       #
      # 						       #
      #=======#===========#====#=========#===========#=========#
      #  VM1  # 	  #    #	 #	     #	 VM6   #
      #       # 	  #    #	 #	     #	VM/SP  #
      # C M S #    VM2	  #    #	 #	     # Control #
      #       # 	  # VM3#	 #	     #	Program#
      #       #   A I X   #    #   VM4	 #	     #===#==#==#
      #       # 	  # CMS#	 #    VM5    # V # V# V#
      #       # 	  #    #   VSE	 #	     # M # M# M#
      #       # 	  #    #	 #    MVS    # a # b# c#
      #       # 	  #    #	 #	     #	 #  #  #
      #       # 	  #    #	 #	     # C # V# C#
      #       # 	  #    #	 #	     # M # S# M#
      #       # 	  #    #	 #	     # S # E# S#
      #=======#===========#====#=========#===========#===#==#==#

     #----------------#-------------#
     |	 Virtuális    |   Virtuális |
     | processzor(ok) |  (operatív) |
     |		      |     tár     |
     #----------------#-------------#
     |	    Virtuális csatornák     |
     |		(Virt. CSS)	    |
     #--#-----#------#----#----#----#
     |	| Virtuális perifériák |    |
     #--#-----#------#----#----#----#

• konzol
• printer
• reader
• punch
• mágneslemez
• mágnesszalag
• stb.

A virtuális gépbe az operációs rendszert IPL -el kell betölteni.

Egy VM operációs rendszerrel működő számítógépen az alábbi módon lehet dolgozni:

1. Logon USERID - Egy saját virtuális gép igénybevételével

2. Dial VMUSER - Egy (már futó) virtuális gép igénybe- vételével.

A 2. esetben a VMUSER nevű virtuális gépen egy többfelhasználós operációs rendszernek (vagy valami hasonlónak) kell futnia, amely a DIAL parancs kiadásával hozzákapcsolódott terminálokat kezelni tudja. Ilyen rendszerek pl.: MVS, VSE, VM/SP, VTAM, stb.

A CP feladatai:

• Kezeli a valós tárat
• Kezeli a valós CPU-t, processzorokat
• Kezeli a valós perifériákat
• Létrehozza és kezeli az elsődleges virtuális tárakat
• Modellezi a virtuális CPU-kat (azok jellemzőit)
• Modellezi a virtuális perifériákat
• Kezeli a SPOOL-t
• Operátori funkciókat végez, lehetővé teszi a:
  • beavatkozást
  • üzenetek kezelését
  • automatikus Logoff
• Ütemezi a végrehajtásra váró feladatokat
• Naplózás, logon, logoff
• VM-VM kapcsolatot biztosít (Kommunikáció a virtuális gépek között)
• Kezeli a valós perifériákon fellépő hibákat
• Valós megszakításokat kezel (Valós timer, géphiba, stb)

       #==================================================#
       #						  #
       #						  #
       #						  #
       #	  Dinamikus lapozási terület		  #
       #						  #
       #						  #
       #						  #
       #-  -  -  -  -  -  -  -	-  -  -  -  -  -  -  --  -#
       #  "Locked" terület                                #
       #   I/O Lock, vagy operátori Lock		  #
       #						  #
       #--------------------------------------------------#
       #     CP nucleus (hipervisor rezidens része)	  #
       #--------------------------------------------------#
       #	  V=R "Recovery"  terület                 #
       #--------------------------------------------------#
       #						  #
       #	 V=R és V=F (XA-nál) terület		  #
       #						  #
       #--------------------------------------------------#
       #   370 I/O (XA-nál) terület (16 Mbyte alatt!)	  #
       #==================================================# ---- 4 Kbyte
       #  VM rendszerváltozók, valós új/régi PSW-k, stb.  #   (0. lap)
       #==================================================#

CMS

A CMS feladatai:

• A virtuális CPU-n fut
• Kezeli a saját operatív tárat, virtuális perifériákat (mágneslemez, szalag, spool-perifériák, konzol, stb.)
• Tartja a kapcsolatot a felhasználóval, parancsokat fogad el, azokat végrehajtja, továbbadja
• Kezeli a felhasználói programok hibáit
• OS vagy DOS környezetet szimulál (akár váltogatva is)
• Programfejlesztéshez támogatást nyújt, Pl:
  • System Product Editor (XEDIT)
  • System Product Interpreter (REXX)
  • Interaktív nyomkövetési lehetőségek
• Programok felhasználásához támogatást nyújt, Pl:
  • Interaktív környezet
  • OS/DOS kompatibilitás
• Kötegelt végrehajtási lehetőség (VMBATCH)

Mint azt már tudjuk, egy virtuális gép indulásakor a tár üres. A CMS-t is -mint minden más operációs rendszert ezen a gépen- az IPL procedúrával tölthetjük be.

A CMS elindulásához és sikeres működéséhez az alábbiak szükségesek:

• Konzol 009 -es címen
• R/W lemez 191 -es címen "A" DISK (User)
• Vagy az SFS használatához jog
• R/O lemezek:
  • 190 "S" DISK (System)
  • 19E "Y/S" (System extention)
  • 19D (Help)
• Reader 00C
• Punch 00D
• Printer 00E
• Minimum 256K virtuális tár

Ha a tár mérete nem nagyobb, mint 16 Mbyte
       #=======================================#  ---- 16 Mbyte
       #	      C M S		       #
       #	S u p e r v i s o r	       #
       #	  (N u c l e u s)	       #
       #=======================================#  ---- 14 Mbyte
 
						  Nem címezhető
							   terület
 
       #=======================================#  ---- Def Stor
       #     ACCESS-ált minidiszkek	       #
       #       tartalomjegyzéke 	       #
       #-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- ---#
       #     Nukleusz kiterjesztés,	       #
       #     szerkesztett file-ok,	       #
       #     betöltött EXEC-ek		       #
       #-- - - - - - - - - - - - - - - - - - --#
       #				       #
       #	  Programterület	       #
       #				       #
       #---------------------------------------#  ---- heX'20000'
       #	 Tranziens terület	       #
       #---------------------------------------#  ----	 X'E000'
       # CMS rendszerváltozók, új/régi PSW-k...#
       #=======================================#
 
Ha a tár mérete nagyobb, mint 16 Mbyte
 
       #=======================================#  ---- Def Stor
       #
					       #
       #	   Programterület
					       #
       #
       #=======================================#  ---- 16 Mbyte
       #	      C M S		       #
       #	S u p e r v i s o r	       #
       #	  (N u c l e u s)	       #
       #=======================================#  ---- 14 Mbyte
       #     ACCESS-ált minidiszkek	       #
       #       tartalomjegyzéke 	       #
       #-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- ---#
       #     Nukleusz kiterjesztés,	       #
       #     szerkesztett file-ok,	       #
       #     betöltött EXEC-ek		       #
       #-- - - - - - - - - - - - - - - - - - --#
       #				       #
       #				       #
       #				       #
       #	  Programterület	       #
       #				       #
       #				       #
       #				       #
       #---------------------------------------#  ---- heX'20000'
       #	 Tranziens terület	       #
       #---------------------------------------#  ----	 X'E000'
       # CMS rendszerváltozók, új/régi PSW-k...#
       #=======================================#
 

   #====#
   # CP # <========/pa1/=====>#======#=====>====CMS=========>====#
   #	#		      # HELP #<========(RETURN)======#	 #
   #	#		  #==>#======#<======#		     #	 #
   #	#		  #	  #	     #		     #	 #
   #	#		  #	XEDIT	   (QUIT)	     #	 #
   #	#		 HELP	(QUIT)	    HELP	     #	 #
   #	#		  #	  #	     #		     #	 #
   #	# ==IPL CMS==> #=====#	  #=====>#=======#	     #========#
   #	#	       #     #		 #	 #====CMS===>#	      #
   # CP # <===/pa1/==> # CMS #===XEDIT==>#	 #	     # SUBSET #
   #	#	       #     #<==(QUIT)==#	 #<=(RETURN)=#	      #
   #	# ==(BEGIN)==> #=====#<==#	 # XEDIT #	  #=>#========#<=#
   #	#	       #  #    SET DOS	 #	 #	  #    # #	 #
   #	#	       #  #	OFF	 #	 #     #====#<=# #=>#=====#
   #	#	       #SET DOS  #	 #	 #     #HELP#<=====>#XEDIT#
   #	#	       #  ON  #=====#	 #	 #     #====#	    #=====#
   #	#	       #  #==># CMS #<==># XEDIT #	  #	     #
   #	# <======/pa1/=======># DOS #	 #	 #	  #    #     #
   # CP #	       #      #=#===#	 #	 #	  #    #     #
   #	# <======/pa1/==================>#	 #	  #    #     #
   #	#	       #	#	 #=======#	  #    #     #
   #	# <======/pa1/=======>======(BEGIN)>==============#    #     #
   #	#	       #	#			       #     #
   #	# <======/pa1/=======>======(BEGIN)>=========================#
   #====#	       #	#			       #
		       #========#<==<(RETURN)====SUBSET=>====>=#

A CMS-ben különböző részeiben kiadhatunk egy másik környezetnek szóló parancsot is. Ekkor a CMS az alábbi módon próbálja a parancsot értelmezni:

XEDIT ===> CMS ===> CP ===> Hibaüzenet, ha nincs ilyen parancs.

A CMS a saját parancsait a következő sorrendben próbálja értelmezni:

• Ha talál a paranccsal egyező nevű EXEC tipusú file-t az Access-ált minidiszkeken, akkor: - Futtatja az EXEC/EXEC2/REXX programot Ezt a funkciót a SET IMPEX paranccsal (CMS) szabályozhatjuk.
• Ha a parancs egy szinonima, akkor a szinonimával definiált parancsra is megvizsgálja, hogy érvényesül-e az 1-es pont. Ezt a funkciót a SET ABBREV paranccsal (CMS) szabályozhatjuk.
• Megvizsgálja, hogy létezik-e az Access-ált minidiszkeken a paranccsal megegyező nevű MODULE típusú file. Ha igen: - Betölti és futtatja a file-ban lévő gépi kódú programot.
• Szinonimavizsgálat: siker esetén 3-as pont. Ezt a funkciót is a SET ABBREV paranccsal (CMS) szabályozhatjuk.
• Megvizsgálja, hogy létezik-e ilyen nevű CMS (belső) parancs. Ha igen: - Végrehajtja a megadott CMS parancsot.
• A parancsot végrehajtásra átadja a CP-nek. Ezt a funkciót a SET IMPCP paranccsal (CMS) szabályozhatjuk.
• A CP megvizsgálja, hogy van-e ilyen parancsa, vagy a kiadott parancs megegyezik-e valamelyik CP parancs szinonimájával? Ha igen: Végrehajtja az adott CP parancsot.
• Ha Egyik feltétel sem teljesül, akkor a CMS hibaüzenetet generál.

• Megnézi, hogy a kiadott parancs XEDIT saját parancs-e? Ha igen: Elvégzi a kívánt tevékenységet.
• Megvizsgálja, hogy a kiadott parancs megfel-e valamelyik parancs szinonimájának? Ha igen, akkor újra vizsgálja az 1-es pontot. Ezt a funkciót befolyásolhatjuk a SET SYNONYM parancs (XEDIT) segítségével.
• Keres egy - a parancs nevével megegyező nevű, XEDIT típusú file-t az Access-ált minidiszkeken. Ha talál ilyen file-t, akkor: - Végrehajtja a megadott EXEC/EXEC2/REXX programot (XEDIT makrót). Az 1-es és 3-as pontokban leirt vizsgálatokat megcserélhetjük egymással a SET MACRO parancs (XEDIT) haszálatával.
• Szinonimavizsgálat: Siker esetén újra a 3-as pont. Ezt a funkciót is befolyásolhatjuk a SET SYNONYM parancs (XEDIT) segítségével.
• Ha az eddigiekben nem sikerült a parancsot azonosítani, akkor átadja azt a CMS-nek, ami az ismert módon próbálja végrehajtani. Ezt a folyamatot a SET IMPCMSCP paranccsal (XEDIT) befolyásolhatjuk.

#====#	   #======#			     #=========#
#    #	   # XEDIT#==#===pl.LOAD + START====>#	       #
#    #	   #	  #<=#=#		     #	       #
#    #	   #======#  # #=Normal Program End==#	User   #
#    #	   # HELP #<=#=#		     #	       #
# CP #	   #	  #==# #		     #	       #
#    #	   #======#  # #		     # Program #
#    #	   # CMS  #==# #		     #	       #
#    #	   #	  #<===#		     #	       #
#    #	   #======#<==Abnormal End==(ABEND)==#	       #
#====#<======System Abend====================#=========#

A CMS fő funkciói

• CMS file-ok létrehozása, átnevezése, törlése, nyomtatása, stb.
• Mágnesszalagos file-ok (mentések) létrehozása, stb.
• OS vagy DOS file-ok olvasása, vagy szimulálása CMS minidiszken
• Interaktív programordítás, futtatás, stb.

XEDIT

• Save, File, Autosave, Get, Put, Xedit funkciók
• A file-ok tetszőleges részének megjelenítése vagy szerkesztése (Select, Display, Scope, All, Screen, Range funkciók)
• EBCDIC vagy hexadecimális szerkesztési opciók, FULL-screen vagy typewriter mejelenítési módon. Remote üzemmód.
• Skála sor; Tabulátor és Prefix parancsok
• A parancsok érvényessége az aktuális sornál/karakternél kezdődik, és a címként megadott sorig tart: Szimbolikus, relativ, abszolút, vagy string-el töténő címzésmód
• Keresés oda-vissza, "szó környezet" keresés (Arbchar), szóközfüggetlen keresés (Varblank), keresés logikai feltétellel, sorok összekapcsolása a kereséshez (Span), "körkörös" keresés (Wrap)
• Tetszőleges rekordhossz, változó vagy fix rekordformátum, tömörített tárolási lehetőség,
• Rendezés, válogatás sokféle szempont szerint
• Funciógombok és makrók definiciálásának lehetősége, szinonimák használata
• Profile
• REXX interface (Extract)

• Az operációs rendszer közvetlenül megérti
• Az op. rendszer tetszőleges funkcióját használni tudjuk benne
• A munkáinkat kötegelni tudjuk a segítségével (BATCH)
• A programjaink végrehajtását feltételekhez köthetjük, ill. megszervezhetjük vele
• A kiadott parancsok ugyanúgy futnak, mintha interaktív módon adtuk volna ki azokat (Interaktív eljárásnyelvek)

A CMS egyik eljárásnyelve a Restructured EXtended eXecutor language (REXX), amit a System Product Interpreter hajt végre, az alábbi módon jellemezhető:

• Számos saját paranccsal és beépített függvénnyel rendelkezik
• Nagyon hasonló egy magasszintű programozási nyelvhez, így könnyen elsajátítható
• A struktúrált programozást támogatja

• 250 karakteres változónevek. Összetett (minősített) változónevek
• A változók bármit tartalmazhatnak, nincs típusdefinició. A változókban tárolt adatok (Pl. Stringek) hosszára gyakorlatilag nincs korlátozás. A változók REXX programot is tartalmazhatnak, ezt végre lehet hajtatni.
• Függvényeket, szubrutinokat irhatunk benne (Eljárások).
• Arithmetikai műveletek: +, -, *, /, %, //
• Sokféle összehasonlító operátor van: =, ==, <, >, <=, >=, <>, ><, stb...
• Bináris logikai műveletek (Boolean)
• Parancsok a "HOST"-nak címezhetőek

A CP müködése

CP spooling system

A SPOOL rendszerek lényege ekkor:

• Az input (BATCH JOB) a kártyaolvasóról mágneslemezre kerül, majd az ütemező program innét olvassa be, és innét szolgáltatja a futó programnak az inputot.
• A programok print ill. punch outputja lemezre került, majd a program futása után a writer program küldte ki azt a megüresedett nyomtatóra ill. lyukasztóra.

• Szekvenciális file-okat kezel (szimulál)
• Lehet benne:
  • RDR file
  • PRT file
  • PUN file
  • CON file
  • DISK file
  • BATCH JOB
  • Printer image (karakterdefiníciós) file
  • Printer FCB (formátumvezérlés) file
  • NSS (XA-nál, pl. közös szegmensekhez, CMS, GCS, fordítóprogramok, stb)
  • Levelek (E-mail)
• Felhasználók egymással kommunikálhatnak (nem csak egy gépen belül):
  • Mail
  • Sendfile
• Hálózatról elérhető az RSCS segítségével

Erőforráskezelés

		 Dispatch			Eligible
	      (Kiszolgálási)		      (Kiválasztási)
		  List				  List
	      #==========#   Kiválasztás      #==========#
	      # 	 #<-------------------#--#	 #
	      # 	 #		      #  |	 #
	      # 	 #		      #  |	 #
#=======#     # 	 #		      #  |	 #
#     #-#-----#-<--	 #		      #  |	 #
#     | #     # Minor	 #		      #  |	 #
# CPU | #     # Time	 #		      #  |	 #
#     | #     # Slice	 #		      #  |	 #
#     #-#-----#--->	 #		      #  |	 #
#=======#     # 	 #		      #  |	 #
	      # 	 #		      #  |	 #
	      # 	 #		      #  |	 #
    Wait      # 	 # Major Time Slice   #  |	 #
 #------------# 	 #------------------>-#--#	 #<----#
 |	      #==========#		      #==========#     |
 |							       |
 |							       |
 |    #=========================================================#
 |    # 							#
 #--->#        Dormant (Várakozó) List				#
      # 							#
      #=========================================================#

Lapozás (paging)

A VM-ben a lapozás a következőképpen voltak megoldva a kezdeti verziókban (illetve a nem nagygépes rendszerekben jelenleg is így van): Amikor a laphiba keletkezik, a CP készít egy csatornaprogramot a kívánt lap beolvasására. Kiválaszt egy szabad lapot a virtuális tárban, hogy a kívánt lapot beolvashassa(page in). Elindítja a csatornaprogramot, aminek a végrehajtása alatt más virtuális gép fog futni. Ha a kért lap bejött (azt megszakítás jelzi), akkor az eredeti program folyatódhat. Ha nem talál a rendszer üres lapot, akkor ki kell írni valamelyik lap tartalmát a lemezre (page out). Ezt az alapalgoritmust szükség szerinti (demand) lapozásnak hívjuk.

Cél: A laphibák (és így a lapozás) drasztikus(!) csökkentése.

1. A tapasztalat azt mutatja, hogy a programok futás közben nagy valószínűséggel előre kiszámítható sorrendben használják a lapokat. Ezért a VM/XA statisztikát készít a használt lapokról és a program "viselkedéséről", majd becslést készít arra vonatkozóan, hogy mely lapokat fogja a program egymás után használni. Ezeket a lapokat egymás mellé írja ki a lemezre, így később ezek egyetlen I/O művelettel behozhatóak. A CP a nem hivatkozott lapokat egy külön blokkba teszi.

	   Virt. tár
      #======================#
      # 		     #
      #  #---#	 #---#	     #			  diszk
      #  | 3 |	 | 5 |	     #	      ##################################
      #  #---#	 #---#	     #	      # #---##---##---##---##---##---# #
      # 		     # =====> # | 1 || 2 || 3 || 4 || 5 ||   | #
      #      #---#	#---##	      # #---##---##---##---##---##---# #
      #      | 4 |	| 1 |#	      ##################################
      #      #---#	#---##
      # 	  #---#      #
      # 	  | 2 |      #
      # 	  #---#      #
      #======================#

2. Amikor a laphiba előáll, akkor keríteni kell egy üres lapot. Ha nincs üres lap, akkor csinálni kell. Ha akkor kellene ezt a műveletet elvégezni, amikor a laphiba fellépett, akkor a hatékonyság igen rossz volna, a válaszidők nagyon hosszúak lennének. A CP ezért vezet egy listát (minden valós processzorhoz külön), melyen a szabad lapok vannak felfűzve. Ha ennek a listának a hossza egy bizonyos érték alá csökken, akkor a CP olyan taskokat indít el, melyek növelik a szabad lapok számát.

• Steal Task Ez a task "ellopja" a virtuális gépek lapjait, a következőképpen:
  • Ha egy program már jóideje (20 mp.) a "dormant" listán tartózkodik, akkor ennek az összes lapját kilapozhatónak jelöli meg.
  • Az alábbi sorrendben elveszi a virtuális gépektől azokat a lapokat, melyekre nem történt hivatkozás:
    • A Shared szegmensek és a rendszer egyéb lapjait
    • A DORMANT listán lévő felhasználók lapjait
    • Az ELIST-en lévő felhasználók lapjait
    • A DLIST-en lévő felhasználók lapjait
  • Ha a fentiek ellenére nem növekszik a szabad lapok száma, akkor beindul a "Vészfázis". Ez elveszi a hivatkozott lapokat:
    • A DORMANT virtuális gépektől
    • A Shared szegmensektől és a rendszertől
    • Az ELIST-en lévő felhasználóktól
    • A DLIST-en lévő felhasználóktól
• Reorder Task Ez a program folyamatosan figyeli a hivatkozott lapokat, és időről időre törli a referenciabiteket. Így mérni tudja, hogy mely lapok azok, amelyeket a legrégebben nem használtak, és fel tudja szabadítani azokat. Ez valójában az LRU (Least Recently Used) algoritmus.

• Ha a rendelkezésre álló szabad lapok száma kevesebb, mint a WSS, akkor az adott program nem kaphat vezérlést mindaddig, amíg a CP úgy nem ítéli, hogy nem fog túlterhelést okozni.
• Persze, egy program bármikor "becsaphatja" a CP-t, ha a hivatkozott lapok száma pl. hirtelen megnövekszik, vagy nem kiszámítható módon változik. Ilyenkor a virtuális gép lekerül a DLIST-ről, és más programok futhatnak addig, míg nagyobb mennyiségű szabad lap összegyűlik. A kérdéses program pedig az ELIST tetejére kerül, hogy a következő időszeletben ismét vezérlést kaphasson, így elkerülhető legyen az aktív lapjainak elvesztése.

5. Lapozás az Expanded tárba:

A CP, amint a laphiba bekövetkezik, megvizsgálja, hogy a kérdéses lap az expanded tárban van-e? Ha ott van, akkor azt azonnal behozza, és a kérdéses program azonnal folytatódhat. A processzor speciális utasításokkal rendelkezik a lapok mozgatásához, melyek 120 Mbyte/sec-nál is gyorsabban végzik el a lapcserét. A lemezek sebessége "csak" 2.5-5 mbyte/sec csatornánként. Az expanded tár igénybevétele a lapozáshoz természetesen plusz CPU időt igényel, de a legtöbb esetben ez nem éri el a csatornaprogram előállításához szükséges időt. Az expanded tárból időnként ki kell vinni a régen nem használt lapokat lemezre. A kivitel a valós táron keresztül történik. Ez a "migration" (költöztetés).

		  Valós
		   Tár
	   #=====================#		      Expanded
	   #			 #			tár
	   #			 #	       #=====================#
	   #		     ====#===#	PGOUT  #		     #
	   #			 #   #=========#==>		     #
	   #			 #	       #		     #
	   #			 #	       #		     #
     #=====#==> 	      <==#=============#===		     #
     #	   #			 #	PGIN   #		     #
     #	   #=====================#  #==========#===		     #
     #	   #	 "Migrációs"  <==#==#          #=====================#
     #	   #	    Puffer	 #
     #	   #================#====#
     #			    #
 ##################	    #
 #		  # <=======#
 #  Mágneslemez   #
 ##################

IO

A különböző operációs rendszerek többé-kevésbé használják ki a CKD diskek előnyeit. Az MVS teljesen kihasználja, ezért nem is használható FB (Fix block) diskekkel. A VM önmagában kis mértében kezeli a diskeket (virtuális memória, spool, minidisk kontrollinformációk tárolására), képes FB-vel is együtműködni, de csak csökkent hatékonysággal. A CMS nem használja ki a CKD előnyeit, formatáláskor fix méretü, sorszámozott sectorokra osztja a diskeket.

A többi I/O művelethez hasonlóan a diskeket is csatornaprogramok segítségével érhetjük el. Ezekben természetesen igen szűk utasításkészlet van egy CPU-hoz hasonlítva, pl. különböző relációk (=, <, >, <=, >=) alapján számláló/kulcs alapján keresni, beolvasni, kiírni.

A klasszikus értelemben vett I/O emuláció rendkivül erőforrásigényes lenne, szerencsére a nagygépes architektura következtében egy sokkal hatékonyabb módszert használ a VM. Ennek során a csatornaprogram elejére illeszt egy utasítást, ami eltolást és méretkorlátozást tartalmaz. Pl. ha a felhasználó minidiskje 5 cylinder méretü, és a 42. cylinderen kezdődik, akkor a CU hozzáadja a cylindercímekhez a 42-t, és ellenörzi, hogy nem lóg-e túl az 52. cylinderen. Ebből logikusan következik, hogy a VM csak a fizikaival egyező tipusu diskeket emulál. Természetesen a a viruális perifériáknak más címe lehet, mint a fizikaiaknak, ennek megfelelően ezt is módosítja.

Az adatok cache-elését elsődlegesen a CU-k végzik. Ezért vizsonylag nagy memóriával látjál el őket. A konkrét módszerek a CU-tól függően jelentősen eltérhetnek, pl.: -Az Examban internal diskek vannak, ezek "pc"-s SCSI-2-es 9 Gbytes diszkekből épülnek fel, ezek közül 4-hez tartozik 2 SCSI vezérlő (így pontos a megfogalmazás, mivel a két vezérlő bármelyike tud a diskek bármelyikére írni), az adatok tükrözve vannak (vagyis az operációs rendszer a diskek felét látja), az írás kicsit lassúbb (2 seek-et kell megvárni), az olvasás jóval gyorsabb, mivel arról olvas, amelyikről gyorsabban tud. A gépben lévő 256 Mbyte memóriából tetszőleges rész lehet a hardver cache (vagyis ezt a memóriát nem látja az op.rendszer). Ennek egy része olvasási, egy része (service processorból tilthatóan) write-back cache. Áramszünet esetén az utóbbi automatikusan letiltódik (miközben kb. 20 percig még megy a gép). Természetesen ha a tükrözött egyik példány helyreállítása menet közben is megtehető.

• Átlag vezérlőkben fizikaileg elkülönül az olvasási, és a write-back cahce. A előbbi "normális" memória, az utóbbi NVS (Non Volatile Storage), így áramszünet után a cache tartalma autómatikusan kiíródik.
• SSA vezérlőkben hasonlóan elkülönül a két cache, de annyi továbbfejlesztéssel, hogy a memória kivehető. Tehát a vezérlő meghibásodása esetén csak ki kell cserélni a vezérlőt egy jóra, beletenni a régi NVS-t, és bekapcsolás után kiírja a tartalmát.
• RVA (Ramac Virtual Array) diskek a jelenlegi csúcstechnológia. Ezekben "smartdrive" van, vagyis amikor a csatornaprogram beleír, akkor egy NVS pufferbe kerül tömörítve (1:2 arányban jellemzően), majd ezt mégegyszer tömöríti (1:1.5), és így írja ki, jellemzően 3-szoros tömörítéssel. Természetesen ez csak átlagos érték, így az input adat méretéből nem számolható az output mérete, ezért nyilván kell tartani, hogy melyik adat hol van (ebből származik a neve). Ennek következtében lehetségessé vált a SnapShot, vagyis "pillanatfelvétel" készítése egy lemezről. Ez egy pillanat alatt megvan, mivel csak néhány mutatót kell átírni, hogy mostantól kezdve 2 disknek látszódjon. Természetesen ha valamelyikre írás történik, akkor az egy új területre íródik. Régebben az adatbázismentéshez le kellett állítani órákra a munkát (pl. a Molnál most is egész éjszaka folyik az adatbázis mentése, este 10-kor már nem kezdik el, mert akkor reggel 8-ra nem végeznek), ezzel szemben most elég egy pillanatra tranakciómentes állapotba hozni, utána mehet tovább a munka. ˙

Hibakezelés, lapozás

Mind a szoftver, mind a hardver hibák kijavítását az IBM az iparágon belül szokatlanul gyorsan próbálja javítani. Hibátlan szoftvert még a nagyon alapos tesztelés után sem lehet létrehozni, azonban a súlyos (a napi munkát akadályozó) szoftver hibákat 24 órán belül javítják, ilyenkor egy önálló csoport az IBM központban csak ennek a kijavításával foglalkozik. Természetesen az esetek nagy részében már egy ismert hiba jelentkezik, akkor azonnal javítják.

A hardver esetében elsődleges cél az úgynevezett egy pontú hibák lehetőségének megszüntetése. Vagyis a rendszerek oly módon kell megtervezni, hogy bármely pontjának a meghibásodása esetén a rendszer egésze változatlan módon (és elfogadható sebességgel) tovább működjön.

Ha bekövetkezik egy hiba, akkor a lehető leggyorsabban ki kell javítani. Az IBM-mel lehet olyan szerződést kötni, hogy 1 órán belül javítják a hibákat. Természetesen ehhez szükséges, hogy a gép telefonon kapcsolatban legyen az IBM központtal, és autómatikusan megrendelje az elromlott alkatrészeket.

Egy megbízható rendszert csak úgy lehet elkészíteni, hogy minden rendkívüli helyzetet naplóznak. Például az természetes dolog, hogy a háttértáoló néha nem tudja elolvasni a rajta lévő adatokat. Ekkor pl. a msdos 30-szor újrapróbálja, mielőtt hibaüzenetet adna. Nagygépes rendszerben természetesen ezek naplózásra kerülnek (súlyosabb esetben az operátort is értesíti), és amennyiben túl gyakoriak, akkor ki lehet cserélni az ezközt, mielőtt még ténylegesen meghibásodna.

Nem csak a hardver eseményeket, hanem a felhasználók munkáját is naplózni kell, ezéltal az esetleges vitás helyzetek könnyen eldönthetőek.