История появления и развития мейнфреймов
До 1950-ых годов вычислительные машины, такие как ENIAC и EDSAC, были огромными, выполняли только одну программу и обслуживали только одного пользователя. Для их работы требовалось большое количество электроэнергии, а для администрирования — специализированная команда. Все стало постепенно меняться, когда появились мейнфреймы.
Мейнфрейм — это высокопроизводительный компьютер, созданный в основном для выполнения крупномасштабных задач и централизованной обработки данных. В отличие от ENIAC или EDSAC, мейнфреймы могли обслуживать нескольких пользователей и выполнять несколько программ одновременно. В этом материалы мы рассказали историю их развития.
1950–1960-ые годы: появление модели пакетной обработки
Парадигма пакетной обработки развивалась как средство, которое позволяет оптимально использовать дорогие и дефицитные в то время вычислительные ресурсы. В 1952 году IBM представила новаторский мейнфрейм серии IBM 700, который заложил основу для будущих разработок. Компания увидела большой потенциал таких машин и в 1956 году выпустила мейнфрейм IBM 704, с которым могли работать до 40 пользователей.
Консоль IBM 704
Изначально модели, такие как IBM 700 и 704, работали на основе электронных ламп, из-за чего потребляли большое количество электроэнергии и часто перегревались. В 1959 году на рынке появилась машина IBM 1401, которая работала при помощи транзисторов. За счет новой технологии модель стала надежнее и потребляла меньше электроэнергии по сравнению со своими предшественниками.
Логический модуль IBM 700
Начало 1960-х годов: создание IBM System/360
В 1964 году IBM презентовала System/360, чье преимущество заключалось в совместимости между разными моделями. IBM предложила концепцию, которая позволяла компаниям модернизировать свои системы без полной замены оборудования. Такая бесшовная миграция стала возможной благодаря использованию микрокода System/360 для имитации работы старого оборудования. Это стало зарождением технологии виртуализации.
IBM System360
System/360 не только демонстрировал мощь и совместимость. В нем была реализована система безопасности с управлением доступом на основе пароля. Также разработка была направлена на обеспечение отказоустойчивости. Этого возможно было достичь за счет дублирования элементов: процессоров, блоков питания и систем хранения. Так при сбое компонентов система продолжала работать в штатном режиме.
IBM была гигантом в мире мейнфреймов, но у компании были и конкуренты. Например, UNIVAC и RCA представляли свое оборудование и пытались завоевать долю прибыльного рынка. Однако стратегические шаги и технологические инновации IBM обеспечивали компании более 60% доли на протяжении всей эпохи мейнфреймов.
Операционные системы и программное обеспечение
Появление на рынке мейнфреймов сопровождалось применением программ, чьей задачей было выполнение основных функций, таких как операции ввода/вывода и базовое планирование задач. По мере увеличения числа пользователей и усложнения приложений возникла потребность в более сложных операционных системах.
Операционная система OS/360 от IBM, созданная специально для линейки мейнфреймов System/360, могла управлять до трех мегабайт памяти и использовала систему многозадачности с приоритетами.
Одной из ключевых особенностей OS/360 был новый подход к виртуализации.
- Виртуальная память позволяла эффективно использовать ОЗУ, загружая данные или программы в «реальное хранилище» только при необходимости.
- Виртуальные машины давали возможность пользователям одновременно запускать несколько экземпляров операционных систем или приложений на одном физическом устройстве.
- Виртуальные диски улучшали управление хранилищем и позволяли эффективно делить аппаратные ресурсы и распределять их между пользователями и задачами.
Эти концепции изменили принципы использования ресурсов мейнфреймов и позволили достичь максимальной эффективности и производительности.
Середина 1960-х годов: автоматизация рабочих процессов
Пакетная обработка стала неотъемлемой частью вычислений на мейнфреймах. Вместо обработки задач по отдельности, программисты собирали большие наборы данных или «пакеты» для последовательной обработки. Благодаря этому методу получилось оптимизировать операции и автоматизировать рабочие процессы в различных подразделениях компании.
К 1960-м годам с помощью мейнфреймов в финансовой отрасли и производстве получилось автоматизировать начисление зарплаты, управление запасами, логистика и многое другое. Благодаря обработке транзакций в реальном времени банковские операции стали занимать секунды вместо нескольких дней. Авиакомпании смогли обновлять наличие билетов и расписание в режиме онлайн.
Серверные, в которых располагалось оборудование, стали сердцем организаций. Они были оснащены слоями безопасности, резервными источниками питания, специализированными блоками хранения, такими как DASD (устройство прямого доступа к хранению), и решениями для аварийного восстановления при авариях и чрезвычайных ситуациях.
Мейнфреймы кардинально изменили и профессиональную сферу. Для работы с этими машинами нужны были квалифицированные сотрудники:
- операторы, которые отвечали за ежедневные процедуры и были непосредственно связаны с системой;
- системные администраторы, которые занимались мониторингом всей инфраструктуры и при необходимости устраняли неполадки.
- специалисты технической поддержки, которые служили связующим звеном между пользователями и системой.
Конец 1960-х и 1970-е годы: языки программирования и мейнфреймы
С увеличением роли мейнфреймов в бизнес-процессах возрос спрос на мощные, но в то же время доступные языки программирования. Лидерами в этой отрасли стали COBOL, FORTRAN и ALGOL.
Грейс Мюррей Хоппер создатель языка программирования COBOL
COBOL (Common Business Oriented Language) разработали специально для вычислений и обработки данных — от сложной финансовой отчетности до всестороннего учета.
Наследие мейнфреймов
Несмотря на быстрое развитие технологий, мейнфреймы, вроде IBM zSeries, остаются актуальными и сегодня. Они обрабатывают критически важные транзакционные нагрузки благодаря их безопасности, надежности и масштабируемости.
В 1980-е годы мейнфреймы начали делить рынок с новыми технологиями. Рост мощных и экономически эффективных ПК, дополненный расширенными сетями и распределенными базами данных, выдвинул на передний план модель клиент-сервер.
Тем не менее, это было гармоничным переходом. Мейнфреймы плавно интегрировались с новыми технологиями, такими как виртуализация, облачные решения, и применяли аналитику для сохранения своей актуальности.
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
