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1、第一章 大型主机概论IT业的发展机遇与挑战 l 二十世纪60年代到80年代，信息处理主要是以“主机系统哑终端”为代表，即大型机的集中式数据处理方式。l 80年代后期,随着PC机性能的极大提高和网络技术的普及，客户机/服务器（C/S）技术得以飞速发展，这种C/S模式使信息处理的难度大大降低，并很快在全球普及开来。 l 进入90年代后,很多采用分布式计算模式的企业突然发现，其服务器的数量已经到了令人吃惊的地步，由此带来了复杂的管理模式、计算营运成本失控和关键应用难以实现等诸多问题，因而迫使他们用大型机服务器来整合业务，实现对数据的再次集中。 l 大型机在很多大公司的日常运作中起着举足轻重的作用，包
2、括财富前1000名的许多公司都是以各种形式的计算方式将大型机广泛应用于不同行业，即使在电子商务这样的新领域中，大型机也占据了绝对优势。在银行、证券、医疗保障、保险、公共设施和政府等许多国有和私人企业中，大型机一直牢固地保持着现代商业的基础地位.l 五十年来，IBM大型机领IT业界之先，推出了一项项改变历史的突破性技术。 例如:多层陶瓷封装技术、热传导模块、编程领域的“流水线技术”、多处理器技术、并行系统综合体等。其中，多处理器技术、逻辑分区技术以及按需容量升级（CUoD）等现在已经被应用到IBM的各类服务器平台中，“大型主机技术下移”已经成为服务器先进技术与否的一个重要标志。 IBM大型机产品
3、与时俱进，从原来的S/360、S/390到eServer zSeries，以及现今的System z。IBM公司最新推出的System z10企业级服务器（z10 EC）更是为满足当今IT业界关键业务需求而设计的世界一流的企业级服务器，它所提供的技术不仅满足了当今企业的需要，而且也是推动未来业务发展的基础 S/360及大型主机演进l 1952年，IBM公司制造一种具有全用途的科学计算机，花了至少300万美元。这台机器是IBM701大型计算机，IBM公司从此放弃了穿孔卡制表机，代之以电子管逻辑电路、磁芯存储器和磁带机。是第一代电子管计算机的标志产品.l 1955年，IBM推出另一款用于科学计算的
4、大型机IBM704，首次配备了FORTRAN高级程序设计语言。 还有IBM702、IBM705等一系列计算机相继问世，刮起了强劲的“IBM旋风”。l 1958年11月，IBM再次推出IBM709大型计算机，这是性能最好的，也是IBM公司最后一款电子管计算机产品。l 1960年全面推出晶体管化的7000系列计算机。以晶体管为主要器件的IBM7090型计算机，主存储器以磁芯存储器为主，辅助存储器开始使用磁盘；软件开始使用高级程序设计语言(FORTRAN,COBOL)和操作系统。到1964年一直统治着科学计算的领域，并作为第二代电子计算机的典型代表，被永远载入计算机史册里。 l 已开始使用计算机进行
5、数据处理和过程控制。 l 1964年，IBM推出了新的计算机系统架构，这个新计算机系统用360命名， 表示一圈360度。既代表着计算机360度从工商业到科学界的全方位应用，也表示IBM的宗旨：为用户提供全方位服务。IBM提出了一种全新的思路：IBM360必须是一种“兼容性”的产品，意味着大中小型360系统计算机，都能用相同方式处理相同的指令，享用相同的软件，配置相同的外部设备，而且能够相互连接在一起工作。“兼容性”是一个伟大的观念变革，它给现代计算机发展带来的技术进步，至今还在发挥巨大作用。 l IBM360共有6个型号的大、中、小型计算机和44种新式的配套设备，从功能较弱的360/51型小型
6、机，到功能超过51型500倍的360/91型大型机，都是清一色的“兼容机”。IBM360系统取得了难以置信的成功，成为第三代计算机的标志性产品。 l 目前所有的计算平台中，大型主机仍然是最稳固、最安全和兼容性最强的。最新的机型可以处理最高级和最苛求的用户负荷，同时也继续运行着许多20世纪70年代或更早以前的应用程序。 360系统的主要贡献 l 从应用角度来看，克服了第二代计算机性能单调的弱点，集科学计算、数据处理和实时控制功能于一身，确立了通用性；l 从生产角度来看，实现了系列化；l 从发展角度来看，既采用了新的技术（微程序和通道等），又留有继续发展的余地； l 从使用角度来看，360在建立计
7、算机系统的继承性上起了开创性的作用。l 360系统360系统的主要应用l 1964 年：SABRE 启动。American Airlines 的半自动化业务相关环境（SABRE）系统全面投入运行。这一行业的第一个实时订票系统将 IBM 计算机通过电话线链接在一起，并能够从超过 65 个城市的终端处理座位库存和乘客记录。其他航空公司立即订购了类似的系统。 360系统的主要应用l 1966 年：社会保障的里程碑。IBM 计算机为社会保障管理机构处理大约 1 千 9 百万张医疗卫生身份卡。美国国会恰在一年前才通过一项关于建立医疗卫生体系的立法。 l 1968 年：IBM 引入了客户信息控制系统（CI
8、CS）。它使得工作场所的人员能够联机输入、更新和检索数据。目前，CICS 仍然是业界最受欢迎的事务监视器之一。 l 1969年: Apollo 11 登月计划高速缓存引入l 1968 年：System/360 85 型引入了高速缓存存储器，使得可以比以前快 12 倍的速度提供高优先级的数据，并且为今天很多的计算技术中可见的同一种高速缓存存储器打下了基础。 信息管理系统-数据库引入1969 年：Apollo 11 成功登陆是由几个 System 360、信息管理系统（IMS）360 和 IBM 软件提供的支持。在接下来的岁月里，IBM 计算机继续涉足空间探索。 70年代-集成电路l 1970 年
9、 6 月，IBM 引入了 System/370。它是构建在先驱者System/360 之上的一系列兼容大型计算机。 l 370 145 型是第一台完全集成了单片存储器（一些电路，其中诸如电阻器、电容器和二极管的所有相同元件都装配到一个硅片上）和 128 位双极芯片的计算机。在每个 1/8 平方英寸的芯片上蚀刻着超过 1,400 个微电路元件。 l 半导体技术是来自于磁核心技术的重大转变，在此前的 15 年里磁核心技术是计算机存储器的支柱。后来，370 型号先后引入了 64K 芯片、288K 芯片，甚至 1 兆位芯片。 l System/370能够运行 System/360 程序，因此缓解了客户
10、的升级负担，System/370 也是包含“虚拟内存”技术的第一批计算机之一，开发该技术是为了通过使用硬盘驱动器上的空间来扩展计算机的能力以适应软件的内存需求。 l System/370 的第一批客户安装比计划提前 7 个月完成，到 1971 年底，IBM 在全球范围内提供了超过 1,300 台 System/370。 370-虚拟操作系统l 1972 年：IBM 公布了 VM 虚拟化。今天，zVM 帮助创建敏捷的主机，其中能够迅速有效地利用资源来响应动态需求。 370 上的应用l 在 1972 年，SAP 为 System/360 开发了革命性的“企业资源规划（ERP）”系统。公司第一次能够
11、以实时的方式下订单并跟踪库存，这有助于改进库存控制、交付时间和客户关系。 l 1976 年：System/370 上的 SAS 软件帮助创造了新的竞争优势：商业智能。这一创新将原始数据转换成为可操作的智能，它能够帮助组织发展获利性更好的客户关系和供应商关系，并实现了更好、更准确的决策。l 现实世界的示例：人口普查分析；更快的药品开发；选举预测。 370 上的应用-零售行业l 1979 年：IBM 引入了通用产品代码（UPC），接着是全息扫描技术。它们结合在一起，帮助使零售行业发生革命，并突出了主机在客户交易和库存跟踪数据库中一直扮演的关键角色。 80 年代-新技术l 20 世纪 80 年代，引
12、入了 3081 处理器。比起先前的主机处理器 3033，3081 在内部性能上提高到原来的两倍。它还以导热模块为特色，这些模块显著地减少了空间、冷却和电力需求。l 当电气电子工程师学会由于 IBM 用于高性能计算机的多层陶瓷导热模块而将 1990 年公司创新认可奖颁给 IBM 时，表示了该学会对这一创新的认可。 l 同时，专注的 IBM 员工继续前进，1984 年，公司公布了 1 兆位的 SAMOS（硅铝金属氧化物半导体）芯片。虽然“兆（M）”的意思是百万，但是该芯片实际上能够在比小孩指甲还小的空间中保存 1,048,576 位信息。370 上的应用l 1980 年：金钱（和计算）事关重大。运
13、行在 Systems/370 之上的 CSC Hogan Banking System 成为最早集成的美国核心银行系统之一，它是使用体系结构的框架和面向组件的开发概念设计的。l 1988 年：IBM 客户开始超越决策支持系统（DSS）来部署 DB2，将它部署到核心交易处理中，推动了 CPU 成本的降低和在并发性上的显著改进。 高性能l 1988 年：IBM 引入了 Enterprise System/3090 600S 型。它是业界最强大的通用处理器，为客户提供了额外的 56% 处理能力并引导了新的 10 型号 S 系列高级大型计算机，这些计算机利用 IBM 的企业系统体系结构370、多虚拟系
14、统ESA 和虚拟机扩展体系结构操作系统和数据管理软件。l 引入了LPAR90 年代l 1990 年 9 月，IBM 引入了 System/390 公司超过 1/4 个世纪时间里的产品、功能部件和功能的最为全面综合的展示。 l 然而，业界的一些权威人士认为该主机到 20 世纪 90 年代初期后将不可能继续存在。他们预测，个人计算机和小型服务器的快速发展将使“大铁箱子”成为过时的东西。 l 但是，IBM 深信：严谨的、富有安全性工业强度的计算能力的需求始终存在。因此，就有了 System/390。IBM 坚守主机，但是从内部重新对它作了改造：向它注入全新的技术核心，并降低它的价格。 l 这些优势（
15、以及始终稳定的可用性、高安全性和巨大的计算能力）刺激了对 IBM 大规模计算机的越来越大的需求。1992 年之后，交付的主机计算容量每年增加超过 30%。 l 90 年代末，随着因特网的发展和网络经济的出现，尝试转向电子商务的公司数目开始激增。对更大的主机能力的需要继续增长。 l IBM开发了ESA/390,ES/9000,采用ESCON , FICON等新技术；l IBM提出了系统集群和数据共享的概念，并且推出了System/390并行系统综合体，为实现高级别的系统可用性提供了可能。 390并行系统综合体l 1994 年：IBM 公布了 System/390 并行系统综合体产品，它是指在一个
16、或者多个处理器中运行两个或两个以上的OS390操作系统；它包括了耦合器、S/390 并行事务服务器、高速耦合链路以及软件功能增强。l 网络效果是单象，高性能，数据共享，可以支持更多的系统复合，提高数据的共享和通讯功能，支持负载平衡。 l 并行系统综合体设计用于提供应用的持续可用性、减少或消除计划的应用程序，并且能够扩展到实际上不受限的容量。 处理器-双极型到CMOSl 1995 年：互补金属氧化物半导体（CMOS）所支持的处理器引入到了主机环境，为现代主机技术设定了新的路径图。l CMOS 芯片需要的电力少。与双极型技术相比，有了显著的提高，一个芯片中可以容纳450000个电路；l 散热的优越性；l 成本
