大型機和小型機的區(qū)別

1、精選文檔什么是大型機，小型機。大型機（mainframe）這個詞，最初是指裝在非常大的帶框鐵盒子里的大型計算機系統(tǒng)，以用來同小一些的迷你機和微型機有所區(qū)別。雖然這個詞已經(jīng)通過不同方式被使用了很多年，大多數(shù)時候它卻是指system/360 開始的一系列的IBM計算機。這個詞也可以用來指由其他廠商，如Amdahl, Hitachi Data Systems (HDS) 制造的兼容的系統(tǒng)。 有些人用這個詞來指IBM的AS/400 或者iSeries 系統(tǒng)，這種用法是不恰當(dāng)?shù)模灰驗榧词笽BM自己也只把這些系列的機器看作中等型號的服務(wù)器，而不是大型機。 什么是I/O通道(Channel) 一條大型機通道

2、（channel）某種程度上類似于PCI 總線（bus），它能將一個或多個控制器連接起來，而這些控制器又控制著一個或更多的設(shè)備（磁盤驅(qū)動器、終端、LAN端口，等等。）大型機通道和PCI總線之間的一個主要區(qū)別是大型機通道通過幾對大的bus and tag 電纜（并行通道方式），或者通過最近常使用的ESCON（Enterprise System Connection）光導(dǎo)纖維電纜（串行通道方式）以及光纖通道來連接控制器。這些通道在早期是一些外置的盒子（每個約6X30X5H大?。?，現(xiàn)在都已經(jīng)整合到了系統(tǒng)框架內(nèi)。 這些通道的超強I/O處理能力是大型機系統(tǒng)功能如此強大的原因之一。 什么是DASD DAS

3、D 是 Direct Access Storage Device（直接存取存儲設(shè)備）的縮寫；IBM創(chuàng)造這個詞來指那些可以直接（并隨意）設(shè)定地址的存儲系統(tǒng)，也就是今天我們所說的磁盤驅(qū)動器。但在過去，這個詞也指磁鼓（drums）和數(shù)據(jù)單元（datacell）等等。什么是數(shù)據(jù)單元？嗯，在磁盤驅(qū)動器變得廉價、快速并普遍使用前，IBM曾經(jīng)制造過一種設(shè)備，基本上就是由一個磁鼓和繞在磁鼓上的許多磁條（單元）中的一個組成，然后讀寫的資料就被紀(jì)錄在卷動的磁條的磁道上。這種存取數(shù)據(jù)的方法和磁盤很類似，但當(dāng)（磁鼓）搜尋資料的時候需要更換磁帶的話，所需的時間顯然就得按秒來計算。數(shù)據(jù)單元設(shè)備還有個調(diào)皮的習(xí)慣，它喜歡在卸

4、下一個單元到存儲槽的時候卷成一塊，這有時會造成介質(zhì)的物理損壞?？梢?，在取得目前的技術(shù)進步前，我們已經(jīng)走了很長一段路了。 什么是LPAR 一個LPAR（邏輯分區(qū) logic partition）是一種通過PR/SM（Processor Resource/System Manager，一種最近的大型機都具有的固件fireware特性）來實施的虛擬機。在每個分區(qū)上，可以運行一個單獨的鏡像系統(tǒng)，并提供完全的軟件隔離。這和UNIX操作系統(tǒng)上的domains 原理很相似，但IBM的方法更加細(xì)致，它允許所有的CPU和I/O子系統(tǒng)可以在邏輯分區(qū)間被共享。PR/SM允許在單個系統(tǒng)上運行15個LPAR，每個（LP

5、AR）擁有專有真實存儲（dedicated real storage RAM）并且擁有專有或共享的CPU和通道。因為對性能影響最為重要的部分都是在CPU里完成的，所以（這樣做）沒有多少性能的損失。IBM已經(jīng)宣稱它準(zhǔn)備在不久的將來把最高可支持的LPAR數(shù)目擴展到超過15個。 大型機系統(tǒng)得以長盛不衰的主要原因（特點）是：RAS，I/O處理能力以及ISA。 RAS RAS（Reliability, Availability, Serviceability 高可靠性、高可用性、高服務(wù)性）是一個IBM常用來描繪它的大型機的詞。到70年代早期為止，IBM已經(jīng)認(rèn)識到商業(yè)用途系統(tǒng)市場遠(yuǎn)比科研計算機系統(tǒng)市場有利

6、可圖。他們也知道IBM商用系統(tǒng)的一個重要的賣點就是高可靠性。如果他們的商業(yè)客戶準(zhǔn)備采用IBM計算機來開展極其重要的商業(yè)業(yè)務(wù)，客戶就得確認(rèn)他們可以在任何時間都可以正常使用（IBM的機器）。所以，最近30多年來，IBM致力于使每一個新系列的系統(tǒng)比前一代更加可靠。這就導(dǎo)致了今天的系統(tǒng)變得如此可靠，以至于幾乎沒聽說過有任何因為硬件問題導(dǎo)致的系統(tǒng)災(zāi)難。這些大型機系統(tǒng)內(nèi)集成了相當(dāng)高程度的冗余和錯誤檢查（技術(shù)），這樣就能防止系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難性的問題。每個CPU die裝有2個完全的執(zhí)行管道（execution pipelines）來同時執(zhí)行每一條指令。如果這兩條管道得出的結(jié)果不相同，CPU的狀態(tài)就會復(fù)原，然后這

7、條指令被重新執(zhí)行。如果重新執(zhí)行后結(jié)果還是不一致，最初的CPU狀態(tài)就被記錄下來，然后一個空閑的CPU被激活并裝入存儲的狀態(tài)數(shù)據(jù)。這顆CPU繼續(xù)做最初那顆CPU的工作。記憶芯片、內(nèi)存總線、 I/O通道、電源等等，都要么有冗余的設(shè)計，或者有相應(yīng)的備用品并可以隨時投入使用。這些（設(shè)備的）小錯誤可能會導(dǎo)致性能的一些小損失，但他們決不會導(dǎo)致系統(tǒng)中任何任務(wù)的失敗。 當(dāng)很罕見地出現(xiàn)錯誤的時候，高服務(wù)性就用得上了。許多組件都可以在系統(tǒng)運行的同時被更換（熱插拔）；甚至微碼（microcode）的升級也可以在系統(tǒng)運行的同時進行。對于那些不能被同時更換的部件，如CPU，備用品的存在就保證了能夠客戶方便的時候安排系統(tǒng)停

8、機。 除了系統(tǒng)設(shè)計中的固有可靠性，IBM也創(chuàng)立了一個緊密聯(lián)結(jié)的集群技術(shù)，叫做Parallel Sysplex，這項技術(shù)支持由最多32個系統(tǒng)作為一個系統(tǒng)鏡像運行。在一個合理部署的Parallel Sysplex系統(tǒng)上，即使一個獨立系統(tǒng)遭受了毀滅性損失，整個系統(tǒng)也不會受太大影響，而且不會導(dǎo)致任何工作的損失。任何在那臺遭受損失的系統(tǒng)的上進行的工作，都可以自動地在剩下的系統(tǒng)上重新開始。另一個Parallel Sysplex的優(yōu)勢是一臺（或多臺）系統(tǒng)可以從整個系統(tǒng)中移出以進行硬件或軟件的維護工作（例如在非工作時間），而其余的單獨系統(tǒng)可以繼續(xù)處理工作。當(dāng)維護工作完成后，系統(tǒng)又回歸加入Sysplex系統(tǒng)中繼

9、續(xù)工作。充分利用這一特點就可以升級整個Sysplex系統(tǒng)軟件（一次一個單獨的系統(tǒng)），而不會導(dǎo)致任何應(yīng)用程序的暫停使用。 正因為擁有所有這些功能，真正100%的系統(tǒng)可用性是非常實用的，并且已經(jīng)在許多地方開始實施。 I/O 吞吐量（I/O Throughput） 這些通道實際上就是I/O處理器，他們執(zhí)行通道程序。這些程序包含了成串的I/O指令，其中就包含有最原始的分流功能。這些通道極大地降低了CPU在I/O操作中的工作量，使得CPU可以更加高效地工作。每一個通道都能同時處理許多I/O操作和控制上千個設(shè)備。 在360和370系列構(gòu)架上，操作系統(tǒng)會創(chuàng)建一個通道程序并在一個已連接到所需設(shè)備的通道上執(zhí)行這

10、個程序。如果這個通道或控制單元十分忙碌，起始 I/O指令就會失敗，然后操作系統(tǒng)就會嘗試在另一個已連接到不同控制單元的通道上重新開始通道程序。如果所有的道路都是繁忙的，操作系統(tǒng)就會把這個請求列入隊列留在以后再試。XA系列里面出現(xiàn)的一個顯著的改進就是創(chuàng)立了通道子系統(tǒng)的概念，這個子系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)并安排系統(tǒng)里所有通道的活動?，F(xiàn)在操作系統(tǒng)只需要創(chuàng)立通道程序，然后把程序轉(zhuǎn)交給通道子系統(tǒng)，通道子系統(tǒng)就會處理所有的通道/控制單元以及隊列問題。這樣就使大型機具有了更加強大的I/O吞吐量并使 CPU能更有效地工作，因為只有在所有的I/O操作都完成的時候才需要CPU的介入。 目前z900大型機的I/O吞吐能力是最低每

11、秒24GB（這是字節(jié)數(shù)，不是“位”數(shù)。）雖然我沒有親自測試這些最新系統(tǒng)的機會，但即使理論上的數(shù)字可能不太準(zhǔn)確，如果說z900大型機達(dá)到了每秒100，000 次I/O，我也不會感到太吃驚。 The ISA （IBM System Architecture） 這些年雖然IBM大型機的整體指令集有了顯著改進，IBM保持了驚人的對應(yīng)用程序的向后兼容。許多最為顯著的構(gòu)架上的變化已經(jīng)影響了一些只能直接被操作系統(tǒng)調(diào)用，而不能被應(yīng)用程序調(diào)用的設(shè)備（如I/O子系統(tǒng)）。IBM已經(jīng)花費了巨大的努力來保證它的客戶們不必重寫或重編譯他們的程序來在新系統(tǒng)上運行。這樣，客戶要采用新的硬件就更為容易，客戶只需要拔下舊系統(tǒng)，換

12、上新系統(tǒng)，而不需要做額外的軟件測試工作。對于只有擁有一臺大型機的公司來說，只需要花幾個小時就可以對舊系統(tǒng)進行升級，而不需要在投入正式使用前對新系統(tǒng)進行測試。這特別適合那些在升級前后使用同一種操作系統(tǒng)的客戶，他們只需要將操作系統(tǒng)升級到所需要的版本就行了。例如，客戶可以在新安裝的z900系統(tǒng)上仍然運行31位的操作系統(tǒng)，然后在一個單獨的LPAR上安裝并測試一個64位的操作系統(tǒng)，然后再把全部運行的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到64位的操作系統(tǒng)上。 大型機類型：9672/9674 = ES/9000=S/390=zSeries 中型機類型：9506/9402=AS/400=iSeries 小型機類型：RS/6000=pSe

13、ries，HP9000,SUN SPARC 小型機* 不同品牌的小型機架構(gòu)大不相同,使用RISC、MIPS處理器,像美國Sun、日本Fujitsu等公司的小型機是基于SPARC處理器架構(gòu),而美國HP 公司的則是基于PARISC架構(gòu),Compaq公司是Alpha架構(gòu),IBM和SGI等的也都各不相同;IO總線也不相同,Fujitsu是PCI， Sun是SBUS,等等,這就意味著各公司小型機機器上的插卡,如網(wǎng)卡、顯示卡、SCSI卡等可能也是專用的;操作系統(tǒng)一般是基于Unix的,像Sun、 Fujitsu是用Sun Solaris,HP是用HPUnix,IBM是AIX,等等,所以小型機是封閉專用的計算

14、機系統(tǒng)。使用小型機的用戶一般是看中Unix操作系統(tǒng)的安全性、可靠性和專用服務(wù)器的高速運算能力。 小型機一般都是用UNIX操作系統(tǒng)，以前IO不兼容，現(xiàn)在基本上都是PCI總線，外設(shè)板卡一般都是兼容的。SBUS之類都是古董了。 巨型機* 事實上，絕大多數(shù)當(dāng)今的巨型機都是MPP或NUMA架構(gòu)的，而且都采用INTEL或RISC節(jié)點。 所以說，絕大部分巨型機是由開放系統(tǒng)節(jié)點機(包括開放系統(tǒng)小型機)組成的。 巨型機是用途完全不同的東西，主要強調(diào)的是并行計算、共享內(nèi)存，追求的是性能，動輒用幾千個CPU，也有的用的不是CPU，而是專用的向量處理機，主要用于科學(xué)計算。典型編程語言是fortran、c。 大型機相關(guān)信息* 按照IBM的說法，大型機有S/390，中型機有AS/400，小型機有RS/6000，S/390運行z/OS或者Linux/390,主要指標(biāo)在于年檔機只有幾小時，所以又統(tǒng)稱為z系列（zero）,AS/400主要應(yīng)用在銀行和制造業(yè)，還有用于Domino，主要的技術(shù)在于TIMI，單級存儲，有了 TIMI技術(shù)可以做到硬件與軟件相互獨立。RS/6000比較常見，用于科學(xué)計算，事務(wù)處理。 大型機本來就不是以處理能力見長，各種排行榜如TPCC上，很少看到大型機，IO/RAS的優(yōu)勢現(xiàn)在也不明顯了，以前EMC、HDS的存儲都是用于大型機的，現(xiàn)