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Cps4it consulting, projektmanagement und seminare für die informationstechnologie Ralf Seidler, Stromberger Straße 36A, 55411 Bingen Fon: +49-6721-992611,

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1 cps4it consulting, projektmanagement und seminare für die informationstechnologie Ralf Seidler, Stromberger Straße 36A, Bingen Fon: , Fax: , Mail: Internet: z/OS Grundlagen Einführung und Überblick

2 Eine Schulung im Hause 6. Oktober 2011Seite 2z/OS Grundlagen im Oktober 2011

3 6. Oktober 2011Seite 3z/OS Grundlagen Notizen

4 6. Oktober 2011Seite 4z/OS Grundlagen Notizen

5 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 5z/OS Grundlagen

6 Einführung Begriffe 6. Oktober 2011Seite 6z/OS Grundlagen Rechen- werk Peripherie Spool Daten Register Adress- raum Steuer- werk Kanal Storage Speicher CPU Syntax Haupt- speicher PSW Programm

7 6. Oktober 2011Seite 7z/OS Grundlagen Notizen

8 6. Oktober 2011Seite 8z/OS Grundlagen Notizen

9 Einführung Literatur – 1 U. Kebschull, P. Herrmann, W.G. Spruth: Einführung in z/OS und OS/390. Oldenbourg 2003 M. Teuffel, R. Vaupel: Das Betriebssystem z/OS und die zSeries. Oldenbourg 2004, ISBN W. Zack: Windows 2000 and Mainframe Integration. Macmillan Technical Publishing, Oktober 2011Seite: 9z/OS Grundlagen

10 Einführung Literatur – 2 J. Hoskins, G. Coleman: Exploring IBM S/390 Computers. Maximum Press M. Teuffel: TSO Time Sharing Option im Betriebssystem OS/390. Oldenbourg, 6. Auflage R. Ben-Natan: IBM WebSphere Starter Kit.McGrawHill, / Bookmanager 6. Oktober 2011Seite: 10z/OS Grundlagen

11 Einführung Terminologie Hardware: zSeries oder S/390 Betriebssystem: z/OS oder OS/390 Rechner (alt): S/360 und S/370 Betriebssysteme (alt): OS/360 und MVS zSeries und z/OS mit 64 Bit-Unterstützung aktuelle zSeries-Implementierungen: z900, z990, z10, zEnterprise kleinere Modelle z800, z890 Umgangssprache: Mainframe oder Host 6. Oktober 2011Seite 11z/OS Grundlagen

12 6. Oktober 2011Seite 12z/OS Grundlagen Notizen

13 Einführung Umfragen / Veröffentlichungen Hat der Host, hat z/OS eine Zukunft? Antworten: –Anteil der MIPS –Anteil der Daten –Anteil des Programmcodes –Anteil der Patente d.h. der wichtigen Innovationen Umfrage von Mitte 2003: Ovum-Report von 2005: Harvy Nash von 2005: 6. Oktober 2011Seite 13z/OS Grundlagen

14 Einführung Umfragen / Veröffentlichungen aktuell FTD Februar 2009 –http://www.ftd.de/technik/it_telekommunikation/:Schnel lster-Rechner-der-Welt-IBM-baut-den-Super- Computer/ html Computerwoche Februar 2010 –http://www.computerwoche.de/hardware/data-center- server/ / Computerwoche April 2010: –http://www.computerwoche.de/mittelstand/ / Computerwoche April 2010: –http://www.computerwoche.de/subnet/oracle/ Oktober 2011Seite 14z/OS Grundlagen

15 Einführung Aussagen A fairly well accepted notion in computing is that the mainframe is going the way of the dinosaur. Forbes, March 20, 1989 The mainframe computer is rapidly being turned into a technological Dinosaur... New York Times, April 4, 1989 On March 15, 1996, an InfoWorld Reader will unplug the last mainframe. InfoWorld the mainframe seems to be hurtling toward extinction. New York Times, Feb. 9, 1993 Its the end of the end for the mainframes George Colony, Forrester Research, Business Week, Jan. 10, Oktober 2011Seite 15z/OS Grundlagen

16 Einführung Zahlen 95% der weltweit größten 2000 Unternehmen setzen OS/390 oder z/OS als ihren zentralen Server ein. Insgesamt Unternehmen verfügen über einen S/390- oder z-Rechner. Zwischen 65 und 70 % aller geschäftsrelevanten Daten werden im EBCDIC Format auf z-Rechnern gespeichert. 60% aller geschäftsrelevanten Daten, auf die mittels des World Wide Web zugegriffen werden kann, sind in Mainframe Datenbanken gespeichert, hauptsächlich DB2, IMS und VSAM etc. 6. Oktober 2011Seite 16z/OS Grundlagen

17 Einführung Zahlen (von einer Universität) 6. Oktober 2011Seite 17z/OS Grundlagen

18 Einführung Zahlen (International Technologie Group) 6. Oktober 2011Seite 18z/OS Grundlagen

19 Einführung Zahlen (IEEE Computer August 1999) 6. Oktober 2011Seite 19z/OS Grundlagen

20 Einführung Zahlen (Kosten pro User – Gartner 2000) 6. Oktober 2011Seite 20z/OS Grundlagen

21 Einführung Zuverlässigkeit – Umfrage Finanzbranche Oktober 2011Seite 21z/OS Grundlagen Sicherheit ist eines der Hauptargumente pro Mainframe: Das Chart zeigt die Verteilung der Zustimmung auf das Statement: The mainframe-centric infrastructure is inherently more secure than its server-centric equivalent? Quelle:

22 Einführung Wirtschaftlichkeit – COMPUTERWOCHE 15/ Oktober 2011Seite 22z/OS Grundlagen Zahlreiche Untersuchungen zeigten immer wieder, dass der moderne Mainframe die bei weitem niedrigste Total Cost of Ownership (TCO) aller Server-Plattformen hat. So liegt laut den Analysten von At Kearney (2001) die TCO bei zentraler Mainframe-Architektur lediglich zwischen 3100 und 5100 Dollar, während sie sich bei zentraler Unix-Server-Architektur zwischen 5300 und 6700 Dollar und bei dezentraler Unix-Server-Architektur sogar zwischen 7000 und 9000 Dollar bewegt.

23 Einführung Wirtschaftlichkeit – Studie März September 2011Seite 23z/OS Grundlagen Ja, auch solche Studien gibt es … Mainframe-Migration_TCO_Study_ pdf Interessant ist, dass dieses Papier sehr oft zitiert wird. Es gibt kaum / keine weitere Quellen!

24 Einführung Wirtschaftlichkeit – Research-Firmen Since we published our last high-level perspec- tive of the ratio between MIPS and head count in 2001, the largest z/OS installations have more than doubled their MIPS to head count ratio. (L. Mieritz, M. Willis-Fleming – Gartner 2004) Predicted average cost per end user in 2010 for 5yr costs for hardware, software and maintenance ( Arcati Research 2005 – The Dinosaur Myth 2004 Update) –Mainframes$6,250 –Unix Minis$19,000 –PC Servers$24, Oktober 2011Seite 24z/OS Grundlagen

25 Einführung Wirtschaftlichkeit – Praxis IBM conducted a TCO assessment of System z10 and HP Superdome servers in a banking environment. The assessment showed that the z10 configuration provided excellent scalability with fewer cores, less supporting staff, and less power consumption than the HP distributed server configuration. Further, the HP Superdome configuration was 62% ($11.8 million) more expensive than the System z10 configuration in a three-year TCO comparison September 2011Seite 25z/OS Grundlagen

26 6. Oktober 2011Seite 26z/OS Grundlagen Notizen

27 Einführung Vergleich Mainframe – Server-Farm – 1 Verfügbarkeit / Ausfallsicherheit? – Mainframe Sicherheit gegen Missbrauch? – Mainframe Know-How / Nachwuchs – Server Schnelligkeit? – ?? –Schnelligkeit bezogen auf was? geringere Kosten? – ?? –Kosten bezogen auf was? –Wie kann ich eine TCO (im wahrsten Sinne des Wortes) berechnen? 6. Oktober 2011Seite 27z/OS Grundlagen

28 Einführung Vergleich Mainframe – Server-Farm – 2 Beispiel Versicherung: 1 Mio Sätze kopieren –SAP – x Minuten / z/OS – x Sekunden Beispiel Versicherung: 1 Mio Sätze aus DB lesen –Oracle – x Sekunden / z/OS(DB2) – x Sekunden –Was ist mit verteilten Datenbanken? –Was ist mit Übertragung? –Wo ist die Zeit zum Endbenutzer? Was sagen diese Beispiele? Es gibt keine verlässliche (unabhängige) Quelle, die einen nachvollziehbaren Vergleich zwischen Mainframe und z.B. Intel-Server zulässt. 6. Oktober 2011Seite 28z/OS Grundlagen

29 Einführung noch ein paar Highlights – 1 6. Oktober 2011Seite 29z/OS Grundlagen

30 Einführung noch ein paar Highlights – 2 6. Oktober 2011Seite 30z/OS Grundlagen

31 Einführung noch ein paar Highlights – 3 6. Oktober 2011Seite 31z/OS Grundlagen

32 Einführung noch ein paar Highlights – 4 6. Oktober 2011Seite 32z/OS Grundlagen

33 Einführung noch ein paar Highlights – 5 6. Oktober 2011Seite 33z/OS Grundlagen

34 Einführung noch ein paar Highlights – 6 6. Oktober 2011Seite 34z/OS Grundlagen

35 Einführung noch ein paar Highlights – 7 6. Oktober 2011Seite 35z/OS Grundlagen

36 Einführung noch ein paar Highlights – 8 6. Oktober 2011Seite 36z/OS Grundlagen

37 Einführung Bild 6. Oktober 2011Seite 37z/OS Grundlagen CPU PSW Register RechenwerkSteuerwerk Haupt- speicher Programm Daten Hilfspeicher Daten Erwei- terungs- speicher Kanäle BYBL LK und Drucker Steuereinheit

38 Einführung Was ist ein Betriebssystem? Menge von Programmen zwischen Hardware und Anwendung Aufgaben –Bereitstellen von Steuerungs- und Hilfsfunktionen –Bestmögliche Nutzung der Betriebsmittel –Ermöglichen der Planung der Arbeitsabläufe –Erleichterung der Programmierung –Erleichterung der Systembedienung –Fehlerbehandlung, Datenschutz, etc. 6. Oktober 2011Seite 38z/OS Grundlagen

39 Einführung Hardware Rechner (Mainframe) –CPU(s), Hauptspeicher, Zusatzspeicher, Kanalsubsystem E/A-Geräte (Peripherie) für Kommunikation –mit Bildschirmen, mit Rechnern –Massenspeicher, Drucker Datenträger –Platten, Bänder, optische Datenträger 6. Oktober 2011Seite 39z/OS Grundlagen

40 Einführung Hardware - CPU Steuerwerk –Gehirn –Interpretation und veranlassen von Aktionen Rechenwerk ausführen der Instruktionen –angestoßen durch Steuerwerk Register –speichern von Informationen –PSW ist spezielles Register 6. Oktober 2011Seite 40z/OS Grundlagen

41 Einführung Hardware - Speicher Arbeit nur im Speicher Basiseinheit für Adressierung 1 Byte –Halbwort16 Bit –Vollwort32 Bit –Doppelwort64 Bit EBCDIC Transfer von Daten in 4k-Blöcken (page) 6. Oktober 2011Seite 41z/OS Grundlagen

42 Einführung Hardware - Kontrolleinheiten und Kanäle 1 Kontrolleinheit pro Gerätetyp –z.B. für Platte zur Positionierung und Read/Write gleichartige logische Funktionen –Kanäle - sind eigene Rechner Blockmultiplex – schnell Bytemultiplex – langsam 6. Oktober 2011Seite 42z/OS Grundlagen

43 Einführung Verbindungen BUS –Verbindung zwischen CPU, Hauptspeicher und Register –Breite abhängig von Rechner –bis 64 bit –Frage: Was ist die Lieblingsbeschäftigung von Bits und Bytes? PSW –Adresse für nächste Instruktion 6. Oktober 2011Seite 43z/OS Grundlagen

44 Einführung Verbindungen mit Peripheriegeräten Command Bus Daten Bus Ablauf –CPU sendet SSCH (Start Sub channel) an Kanalsubsystem –KSS stellt Verbindung zu Gerät her –KSS schickt Daten über Daten Bus in HS –KSS schickt am Ende I/O Interrupt über Command BUS an CPU 6. Oktober 2011Seite 44z/OS Grundlagen

45 Einführung Adressierung der Peripheriegeräte Verbindung von Gerät über CU (Channelunit) mit Kanal –Kanal Adressierung x00 aufsteigend eindeutig –CU hat ebenfalls eindeutige Adresse –Adressierung ist Kombination der beiden Beispiel –Kanal Adresse 3 –CU-Adresse 60 –Adresse 1. Gerät360 –Adresse 2. Gerät361 etc. 6. Oktober 2011Seite 45z/OS Grundlagen

46 Einführung Software und Daten Hardware ist Physik Software ist Logik und Ablauf Daten sind Beschreibung der Realität Programme und Daten sind Bitmuster –Bedeutung der Bits wird durch einen logischen Prozess bestimmt 6. Oktober 2011Seite 46z/OS Grundlagen

47 Einführung Software und Daten - Beispiel Addition von zwei Zahlen als Bitmuster später Addition als Hexwerte C0 00 später Assembler AH R5,=H1 für Addiere 1 auf Registerinhalt 5 höhere Programmiersprachen C = A + B bzw. ADD A,B GIVING C Übrigens: Es gibt 10 Arten von Menschen: Die, die das Binärsystem verstanden haben und die, die es nicht verstehen. 6. Oktober 2011Seite 47z/OS Grundlagen

48 6. Oktober 2011Seite 48z/OS Grundlagen Notizen

49 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 49z/OS Grundlagen

50 Entwicklung der Betriebssysteme Begriffe 6. Oktober 2011Seite 50z/OS Grundlagen Haupt- speicher /360 virtueller Speicher Adres- sierung z/OS Frame MVT CSA ECSA /XA /ESA MVS /370 Spooling Page Storage

51 6. Oktober 2011Seite 51z/OS Grundlagen Notizen

52 6. Oktober 2011Seite 52z/OS Grundlagen Notizen

53 Entwicklung der Betriebssysteme Monoprogramming –sequentielles Arbeiten –jeder hat Hoheit über alle Ressourcen –zunächst nur Batch –1964 /360 von IBM als Rechnerfamilie Objektmodule neu linken Hilfsprogramme Jobabläufe Speicherung auf Platten Peripheriegeräte zur Ausführungszeit zuweisen Protokolle 6. Oktober 2011Seite 53z/OS Grundlagen

54 Entwicklung der Betriebssysteme Monoprogramming 6. Oktober 2011Seite 54z/OS Grundlagen Hauptspeicher Benutzer- Programm Betriebssystem Nukleus Job3 System- Residence frei Job2 Job1 User Library Job1 Job2 Job3 Problem: Wartezeiten!

55 Entwicklung der Betriebssysteme Spooling 6. Oktober 2011Seite 55z/OS Grundlagen Hauptspeicher Benutzer- Programm Betriebssystem Nukleus Input Spool Volume frei Output Idee: Input und Output wird auf Platte zwischen gespeichert, um Wartezeiten zu verkürzen. System Reader System Writer

56 Entwicklung der Betriebssysteme Multiprogramming Idee: Resource-Sharing drei Modelle –MFT: Multiprogramming with a fixed number of tasks –MVT: Multiprogramming with a variable number of tasks –MVS: Multiprogramming und mehrfach virtueller Speicher Voraussetzungen –Speicherschutz –Privilegierte Befehle –Interrupt möglich –Zeitgeber 6. Oktober 2011Seite 56z/OS Grundlagen

57 Entwicklung der Betriebssysteme MVS Prinzipien Herausforderungen –freier HS gibt es nicht am Stück –HS ist teuer und daher immer zu klein Idee: Speicher virtuell adressieren –Aufteilung des HS in 4k Frames –virtueller Speicher in 4k Pages –alle Programme und Daten im virtuellen Speicher zur Ausführung Pages in Frames laden –Paging mit page-in und page-out 6. Oktober 2011Seite 57z/OS Grundlagen

58 Entwicklung der Betriebssysteme MVS Prinzipien 6. Oktober 2011Seite 58z/OS Grundlagen Virtueller Speicher Tabellen Externer Speicher realer Speicher

59 Entwicklung der Betriebssysteme MVS Prinzipien 6. Oktober 2011Seite 59z/OS Grundlagen Segment Adressierung über dynamic address translation PageDisplacement Segment Page Table 1aaaaaaaa 2bbbbbbbb 3ccccccccc etc. Pagereal address 1xxxxxxxxx 2yyyyyyyyy 3zzzzzzzzz Pagereal address 1nnnnnnnn 2oooooooo 3pppppppp Pagereal address 1qqqqqqqq 2sssssssss 3uuuuuuuu

60 Entwicklung der Betriebssysteme MVS/370 Storage Layout 6. Oktober 2011Seite 60z/OS Grundlagen SQA PLPA CSA LSQA SWA Region Nukleus LSQA SWA Region LSQA SWA Region SQASystem Queue Area PLPAPageable Link Pack Area CSACommon System Area LSQALocal System Queue Area SWAScheduler Work Area

61 Entwicklung der Betriebssysteme MVS/XA Prinzipien Herausforderungen –HS ist immer noch / wieder zu klein warum? –Programme mit höherem Komfort –neue Funktionen –zusätzliche E/A Geräte, Dateien, Datenbanken –mehr Benutzer, Programme, Transaktionen –Daten im HS halten, um I/O zu minimieren Adressierung von 16MB auf 2GB ! 6. Oktober 2011Seite 61z/OS Grundlagen

62 Entwicklung der Betriebssysteme MVS/XA Storage Layout 6. Oktober 2011Seite 62z/OS Grundlagen Extended Private Extended Common Common Private Common Extended LSQA Extended User Region Nucleus SQA PLPA / FLPA / MLPA CSA LSQA User Region Nucleus SQA PLPA / FLPA / MLPA CSA PSA 2 GB 16 MB 4 kB

63 Entwicklung der Betriebssysteme MVS/XA Prinzipien - Speicher 6. Oktober 2011Seite 63z/OS Grundlagen

64 6. Oktober 2011Seite 64z/OS Grundlagen Notizen

65 Entwicklung der Betriebssysteme MVS/ESA Enterprise System Architecture für Anwender kaum Auswirkungen Begriff: Advanced Address Space Facilities Programme und Daten in unterschiedlichen Adressräumen paralleler Zugriff auf Daten in unterschiedlichen Adressräumen 6. Oktober 2011Seite 65z/OS Grundlagen

66 Entwicklung der Betriebssysteme MVS/ESA 6. Oktober 2011Seite 66z/OS Grundlagen Extended User Extended System System User Data only Space 2 GB4 kB bis 2 GB AASF

67 Entwicklung der Betriebssysteme LPAR 6. Oktober 2011Seite 67z/OS Grundlagen Virtual Machine (VM/ESA) MVS/ESA Vergleich VM/ESA und PR/SM (LPAR) MVS/ESAMVS/XAVSE/SPCMS TestProdProd-altProd-uraltUser 1User 2User 3User 4 Processor Resource / System Manager oder LPAR MVS/ESA MVS/XAVSE/SP TestProdProd-altProd-uralt

68 6. Oktober 2011Seite 68z/OS Grundlagen Notizen

69 Entwicklung der Betriebssysteme Schritte 6. Oktober 2011Seite 69z/OS Grundlagen System/360 System/370 /370-XA ESA/370 System/390 z/Series Das Ende des Mainframe ;-)

70 Entwicklung der Betriebssysteme Schritte 6. Oktober 2011Seite 70z/OS Grundlagen

71 Entwicklung der Betriebssysteme Adressierungsgrenzen 6. Oktober 2011Seite 71z/OS Grundlagen 16 MB 2 GB 16 EB ?? ca. 18 * ca. 340 * Power to the people - 64-Bit-Leistung für PCs nutzbar gemacht SUSE LINUX 9.1 Professional unterstützt serienmäßig - also ohne extra zu erwerbende Zusätze - AMDs Athlon(tm) 64 sowie Intels® bald erhältliche Extended Memory 64 Technology. Damit präsentiert SUSE ein 64-Bit-Betriebssystem mitsamt Anwendungen für Heimanwender, das die spürbar höhere Performance und Schnelligkeit dieser Prozessoren auch voll ausschöpft. Gigantische Speichergrößen Die maximale Speicheradressierung (Nutzungsmöglichkeit von Hauptspeicher) der derzeitigen 32Bit Prozessoren liegt bei 4 GB. 64Bit Prozessoren hingegen ermöglichen einen physischen Speicherplatz von bis zu 1 Terabyte und virtuellen Speicheradressraum von 512 Terabyte. Damit ermöglichen 64-Bit Systeme Computing-Technologien, die bislang auf herkömmlichen PCs auf Grund der zu hohen Rechenzeit nicht realisiert werden konnten. Außerdem verfügen 64-Bit-Computer über größere Caches und eine effizientere Speicheranbindung, was die Geschwindigkeit des Systems weiter erhöht. Ein Beispiel: Ein Computer mit einem AMD Athlon(tm) 64- Prozessor mit 1,8 GHz ist schneller als ein 32-Bit Computer mit einem Pentium(tm) 4 mit 3,2 GHz. Umstieg leicht gemacht Die AMD Athlon(tm) 64-Architektur ist für maximale Performance optimiert und unterstützt den x86-64 Befehlssatz. Auf Grund der doppelten Datenbreite auf dem Prozessor profitieren Sie mit dem Athlon(tm) 64 gleichermaßen von Performancegewinnen bei der Ausführung von 32- Bit- und 64-Bit-Programmen. Und das Beste: AMD Athlon(tm) 64 ermöglicht durch die Unterstützung des 32-Bit-Codes den nahtlosen Schritt in die 64-Bit-Welt. Quelle: 24 Bit 31 Bit 64 Bit 128 Bit

72 Entwicklung der Betriebssysteme Bilder S/360 Lockkarterkopierer Bildschirmarbeitsplatz heutige z/Series siehe Unterlagen 6. Oktober 2011Seite 72z/OS Grundlagen

73 Entwicklung der Betriebssysteme Adressierungsgrenzen 6. Oktober 2011Seite 73z/OS Grundlagen

74 Entwicklung der Betriebssysteme Adressierungsgrenzen - Grenzen? IP Adressierung Wie in dem vorigem Kapitel bereits erwähnt muss jeder Rechner bzw. Ressource im Netz adressierbar sein. Leder Rechner erhält eine IP - Adresse. Dies geschieht hierarchisch, d.h. ein Kunde bekommt nötige IP-Adressen von seinem Provider, dieser mietet seine IP-Adressen vom Netzwerk (Carrier), an das er angeschlossen ist, während die Betreiber des Netzwerks ihre IP-Adressen blockweise bei den sogenannten IP Numbering Authoritys zeitlich unbefristet "ausleihen". Diese Adresse besteht aus 32 Bits die byteweise in sogenannten Quads zusammengefasst werden. Der gesamte Adressenbereich wird in 4 Klassen aufgeteilt. Neuerdings reichen die IP – Adressen nicht mehr aus, so dass eine 128 Bit lange IP – Adressierung eingeführt wurde. Die alten Adressen können einfach in die neue IP – Adressierung eingebettet werden. Die neue IP – Adressen werden in 8 Quads je 4 hexadezimalen Zahlen angeordnet. aaaa:bbbb:cccc:dddd:eeee:ffff:gggg:hhhh. Quelle: Authentifizierung durch 128-Bit-Schlüssel eingebaute 1T 128-bit BITBLT Grafikengine Änderungen von IPv4Adressierung wächst von 32 auf 128 Bit an IBM-Infos: CoreConnect 128-bit Implementation Related links: CoreConnect Bus ArchitectureCoreConnect Bus Architecture The IBM CoreConnect bus architecture eases the integration and reuse of processor, system, and peripheral cores within standard product and custom system- on-a-chip (SOC) designs. Processor Local Bus (128-bit ) Related links: CoreConnect Bus ArchitectureCoreConnect Bus Architecture Specifications This book begins with an overview followed by detailed information on 128-bit Processor Local Bus signals, interfaces, timing and operations. This book is for hardware, software, and application developers who need to understand Core+ASIC development and system-on-a-chip (SOC) designs. The audience should understand embedded system design, operating systems, and the principles of computer organization. Quelle: 6. Oktober 2011Seite 74z/OS Grundlagen

75 Bits und Bytes - Exkurs Speicherkapazität in der Datenverarbeitung (Wikipedia) Bit 1 Bit - (2 mögliche Zustände), z. B. Ja/Nein 5 Bit - (2 5 = 32 mögliche Zustände), z. B. ein Großbuchstabe des lateinischen Alphabetes 7 Bit - (2 7 = 128 mögliche Zustände), z. B. ein Zeichen im ASCII-Zeichensatz Oktett (8 Bit, 1Byte) 1 Oktett - (2 8 = 256 mögliche Zustände) ein Schriftzeichen (erweitertes lateinisches Alphabet) 2 Oktetts - (2 16 = mögliche Zustände) ein Schriftzeichen im Unicode-Format 4 Oktetts - (2 32 = etwa 4,3 Milliarden mögliche Zustände) Kilobyte (2 10 = Bytes ca Bytes ) 0,5 KB Eine Buchseite als Text 1440 Kilobytes - eine High Density 3,5 Zoll Diskette Megabyte (2 20 = Bytes ca Bytes) 5 MB Die Bibel als Text 650 bis 700 Megabyte - eine CD-ROM Gigabyte (2 30 = Bytes ca Bytes) 5 GB - Ein komprimierter Spielfilm Terabyte (2 40 = Bytes ca Bytes) 20 TB Textumfang der Bestände der Library of Congress mit rund 20 Millionen Büchern (1963 – heute ca. 80 TB liegen) Petabyte (2 50 = Bytes ca Bytes) Die Speicherkapazitäten der weltweit größten Rechenzentren lagen Ende 2002 bei 1 bis 10 Petabyte Exabyte (2 60 = Bytes ca Bytes) Die Gesamtheit aller gedruckten Werke wird auf 0,2 Exabyte geschätzt Zettabyte (2 70 = Bytes ca Bytes) Yottabyte (2 80 = Bytes ca Bytes) 1 Yottabyte sind etwa doppelt so viele Bytes, wie Teilchen in einem Mol vorhanden sind (zum Beispiel sind 12 Gramm Kohlenstoff 12 C genau 1 Mol) 6. Oktober 2011Seite 75z/OS Grundlagen

76 6. Oktober 2011Seite 76z/OS Grundlagen Notizen

77 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 77z/OS Grundlagen

78 Kommunikation mit dem Betriebssystem Begriffe 6. Oktober 2011Seite 78z/OS Grundlagen DialogTSO Benutzer Program- mierer JCL ISPF Operator

79 6. Oktober 2011Seite 79z/OS Grundlagen Notizen

80 6. Oktober 2011Seite 80z/OS Grundlagen Notizen

81 Kommunikation mit dem Betriebssystem Kommunikationsebenen Steuerung des BS durch Operator Beschreibung von Jobs über JCL Dialog zwischen Anwender und System 6. Oktober 2011Seite 81z/OS Grundlagen

82 Kommunikation mit dem Betriebssystem Operatorkommandos Das Betriebssystem regelt alles. Woher weiß es, was es tun soll? Also sind Fragen zu beantworten: –Woher weiß das BS, welches Programm ausgeführt werden soll? –Was soll geschehen, wenn ein Programm loopt? –Woher weiß ein BS, welche Daten auf welcher Peripherie in dem Programm benötigt werden? Kommandosprache für Operator 6. Oktober 2011Seite 82z/OS Grundlagen

83 Kommunikation mit dem Betriebssystem Job Control Hunderte von Programmen müssen organisiert und kontrolliert ablaufen. Job Control –JOB-Anweisung mit allgemeinen Definitionen –EXEC-Anweisung mit Programm –DD-Anweisung mit Datengeräteinformationen –siehe Kapitel Job Management 6. Oktober 2011Seite 83z/OS Grundlagen

84 Kommunikation mit dem Betriebssystem Dialog zwischen Anwender und System TSO (Time Sharing Option) –Dateiverwaltung und Dateipflege –Erstellen von Programmen –Ausführen kleinerer Programme –Ausführen von Kommandoprozeduren –siehe Kapitel TSO und ISPF 6. Oktober 2011Seite 84z/OS Grundlagen

85 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 85z/OS Grundlagen

86 Data Management Begriffe 6. Oktober 2011Seite 86z/OS Grundlagen VolumePlatte Datei Organi- sations- form EXCP PO-Datei VSAM Katalog VTOC Link Macro Compile Object Lade- modul Source JES Writer JES2 JCL Purge Lochkarte Initiator Job- klasse

87 6. Oktober 2011Seite 87z/OS Grundlagen Notizen

88 6. Oktober 2011Seite 88z/OS Grundlagen Notizen

89 Data Management z/OS Komponenten 6. Oktober 2011Seite 89z/OS Grundlagen I/O Supervisor Interrupt Handler Job Management Data Management System Resource Manager Dispatcher Job Entry Subsystem User Task Management Program Management Storage Management VSMVSM RSMRSM ASMASM

90 Data Management Aufgaben und Funktionen steuern und überwachen der Ein/Ausgaben verwalten von Speicherplatz Katalogverwaltung für Dateien Verwaltung von Datenträgern Schutz der Dateien Bindung zwischen Programm und Datei –Puffer, Blockung, Gerätetypen, Geräteadressen müssen nicht bei Programmierung bekannt sein 6. Oktober 2011Seite 90z/OS Grundlagen

91 Data Management Steuerung der Eingabe und Ausgabe 6. Oktober 2011Seite 91z/OS Grundlagen Programm Data Management EXCP Platte Band Printer LK-Leser LK-Stanzer

92 6. Oktober 2011Seite 92z/OS Grundlagen Notizen

93 Data Management Aufgabe der Steuereinheit (EXCP) – 1 E/A - Kommandos (CCW) ausführen, z.B. –SEEK –SEARCH –READ –WRITE Command Chanining Fehlerkorrektur (permanente Fehler sind normal) E/A – Befehlswiederholung 6. Oktober 2011Seite 93z/OS Grundlagen

94 Data Management Aufgabe der Steuereinheit (EXCP) – 2 Statusinformation sammeln und an Zentraleinheit weitergeben Unterbrechungssignale erzeugen und an Zentraleinheit weitergeben (CEDE) Eine von mehreren Festplatten selektieren Cache - Non Volatile Cache RAID (Redundant Array of Independent Disks) 6. Oktober 2011Seite 94z/OS Grundlagen

95 Data Management Aufgabe der Festplattenelektronik Umsetzen der magnetischen Lese / Schreibsignale in Folgen von Bits ( R / W Channel) Spuranfangssignal Steuerung des Zugriffsmechanismus Lese / Schreibkopf selektieren (Plattenoberfläche) Fehler Erkennung (Syndrom Checking, Syndrom = Bytes) Status setzen 6. Oktober 2011Seite 95z/OS Grundlagen

96 6. Oktober 2011Seite 96z/OS Grundlagen Notizen

97 Data Management Dateien Eigenschaften –Satzformat: Record Format F, V, U –Blockung: ja oder nein –Satzlänge: LRECL –Blocklänge: BLKSIZE Identifizierung –Dateiname: DSN –Datenträger –physische Position auf dem Datenträger 6. Oktober 2011Seite 97z/OS Grundlagen

98 Data Management Datenträger Magnetplatten optische Platten, magneto-optische Platten Magnetbänder, Magnetkassetten Papier anno dunnemals: –Lochkarten, Lochstreifen Verarbeitungsarten –sequentiell –direkt 6. Oktober 2011Seite 98z/OS Grundlagen

99 Data Management Struktur von Datenträgern Volume –Magnetplatten –optische Datenträger –benötigen Verwaltungsinformationen –VOLSER ist auf VOL1-Kennsatz –trägt Eigenschaften jeder Datei auf ihr DSN, RECFM etc. im sog. HDR1-Satz –VTOC (Volume Table of Contents) Informationen des HDR1-Satzes und physischer Platz Information über freien Platz 6. Oktober 2011Seite 99z/OS Grundlagen

100 Data Management Struktur einer Magnetplatte 6. Oktober 2011Seite 100z/OS Grundlagen VTOC VOL1 Katalog Datei ADatei B Datei CDatei A

101 Data Management Organisationsformen von Dateien Sequentielle Dateien –Speicherung überall Direct Access Dateien –mit physikalischer Adresse wie Zylinder, Spur, Satznummer gespeichert indexsequentielle Dateien relative Dateien Bibliotheken oder PO-Datei 6. Oktober 2011Seite 101z/OS Grundlagen

102 Data Management Zugriffsmethoden Pro Dateiform eine Methode –Umwandlung von Anforderung eines Programms in EXCP-Instruktionen Dateiformen –BSAM oder QSAM –BDAM –BISAM oder QISAM –VSAM (B für blockweise Verarbeitung) 6. Oktober 2011Seite 102z/OS Grundlagen

103 Data Management Zugriffsmethode VSAM ESDS - Entry Sequenced Data Set KSDS - Key Sequenced Data Set RRDS - Relative Record Data Set LDS - Linear Data Set 6. Oktober 2011Seite 103z/OS Grundlagen ESDS RRDS KSDS

104 Data Management Struktur einer PO-Datei 6. Oktober 2011Seite 104z/OS Grundlagen Member ABCMember XYZMember TEST Daten ABC Daten XYZ Daten TEST Directory Daten

105 Data Management Katalogstruktur im z/OS 6. Oktober 2011Seite 105z/OS Grundlagen z/OS System- Dateien Master Katalog User Katalog User Katalog User Katalog User Daten User Daten User Daten Alias Einträge

106 Data Management Dienstprogramme für Dateien IEBCOPY IEBGENER IEHLIST IDCAMS ICEMAN 6. Oktober 2011Seite 106z/OS Grundlagen

107 Data Management Vergleich Unix – z/OS in Auswahl Unix –Dateien sind strukturlose Zeichenketten –Zugriffsmethode READ (fileid, buffer, length) Ende des Buffers zeigt auf nächstes Offset feste Blocklänge (fixed block architekture) –Zugriffsmethode raw für Datenbankanwendungen z/OS –Satz orientierter Zugriff –Zugriffsmethode GET (recordid, buffer) Teil des BS sequentiell, indiziert, random EXCP mit exakter direkter physischer Adressierung 6. Oktober 2011Seite 107z/OS Grundlagen

108 Data Management Vergleich Unix – z/OS - Fazit schnellste Zugriffe in Größenordnungen –z/OS mit mehrere 1000 E/A-Zugriffe pro Sekunde –Unix mit mehrere 100 E/A-Zugriffe pro Sekunde Was ist besser? 6. Oktober 2011Seite 108z/OS Grundlagen

109 Program Management Programmentwicklung im z/OS 6. Oktober 2011Seite 109z/OS Grundlagen Object SourceMacro / Copy Compiler Lademodul Linkage Editor Unterprogramm

110 Program Management Programmentwicklung im z/OS siehe Kapitel weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 110z/OS Grundlagen

111 6. Oktober 2011Seite 111z/OS Grundlagen Notizen

112 6. Oktober 2011Seite 112z/OS Grundlagen Notizen

113 Job Management z/OS Komponenten 6. Oktober 2011Seite 113z/OS Grundlagen I/O Supervisor Interrupt Handler Job Management Data Management System Resource Manager Dispatcher Job Entry Subsystem User Task Management Program Management Storage Management VSMVSM RSMRSM ASMASM

114 Job Management Definition Ein Job ist ein Auftrag an das Betriebssystem, einen oder mehrere Arbeitsschritte (Steps) mit jeweils einem Programm unter Benutzung von einer oder mehreren Dateien abzuarbeiten. Batchjob, wenn das mit JCL beschrieben ist Achtung! Lochkarten lassen grüßen! 6. Oktober 2011Seite 114z/OS Grundlagen

115 Job Management Funktionen – Batch JES, Job Entry System, liest JCL ein JES interpretiert mit Converter / Interpreter Initiator kontrolliert Ausführung der Steps Initiator weist (mit Hilfe Allocation / Unallocation Routine) Geräte und Datenträger zu und gibt sie frei 6. Oktober 2011Seite 115z/OS Grundlagen

116 Job Management JES 6. Oktober 2011Seite 116z/OS Grundlagen Input Conversion Interpretation Job Scheduling for Execution Output Main Device Scheduling Generalized Main Scheduling JES2JES3 Input Conversion Interpretation Purge Job Scheduling for Execution Output Purge

117 Job Management Ablauf eines Batchjobs – JES2 6. Oktober 2011Seite 117z/OS Grundlagen

118 Job Management Ablauf eines Batchjobs – JES3 6. Oktober 2011Seite 118z/OS Grundlagen

119 Job Management Jobcontrol Language Es müssen vorhanden sein: –für jeden Job 1 JOB Anweisung –für jeden Step 1 EXEC Anweisung –für jede Datei 1 DD-Anweisung Beispiel //JOBX JOB (3SLX510,000,00T NR0003),... //STEP01 EXEC PGM=ZINS //EINGABE DD DSN=XV10733.ispf.datei,DISP=SHR //AUSGABE DD DSN=XV10733.ispf.out,DISP=(,CATLG), // UNIT=SYSDA,SPACE=(TRK,5), // DCB=(LRECL=80,BLKSIZE=0,RECFM=FB) //SYSPRINT DD SYSOUT=* 6. Oktober 2011Seite 119z/OS Grundlagen

120 Job Management Beispiel Compile und Link 6. Oktober 2011Seite 120z/OS Grundlagen Object SourceMacro / Copy Compiler Lademodul Linkage Editor Unterprogramm

121 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 121z/OS Grundlagen

122 TSO, ISPF und Online Systeme Begriffe 6. Oktober 2011Seite 122z/OS Grundlagen TSO Dialog ISPF JCL Submit Online Trans- aktion Region

123 6. Oktober 2011Seite 123z/OS Grundlagen Notizen

124 6. Oktober 2011Seite 124z/OS Grundlagen Notizen

125 TSO, ISPF und Online Systeme z/OS Ausschnitt aus dem Speicher 6. Oktober 2011Seite 125z/OS Grundlagen z/OS TSO User 1 ISPF TSO User 2 ISPF IMS Region 1 IMS Region 2 Batch Job 1 Batch Job 2 CICS Region 1 CICS Region 2 TSO Time Sharing Option ISPF Interactive System Productivity Facility CICS Customer Information Control System IMS Information Management System OS Operation System

126 TSO, ISPF und Online Systeme Wozu ein Dialogsystem? Batchverarbeitung –sequentielle Satzverarbeitung –Datenmodifikation –Druck –Mengen Verarbeitung Dialog –Einzelverarbeitung –sofortige Antwort auf Fragen –genaue und aktuelle Informationen 6. Oktober 2011Seite 126z/OS Grundlagen

127 TSO, ISPF und Online Systeme Arten der Dialogverarbeitung 6. Oktober 2011Seite 127z/OS Grundlagen Ausgabe Maske Eingabe Benutzer Verarbeitung Dialogorientiert 1 Transaktion Ausgabe Maske Eingabe Benutzer Verarbeitung Transaktionsorientiert 2 Transaktionen ISPF CICS IMS

128 6. Oktober 2011Seite 128z/OS Grundlagen Notizen

129 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 129z/OS Grundlagen

130 Funktionen des Betriebssystems Begriffe 6. Oktober 2011Seite 130z/OS Grundlagen PSWPrivileg Instruktion I/O principles of operation Super- visor Interrupt Adresse SVC

131 6. Oktober 2011Seite 131z/OS Grundlagen Notizen

132 6. Oktober 2011Seite 132z/OS Grundlagen Notizen

133 Funktionen des Betriebssystems Principles Of Operation interrupts PSW Program Status Word –Doppelwort Register –enthält Informationen für Programm Ausführung Befehlszähler Status des aktiven Programms Steuerung Instruktionsfolge –Aufbau Statusfelder 40 Bit Befehlsadresse 24 bit / 32 bit / 64 bit / 128 bit 6. Oktober 2011Seite 133z/OS Grundlagen

134 Funktionen des Betriebssystems Principles Of Operation – Beispiel AdresseInstruktion 500L 3,X 504L 4,Y 508AR 3,4 50CST 3,Z 6. Oktober 2011Seite 134z/OS Grundlagen Hole Befehlsadresse im PSW Hole Instruktion dieser Adresse Erhöhe Instruktionsadresse im PSW um die Länge der im Schritt 2 geholten Adresse Dekodiere die Instruktion Führe die Instruktion aus Ablauf

135 6. Oktober 2011Seite 135z/OS Grundlagen Notizen

136 6. Oktober 2011Seite 136z/OS Grundlagen Notizen

137 Funktionen des Betriebssystems Principles Of Operation – Interrupts reagieren auf Anforderungen des Systems Kontrolle geht automatisch an FLIH –First Level Interrupt Handler –je Interrupt Typ ein FLIH –eventuell Weitergabe an SLIH Synchrone Interrupts von Programm selbst Asynchrone Interrupts von außen 6. Oktober 2011Seite 137z/OS Grundlagen

138 Funktionen des Betriebssystems Principles Of Operation – Arten von Interrupts I/O Interrupt SVC, Supervisor Call, Interrupt External Interrupt Operator, andere CPU, Timer Program Interrupt Fehler, führt zum Abend Machine Check Interrupt Hardwarefehler Restart Interrupt 6. Oktober 2011Seite 138z/OS Grundlagen

139 Funktionen des Betriebssystems Principles Of Operation - Ablauf eines Interrupts 6. Oktober 2011Seite 139z/OS Grundlagen Current PSW I/O OLD PSW SVC OLD PSW RESTART OLD PSW PGM OLD PSW MCHK OLD PSW EXT OLD PSW I/O NEW PSW SVC NEW PSW RESTART NEW PSW PGM NEW PSW MCHK NEW PSW EXT NEW PSW CPU HS Pgm A TCB Interrupt Handler Interrupt Routine Dispatcher

140 Funktionen des Betriebssystems Principles Of Operation – System Masken Interrupt während Interrupt arbeitet –mal erlaubt, mal nicht System Masken im PSW (Bit Masken) –I/O Interrupt darf keinen 2. nach sich ziehen (Bit 6) –externe Interrupt darf keinen 2. nach sich ziehen (Bit 7) –Machine Check Interrupt lässt gar nichts mehr zu sog. CMWP-Feld –Bit 12 BC-Mode oder EC-Mode –Bit 14 Zustand ready oder wait –Bit 15 zeigt supervisor state an 6. Oktober 2011Seite 140z/OS Grundlagen

141 Funktionen des Betriebssystems z/OS Komponenten - Supervisor 6. Oktober 2011Seite 141z/OS Grundlagen I/O Supervisor Interrupt Handler Job Management Data Management System Resource Manager Dispatcher Job Entry Subsystem User Task Management Program Management Storage Management VSMVSM RSMRSM ASMASM

142 Funktionen des Betriebssystems Aufgaben des Supervisor Interrupt Handler Task Management Virtual Storage Management Real Storage Management Program Management Serially Reusable Resource Management Timer Management Program Interrupt Exit and Dump Input/Output Supervisor Recovery Management 6. Oktober 2011Seite 142z/OS Grundlagen

143 Funktionen des Betriebssystems Supervisor - Ablauf eines Interrupts 6. Oktober 2011Seite 143z/OS Grundlagen Benutzerprogramm im nicht-privilegierten Zustand Systemprogramm im privilegierten Zustand Benutzerprogramm setzt SVC0 ab (EXCP) => Interrupt Benutzerprogramm wird weiter abgearbeitet SVC Interrupt Handler EXCP SVC Routine START I/O (SIO)

144 6. Oktober 2011Seite 144z/OS Grundlagen Notizen

145 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 145z/OS Grundlagen

146 Data Facility und Datenbanken Begriffe 6. Oktober 2011Seite 146z/OS Grundlagen SORT hsm sms Space RACF Storage Class Mgmt Class Data Class Storage Group Availibility Definition Access IMS DB2 Modell SQL Anywhere James Martin

147 6. Oktober 2011Seite 147z/OS Grundlagen Notizen

148 6. Oktober 2011Seite 148z/OS Grundlagen Notizen

149 Data Facility und Datenbanken Überblick 6. Oktober 2011Seite 149z/OS Grundlagen ICKDSF RACF z/OS DFSORT ISMF DFSMS dss hsm dfp rmm

150 Data Facility und Datenbanken SMS Nachfolger von DFP, DFHSM, DFDSS Komponenten –Data Facility Product dfp Zugriffsmethoden, Organisationsformen. Datenträgerverwaltung, Katalogverwaltung etc. –Data Set Services dss Daten übertragen, Dump, Restore, Defrag –Hierarchical Storage Manager hsm Migration, Recall, Dump-, Backup-, Restoreverwaltung –Removable Media Manager rmm Verwaltung Wechseldatenträger in Katalogen 6. Oktober 2011Seite 150z/OS Grundlagen

151 Data Facility und Datenbanken weitere Produkte Data Facility Sort DFSORT –sortieren, mischen von Daten Device Support Facility ICKDSF –DASD initialisieren, formatieren, analysieren, reparieren Resource Acces Control Facility RACF –Datenschutz Interactive Storage Management Facility ISMF –ISPF Schnittstelle zu SMS etc. 6. Oktober 2011Seite 151z/OS Grundlagen

152 Data Facility und Datenbanken SMS im Detail logische Sicht –Data Class DC - Art der Daten –Storage Class SC - benötigter Hardware Service –Management Class MC - benötigter Management Service physikalische Sicht –Storage Group SG - wo die Daten liegen –Steuerung DC z.B. über last-level-qualifier Beispiele siehe ISPF 6. Oktober 2011Seite 152z/OS Grundlagen

153 Data Facility und Datenbanken SMShsm – Speicherhierarchie im z/OS 6. Oktober 2011Seite 153z/OS Grundlagen Puffer Speicher Hauptspeicher Pufferspeicher Magnetplatteneinheiten Magnetbandeinheiten Archiv DFHSM

154 Data Facility und Datenbanken SMShsm – Anforderung an Speicherverwaltungssystem 6. Oktober 2011Seite 154z/OS Grundlagen Storage Management Zuwachs an Daten KomplexitätKosten Anforderungen: - Performance Management - Space Management - Availability Management - Installation Management

155 Data Facility und Datenbanken SMShsm – Dateitypen im z/OS – 1 Interaktive Dateien –erstellen auf Anforderung –undefinierte Lebensdauer –sporadische Benutzung –bei Nutzung ist diese intensiv –backup notwendig 6. Oktober 2011Seite 155z/OS Grundlagen

156 Data Facility und Datenbanken SMShsm – Dateitypen im z/OS – 2 Batch Dateien –erstellen auf Anforderung –genau definierte Lebensdauer –sporadische Benutzung –bei Nutzung ist diese intensiv –backup notwendig 6. Oktober 2011Seite 156z/OS Grundlagen

157 Data Facility und Datenbanken SMShsm – Dateitypen im z/OS – 3 System Dateien –werden selten verändert –konstante Anzahl –definierte Stellen Datenbanken –sehr groß –Anzahl relativ konstant –spezielle Recovery Techniken 6. Oktober 2011Seite 157z/OS Grundlagen

158 Data Facility und Datenbanken SMShsm – Ziele optimieren der Produktivität optimieren der Speicherauslastung sichern der Datenverfügbarkeit gewährleisten Datensicherheit einfache Benutzerschnittstelle unterstützen von Konvertierungen 6. Oktober 2011Seite 158z/OS Grundlagen

159 Data Facility und Datenbanken SMShsm – Hauptfunktionen Space Management –migrate, recall, delete Availibility Management –Backup, Recover, Dump, Restore weitere Funktionen –modifizieren Primary Allocation, komprimieren, reduzieren Extents, Löschen, auschließen von migrate etc. 6. Oktober 2011Seite 159z/OS Grundlagen

160 6. Oktober 2011Seite 160z/OS Grundlagen Notizen

161 Data Facility und Datenbanken Dienstprogramme für Dateien IEBCOPY IEBGENER IEHLIST IDCAMS ICEMAN 6. Oktober 2011Seite 161z/OS Grundlagen

162 Data Facility und Datenbanken SORT 6. Oktober 2011Seite 162z/OS Grundlagen SORT MERGE COPY SYSIN SORT SYSOUT SORTINSORTOUT

163 Data Facility und Datenbanken RACF - Anforderungen Identifikation von Benutzern Verifizierung Zugriffsberechtigung Kontrolle und Protokollierung Benutzerschnittstelle klare Strukturen einfache Handhabung 6. Oktober 2011Seite 163z/OS Grundlagen

164 Data Facility und Datenbanken RACF – Überblick 6. Oktober 2011Seite 164z/OS Grundlagen Ressource Access Control Facility Ressourcen Logging Konsole smf-Datei RACF- Benutzer RACF- Kommandos Dienst Programme RACF-Dateien User Gruppen Dateien Generelle Ressourcen Connect

165 Data Facility und Datenbanken RACF – Prinzip Was nicht definiert ist darf nicht. Ressourcen werden in Klassen aufgeteilt –Benutzer –Dateien –CICS-Transaktionen –Datenbank-Rechte –Terminals Jedem Element wird ein Profil zugeordnet –Benutzerprofile beinhalten Capabilities –Dateiprofile enthalten Access Control Listen Herausforderung: Pflege der Profile 6. Oktober 2011Seite 165z/OS Grundlagen

166 Data Facility und Datenbanken RACF – Arbeitsweise 6. Oktober 2011Seite 166z/OS Grundlagen

167 6. Oktober 2011Seite 167z/OS Grundlagen Notizen

168 6. Oktober 2011Seite 168z/OS Grundlagen Notizen

169 Data Facility und Datenbanken Datenbank – Definition Eine Sammlung von Daten, die von verschiedenen Programmierern verwendet werden kann, wird Datenbank genannt. Wir definieren sie als eine Sammlung von inhaltlich zusammen hängenden Daten, um für eine oder mehrere Anwendungen in optimaler Art und Weise verwendbar zu sein. Die Daten werden so abgespeichert, dass sie unabhängig von den Programmen sind, von denen sie benutzt werden. Eine allen gemeinsame und kontrollierte Lösung wird für das Hinzufügen, das Modifizieren und das Abfragen abgespeicherter Daten benutzt. Ein System kann mehrere Datenbanken enthalten, wenn jede für sich eine eigenständige, von den anderen verschiedene Datenstruktur hat. Autor: James Martin 6. Oktober 2011Seite 169z/OS Grundlagen

170 Data Facility und Datenbanken Datenbank – Netzwerk Modell 6. Oktober 2011Seite 170z/OS Grundlagen

171 Data Facility und Datenbanken hierarchisches Modell 6. Oktober 2011Seite 171z/OS Grundlagen

172 Data Facility und Datenbanken Beispiel – IMS 6. Oktober 2011Seite 172z/OS Grundlagen

173 Data Facility und Datenbanken relationales Modell 6. Oktober 2011Seite 173z/OS Grundlagen

174 Data Facility und Datenbanken Beziehung zwischen Tabellen 6. Oktober 2011Seite 174z/OS Grundlagen ABTLGABTNRNAMEABT_LTRBUDGET PERSONPERSNRNAMETAETGEHALTABT_NR Prim Key Foreign Key Prim KeyForeign Key 1:1 1:n

175 Data Facility und Datenbanken IMS vs. DB2 6. Oktober 2011Seite 175z/OS Grundlagen

176 6. Oktober 2011Seite 176z/OS Grundlagen Notizen

177 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 177z/OS Grundlagen

178 weitere Subsysteme und Features Begriffe 6. Oktober 2011Seite 178z/OS Grundlagen CFTSO Linux Internet LPAR IMS Trans- aktion MQS RD/z Web- Server USS CICS

179 6. Oktober 2011Seite 179z/OS Grundlagen Notizen

180 6. Oktober 2011Seite 180z/OS Grundlagen Notizen

181 weitere Subsysteme und Features z/OS Grundstruktur 6. Oktober 2011Seite 181z/OS Grundlagen

182 weitere Subsysteme und Features Subsysteme auf einen Blick – 1 CICS IMS (IMS/DB und IMS/TM) DB2 VSAM XCF JES2 / JES3 Security Server (RACF, Firewall, DCE Security) Netview, Systemview WebSphere UNIX Services 6. Oktober 2011Seite 182z/OS Grundlagen

183 weitere Subsysteme und Features Subsysteme auf einen Blick – 2 Distributed Computing Services (DCE, NFS, DFS, FTP) Lan Server Runtime Language Support (COBOL, C++ etc.) C/C++ Open Class Library JDK, JVM etc. 6. Oktober 2011Seite 183z/OS Grundlagen

184 6. Oktober 2011Seite 184z/OS Grundlagen Notizen

185 weitere Subsysteme und Features DB2 relationales Datenbanksystem verfügbar auf verschiedenen Plattformen Kommunikation via SQL –Standard und mächtige Erweiterungen –einbindbar in Programmcode –dynamischer / statischer SQL offen für Zugriff via TCP/IP mit Java-Konnektoren Stored Procedures sind möglich logging / locking / rollback etc. 6. Oktober 2011Seite 185z/OS Grundlagen

186 weitere Subsysteme und Features IMS/DB hierarchisches Datenbanksystem proprietäres IBM-System Kommunikation via IMS-Calls –GU, GN, GHN, DLTE, ISRT etc. –Positionierung erforderlich offen für Zugriff via TCP/IP mit Java-Konnektoren logging / locking / rollback etc. verschiedene technische Restriktionen 6. Oktober 2011Seite 186z/OS Grundlagen

187 weitere Subsysteme und Features IMS/DB und DB2 IMS – es wird kodiert, wie IMS lesen soll DB2 – es wird kodiert, was DB2 lesen soll beide DB-Systeme parallel nutzbar IMS ist der Chef bzgl. locking/rollback/sync DB2 variabler IMS schneller … 6. Oktober 2011Seite 187z/OS Grundlagen

188 weitere Subsysteme und Features IMS/TM Transaktionsmonitor des IMS Kontrolle unter IMS Kommunikation mit DB2 möglich offen für Zugriff via TCP/IP mit Java-Konnektoren weitere Eigenschaften siehe CICS 6. Oktober 2011Seite 188z/OS Grundlagen

189 weitere Subsysteme und Features Work Load Manager Beispiel eines WLM 6. Oktober 2011Seite 189z/OS Grundlagen

190 WLM (Ziel-orientiert) SRM (System Resource Manager) SMF (System Management Facitily) RMF (Resource Management Facility) weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im z/OS – Komponenten 6. Oktober 2011Seite 190z/OS Grundlagen WLM SRM SMFRMF

191 CPU-Auslastung Hauptspeicher Nutzung E/A Belastung weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im z/OS – Komponente SRM 6. Oktober 2011Seite 191z/OS Grundlagen

192 loggen aller System relevanter Daten wie –Konfiguration, Workload, Paging, Swapping, JES- Infos weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im z/OS – Komponente SMF 6. Oktober 2011Seite 192z/OS Grundlagen

193 loggen aller System Daten wie –CPU-Verbrauch, DASD-Aktivitäten, Hauptspeichernutzung weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im z/OS – Komponente RMF 6. Oktober 2011Seite 193z/OS Grundlagen

194 WLM über 1 Betriebssystem hinweg weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im z/OS – Grenzen 6. Oktober 2011Seite 194z/OS Grundlagen

195 weitere Subsysteme und Features Partitionskonzepte 6. Oktober 2011Seite 195z/OS Grundlagen Resourcen- Manager virtuelle Partitionen harte Partitionen Cluster Knoten vollständige Abschottung von Hard- und Software Granularität auf Knoten- ebene partitions- weise Abschot- tung der Hard- ware mehrere Sys- tem-Images Multi-Be- triebssystem- fähigkeit vollständige Abschottung der Software dynamische Zuordnung von Prozessor und Arbeitsspeicher mehrere Betriebssystem- Images dynamische Allokation der Resourcen höchste Granularität ein Betriebs- system-Image Workload-Management AbschottungFlexibilität

196 weitere Subsysteme und Features LPAR Aufteilung in virtuelle Systeme LPAR Betriebssystem Umsetzung durch PR/SM (Processor Resource System Manager) LPARs mit Zusammenfassung als SysPlex (system complex) möglich Ressourcen werden dynamisch durch Workload Manager verwaltet auf LPAR kann beliebiges Betriebsystem laufen bis 60 LPARs auf z-Series (1 für System) 6. Oktober 2011Seite 196z/OS Grundlagen

197 weitere Subsysteme und Features LPAR – Beispiel 6. Oktober 2011Seite 197z/OS Grundlagen

198 weitere Subsysteme und Features Parallel Sysplex Cluster von Knoten Knoten ist SMP (symmetrischer Multiprozessor) 1 SMP enthält bis 24(?) CPUs + 3 E/A-Einheiten –SMP -> LPAR (logische Partition) –SMP -> Betriebssystem Kommunikation der SMPs mit E/A via –ESCON / FICON Synchronisierung von Daten via CF (Coupling Facility) 6. Oktober 2011Seite 198z/OS Grundlagen

199 Ausbalancieren aller Systeme und Subsysteme durch SRM weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im Sysplex 6. Oktober 2011Seite 199z/OS Grundlagen

200 swapping (auslagern von Prozessen) einstellen Multi-Programming-Level HS-Vergabe Prioritätenvergabe weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im Sysplex – SRM-Techniken 6. Oktober 2011Seite 200z/OS Grundlagen

201 weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im Sysplex – Beispiel Batchjobs 6. Oktober 2011Seite 201z/OS Grundlagen

202 weitere Subsysteme und Features LPAR – mit PR / SM 6. Oktober 2011Seite 202z/OS Grundlagen

203 weitere Subsysteme und Features LPAR – mit PR / SM – Beschreibung – 1 Den vier LPARs mit den Betriebssystemen MVS2, MVS3, MVS4 und MVS5 stehen 8 physische CPUs zur Verfügung (CP0.. CP7). Jedes der Betriebssysteme ist als Multiprozessor konfiguriert und glaubt, über eine bestimmte Anzahl (logischer) CPUs zu verfügen. Die Anzahl der logischen CPUs übertrifft die Anzahl der physisch vorhandenen CPUs. Der PR/SM Hypervisor ordnet die logischen CPUs den physisch vorhandenen CPUs zu. 6. Oktober 2011Seite 203z/OS Grundlagen

204 weitere Subsysteme und Features LPAR – mit PR / SM – Beschreibung – 2 1.The next logical CP to be dispatched is chosen from the logical CP ready queue based on the logical CP weight. 2.LPAR LIC dispatches the selected logical CP (LCP5 of MVS2 LPAR) on a physical CP in the CPC (CP0 abovel). 3.The z/OS dispatchable unit running on that logical processor (MVS2 logical CP5) begins to execute on physical CP0. It executes until its time slice (generally between 12.5 and 25 milliseconds) expires, or it enters a wait, or it is intercepted for some reason. 4.the logical CP keeps running until it uses all its time slice. At this point the logical CP5 environment is saved and control is passed back to LPAR LIC, which starts executing on physical CP0 again. 5.LPAR LIC determines why the logical CP ended execution and requeues the logical CP accordingly. If it is ready with work, it is requeued on the logical CP ready queue and step 1 begins again. 6. Oktober 2011Seite 204z/OS Grundlagen

205 weitere Subsysteme und Features Work Load Manager im Sysplex – Überblick und was ist mit Dateien und Daten- banken ? 6. Oktober 2011Seite 205z/OS Grundlagen

206 weitere Subsysteme und Features CF – Coupling Facility (auch XCF – cross-system CF) Aufgabe –locking –caching –listing 6. Oktober 2011Seite 206z/OS Grundlagen

207 weitere Subsysteme und Features CF – Bausteine 6. Oktober 2011Seite 207z/OS Grundlagen

208 weitere Subsysteme und Features Sysplex mit CF etc. – Performance 6. Oktober 2011Seite 208z/OS Grundlagen

209 weitere Subsysteme und Features CICS – Transaktionsmonitor (Customer Information Control System) ACID-Eigenschaften –Atomicity –Consistency –Isolation –Durability Kernfunktionen –Message Queueing –Lock-Verwaltung –Log-Verwaltung –2-Phase-Commit / Rollback –Load Balancing 6. Oktober 2011Seite 209z/OS Grundlagen

210 weitere Subsysteme und Features CICS – prinzipielle Struktur 6. Oktober 2011Seite 210z/OS Grundlagen

211 weitere Subsysteme und Features CICS – Backward Recovery und 2-Phase-Commit 6. Oktober 2011Seite 211z/OS Grundlagen

212 weitere Subsysteme und Features CICS – Zahlen – 2001 (ca. Angaben) Anzahl der weltweit ausgeführten CICS Transaktionen so groß wie die Anzahl der Hits auf Seiten des World-Wide Web weltweit Unternehmen mit CICS con 2000 größten Unternehmen > 90% CICS 20 Milliarden CICS-Transaktionen pro Tag 30 Mill. CICS Terminals weltweit weltweit 379 Mill. Internet Anschlüsse CICS Terminal Benutzungsdauer: Std./ Tag Internet Benutzungsdauer: etwa 10 Std. / Monat 6. Oktober 2011Seite 212z/OS Grundlagen

213 weitere Subsysteme und Features MQSeries Eigenschaften –Nachrichten werden bis zur endgültigen Auslieferung an die Zielanwendung in Warteschlangen zwischengespeichert –Asynchron (im Gegensatz zum RPC, Store-and- Foreward Prinzip) –Recovery Mechanismen beim Versagen von Knoten oder Verbindungen –Auslieferung wird garantiert –Message Tracking (lokale Platte, entfernte Platte, Annahme der Nachricht durch Anwendung) –Steuerung durch Queue Manager auf jedem Rechner 6. Oktober 2011Seite 213z/OS Grundlagen

214 weitere Subsysteme und Features MQSeries – Prinzip 6. Oktober 2011Seite 214z/OS Grundlagen

215 weitere Subsysteme und Features MQSeries – auf vielen Plattformen verfügbar 6. Oktober 2011Seite 215z/OS Grundlagen

216 weitere Subsysteme und Features MQSeries – über Netzwerke hinweg (auch Internet!) 6. Oktober 2011Seite 216z/OS Grundlagen

217 weitere Subsysteme und Features MQSeries – Arbeitsweise 6. Oktober 2011Seite 217z/OS Grundlagen

218 weitere Subsysteme und Features MQSeries – Kommunikation mit Anwendung 6. Oktober 2011Seite 218z/OS Grundlagen

219 weitere Subsysteme und Features MQSeries – Beispiel im Prinzip 6. Oktober 2011Seite 219z/OS Grundlagen

220 weitere Subsysteme und Features MQSeries – oder … 6. Oktober 2011Seite 220z/OS Grundlagen

221 weitere Subsysteme und Features USS – Unix System Services eigener virtueller Adressraum 6. Oktober 2011Seite 221z/OS Grundlagen

222 weitere Subsysteme und Features USS – Unix System Services - Umgebung unterschiedliche TCBs (task control block) Kommunikation über den z/OS Kernel 6. Oktober 2011Seite 222z/OS Grundlagen

223 weitere Subsysteme und Features z/OS Communication Server eigenständiges Subsystem eigener virtueller Adressraum implementiert TCP/IP, SNA Netzwerk Stacks 6. Oktober 2011Seite 223z/OS Grundlagen

224 weitere Subsysteme und Features z/OS Secure Way Security Server LDAP-Server – Secure Directory Server Kerberos Network Authentication Service –Kryptographie eigene Hardwarebefehle Krypto-Prozessoren –Firewall Unterstützung RACF 6. Oktober 2011Seite 224z/OS Grundlagen

225 weitere Subsysteme und Features virtuelle Maschinen – z/VM Wurzel aus 50-er Jahre Vorbild für heutige PC-basierte VM beliebig viele VM erzeugbar Begrenzung nur durch Ressourcen Fokus vor allem z/Linux – LDAP-Server 6. Oktober 2011Seite 225z/OS Grundlagen

226 weitere Subsysteme und Features z/Linux – 1 Beginn in 90-er Jahren alles, was unter Linux geht, geht unter z/Linux –Anwendungen portierbar –Anwendungen scalierbar –kostenlose Tools direkte und schnelle Verbindung zu allen z(/OS)- Ressourcen 6. Oktober 2011Seite 226z/OS Grundlagen

227 weitere Subsysteme und Features z/Linux – 2 Multizonenkonzept / Hypersockets 6. Oktober 2011Seite 227z/OS Grundlagen

228 weitere Subsysteme und Features z/Linux – 3 Rechte 6. Oktober 2011Seite 228z/OS Grundlagen

229 weitere Subsysteme und Features Web Application Server (mögliche) Schnittstelle zwischen Dinosaurier und der bunten Welt http-Server Servlet-Engine mit Java Servlets Datenbank-Server via JDBC 6. Oktober 2011Seite 229z/OS Grundlagen

230 weitere Subsysteme und Features Web Application Server – mögliche Architektur 6. Oktober 2011Seite 230z/OS Grundlagen

231 weitere Subsysteme und Features und … Java-Konnektoren in Subsystemen Konnekten an Subsysteme mit TCP/IP-Adressen etc… unter der vollen Kontrolle des z/OS unter der vollen Kontrolle der Security-Server unter der vollen Kontrolle von wenigen Admin unter der vollen Kontrolle 6. Oktober 2011Seite 231z/OS Grundlagen

232 6. Oktober 2011Seite 232z/OS Grundlagen Notizen

233 weitere Subsysteme und Features RD/z – moderne Programmentwicklung für z/OS Anwendungsentwicklungsumgebung auf Client direkte Kommunikation mit z/OS Basis Eclipse viele Plugins möglich 6. Oktober 2011Seite 233z/OS Grundlagen

234 weitere Subsysteme und Features RD/z – moderne Programmentwicklung für z/OS 6. Oktober 2011Seite 234z/OS Grundlagen

235 weitere Subsysteme und Features RD/z – heutige Programmentwicklung in z/OS 6. Oktober 2011Seite 235z/OS Grundlagen

236 weitere Subsysteme und Features RD/z – moderne Programmentwicklung für z/OS 6. Oktober 2011Seite 236z/OS Grundlagen

237 weitere Subsysteme und Features RD/z – wie es aussieht 6. Oktober 2011Seite 237z/OS Grundlagen

238 weitere Subsysteme und Features RD/z – weitere Features – 1 end-2-end-debugging mit IBM Debug-Tool end-2-end-debugging mit JPDA (Java Plattform Debugger Architecture) RTW Analyzer for Eclipse –Verbindungen –Visualisierung –Impacts erkennen –Suchmechanismen Integrierte Testumgebung 6. Oktober 2011Seite 238z/OS Grundlagen

239 weitere Subsysteme und Features RD/z – weitere Features – 2 Visualisierung IMS-DB CICS Explorer CICS Resource Definition Editor COBOL editieren UML nach COBOL Integration Fault Analyzer Integration File Manager 6. Oktober 2011Seite 239z/OS Grundlagen

240 weitere Subsysteme und Features RD/z – Einbindung 6. Oktober 2011Seite 240z/OS Grundlagen

241 weitere Subsysteme und Features mögliches Fazit 6. Oktober 2011Seite 241z/OS Grundlagen

242 weitere Subsysteme und Features zum Abschluss noch ein paar z-Zahlen z10-Maschine (Stand: Februar 2008) –Quad-Core-Technik – 4,4 GHz Taktrate –fünf Modelle vom 12- bis 64-Wege-Modell –bis zu 1,5 TB Speicher –6 GB/s Infiniband-I/O-Hostbus –991 Millionen Transistoren –ab sofort verfügbar –Preise starten bei einer Million Dollar 6. Oktober 2011Seite 242z/OS Grundlagen

243 6. Oktober 2011Seite 243z/OS Grundlagen Notizen

244 Inhalt Einführung Entwicklung der Betriebssysteme Kommunikation mit dem Betriebssystem Data / Program / Job Management TSO, ISPF und Online Systeme Funktionen des Betriebssystems Data Facility und Datenbanken weitere Subsysteme und Features 6. Oktober 2011Seite 244z/OS Grundlagen


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