Capítulo 1: El nuevo mainframe

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1 Capítulo 1: El nuevo mainframe

2 Capítulo 1 objetivos Ser capaz de:
Detallar las formas en las cuales el actual Mainframe desafía la forma tradicional de pensar acerca de la computación centralizada contra la computación distribuida Explicar cómo los negocios aprovechan el poder de procesamiento del mainframe , los usos típicos de sistemas mainframes, y cómo éstos difieren de otros sistemas de computación Señalar los principales tipos de cargas de trabajo para los cuales los mainframes están mejor preparados Nombrar cinco tareas o responsabilidades relacionadas con los sistemas mainframe Listar cuatro sistemas operativos de mainframe

3 Términos clave en este capítulo
Programador de aplicaciones Arquitectura Procesamiento por lotes (batch) Compatibilidad Negocios el línea (on-line) EBCDIC Alta disponibilidad Infraestructura Mainframe Procesamiento ‘on-line’ Plataforma Control de producción Tarjeta perforada RAS (Reliability Availability and Serviceability – confiabilidad disponibilidad y servicio) Escalabilidad Granja de servidores Administrador de sistemas Operador de sistemas Programador de sistemas Procesamiento de transacciones

4 Evolución de la Arquitectura
El computador mainframe comenzó su crecimiento en la década de En ese tiempo, los mainframes eran los únicos tipos de computadoras, y sólo algunos comercios o negocios podían aprovecharlos. Del pequeño número vendidos en ese momento, cada mainframe era adaptado de forma tal que pudiera encajar en la principal (y muchas veces la única) aplicación de negocios del cliente. En 1964, sin embargo, las cosas cambiaron dramáticamente cuando los mainframes comenzaron a estandarizarse el hardware y software ofrecido a los clientes. Este cambio signado por el comienzo de la era de la computadora de propósito general. Con los mainframes estandarizados para poder ejecutar sus cargas de trabajo, los clientes podían, sucesivamente, codificar aplicaciones comerciales sin la necesidad de hardware o software especialisados. Además, los clientes fueron libres de migrar a nuevos y más poderosos procesadores sin preocuparse por problemas de compatibilidad con sus aplicaciones existentes. La primera ola de aplicaciones comerciales fueron en su mayoría escritas en COBOL, FORTRAN o PL/1, y muchos de estos viejos programas todavía están en uso. En las décadas posteriores a 1960, los mainframes tuvieron un constante crecimiento para alcanzar enormes capacidades de procesamiento. Hoy en día los mainframes tienen una habilidad de servicio sin igual para aquellos usuarios que manejan gran cantidad de datos (llegando a valores múltiplos de petabytes), y las necesidades de reconfiguración de recursos de hardware y software. Todo desde un único punto de control.

5 Mainframes en nuestro medio
Son predominantes, aunque todavía ocultos al público. No se publicitan frecuentemente – estables, confiables, cumplidores. Contrastan con otros sistemas de computación, tales como las PCs. Presentan oportunidades para graduados universitarios en diferentes campos técnicos. A pesar del predominio de los mainframes en el mundo de los negocios, estas máquinas son invisibles al público en general, la comunidad académica, y efectivamente a muchos experimentados profesionales de IT. En cambio, otras formas de computación atraen más la atención, por lo menos en términos de visibilidad y conciencia pública. Esto es algo que no debe sorprendernos, después de todo, quién de nosotros necesita acceso a un mainframe? Y, si fuera así, dónde podríamos encontrar uno? En verdad, nosotros somos todos los usuarios de mainframe, nos demos cuenta o no.

6 Qué es un mainframe? Un mainframe es un sistema de computación utilizado en negocios para almacenar bases de datos comerciales, servidores de transacciones y aplicaciones, que requieren un alto grado de seguridad y disponibilidad del que comúnmente se encuentra en máquinas de menor escala. El poder de un mainframe provee velocidad y capacidad de computación, permitiéndole desarrollar grandes volúmenes de procesamiento. El mainframe puede procesar grandes cantidades de tareas de diferentes tipos y en distintas zonas horarias. Actualmente, los fabricantes de computadoras no siempre usan el término mainframe. En su lugar, muchos los llaman computador de uso comercial (grande o pequeño) o server, con el término mainframe se hace referencia al mayor sever en uso de la actualidad. IBM, por ejemplo, ahora referencia a sus mainframes como servidores zSeries. Usamos el término mainframe en este manual para referirse a computadoras que pueden dar servicio a docenas de aplicaciones y dispositivos de entrada/salida simultáneamente a miles de usuarios. La presencia de un mainframe a menudo implica una forma centralizada de computación, más que una forma distribuída. Teniendo los datos centralizados en un único repositorio en el mainframe, le ahorra al cliente tener que administrar actualizaciones a varias copias de sus datos de negocio, e incrementa la probabilidad de tener el dato actualizado.

7 Hechos del Mainframe Quiénes usan mainframes?
La mayoría de las compañías de Fortune 1000 60% de la información disponible en Internet está almacenada en computadoras mainframe. Porqué mainframes? Procesamiento de transacciones a gran escala Miles de transacciones por segundo Soporta miles de usuarios y aplicaciones Acceso simultáneo a los recursos Terabytes de información en bases de datos Comunicaciones de grandes anchos de banda. Hay más transacciones CICS procesadas diariamente que páginas Web atendidas.

8 Factores que contribuyen al uso de mainframe
RAS -- confiabilidad, disponibilidad, servicio Seguridad Escalabilidad Control centralizado Manejo de cargas de trabajo Particionado / Virtualización Compatibilidad continua Arquitectura evolutiva Compatibilidad de Aplicaciones, complejidad, variedad Potencia para miles de usuarios Reliability (Confiabilidad) Implica el uso de componentes de hardware y software de alta calidad, y componentes de hardware con posibilidad de auto-chequeo y auto-recuperación. Availability (Disponibilidad) Es la habilidad del hardware para detectar y reemplazar automáticamente elementos de hardware que fallen, y sistemas de software para detectar, aislar y recuperar componentes que fallen. Serviceability (Servicio) Mediante unidades de reemplazo bien definidas, tanto el hardware como el software se pueden actualizar o reparar sin cortes (non-disruptive), con poco o ningún impacto en el sistema. Un sistema de computación seguro previene a los usuarios del acceso o modificación de cualquier objeto en el sistema, incluyendo datos de usuario, excepto para el caso de imponer reglas de autorización provistas por interfaces que vienen con el sistema. Los mainframes pueden proveer un sistema muy seguro para el proceso de un número muy grande de aplicaciones heterogéneas que deban acceder a datos críticos. Por escalabilidad queremos referirnos a la habilidad del hardware, software o un sistema distribuido, para funcionar satisfactoriamente aún cambiando su volúmen o tamaño, por ejemplo,la habilidad de mantener los niveles de rendimiento cuando agregamos procesadores, memoria y almacenamiento. La necesidad de mantener ejecutando aplicaciones por años impone una estricta compatibilidad del hardware y software del mainframe, el cual ha sido actualizado varias veces desde el primer sistema 360 instalado en Las aplicaciones deben seguir trabajando correctamente. De esta manera, muchos de los diseños de trabajo para nuevo hardware and software gira alrrededor de esta necesidad de compatibilidad. Cada nueva generación de mainframe agregó mejoras en una o más de las siguientes áreas: Mayor cantidad y más rápidos procesadores Más memoria física y mayor capacidad de direccionamiento de memoria Capacidades dinámicas para actualizar hardware y software Más hardware con capacidades de chequeo y recuperación de errores Mejores dispositivos de entrada/salida (I/O), mayor cantidad de pasos (canales), y más rápidos, entre el procesador y los dispositivos de I/O Conexionado de I/O sofisticado, como adaptadores de LAN Incrementar la habilidad de dividir los recursos de una máquina en múltiples sistemas, lógicamente independientes y aislados, cada uno ejecutando su propio sistema operativo Tecnologías mejoradas de agrupamiento (clustering), como el Parallel Sysplex, y la habilidad de compartir datos entre múltiples sistemas

9 Típicas Cargas de Trabajo del Mainframe
Un trabajo (o job) batch se envía al computador, lee y procesa datos agrupados, y produce una salida. Un trabajo batch puede durar horas. Mientras el procesamiento batch es posible en sistema distribuídos, esto no es tan común como en mainframes debido a que los sistemas distribuídos carecen de: Suficiente memoria Capacidad de procesamiento disponible o ciclos Administración de recursos y programación de tareas (jobs) en sistemas interconectados (Sysplex) Los mainframes atienden un vasto número de sistemas de procesamiento de transacciones en línea (online transaction processing u OLTP). Estas son usualmente aplicaciones críticas, que son las funciones principales de las que dependen los negocios. Algunas industrias que usan sistemas en línea: Bancos – ATMs, sistemas de cajeros para servicio al cliente Seguros – Sistemas de agencias para el proceso de reclamos y administración de pólizas Viajes y Transporte – Sistemas de reservas para las aerolíneas Manufactura – Control de inventario, programación de la producción Gobierno – Proceso de impuestos, emisión y administración de licencias

10 Uso Típico del Batch Considere los siguientes elementos en el trabajo en el procesamiento batch programado: A la noche, se procesan muchos jobs batch ejecutando programas y utilitarios. Estos jobs consolidan los resultados de las transacciones en línea (online) ejecutadas durante el día. 2. Los jobs batch generan reportes de estadísticas de negocio. 3. Se realizan respaldo de archivos críticos y bases de datos, antes y después de la ventana batch. 4. Se envían reportes con las estadísticas de negocio a específicas áreas para su análisis durente el día siguiente. 5. Se envían a las oficinas sucursales reportes con las excepciones. 6. Mensualmente se generan reportes con los balances de cuentas, y se envían a los clientes bancarios. 7. Se envían reportes con los resúmenes de procesos a las compañías de tarjetas de crédito asociadas. 8. Las compañías de tarjetas de crédito envían reportes con las transacciones de las tarjetas de los clientes. 9. En el departamento de control de producción, el área de operaciones monitorea los mensajes de la consola del sistema y la ejecución de los jobs. 10. Jobs y transacciones leen o actualizan las bases de datos (la misma utilizada por transacciones en línea) y se graban varios archivos a cinta.

11 Uso Típico del Online Transacciones en línea comunes usando un mainframe: Un cliente usa un ATM (cajero automático), que le muestra una interfaz amigable para varias funciones: retiro, consulta de saldos, depósito, transferencia o delante de dinero desde su cuenta. 2. En otro lugar, en la misma red probada, un empleado bancario en una sucursal realiza operaciones como consultoría, aplicaciones de fondos, y órdenes de pago. 3. En la oficina central del banco, analistas de negocio modifican transacciones para mejorar el desempeño. Otro personal utiliza sistemas en línea especializados para automatización de la oficina para realizar administración de relaciones con clientes, planificación de presupuesto, y control de stock. 4. Todos los pedidos dirigidos al mainframe para procesamiento. 5. Programas que ejecutan en el mainframe realizan actualizaciones y consultas al sistema de base de datos (por ejemplo DB2, Oracle, etc). 6. Sistemas especiales de discos almacenan los archivos de base de datos.

12 Roles en el mundo Mainframe
Administradores de Sistemas realizan más tareas diarias relacionadas con el mantenimiento de los datos de negocio críticos que residen en el mainframe, mientras que el Programador de Sistemas se enfoca en el mantenimiento del sistema en si mismo. Ejemplos de administradores de sistemas incluye a los adminstradores de base de datos y los de seguridad. Mientras el conocimiento del programador de sistemas radica principalmente en las áreas de hardware y software, los administradores de sistemas tienen más experiencia con las aplicaciones. El Diseñador de Aplicaciones y el Programador de Aplicación (o desarrollador) diseñan, arman, prueban y generan aplicaciones para los clientes y usuarios finales de la empresa. Basados en los requerimientos reunidos de los analistas y los usuarios finales, el diseñador crea unas especificaciones de diseño desde las cuales el programador genera una aplicación. El proceso incluye varias iteraciones, donde se modifican los códigos y se compilan, se crea la aplicación y se prueba. El Operador de Sistema monitorea y controla la operación del mainframe, hardware y software. El operador arranca y para tareas del sistema, monitorea consolas del sistema para condiciones inusuales, y trabaja junto con los programadores de sistemas y el soporte de control de producción para asegurar la normal operación de los sistemas. El Analista de Control de Producción es responsable de asegurar que la carga de trabajo batch ejecute completa, sin errores ni demoras.

13 Sistemas Operativos Mainframe
z/OS z/VM VSE Linux para zSeries z/TPF z/Virtual Machine (z/VM) tiene dos componentes básicos: Un control program (CP) y un sistema operativo para usuario-único (single-user) o CMS. Como un programa de control, el z/VM es un hiper-supervisor ya que ejecuta otros sistemas operativos en la máquinas virtuales que crea. El programa de control crea artificialmente múltiples máquinas virtuales usando los recursos reales de hardware. El usuario tiene la sensación que tiene uso dedicado de los recursos reales. Los recursos reales compartidos incluye impresoras, discos y CPU. El programa de control asegura la seguridad de los datos y las aplicaciones dentro de la máquina virtual, llamado sistema guest (guest systems). El hardware real se puede compartir entre los “gests” o dedicarse a un único “guest” por razanes de performance. El segundo componente importante del z/VM es el CMS o Conversational Monitor System. Este componente del z/VM ejecuta en una máquina virtual y provee interfaz para un usuario final interactivo, e interfaz de programación de aplicaciones z/VM. Comparado con el z/OS, el sistema operativo VSE provee una base menos compleja para procesamiento batch y de transacciones. La estructura de diseño y de administración del VSE es excelente para ejecutar cargas de trabajo productivas de múltiples jobs (ejecutando en paralelo), y procesos de transacciones tradicionales. Varias distribuciones Linux se pueden ejecutar en un mainframe. El sistema operativo z/Transaction Processing Facility (z/TPF) es un sistema de propósito especial utilizado por compañías que necesitan una cantidad muy alta de transacciones, como trajetas de crédito y sistemas de reservas de aerolíneas. z/TPF se conoció alguna vez con el nombre de Airline Control Program, fué y sigue siendo usado para las reservas de pasajes de avión, extendiéndose a otros sistemas de reservas de muy alto volúmen y grandes necesidades de procesamiento.

14 Resumen El Nuevo Mainframe
Juega un rol central en las operaciones diarias de las organizaciones más grandes del mundo – y en la vida cotidiana de la mayoría de la gente. Conocido por su confiabilidad, seguridad y enorme capacidad de procesamiento. Diseñado para procesar tareas a gran escala y dar servicio a miles de usuarios y transacciones al mismo tiempo. Manejado por un soporte técnico altamente competente. Soporta diferentes sistemas operativos.