Composantes Hardware du Mainframe

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Composantes Hardware du Composantes Hardware du Mainframe Mainframe Présenté PAR : -Abounasr Meryem - Harkati Wafaa - Rassili Salma - Najihi soukaina - Boujadi Soukaina Proposé PAR : - M.OUAGUERZAMEN

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Page 1: Composantes Hardware du Mainframe

Composantes Hardware du Composantes Hardware du MainframeMainframe

Présenté PAR :

-Abounasr Meryem - Harkati Wafaa- Rassili Salma - Najihi soukaina - Boujadi Soukaina

Proposé PAR :

- M.OUAGUERZAMEN

Page 2: Composantes Hardware du Mainframe

CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire

Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR

Conclusion Conclusion

Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe

Composantes hardaware du mainframeComposantes hardaware du mainframe

PLAN

Page 3: Composantes Hardware du Mainframe

RAM 20GORAM 20GO64

processeurs (centaines de

MHz)

disques durs

(dizaines de Tera Octets)

Mainframe ordinateur doté d'une puissance gigantesque

- servir des milliers d'utilisateurs chaque seconde - - traiter de nombreuses opérations simultanément

Page 4: Composantes Hardware du Mainframe

• Les grands fabricants de mainframes :

IBM, HP, Sun, Bull, …• domaines ou les mainframes sont impliqués

gouvernement

assurance

santé

finance

banque

Domaines

Page 5: Composantes Hardware du Mainframe

11 22

33 44

Débit maximisé manipulation de grandes

quantités de données au cours des périodes

extrêmement courtes.

Vitesse et débit

mainframes exigent des alimentations sans

interruption qui fournissent constamment de l'énergie

propre .

Alimentation requise

Les mainframes produisent beaucoup de chaleur , l'air frais

doit rester en circulation constante pour éviter

d'endommager les composants informatiques critiques

Exigences environnementales

Mainframes Fonctionnent des

systèmes plus grands et plus robustes tels que

Z /OS, MVS , VSE et OS/390 .

beaucoup plus puissants et plus fiables

SE

Caractéristiques des mainframes

Page 6: Composantes Hardware du Mainframe

La fiabilité des mainframes réside dans le fait que :

•les temps d'arrêt des mainframes sont minimisés

•la capacité de basculement intégré dans le matériel et les systèmes d'exploitation qui les dirigent.

Ces facteurs contribuent à l'utilisation des mainframes par les organisations qui ont besoin d’un service sans aucune interruption.

Fiabilité

Avantages de l’architecture mainframe

Page 7: Composantes Hardware du Mainframe

bonne réputation au niveau de la sécurité :

• à ce jour , aucun système d'exploitation mainframe a été piraté ce qui indique un niveau de sécurité élevé.•les systèmes d'exploitation actuels, tels que VM , MVS et z /OS , restent imperméables aux hackers.

Sécurité

Avantages de l’architecture mainframe

Page 8: Composantes Hardware du Mainframe

• Les mainframes peuvent exécuter simultanément plusieurs sessions d’un système d’exploitation ou encore différents systèmes d’exploitation.

• Un mainframe est capable de faire tourner simultanément plusieurs systèmes d'exploitation en mode virtualisation et offrir ainsi de multiples services applicatifs aux utilisateurs.

Systèmes d' exploitation puissant

Avantages de l’architecture mainframe

Page 9: Composantes Hardware du Mainframe

le coût initial de la mise en œuvre architecture mainframe est peut-

être le plus grand inconvénient lié au mainframe . Les ordinateurs centraux coûtes des millions de

dollars , qu'ils aient été achetés ou loués .

Coût d'acquisition

Inconvénients de l’architecture mainframe

Page 10: Composantes Hardware du Mainframe

Les environnements informatiques Mainframe nécessitent du

personnel de soutien hautement qualifiés et compétents .

Coût des techniciens

Inconvénients de l’architecture mainframe

Page 11: Composantes Hardware du Mainframe

les mainframes consomment beaucoup l'électricité . Ils exigent une énergie plus propre et plus

stable , ce qui implique d'alimentation sans coupure qui

offrent la climatisation et alimentation de secours sous la

forme de piles .

Coût d’électricité

Inconvénients de l’architecture mainframe

Page 12: Composantes Hardware du Mainframe

le refroidissement des mainframes doit être requis . Ce

refroidissement se présente sous la forme de grandes unités de conditionnement d' air et de

l'ingénierie du flux d'air sophistiqué .

Coût de Refroidissement

Inconvénients de l’architecture mainframe

Page 13: Composantes Hardware du Mainframe

2010

zENTREPRISE 196plus économe en énergie Processeurs plus puissant

1996

SYSTÈME 390processeurs à substrat de cuivre (mieux refroidis et donc plus rapides).prise en charge officielle de Linux

1970

SYSTÈME 370Intégration d’une fonction capitale: la mémoire virtuelle. Les entrées-sorties étaient améliorées grâce aux canaux "block multiplexer", qui permettent un accès rapide aux données sur disque

1964

SYSTÈME 360

premier mainframe official qui a valu 5 milliards de dollars

il a introduit la notion de compatibilité

entre différents systèmes.

Historique des mainframes

Page 14: Composantes Hardware du Mainframe

CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire

Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR

Conclusion Conclusion

Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe

Conception des mainframeConception des mainframe

Page 15: Composantes Hardware du Mainframe

Architecture mainframe

Les premiers réseaux informatiques étaient architecturés autour d'un ordinateur central, appelé « mainframe ».

Le mainframe représente ainsi un ordinateur central de grande puissance chargé de gérer les sessions utilisateurs des différents terminaux qui lui étaient reliés. Grâce à cette architecture, il est ainsi possible de consolider, c'est-à-dire de gérer de manière centralisée, l'ensemble des applications métiers de l'entreprise.

Cependant, dans le modèle mainframe, la performance du système tout entier repose sur les capacités de traitement de l'ordinateur central, c'est la raison pour laquelle ce modèle est parfois qualifié d'« informatique lourde ». Par ailleurs, dans un environnement mainframe, les terminaux du réseau ne peuvent voir que le serveur central.

Page 16: Composantes Hardware du Mainframe

La conception ancienne

Les premiers systèmes ont jusqu'à 16 canaux, les plus grosses machines mainframe au moment de l'écriture peuvent avoir plus de 1000 chaînes.

processeurs la mémoireles circuits de controle

Processeur Central de traitement

les interfaces pour les canaux

Le Système S/360 avait un seul processeur connu comme l'unité centrale de traitement (CPU).

Page 17: Composantes Hardware du Mainframe

Évolution du mainframe

Les technologies de l’informatique ont évolué en plusieurs vagues, chacune étant considérée comme un “nouveau paradigme” et une avancée radicale.

Plutôt que de rester figé dans le modèle initial, le mainframe a véritablement surfé sur la plupart de ces vagues. Ainsi avec un environnement mainframe à niveau, il est possible de mettre en oeuvre le meilleur de chacune de ces vagues d’innovations informatiques.

Page 18: Composantes Hardware du Mainframe

Évolution du mainframe

L’architecture mainframe, tout en assurant les compatibilités nécessaires, a elle-même évolué au cours des différentes décennies :

Années 2000

Années 1960

An

nées 1980

An

née

s 20

10

mainframemainframe

Années 1970

Années 1990

Page 19: Composantes Hardware du Mainframe

Années 1960System/360 : la genèse.

Page 20: Composantes Hardware du Mainframe

Années 1970System/370 : ajout du multitraitement, d’instructions supplémentaires et de lamémoire virtuelle.

Page 21: Composantes Hardware du Mainframe

Années 1980S/370-XA (eXtended Architecture) : apparitionde l’adressage 31 bits

Page 22: Composantes Hardware du Mainframe

Années 1990ESA/390 (Enterprise Systems Architecture) :gestion d’espaces d’adressage multiple.

Page 23: Composantes Hardware du Mainframe

Années 2000z/Architecture : lancement de l’adressage64 bits et des canaux dynamiques.

Page 24: Composantes Hardware du Mainframe

Années 2010zEnterprise : premier pas dans l’environnementinformatique hybride faisant coexistersystèmes d’exploitation mainframe et systèmesdistribués. Les applications peuvent êtredistribuées dans une seule machine gérantles O/S System z et AIX, Linux et Windows.

Page 25: Composantes Hardware du Mainframe

La conception actuelle des mainframes

un ordinateur central a beaucoup de composants pour le traitement des données : système d'exploitation, carte mère, processeur, contrôleurs de périphériques de stockage et canaux…

Page 26: Composantes Hardware du Mainframe

La carte mère :

La conception actuelle des mainframes

Elle est constituée d’un circuit imprimé qui permet aux CPU, Ram et d’autres composants matériels de fonctionner ensemble via « Architecture de Bus ».

Lorsque les cartes mères des pc utilisent des bus de 32 /64 bits , les mainframes utilisent des bus de 128 bits.

Page 27: Composantes Hardware du Mainframe

La conception actuelle des mainframes

Processeur:C’est le point central de traitement dans l’architecture centrale et comprend une unité arithmétique logique .

Il fonctionne comme un contrôleur de bus et gère les demandes de trafic et de données.

La puissance de traitement des ordinateurs centraux est beaucoup plus élevé par rapport aux pc, afin qu’ils peuvent gérer les énormes quantités de données.

Page 28: Composantes Hardware du Mainframe

Dispositifs de stockage:

La conception actuelle des mainframes

Ils sont utilisés pour la récupération, le stockage et l’enregistrement des données.

Leur capacité de stockage de données peut être cent ou même des milliers de fois supérieur à celui d'un PC.

Page 29: Composantes Hardware du Mainframe

Contrôleurs de communication:

La conception actuelle des mainframes

Ils permettent à des ordinateurs distants d’accéder à un ordinateur central à l’aide des réseaux LAN ou WAN.

Ils établissent des connexions avec différents appareils, et effectuent la transmission de données sur des canaux de communication et assurent le suivi des utilisateurs dans les terminaux.

Page 30: Composantes Hardware du Mainframe

La conception actuelle des mainframes

Les canaux:

Sont des câbles utilisés pour connecter le CPU et la mémoire centrale à d’autre parties du système.

Page 31: Composantes Hardware du Mainframe

CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire

Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR

Conclusion Conclusion

Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe

Composantes hardaware du mainframeComposantes hardaware du mainframe

Page 32: Composantes Hardware du Mainframe

Processeur

L’unité centrale de traitement ou CPU du mainframe est le cerveau de l'ordinateur central

Le point central d‘instructions d' architecture d'ordinateur qui comporte une unité arithmétique et logique pour effectuer des calculs numériques

admin_admin, 06/20/2014
Le processeur (également appelé unité centrale de traitement ou " CPU »du mainframe ) est le« cerveau »de l'ordinateur central. Le processeur est le point central d' instructions d' architecture d'ordinateur et comporte une unité arithmétique et logique pour effectuer des calculs numériques. Il agit comme un superviseur ou un " contrôleur " trafic de manutention et les demandes de données sur l'architecture de bus . De nombreux ordinateurs centraux ont plus d'un processeur, ce qui classe le mainframe comme une «unité multi- processeur. "
Page 33: Composantes Hardware du Mainframe

ZAAP

pour l’intégration d’applications Web avec Java ou XML avec des bases de données à accès indirect

ZIIP

pour le traitement

des données,

transactions et les

charges de travail

réseau

IFL

pour supporter le

système Linux.

Types de Processeurs

Page 34: Composantes Hardware du Mainframe

IFP

pour la gestion des

bus d'extension

SAP

pour la gestion des

sous-systèmes

d’entrées/sorties

zEnterprise EC12

Types de Processeurs

admin_admin, 06/21/2014
d’après la vesrion zEnterprise EC12 Lancé en 2012 on trouve :
Page 35: Composantes Hardware du Mainframe

Multi-processeurs

Caratérise par :une mémoire unique,et plusieurs processeurs pouvant communiquer directement entre eux et régis par un système d’exploitation unique

Suit un parallélisme dans l’exécution des travaux (n processus pouvant être simultanément actifs sur n processeurs)

admin_admin, 06/20/2014
mainframe se classez comme une «unité multi- processeur. "
Page 36: Composantes Hardware du Mainframe

La communication entre processeurs

la synchronisation des horloges (TOD clocks) de chaque processeur

TOD clocks: c’est un moyen matériel de contrôle du temps alloué à un travail

• la synchronisation mémoire en cas de traitement concurrent d’une même zone

• Le "memory switch" qu’un processeur pouvait interrompre un autre processeur inactif pour lui signaler l’arrivée de travail

L’instruction SIGP qui permet à un processeur de s’adresser à un autre pour lui demander de réaliser une fonction

admin_admin, 06/20/2014
son arrêt (stop), son redémarrage (restart), ou pour demander son état (sense) en vue par exemple de son initialisation (MVS ne démarrant d’abord qu’avec un seul processeur actif, les autres étant activés ensuite par ceprocesseur).
Page 37: Composantes Hardware du Mainframe

Il existe deux types de mémoires réelles :

Mémoire centrale (central storage, real storage, processor storage).

• Elle est représentée par un composant interne à la machine• Elle est accéder de manière synchrone par les processeurs

eux même

Mémoire auxiliaire (auxiliary storage, paging storage) .• Elle peut être représentée sous différentes formes de support (disque)

Les Mémoires Réelles

Page 38: Composantes Hardware du Mainframe

Mémoire virtuelle

Le MVS Multiple Virtual Storage , il applique le principe de la mémoire virtuelle pour traiter différents travaux simultanément sur une machine comprenant un ou plusieurs processeurs

comment utiliser au mieux la mémoire dont on dispose (limitée et chère) étant donné le nombre toujours croissant d’utilisateurs, et sachant que chacun a besoin d’un espace mémoire linéaire pour installer ses données et ses programmes ?

Page 39: Composantes Hardware du Mainframe

• Les parties inactives d’un programme stocké en mémoire réelle sont descendues en mémoire auxiliaire (espace disque alloué par le système).

• Lorsque ces parties de programme sont à nouveau sollicitées, elles sont remontées en mémoire réelle

• Un espace-adresse = un espace virtuellement alloué à un utilisateur (16 Mo en adressage 24 bit, 2 Go en adressage 31 bit, 16 exa en z architecture).

Comment elle fonctionne ?

admin_admin, 06/21/2014
admin_admin, 06/21/2014
MMU (memory management unit
Page 40: Composantes Hardware du Mainframe

CPUS/ Ressource mémoire CPUS/ Ressource mémoire

Périphériques entrées sorties / LPARPériphériques entrées sorties / LPAR

Conclusion Conclusion

Introduction aux mainframeIntroduction aux mainframe

Composantes hardaware du mainframeComposantes hardaware du mainframe

Page 41: Composantes Hardware du Mainframe

Sous les couvertures, le mainframe a un ou deux métaux cadres, contenant un processeur et des cages d'entrée / sortie, comme ainsi que d'autres éléments matériels.

Les cages Entrée / Sortie

Page 42: Composantes Hardware du Mainframe

les modèles z10 système peuvent avoir jusqu'à trois cages d'entrée / sortie, qui se composent principalement de fentes pour des adaptateurs d'entrée / sortie.

Page 43: Composantes Hardware du Mainframe

Gestion des périphériques E/S

• VIO (virtual input/output): entrée-sortie virtuelle, privilégiant la mémoire pour éviter les accès aux périphériques.

• IOS (input-output supervisor): composant du noyau de MVS chargé de la gestion des opérations d'entrée-sortie.

• MIH (missing interrupt handler): composant de l'IOS traitant les entrées-sorties non satisfaites.

• TPI (test pending interrupt): instruction destinée à accélérer le traitement des entrées-sorties.

Page 44: Composantes Hardware du Mainframe

Capacité des E/S

Les ordinateurs personnels ont généralement un nombre limité de canaux d'entrée / sortie, mais un seul z10 peut avoir jusqu'à 1 024 canaux individuels. Cette capacité est un facteur qui contribue à l’évolutivité légendaire de mainframe.

Page 45: Composantes Hardware du Mainframe

Les LPARs

Une LLogical PARPARtition est un sous-ensemble des ressources matérielles de l'ordinateur (dans le domaine de la virtualisation), apparaissant comme un serveur distinct.

En effet, une machine physique peut être partitionnée en plusieurs LPAR, chacune possédant son propre système d'exploitation.

Page 46: Composantes Hardware du Mainframe

Il est possible de créer des partitions logiques (LPAR) pour traiter des groupes d’applications de façon totalement indépendante sur des systèmes d’exploitation distincts partageant un même ensemble de processeurs physiques (CPC).

Page 47: Composantes Hardware du Mainframe

Parallel Sysplex

L’une des premières technologies de clustering. Celle-ci permet d’associer jusqu’à 32 partitions logiques (LPAR)

de mainframe opérant

comme un seul système.

Page 48: Composantes Hardware du Mainframe

• Une augmentation de la puissance totale au-delà du millier de MIPS, impossible à obtenir avec un seul ordinateur dans l‘état actuel de la technique

• Une amélioration de la disponibilité des systémes

• Un suivi des opérations plus simple

Page 49: Composantes Hardware du Mainframe

Haute disponibilité: peu de tolérance à l’immobilisation

d'exécuter plusieurs applications en temps réel et l'accès au système par plusieurs utilisateurs

simultanément

L'entretien et la réparation peut être effectuée sur un mainframe sans l’arrêter

Synthèse

Page 50: Composantes Hardware du Mainframe

Merci pour votre attentionMerci pour votre attention

☺☺