Composants hardware du mainframe

1. Composantes HHaarrddwwaarree dduu
MMaaiinnffrraammee
Présenté PAR :
-Abounasr Meryem
- Harkati Wafaa
- Rassili Salma
- Najihi soukaina
- Boujadi Soukaina
Proposé PAR :
- M.OUAGUERZAMEN

2. PLAN
IInnttrroodduuccttiioonn aauuxx mmaaiinnffrraammee
CCoommppoossaanntteess hhaarrddaawwaarree dduu mmaaiinnffrraammee
CCPPUUSS// RReessssoouurrccee mméémmooiirree
PPéérriipphhéérriiqquueess eennttrrééeess ssoorrttiieess // LLPPAARR
CCoonncclluussiioonn

3. RRAAMM 2200GGOO
64
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

4. • Les grands fabricants de mainframes :
IBM, HP, Sun, Bull, …
• domaines ou les mainframes sont impliqués
gouvernement
assurance
santé
finance
banque
Domaines

5. Caractéristiques des mainframes
11 22
Alimentation requise
33 44
Vitesse et débit
Débit maximisé
manipulation de grandes
quantités de données
au cours des périodes
extrêmement courtes.
mainframes exigent des
alimentations sans
interruption qui fournissent
constamment de l'énergie
propre .
Exigences environnementales
Les mainframes produisent
beaucoup de chaleur , l'air frais
doit rester en circulation
constante pour éviter
d'endommager les composants
informatiques critiques
SE
Mainframes
Fonctionnent des
systèmes plus grands et
plus robustes tels que
Z /OS, MVS , VSE et
OS/390 .
beaucoup plus
puissants et plus fiables

6. Avantages de l’architecture
mainframe
Fiabilité
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.

7. Avantages de l’architecture
mainframe
Sécurité
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.

8. Avantages de l’architecture
mainframe
Systèmes d' exploitation puissant
• 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.

9. Inconvénients de l’architecture
mainframe
Coût d'acquisition
le coût initial de la mise en oeuvre
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 .

10. Inconvénients de l’architecture
mainframe
Coût des techniciens
Les environnements informatiques
Mainframe nécessitent du
personnel de soutien hautement
qualifiés et compétents .

11. Inconvénients de l’architecture
mainframe
Coût d’électricité
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 .

12. Inconvénients de l’architecture
mainframe
Coût de Refroidissement
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
.

13. zENTREPRISE 196
plus économe en
énergie
Processeurs plus
puissant
2010
Historique des mainframes
SYSTÈME 390
processeurs à
substrat de cuivre
(mieux refroidis et
donc plus rapides).
prise en charge
officielle de Linux
1996
SYSTÈME 370
Intégration 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
1970
SYSTÈME 360
premier mainframe
official qui a valu 5
milliards de dollars
il a introduit la
notion de compatibilité
entre différents
systèmes.
1964

14. IInnttrroodduuccttiioonn aauuxx mmaaiinnffrraammee
CCoonncceeppttiioonn ddeess mmaaiinnffrraammee
CCPPUUSS// RReessssoouurrccee mméémmooiirree
PPéérriipphhéérriiqquueess eennttrrééeess ssoorrttiieess // LLPPAARR
CCoonncclluussiioonn

15. 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.

16. La conception ancienne
Le Système S/360 avait un seul processeur connu comme l'unité
centrale de traitement (CPU).
Processeur Central de traitement
processeurs la mémoire
les circuits
de controle
les interfaces
pour les
canaux
Les premiers systèmes ont jusqu'à 16 canaux, les plus grosses
machines mainframe au moment de l'écriture peuvent avoir
plus de 1000 chaînes.

17. 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.

18. Évolution du mainframe
L’architecture
mainframe, tout en
assurant les
compatibilités
nécessaires, a elle-même
évolué au cours
des différentes
décennies :
Années 1960
Années 2000
Années 1980
Années 2010
Années 1970
mmaaiinnffrraammee
Années 1990

19. Années 1960
System/360 : la
genèse.

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

21. Années 1980
S/370-XA (eXtended
Architecture) :
apparition
de l’adressage 31 bits

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

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

24. Années 2010
zEnterprise : premier pas
dans l’environnement
informatique hybride
faisant coexister
systèmes d’exploitation
mainframe et systèmes
distribués. Les applications
peuvent être
distribuées dans une seule
machine gérant
les O/S System z et AIX,
Linux et Windows.

25. 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…

26. La conception actuelle des mainframes
La carte mère :
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.

27. 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.

28. La conception actuelle des mainframes
Dispositifs de stockage:
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.

29. La conception actuelle des mainframes
Contrôleurs de communication:
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.

30. 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.

31. IInnttrroodduuccttiioonn aauuxx mmaaiinnffrraammee
CCoommppoossaanntteess hhaarrddaawwaarree dduu mmaaiinnffrraammee
CCPPUUSS// RReessssoouurrccee mméémmooiirree
PPéérriipphhéérriiqquueess eennttrrééeess ssoorrttiieess // LLPPAARR
CCoonncclluussiioonn

32. 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

33. 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

34. IFP
pour la gestion des
bus d'extension
SAP
pour la gestion des
sous-systèmes
d’entrées/sorties
zEnterprise EC12
Types de Processeurs

35. 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)

36. 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

37. Les Mémoires Réelles
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)

38. Mémoire virtuelle
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 ?
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

39. Comment elle fonctionne ?
• 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).

40. IInnttrroodduuccttiioonn aauuxx mmaaiinnffrraammee
CCoommppoossaanntteess hhaarrddaawwaarree dduu mmaaiinnffrraammee
CCPPUUSS// RReessssoouurrccee mméémmooiirree
PPéérriipphhéérriiqquueess eennttrrééeess ssoorrttiieess // LLPPAARR
CCoonncclluussiioonn

41. Les cages Entrée / Sortie
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.

42. 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.

43. 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.

44. 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.

45. Les LPARs
Une LLogical PPAARRtition 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.

46. 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).

47. 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.

48. • 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

49. 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

50. MMeerrccii ppoouurr vvoottrree aatttteennttiioonn
☺