大型机I/O系统总图
数十年来,IBM S/360、S / 3 7 0及目前的S / 3 9 0大型机系统,为大型企业提供了可靠的处理海量信息的能力,这些信息是大型企业运作的必然产物。在某种程度上,这些大企业的持续扩张,应归功于I B M大型机能够胜任不断增长负荷的能力。当然,不只I B M一家公司生产、销售大型机系统,但毫无疑问I B M是最成功的一家。
大型机I/O处理
一些大公司需要处理大量诸如发货单、服务通告、大规模邮件、旅行预定、财务报告、功能说明等涉及成千上万顾客信息的商务活动。它们一直在以大型机的批处理和事务处理功能为信息处理的主要手段。
事务处理产生了大量的小片信息,这使得像航空公司预留座位一类的事情成为可能。依靠事务处理,一家拥有1 3 0 0个日常航班的航空公司能保留当天或未来某天一架1 2 0座的商用喷气机的某个座位。批处理是大规模的记录处理—从不同的数据源读取数据,进行相对简单的运算,创建新的记录,并在小纸片上打印出相关的部分,而这些小纸片会出现在我们的邮箱中供我们阅读。在美国使用电话或自来水的每个人,2 0年来一直在收到这种小纸片—这很大程度上归功于I B M的批处理系统。
大型机处理如此大数量记录的能力来源于其对数据存储和获取细节的密切注意。大型机的生产厂商一开始就意识到,大规模的信息处理是大企业的基本需求,因而这是一个用以建立大企业的极好市场。然而,大型机在这个市场中的销售情况严重的依赖于其I / O性能。如果因为I / O 操作太慢而使得不能足够快地存取事务处理中的数据,不能提供一个可接受的响应时间,或不能在允许的时间范围内完成批处理,那么这个公司会在大型机市场的竞争中处于不利地位。换而言之,对大型机而言,I / O处理是竞争的焦点。
作为对这些需求的回应,生产大型机的公司发明了几种相互竞争的框架结构,以提供最快速的I / O。几年来,I B M发明的结构占领了市场。I B M批处理系统的优点被虚拟顺序存取方法(V S A M)设备所继承。V S A M包括I / O子系统中从应用到设备的所有方面,在提供高可靠性的同时具备高速度。批处理促进了V S A M的发展,同时如数据库系统和事务处理系统等运行在I B M S / 3 9 0上的许多其他非批处理应用,则正在塑造S / 3 9 0的多方面能力。
1. 存取方法
V S A M不是唯一的存取方法,但它是应用最广的方法之一。存取方法是指用于跨越多个处理器和控制器存取数据的综合机制。可以认为,它是开放系统中的文件系统或数据库记录管理器,在大型机中功能上的等价物。从另一个层次上来说,大型机的存取方法是多种文件系统和数据库系统功能的实现,包括数据表示和在计数键设备上的空间分配。
一种用来分析大型机存取方法的方式,即认为其包含并分布在前面章节所提到过的I / O栈的多个层次上。读者应该清楚,这种栈分析方式只是事后之明,是在该技术设计并实现后才开始应用的。尽管栈不能代表大型机I / O存取方法的开发方式,它至少提供了一种思考方法。在以上问题澄清后,需要知道大型机上所实现的栈包括下面四层:
•应用层。
•数据/文件层。
•分配层。
•块转换层。