Текст книги "Основы AS/400"

Автор книги: Фрэнк Солтис

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 41 страниц)

Основы AS/400

В данном переводе второго издания книги «Основы AS/400» описаны практически все аспекты работы этой вычислительной системы: от используемых в ней новейших аппаратных и программных технологий до истории создания. Издание состоит из предисловия, введения, 12 глав, приложения и предметного указателя; содержит иллюстрации. Автор книги Фрэнк Солтис, сделавший академическую карьеру в области информатики, начиная с замысла System/38, является одним из ведущих специалистов по идеологии и архитектуре AS/400. Книга предназначена для широкого круга читателей: бизнесменов, менеджеров, руководителей подразделений, желающих понять, чем система или сервер AS/400e могут быть выгодны их бизнесу. Тем не менее, издание будет полезно и специалистам, которые хотят разобраться в мельчайших деталях. На русском языке публикуется впервые.

Фрэнк Солтис

Той, кого люблю уже более 33 лет – моей жене Сандре.

От автора

Рочестер– пожалуй, самое творческое подразделение корпорации IBM. Далеко не все сотрудники IBM согласятся с таким утверждением. Разумеется, работа в маленьком городке на краю прерий на юго-востоке Миннесоты не означает полной изолированности от остальной корпорации, но все же создает сложности в части признания заслуг. Мы, сотрудники подразделения IBM в Рочестере, не часто получали право голоса при определении перспектив развития корпорации. Но изолированность имеет и свои преимущества. Самое большое из них – возможность сосредоточиться на нуждах наших заказчиков. Год за годом преданные своему делу люди из Рочестера продолжали творить, и год за годом результаты этого творчества приносили IBM прибыль. Рочестер никогда не достигал больших побед в «битве прожектеров» в штаб-квартире IBM, но мы всегда выходили победителями в битве за заказчиков.

Секрет успехов Рочестера – в его людях. Мы здесь, потому что нам это нравится. Нравится жить и работать в маленьком городе, где, как гласят рекламные щиты, «зимы холодны, а компьютеры горячи». Для многих из нас Рочестер – это не просто остановка в пути, но станция назначения. Наверное, именно поэтому мы с таким трепетом относимся к результатам своего труда.

В этой книге я стремился поименно вспомнить подвижников, чей самоотверженный труд сделал возможным успех AS/400 и ее предшественниц. Полностью эта задача практически невыполнима. Например, здесь не упомянуты многие лидеры разработки OS/400, так как в книге просто не хватило места для подробного рассказа об этой изумительной операционной системе. Кстати, такой рассказ вполне может лечь в основу отдельного издания. Я надеюсь, те, кого мне не удалось упомянуть, простят мне. За 34 года, проработанных в Рочестере, не было дня, когда бы я ни ощущал царящей там атмосферы творчества.

Конечно, наша работа не завершена. Во многих отношениях серия AS/400e – лишь первый шаг на новом пути, и еще далеко не удовлетворяет своих создателей. Книга Inside the AS/400 (первое издание), где было описано то новое, что было внесено при разработке версии 3, создавалась именно под этим углом зрения. В этом, втором, издании мы рассмотрим версию 4 и то, что будет после нее.

Замысел этой книги возник еще в 1985 году. Некоторые, в том числе Пол Конт (Paul Conte), написавший предисловие для обоих изданий, предлагали мне написать книгу о System/38 и истории этого проекта. С повторным рождением System/38 в виде AS/400 в 1988 году я начал писать книгу о разработке этих систем и людях, их создавших. С тех пор я постоянно исправлял рукопись. Пол и другие торопили меня с завершением «летописи», и просили поскорей поделиться историей Рочестера с остальным миром. Кое-что из той рукописи вошло в первое издание Inside the AS/400. Этот исторический экскурс имел столь положительные отклики, что я расширил его и включил как приложение в это, второе, издание.

В течение нескольких последних лет я с огромным удовольствием сотрудничаю с Duke Communications International (родительской компанией Duke Press и журнала NEWS/400). Дэйв Дюк (Dave Duke) и его сотрудники проделывают огромную работу по изданию журнала, книг и организации конференций. И когда пришла пора подыскивать издательство для этой книги, я, естественно, выбрал Duke Press. С самого начала со мной работал Дэйв Бернар (Dave Bernard), главный редактор Duke Press, благодаря которому и первое, и второе издание книги получились столь качественными.

Трудную работу редактора обоих изданий книги выполняла Шэрон Хэмм (Sharon Hamm). Ей приходилось обрабатывать бесконечные изменения, которые я вносил в рукопись, и в то же время удерживать меня и сотрудников издательства в рамках плана. Она прекрасно справилась с этой задачей. Спасибо, Шэрон; работа с тобой была удовольствием.

Над этим вторым изданием работала также Триш Фабион (Trish Faubion) – ведущий редактор Duke Press. В первый раз мне довелось сотрудничать с ней при написании статей для NEWS/400 (тогда она была ведущим редактором этого журнала). Триш занималась выпуском второго издания, составляла для нас план и помогала укладываться в него. Спасибо тебе, Триш, за твой вклад в создание этой книги.

Наибольший вклад в окончательное оформление обоих изданий внес был научный редактор Ричард Рубин (Richard Rubin). Ричард хорошо известен своими превосходными статьями, особенно в области проектирования баз данных. Я был склонен смотреть на AS/400 изнутри, Ричард же – с точки зрения пользователя. Всякий раз, когда я уносился в облака, прославляя какой-нибудь технический аспект AS/400, он спускал меня на землю вопросом: «Какой смысл это имеет для пользователя?» Благодаря тому, что Ричард почти везде настаивал на наличии примеров и проявлял внимание к деталям, текст стал гораздо понятнее широкому кругу читателей. Спасибо, Ричард.

Наконец, эта книга вообще не была бы написана без самого важного человека в моей жизни – Сандры, моей жены. Заметив мои затруднения в начале работы, Сандра помогала мне сортировать материалы и расшифровывать видеозаписи моих лекций по архитектуре AS/400. Эти расшифровки и составили черновой вариант книги. Во время работы над вторым изданием она продолжала играть роль «главного одобряющего», советчика, рецензента и редактора по совместительству. Спасибо тебе за то, что ты всегда была рядом.

Сандра и я – счастливые родители трех прекрасных сыновей: Майка, Брайана и Стива. Читателям первого издания известно, что мне вместе с сыновьями нравится водить гоночный Порше по дорогам Среднего Запада. Я сожалением должен признать, что Порше был самым заброшенным членом семьи в этом году. Всякий раз, когда я проходил мимо гаража, оттуда прямо-таки слышались его мольбы покататься. Раньше, когда я бывал слишком занят, эту обязанность принимали на себя мои сыновья. Но в этом году они тоже были слишком заняты собственными семьями и карьерой. Так что моей бедной машине оставалось лишь ждать, пока я закончу эту книгу. Но, что это? Я слышу доносящийся из гаража рев гоночного автомобиля. Кто-то зовет меня!

– F.S.

Предисловие

IBM AS/400 – одна из самых интересных по инженерным решениям и эффективных коммерчески компьютерных архитектур. Задолго до того, как термин «объектно-ориентированный» широко распространился, машинный интерфейс высокого уровня AS/400, появившийся в предшествовавшей ей System/38, предоставил разработчикам приложений набор объектов (таких как очереди, индексы и файлы базы данных), которые при создании программы можно было использовать в качестве строительных блоков. Объекты придали высоким функциональным возможностям системы согласованную и простую в работе форму. Унифицированный объектный интерфейс скрывает от программистов AS/400 детали, благодаря чему они могут игнорировать сложные управляющие блоки и системные процедуры, относящиеся к внутренним процессам операционной системы (ОС). Более того, с помощью набора заранее определенных операций ОС ограничивает доступ к объектам. Это обеспечивает приложениям дополнительную защиту при исполнении.

Объекты AS/400 расположены в слое программного обеспечения поверх аппаратных средств. Это позволяет IBM вносить в аппаратуру значительные изменения, не затрагивая при этом приложения. Обычно новое оборудование требует лишь обновления поставляемого IBM внутреннего кода – ведь интерфейсы объектов, задействованных приложениями, неизменны. Это еще одно преимущество объектов AS/400: они позволяют приложениям воспользоваться новшествами аппаратных средств, при этом модифицировать код приложений не требуется. Все детали реализации системных объектов «скрыты» слоем программного обеспечения.

Можно сказать, что архитектура AS/400 «балует» программистов – где еще Вы найдете подобную рациональность? И все же программисты любят знать, как работает системное программное обеспечение, и те, кто работает с AS/400 s не исключение. На любой конференции по AS/400 они обычно собираются группами и растолковывают друг другу, какова сущность внутренних процессов системы, что происходит при активизации программного объекта, переопределении файла при его открытии или выполнении какой-нибудь другой операции. Дело, конечно, не просто в неудовлетворенном любопытстве; во многих случаях глубокое понимание архитектуры AS/400 позволяет программисту писать более функциональный или эффективный код. Но любому опытному программисту известно, что только по руководствам всего не узнаешь. Это особенно справедливо для AS/400, руководства по которой специально лишены описания деталей внутренней структуры или функционирования.

Сокрытие деталей высокоуровневым машинным интерфейсом AS/400 повсеместно заслужило высокую оценку, и все же многие из нас давно ждали книги вроде этой – ясного и исчерпывающего описания важнейших компонентов архитектуры этой системы. Знакомство с ней необходимо любому программисту, пишущему для AS/400.

Конечно, мой интерес (я думаю, это относится и к другим разработчикам) не ограничивается только текущими техническими подробностями. Хочется больше знать и об истории такой совершенной системы, и о людях, давших ей жизнь, и, конечно, о перспективах AS/400.

Автор этой книги, Фрэнк Солтис – именно тот человек, кто действительно «изнутри» знает все это, и может компетентно рассказать о создании AS/400, использованных в ней технологиях и планах IBM. Сам Фрэнк – одна из центральных фигур повествования: с момента появления замысла System/38 он играл ключевые роли в эволюции архитектуры AS/400. Его опыт охватывает несколько основных эпох организационного и технологического развития IBM, ему приходилось отвечать и за аппаратуру, и за программное обеспечение и за организационные вопросы. Фрэнк сочетает в себе таланты инженера и системного архитектора, да к тому же сделал академическую карьеру в области информатики. Добавьте к этому незаурядный миннесотский юмор, и вот результат s чтение разделов, посвященных, к примеру, «тегированной памяти» или «очереди распределения задач», становится захватывающим.

Сейчас, когда мы переживаем бум Интернета, Web-узлов, языка Java и распределенных вычислений, очень интересно узнать, какие новые возможности AS/400 позволяют ей претендовать на роль «лучшего из серверов». В этом, втором, издании своей книги Фрэнк объясняет, каким образом новая архитектура RISC, а также существенные усовершенствования в OS/400 и SLIC (System Licensed Internal Code) позволяют обеспечить дополнительные возможности и лучшее соотношение цена/производительность для всего модельного ряда AS/400 – от систем начального уровня до мощных кластеров, обрабатывающих миллионы транзакций в час. Поистине, нет человека, который мог бы сделать это лучше.

Я впервые встретился с Фрэнком в 1985 году. Тогда я только что познакомился с System/38 после многих лет работы на мэйнфреймах IBM, и эта система была для меня новой и интересной. Фрэнк произвел на меня впечатление обычного «IBM'ера» – он часами рассуждал о технических деталях архитектуры, уделяя при этом большое внимание «человеческому фактору». Он был таким интересным и толковым рассказчиком, что я принялся убеждать его написать об System/38 книгу. Позднее я узнал, что именно тогда руководству IBM, будущее System/38 представлялось весьма туманным. Понятно, что Фрэнк не хотел рассказывать историю, пока не убедился, что у нее будет счастливый конец. Теперь же огромный успех AS/400, широта ее распространения и ключевая роль в стратегии IBM позволяют Фрэнку поделиться своими знаниями. Счастливого Вам путешествия по AS/400 с гидом, о котором можно только мечтать!

Пол Конт.

Президент, Picante Software, Inc.

Введение

Мы, представители компьютерной индустрии, часто с большой гордостью подчеркиваем, как много нам удалось сделать за относительно короткий период времени. Иногда мы даже хвастаемся, что осваиваем новые технологии быстрее, чем кто-либо еще. И все же, нельзя не упомянуть, что, хотя новое аппаратное и программное обеспечение порой действительно создается удивительно быстро, зачастую мы просто используем заново некоторые очень старые идеи.

Однажды бывший президент США Гарри С. Трумен (Harry S. Truman) сказал: «В мире нет ничего нового, за исключением истории, которой Вы не знаете». Чтобы до конца понять, как работает любая вычислительная система, необходимо изучить ее историю, а также понять людей, ее создавших. Особенно верно это для такой системы, как AS/400, которая, как мне кажется, не вписывается в общие рамки.

На дизайн вычислительной системы значительное влияние оказывает то, в рамках какой организации она была создана, и то, какие продукты ей предшествовали. Если группе разработчиков удалось нечто успешное, то на следующем цикле проектирования она «изобретет» это заново и вместо новой системы построит улучшенную модель существующей. Радикально новые идеи обычно приходят извне.

Возьмем проекты, создававшиеся на протяжении многих лет компьютерными фирмами восточного побережья США. Как правило, их ключевые концепции были заимствованы из исследований, выполненных в учебных заведениях типа Массачу-сетского технологического института MIT (Massachusetts Institute of Technology). В 60-х годах инженеры и ученые MIT под патронажем Министерства обороны США работали над проектом МШг^. Впоследствии и IBM, и другие компании нанимали выпускников этих университетов для создания новых операционных систем. Так как проектировщики имели сходный опыт, то и созданные ими системы оказались очень похожими. Такие операционные системы как ОС MVS для мэйнфреймов IBM, ОС VMS корпорации Digital Equipment и все ОС Unix – имеют общие «восточно-университетские» корни.

Даже новая ОС – Windows NT фирмы Microsoft – несет в себе черты того же самого прошлого. Команда, создавшая Windows NT, ранее работала над ОС VMS компании Digital, в результате многие элементы Windows NT «навеяны» VMS. Если Вы замените буквы аббревиатуры VMS на следующие за ними буквы английского алфавита, то получите WNT, и это не просто случайность. История AS/400 совершенно иная.

Менее года назад я был в Буэнос-Айресе на встрече с группой пользователей этой системы. По окончании встречи молодой репортер газеты «La Nacion» спросил меня: «Сформулируйте, пожалуйста, коротко причины того, почему в AS/400 столь много новшеств?». И я ответил: «Потому что никто из ее создателей не заканчивал MIT.» Заинтригованный моим ответом, репортер попросил разъяснений. Я сказал, что не собирался критиковать MIT, а лишь имел в виду то, что разработчики AS/400 имели совершенно иной опыт, нежели выпускники MIT. Так как всегда было трудно заставить кого-либо переехать с восточного побережья в 70-тысячный миннесотский городок, в лаборатории IBM в Рочестере практически не оказалось выпускников университетов, расположенных на востоке США. И создатели AS/400 – представители «школ» Среднего Запада – не были так сильно привязаны к проектным решениям, используемым другими компаниями.

Далее я хотел бы предложить Вашему вниманию краткий исторический обзор событий, который привели в конечном счете к современной серии AS/400е, а также мои наблюдения о тех, кто явил миру эту замечательную систему и предрешил ее успех. Более полную историю AS/400, в том числе и информацию об истоках замысла проекта, Вы можете найти в Приложении.

Начало

В 50-х годах XIX века группа фермеров Новой Англии поселилась в Рочестере (Rochester), штат Миннесота. Вероятно, Рочестер и сейчас был бы маленьким сонным фермерским городком, если бы не торнадо 1883 года, от которого пострадали многие жители. Врач Уильям Уоралл Мэйо (William Worall Mayo), в то время гостивший здесь у приятеля, лечил раненых. Он так и остался в Рочестере, а позже к нему присоединились два его сына – Уильям в 1883 году и Чарльз в 1888. Принятое ими в 1889 году решение – открыть частную больницу, которую они назвали клиникой Мэйо, – превратило Рочестер, в конце концов, в международный медицинский центр. Сейчас здесь один врач на 70 жителей, чистая окружающая среда, замечательная система образования и низкий уровень преступности. По данным журнала «Money», Рочестер год за годом входит в двойку или тройку лучших мест страны для проживания.

А самое важное для нас то, что Рочестер – колыбель AS/400. В 1956 году IBM, в то время нью-йоркская компания с несколькими производственными и проектными филиалами в разных городах этого штата, объявила о создании нового подразделения в Рочестере. Томас Дж. Уотсон-старший (Thomas J. Watson, Sr.), основатель IBM, прожил большую часть жизни в Нью-Йорке и предпочитал размещать новые филиалы именно там. Решение выйти за пределы штата Нью-Йорк означало для IBM отказ от имиджа местной компании.

Впервые я приехал в Рочестер в 1962 году, за год до открытия там проектной лаборатории. Тогда я еще учился в университете, и IBM предложила мне работу на лето в Рочестере. В то время меня не привлекали ни компьютеры, ни тем более жизнь в маленьком степном городе на юге Миннесоты – я грезил авиакосмической индустрией Калифорнии. Но я был знаком с менеджером проекта в Рочестере и думал, что мне будет приятно поработать с ним летом.

По приезде я узнал, что работу над проектом уже получил другой человек. Мне предстояло работать над созданием банковского терминала. Я был разочарован, но согласился на этот вариант по той же причине, что заставляет других работать там, где им не нравится: я нуждался в деньгах.

Видимо, руководитель проекта банковского терминала знал, что я был разочарован, не получив работу над медицинским проектом. Он провел со мной очень много времени в разговорах о том, какую роль будут играть компьютеры в будущем Рочес-тера. И я поверил, что инженеры, в совершенстве владеющие навыками проектирования программного и аппаратного обеспечения, смогут здесь реализовать себя. В конце лета я вернулся в университет с вновь проснувшимся интересом к проектированию цифровых вычислительных систем.

Через год, окончив университет, я вернулся в Рочестер и стал работать под началом того же руководителя проекта. В течение следующих нескольких лет подразделение IBM в Рочестере перешло к разработке компьютеров, и я принял в этом участие. Затем, мне вновь предложили поучиться: я был одним из многих инженеров, имевших весьма ограниченные познания в области операционных систем. Недостаток знаний о вычислительных архитектурах и проектировании операционных систем я возмещал в Университете штата Айова (Iowa State University).

Я вернулся в Рочестер в конце 1968 года со степенью доктора и некоторыми вполне сложившимися идеями о том, как следует проектировать новую компьютерную систему. Вскоре, в июне 1969 года, был объявлен первый компьютер Рочестера

System/3. System/3 была продукцией специального назначения и более походила на счетную машину, чем на компьютер. Я не понимал тогда, что разработчикам из Роче-стера удалось попасть в компьютерный бизнес, лишь создав в штаб-квартире IBM иллюзию, что они делают счетную машину. В конечном счете это не сыграло большой роли, так как System/3 было суждено стать нашим первым успехом, залогом будущей революции в компьютерной индустрии.

В течение 1969 года я работал над проектом, в ходе которого мне удалось «отшлифовать» многие из идей, почерпнутых в университете. В конце 1969 года я получил новое задание – разработать архитектуру для наследника System/3.

Революция начинается

В пронизывающе холодный вторник 8 января 1970 года я[ 1 ]1
  Прекрасный вопрос для викторины: кто родился 8 января? Ответ: «Элвис и AS/400». Элвис Пресли родился в Тупело (Tupelo), штат Миссисипи, 8 января 1935 года, а AS/400 – в Рочестере, штат Миннесота, 8 января 1970.


[Закрыть] представил руководству Рочестера предложения по революционно новой компьютерной архитектуре, основой которой был машинный интерфейс высокого уровня. Примененную в этой архитектуре структуру адресации, названную одноуровневой памятью, я позаимствовал и развил из собственной докторской диссертации. Основной мотив – защитить капиталовложения заказчиков в прикладные программы, сделав вычислительную систему независимой от нижележащих аппаратных технологий. Новая система должна была совершенно отличаться от System/3, но, несмотря на это, содержать большую часть функций последней. Эта способность поддерживать среду System/3 оказалась крайне полезной годы спустя, когда нам понадобилось соединить эти две линии.

Не испугавшись поистине радикальных идей, лежавших в основе новой архитектуры, руководство Рочестера решило принять эти предложения и создать специальную группу для разработки новой системы. В течение шести месяцев была создана группа из девяти человек, которая должна была превратить мечты в реальность. Я стал архитектором новой системы. Вряд ли я понимал тогда, что буду оставаться в этой роли более четверти столетия.

Подразделение Advanced Systems, сформированное для создания новой системы, действовало изолированно от разработки System/3 (семейство System/3 продолжало расти, и к нему добавились System/32 в 1975 году и System/34 в 1977). До середины 70-х новым проектом занималось не так уж много сотрудников, но затем сотни и тысячи людей со всей IBM присоединились к нашей команде. 24 октября 1978 года мы объявили о создании новой системы. Она была названа System/38.

System/38 была немедленно объявлена компьютером с расширенной архитектурой – одна из крупнейших инноваций IBM за долгие годы. Очень немногие люди, как внутри IBM, так и вне корпорации, по-настоящему поняли, что произошло. Но среди тех, кто осознал мощь и потенциал System/38, быстро сформировалось нечто, похожее на культ. Встречи групп пользователей часто походили на религиозные собрания.

Однако System/38 не заменила семейство System/3, как мы изначально надеялись. Новая система не привлекла многих наших старых заказчиков. Первые продажи System/38 были задержаны до июля 1980 года, как мы объявили, из-за недостаточной производительности. На самом деле, самая большая проблема производительности заключалась в том, что система не работала сколь-нибудь продолжительное время перед сбоем. Эта задержка отпугнула некоторых заказчиков. Кроме того, владельцы меньших систем – System/32 и System/34 – нашли, что новая система слишком велика и слишком дорога. Удовлетворить потребности большинства таких заказчиков смог объявленный в мае 1983 был последний вариант System/3 – System/36. Так что разработки компьютеров в Рочестере по-прежнему шли в двух разных направлениях.