Мейнфре́йм (от англ. mainframe) — это большая универсальная высокопроизводительная практически безотказная электронная вычислительная машина (часто это сервер) с большими ресурсами ввода-вывода, значительным объёмом оперативной и внешней памяти.
Введение
Начало истории мейнфреймов положила реализация в 1964 году универсальной вычислительной системы System/360, которая обошлась фирме IBM примерно в пять млрд. долларов. Терминология «мейнфрейм» произошла от наименования стандартных стоек процессоров этой фирмы. В течение значительного периода времени (примерно двадцати лет) система System/360 безусловно лидировала на компьютерном рынке. Аналоги этой системы производили многие страны, в числе которых был и СССР с серией машин ЕС ЭВМ.
Сегодня мейнфреймы компании IBM функционируют примерно в 25000 фирм и организаций практически во всех странах, не учитывая множество аналогов этих систем. В России насчитывается по различным данным от 1500 до 7000 (с учётом аналогов). Примерно 70 % всей мировой информации промышленных компаний сохранены именно на мейнфреймах.
История Мейнфрейма
У мейнфреймов был и кризисный период, пиком которого считается 1993 год. В то время многие специалисты предрекали полный отказ от мейнфреймов и переход от анализа, хранения и переработки данных центральной ЭВМ к работе сети персональных компьютеров, которые объединяются структурой двух уровней по принципу «клиент, сервер». Некоторые даже называли мейнфреймы вчерашним днём компьютерной техники и предвидели большие перспективы для персональных компьютеров, которые отличались малым потреблением электроэнергии и малыми размерами. Между тем, для мейнфреймов нужны были большие площади, а применение старых полупроводников требовало иногда даже водяного охлаждения. Спрос на них стал падать ещё и по причине высокой стоимости и сложного технического обслуживания. Минусом мейнфреймов также было не соблюдение главного принципа открытых систем, совместимости с разными платформами. Эти проблемы были учтены производителями и мейнфреймы стали открытой платформой, они получили возможность работать на одной машине с большим количеством серверов, оснащённых разными операционными системами.
По давнему прогнозу компании Gartner Group, все работающие мейнфреймы должны были быть выключены в 1993 году. Но продажи мейнфреймов продолжаются и сегодня, мало того, они увеличиваются с каждым годом. Начиная с 1994 года уровень доверия к мейнфреймам снова начал расти. Было доказано на практике, что центральная обработка на базе менфреймов разрешает очень многие проблемы создания информационных систем в пределах одной организации и получается меньше по стоимости и простоте реализации, чем распределение функций по персональным компьютерам.
Современные мейнфреймы
Надёжная работа мейнфреймов является результатом их постоянного усовершенствования на протяжении шестидесяти лет. Их усреднённое время наработки на отказ приближается к пятнадцати годам. Специалисты, которые разрабатывали VM/ESA, на протяжении почти двадцати лет, работали над удалением, обнаруженных в операционной системе ошибок. Результатом явилась операционная система, которую возможно применять везде и всегда, даже при повышенной степени ответственности. Кроме того, мейнфрейм в состоянии проигнорировать или исправить почти все аппаратные ошибки и ошибки программного обеспечения, применяя такие методы:
- Резервирование или дубляж ресурсов. В частности, в составе ЭВМ в резерве два процессора и есть резервная память, различные способы доступа к периферии.
- Возможность менять почти все блоки «на горячую», то есть не выключая питание.
- Гарантированная сохранность информации. Применяется структура памяти с исправлением ошибок. То есть возникающие ошибки не разрушают информационные данные в памяти или в устройствах ввода вывода.
- Загруженность мейнфрейма допускается до 80 - 95% от максимальной в длительном режиме. Для сравнения, серверы UNIX способны длительно работать при нагрузке не более 20-30% от максимальной.
- Устройства ввода и вывода информации мейнфрейма спроектированы для работы с самой высокой загруженностью, то есть с высочайшей пропускной способностью.
- При работе ЭВМ, можно использовать масштабирование, причём оно может быть и вертикальным, и горизонтальным. Под вертикальным масштабированием понимается возможность наращивания до двенадцати центральных процессоров на одной ЭВМ. Под горизонтальным масштабированием понимается объединение нескольких компьютеров в единый системный комплекс, который может соединить до тридцати двух ЭВМ. При этом есть возможность объединить географически удалённые устройства. А если применять операционную систему VM, то возможно объединение в единый комплекс любого числа ЭВМ. При использовании программного масштабирования, на мейнфрейме возможно сконфигурировать практически неограниченное количество разных серверных ЭВМ. При этом любой сервер будет изолирован от других серверов.
- Доступность информационных данных. Так как вся информация сохраняется на едином сервере, то приложениям нет необходимости собирать исходные данные из многих источников, нет нужды в добавочном пространстве в памяти для их оперативного сохранения. Эти информационные данные, к тому же, всегда актуальны. Необходимо иметь лишь незначительное число физически реальных серверов и программное обеспечение будет существенно проще. В итоге, это приводит к увеличению скорости работы и значит производительности.
- Аппаратное обеспечение мейнфрейма имеет внутреннюю защиту, например, криптографические блоки. Защитные средства операционной системы могут быть дополнены программами RACF или VM/SECURE, которые предоставляют самую надёжную защиту.
- Обеспечивается сохранность инвестиционных вложений. Применение имеющегося прикладного программного обеспечения не влечёт дополнительного вложения средств на покупку новых программ для иной платформы.
