Операционные системы IBM Mainframe: MVS и эволюция до z/OS

Введение

Операционная система для IBM мейнфреймов

Multiple Virtual Storage, чаще называемая MVS, является наиболее распространенной операционной системой на компьютерах System/370, System/390 и IBM Z IBM. Компания IBM разработала MVS, а также OS/VS1 и SVS, как преемницу OS/360. Она не связана с другими семействами операционных систем IBM для мейнфреймов, например, VSE, VM, TPF.

Виртуальные вводы и выводы (VIO)

MVS включает в себя компонент под названием Virtual I/O (VIO), позволяющий хранить временные наборы данных в имитируемых треках на наборах данных подкачки, что устраняет накладные расходы на выделение, но добавляет некоторую нагрузку на обработку.

Современные MVS

MVS теперь развилась в z/OS; более ранние выпуски MVS больше не поддерживаются компанией IBM, и с 2007 года поддерживаются только 64-разрядные выпуски z/OS. z/OS поддерживает запуск старых 24-разрядных и 31-разрядных приложений MVS вместе с новыми 64-разрядными приложениями. Выпуски MVS до версии 3.8j (24-разрядные, выпущенные в 1981 году) были общедоступными, и теперь выпуск MVS 3.8j можно бесплатно запускать в эмуляторах мейнфреймов.

MVS/370

MVS/370 — это общее название для всех версий операционной системы MVS, предшествующих MVS/XA. Архитектура System/370, существовавшая на момент выпуска MVS, поддерживала только 24-битные виртуальные адреса, поэтому архитектура операционной системы MVS/370 основана на 24-битном адресном пространстве. Вследствие этой 24-битной длины адреса, каждой программе, работающей в среде MVS/370, выделяется 16 МБ непрерывной виртуальной памяти.

MVS/XA

MVS/XA, или Multiple Virtual Storage/Extended Architecture, была версией MVS, поддерживавшей архитектуру 370 XA, которая включала в себя новую архитектуру ввода-вывода и расширение адресного пространства с 24 до 31 бита, предоставляя адресуемую область памяти размером 2 гигабайта. MVS/XA поддерживала 24-битный устаревший режим адресации для старых 24-битных приложений (то есть тех, которые хранили 24-битный адрес в младших 24 битах 32-битного слова и использовали старшие 8 битов этого слова для других целей).

MVS/ESA

MVS Enterprise System Architecture (MVS/ESA) – любая версия MVS, предшествующая OS/390, поддерживающая S/370 Enterprise Systems Architecture (S/370 ESA). MVS/ESA расширяет 24-битный и 31-битный режимы адресации MVS/XA, добавляя режим регистров доступа (AR) для обращений между адресными пространствами. IBM представила MVS/ESA как MVS/SP версии 3 в феврале 1988 года, затем MVS/ESA SP версии 4 и MVS/ESA SP версии 5. IBM заменила MVS/ESA на OS/390 в конце 1995 года, а затем на z/OS. MVS/ESA OpenEdition: обновление до версии 4 Release 3 MVS/ESA SP, анонсированное в феврале 1993 года, с поддержкой POSIX и других стандартов. Изначальная версия имела только сертификацию Национального института стандартов и технологий (NIST) на соответствие Федеральному стандарту обработки информации (FIPS) 151, но последующие версии были сертифицированы на более высоких уровнях и другими организациями, например X/Open и её преемником The Open Group. Она включала около 1 миллиона новых строк кода, предоставляющих оболочку API, утилиты и расширенный пользовательский интерфейс. Работает с иерархической файловой системой, предоставляемой DFSMS (Data Facility System Managed Storage). Оболочка и утилиты основаны на продуктах InterOpen от Mortice Kerns. Независимые эксперты оценивают степень соответствия открытым системам более чем в 80% – больше, чем у большинства систем Unix. Поддержка DCE2 была анонсирована в феврале 1994 года, а многие инструменты разработки приложений – в марте 1995 года. С середины 1995 года, когда все открытые функции стали стандартной частью MVS/ESA SP Version 5 Release 1, IBM перестала различать OpenEdition и операционную систему. В OS/390 V2R6 она стала UNIX System Services и сохранила это название под z/OS.

OS/390

В конце 1995 года IBM поставляла MVS в комплекте с несколькими программными продуктами и изменила название с MVS/ESA на OS/390.

z/OS

Нынешний уровень MVS поставляется под торговой маркой z/OS.

Тесно связанные операционные системы

Японские производители мейнфреймов Fujitsu и Hitachi неоднократно и незаконно получали исходный код MVS и внутреннюю документацию IBM в одном из самых известных случаев промышленного шпионажа XX века. Fujitsu в значительной степени использовала код IBM в своей операционной системе MSP, а Hitachi – в своей операционной системе VOS3. MSP и VOS3 широко продавались в Японии, где до сих пор занимают существенную долю установленной базы мейнфреймов, а также в других странах, в частности в Австралии. Даже ошибки IBM и опечатки в документации были скопированы с точностью. IBM сотрудничала с Федеральным бюро расследований США в рамках спецоперации, неохотно предоставляя Fujitsu и Hitachi проприетарные технологии MVS и аппаратное обеспечение для мейнфреймов в ходе многолетних расследований, завершившихся в начале 1980-х годов – расследований, в которых были замешаны высшие руководители компаний и даже некоторые японские государственные чиновники. Компания Amdahl, однако, не участвовала в краже интеллектуальной собственности IBM компанией Fujitsu. Любые сообщения от Amdahl в Fujitsu передавались через спецификации "Amdahl Only Specifications", которые тщательно очищались от любой интеллектуальной собственности IBM или ссылок на нее. После завершения расследований IBM достигла многомиллионных соглашений с Fujitsu и Hitachi, в течение многих лет получая значительную часть прибыли обеих компаний. Согласно достоверным данным, сумма этих соглашений превысила 500 миллионов долларов США. Три компании давно пришли к соглашению о многочисленных совместных предприятиях. Например, в 2000 году IBM и Hitachi сотрудничали в разработке модели мейнфрейма IBM z900. В связи с этим историческим копированием MSP и VOS3 правильно классифицируются как «форки» MVS, и многие сторонние поставщики программного обеспечения, совместимого с MVS, смогли создавать версии, совместимые с MSP и VOS3, с минимальными или вообще без изменений. Когда в 2000 году IBM представила свои 64-битные мейнфреймы z/Architecture, она также представила 64-битную операционную систему z/OS, прямого преемника OS/390 и MVS. Fujitsu и Hitachi отказались от лицензирования z/Architecture IBM для своих квази-MVS операционных систем и аппаратных систем, поэтому MSP и VOS3, хотя и формально поддерживаются своими поставщиками, до сих пор сохраняют большинство архитектурных ограничений MVS 1980-х годов. Поскольку z/OS по-прежнему поддерживает приложения и технологии эпохи MVS – z/OS по-прежнему содержит большую часть кода MVS, хотя и значительно улучшенного и усовершенствованного за десятилетия развития – приложения (и операционные процедуры), работающие на MSP и VOS3, могут перейти на z/OS гораздо легче, чем на другие операционные системы.

Japanese mainframe manufacturers Fujitsu and Hitachi both repeatedly and illegally obtained IBM's MVS source code and internal documentation in one of the 20th century's most famous cases of industrial espionage. Fujitsu relied heavily on IBM's code in its MSP mainframe operating system, and likewise Hitachi did the same for its VOS3 operating system. MSP and VOS3 were heavily marketed in Japan, where they still hold a substantial share of the mainframe installed base, but also to some degree in other countries, notably Australia. Even IBM's bugs and documentation misspellings were faithfully copied. IBM cooperated with the U. S. Federal Bureau of Investigation in a sting operation, reluctantly supplying Fujitsu and Hitachi with proprietary MVS and mainframe hardware technologies during the course of multi year investigations culminating in the early 1980s—investigations which implicated senior company managers and even some Japanese government officials. Amdahl, however, was not involved in Fujitsu's theft of IBM's intellectual property. Any communications from Amdahl to Fujitsu were through "Amdahl Only Specifications" which were scrupulously cleansed of any IBM IP or any references to IBM's IP. Subsequent to the investigations, IBM reached multimillion dollar settlements with both Fujitsu and Hitachi, collecting substantial fractions of both companies' profits for many years. Reliable reports indicate that the settlements exceeded US$500,000,000. The three companies have long since amicably agreed to many joint business ventures. For example, in 2000 IBM and Hitachi collaborated on developing the IBM z900 mainframe model. Because of this historical copying, MSP and VOS3 are properly classified as "forks" of MVS, and many third party software vendors with MVS compatible products were able to produce MSP and VOS3 compatible versions with little or no modification. When IBM introduced its 64 bit z/Architecture mainframes in the year 2000, IBM also introduced the 64 bit z/OS operating system, the direct successor to OS/390 and MVS. Fujitsu and Hitachi opted not to license IBM's z/Architecture for their quasi MVS operating systems and hardware systems, and so MSP and VOS3, while still nominally supported by their vendors, maintain most of MVS's 1980s architectural limitations to the present day. Since z/OS still supports MVS era applications and technologies— z/OS still contains most of MVS's code, albeit greatly enhanced and improved over decades of evolution—applications (and operational procedures) running on MSP and VOS3 can move to z/OS much more easily than to other operating systems.