Готовые адресные пространства в порядке приоритета

Адресное пространство готово к выполнению, если оно загружено и не ожидает завершения какого-либо события. Приоритет адресного пространства определяется диспетчерским приоритетом, определяемым пользователем или инсталляцией. После выбора адресного пространства с наивысшим приоритетом z/OS (посредством диспетчера) сначала диспетчеризует SRB с локальным приоритетом, запланированные для этого адресного пространства, и затем TCB в этом адресном пространстве. Если в системе нет работы, готовой к выполнению, z/OS переходит в режим разрешенного ожидания до тех пор, пока новая работа не поступит в систему. Различные модели оборудования z/Series могут иметь от одного до 54 центральных процессоров (CP)1. Все CP могут выполнять инструкции одновременно. Диспетчерские приоритеты определяют, когда следует начать диспетчеризацию готовых к выполнению адресных пространств.

Адресное пространство может находиться в одной из четырех очередей:

• IN-READY – находится в основной памяти и ожидает диспетчеризации;

• IN-WAIT – находится в основной памяти, но ожидает завершения некоторого

события;

• OUT-READY – готово к выполнению, но выгружено из основной памяти;

• OUT-WAIT – выгружено из основной памяти и ожидает завершения некоторого события.

Только задачи в очереди IN-READY можно выбрать для диспетчеризации.

7.22. Синхронизация использования ресурсов. Организация очередей. Блокировка ресурсов.

В многозадачной многопроцессорной среде синхронизация использования ресурсов представляет собой метод координирования доступа к ресурсам, используемых несколькими приложениями. Программам, изменяющим данные, требуется исключительный доступ к этим данным. В противном случае, если несколько программ одновременно выполнят изменение одних и тех же данных, это может привести к повреждению данных. Программы, которым требуется только чтение данных, могут осуществлять одновременный доступ к одним и тем же данным. Наиболее распространенными методами являются организация очередей и блокировка. В z/OS организацией очередей управляет компонент глобальной синхронизации ресурсов и блокировкой управляет несколько программ управления блокировкой, входящих в супервизорный компонент.

Глобальная синхронизация ресурсов осуществляет синхронизацию доступа к ресурсам для защиты их целостности. В инсталляции две или больше систем z/OS могут быть связаны адаптерами канал-канал (CTC) для создания GRS-комплекса и синхронизации доступа к ресурсам, совместно используемым различными системами.

При получении программными запросами доступа к многократно используемому ресурсу этот доступ может быть исключительным либо разделяемым. Когда компонент глобальной синхронизации ресурсов назначает разделяемый доступ к ресурсу, пользователи, требующие исключительного доступа, не могут получить доступ к этому ресурсу. Подобным же образом, когда компонент глобальной синхронизации ресурсов назначает исключительный доступ к ресурсу, все остальные инициаторы запросов на доступ к ресурсу должны ожидать до тех пор, пока инициатор запроса с исключительным доступом не освободит ресурс.

Организация очередей является средством запрашивания программой, выполняющейся в z/OS, управления ресурсами с последовательным многократным использованием. Если требуется внести изменения в ресурсы, программа должна запросить исключительное управление; если в ресурсы не требуется вносить изменений, программе следует запросить разделяемое управлени е, позволяющее осуществлять доступ совместно с другими программами, не требующими исключительного управления. Если ресурс недоступен, система приостанавливает выполнение запрашивающей программы до тех пор, пока ресурс не освободится. Когда программе больше не требуется управление ресурсом, она использует макрос DEQ для его освобождения.

Блокировка представляет собой именованное поле в памяти, указывающее, используется ли ресурс и кто его использует. В z/OS существует два типа блокировок: глобальные блокировки, предназначенные для ресурсов, связанных с несколькими адресными пространствами, и локальные блокировки, предназначенные для ресурсов, назначенных определенному адресному пространству. Глобальные блокировки накладываются для подпрограмм, не допускающих многократное или совместное использование, и различных ресурсов. Для того чтобы использовать ресурс, защищенный блокировкой, подпрограмма должна сначала запросить блокировку для этого ресурса. Если блокировка недоступна, то программа или процессор, запросившие блокировку, предпринимают действие, зависящее от того, используется ли спин-блокировка или отсроченная блокировка:

Если спин-блокировка недоступна, запрашивающий процессор продолжает проверять доступность блокировки до тех пор, пока другой процессор ее не освободит.

Если отсроченная блокировка недоступна, единица работы, запрашивающая блокировку, приостанавливается до тех пор, пока блокировка не будет доступна. На запрашивающий процессор передается другая работа. Все локальные блокировки являются отсроченными.

Для того чтобы избежать тупиковой ситуации, блокировки организованы в иерархию и процессор или подпрограмма может запросить только блокировки, расположенные выше по иерархии, чем блокировки, удерживаемые ей на данный момент.

7.23. Определяющие свойства z/OS

• Использование адресных пространств в z/OS имеет много преимуществ: изоляция приватных областей в разных адресных пространствах обеспечивает безопасность системы, хотя каждое адресное пространство содержит также общую область, доступную для всех адресных пространств.

• Система разработана таким образом, чтобы обеспечивать целостность данных, независимо от числа пользователей; z/OS не позволяет пользователям осуществлять доступ или изменение каких-либо объектов в системе, включая пользовательские данные, какими либо средствами, кроме системных интерфейсов, применяющих правила полномочий.

• Система разработана таким образом, чтобы осуществлять управление большим количеством параллельных пакетных заданий, не требуя внешнего управления балансировкой рабочей нагрузки или устранения проблем целостности данных, которые в противном случае могут возникнуть из-за одновременного и противоречивого использования набора данных.

• Дизайн системы безопасности распространяется как на системные функции, так и на обычные файлы. Средства безопасности можно внедрить в приложения, ресурсы и профили пользователей.

• Система позволяет использовать несколько коммуникационных подсистем одновременно, обеспечивая необычную гибкость в одновременном выполнении разнообразных коммуникационных приложений (при использовании множества тестовых, рабочих и резервных версий каждого из них). Например, несколько стеков TCP/IP могут работать одновременно, каждый из которых имеет разные IP-адреса и обслуживает различные приложения.

• Система обеспечивает несколько уровней восстановления программного обеспечения, что делает незапланированные перезапуски системы в рабочей среде очень редкими. Системные интерфейсы позволяют приложениям обеспечивать собственные уровни восстановления. Эти интерфейсы редко используются простыми приложениями, однако часто используются полнофункциональными приложениями.

• Система разработана таким образом, чтобы осуществлять постоянное управление очень разнообразными задачами с автоматической балансировкой ресурсов для обеспечения соответствия рабочим требованиям, установленным системным администратором.

• Система разработана таким образом, чтобы постоянно управлять большими конфигурациями ввода-вывода, которые могут распространяться на тысячи дисковых приводов, множество автоматизированных библиотек магнитных лент, множество больших принтеров, больших сетей терминалов и т. д.

• Система контролируется с одного или нескольких терминалов операторов или через интерфейсы программирования приложений (API), позволяющие автоматизировать стандартные функции оператора.

• Интерфейс оператора является критической функцией z/OS. Он предоставляет информацию о состоянии, сообщения об исключительных ситуациях, средства управления потоком заданий, управление аппаратными устройствами и позволяет оператору управлять нештатными ситуациями восстановления.

7.24. Дополнительные и промежуточные ПО для z/OS.

Система z/OS обычно содержит дополнительные, отдельно продаваемые продукты, необходимые для создания полноценной рабочей системы. Например, рабочая система z/OS обычно включает средство управления безопасностью и средство управления базами данных. Говоря о z/OS, люди часто предполагают наличие этих дополнительных продуктов. Это обычно понятно из контекста обсуждения, однако иногда может быть необходимо спросить, является ли определенная функция частью «базовой z/OS», или же она представляет собой дополнительный продукт. IBM называет свои дополнительные продукты лицензированными программами IBM (IBM licensed programs).

Чаще всего выбирать приходится из следующих:

• Система безопасности. z/OS предоставляет инфраструктуру, в которой клиенты могут усиливать безопасность путем добавления продукта управления безопасностью (лицензированная программа компании IBM называется Resource Access Control Facility или RACF). Доступны также лицензированные программы других разработчиков.

• Компиляторы. z/OS включает компилятор ассемблера и C. Другие компиляторы, например компиляторы COBOL и PL/1, распространяются как отдельные продукты.

• Реляционная база данных. Примером такой системы является DB2. Доступны также другие продукты, например системы управления иерархическими базами данных.

• Средство обработки транзакций. IBM предлагает несколько таких средств, в том числе:Customer Information Control System (CICS);Information Management System (IMS);WebSphere Application Server для z/OS.

• Программа сортировки. Быстрая и эффективная сортировка больших объемов данных очень важна в пакетной обработке. IBM и другие изготовители предлагают полнофункциональные системы сортировки.

• Большое количество служебных программ. Например, программа System Display and Search Facility (SDSF), широко используемая нами в этой книге для просмотра выходных данных пакетных заданий, является лицензированной программой. Не каждая инсталляция содержит SDSF; существуют и альтернативные продукты.

8.Интерактивные средства Z/OS