大型主机操作系统2

第二章z/OS操作系统的功能概述内容提要•内存管理•外存储管理•数据管理•作业管理•安全管理•系统初始化z/OS的内存管理在z/OS系统架构里，不再有扩展存储的概念中央存储（CentralStorage）：也称作主存（mainstorage），是为系统提供对数据的直接寻址、快速访问的半导体存储器。辅助存储（AuxiliaryStorage）：是放在直接访问存储设备（即DASD）上的z/OS的内存管理——虚拟存储结构•虚拟存储是建立在主存——辅存体系上的存储管理技术。它以程序访问的局部性原则为基础，通过某种策略，把辅存中的信息分批调入主存，给用户提供一个比实际容量大得多的逻辑地址空间来访问主存•从CPU的角度看，主存—辅存层次的速度接近于主存，容量与位价则接近于辅存，解决了速度、容量与成本之间的矛盾z/OS的内存管理——页面调度•z/OS使用地址表确定一个页是在实存中还是在辅存中，并确定位置•在辅存的片和实存的帧之间进行的页面的移动称为页面调度•z/OS的页面调度对于用户来说是透明的•为了选择需要调出到辅存中的页面，z/OS采用最近最少使用（LRU）算法z/OS的内存管理——虚拟存储地址页（Page）：被划分成4KB虚拟存储单元的地址空间称为页段（Segment）：被划分成１ＭB单元的地址空间称为段区（Region）：被划分成2-8ＧB单元的地址空间称为区z/OS的内存管理——动态地址转换•动态地址转换（Dynamicaddresstranslation，DAT），是在存储映射期间把一个虚拟地址转换成所对应的实存地址的处理过程•动态地址转换只允许程序的一份拷贝装入任何可利用的实存空间。否则，在实存空间里可能会出现多个该程序的拷贝。•动态地址转换是通过使用页表、段表、区表和转换检测缓冲器并由硬件和软件共同实现的。z/OS的内存管理——虚拟存储是如何工作的z/OS的内存管理——帧、页、片•在虚拟存储中执行的程序片必须在实存和辅助存储之间转移。为了实现这个转移，z/OS按4K字节的单元或块管理存储器•存储器中定义了以下的块（均为4K）：•实存中的块被称为帧（frame）；•虚存中的块被称为页（page）；•辅存中的块被称为片（slot）；z/OS的内存管理——页面窃取与交换•z/OS总是尽力保持足够多的可用的实存帧。当程序涉及到的页面不在实存中时，z/OS可以把该页面调入可用实存帧中•当可用帧减少时，z/OS用页面窃取的方法来补充。也就是说，它将某个帧分给一个活动的用户后，其他任务也可使用这个帧•交换（SWAP）是指在实存和辅助存储之间转移所有最近有效的地址空间的方法。它可以将整个地址空间移入或者移出实存。是z/OS平衡系统负载和维持充足的可用实存所使用的方法之一z/OS的内存管理——虚拟存储和64位寻址的简史z/OS的内存管理—地址空间中有什么？z/OS的内存管理—z/OS系统地址空间•系统z/OS的系统地址空间在主调度程序初始化后启动。这些系统地址空间为z/OS上启动的所有其他类型的地址空间执行提供一定的支持•子系统z/OS要使用各种各样的子系统，例如主作业入口（primaryjobentry）子系统或者JES•TSO/E登录为每个登录z/OS的用户都会创建TSO/E地址空间•批处理作业为每个运行于z/OS上的批处理创建地址空间。批处理作业的地址空间由JES启动z/OS的外存储管理—多级存储结构z/OS的外存储管理——存储管理的任务•介质管理：初始化卷，监视维护卷的使用。包括安装卷，格式化卷，在卷上建立VTOC及VTOC索引•数据管理：主要包括的任务有：定义编目，选择合适的数据集组织和记录长度，分配数据集等•空间管理：目的是保证卷上有足够的空间创建新的数据集。主要任务有：删除不用的数据集，将不常用的数据集迁移到速度较慢的设备上，释放数据集未用的空间，压缩数据集，整理碎片等•可用性管理：目的是要保证数据集的可用性，也就是说，在数据集出问题时，系统能够从最近的备份中恢复用户的数据。为实现此目的，重要的手段是备份和恢复z/OS的外存储管理——存储介质的存储格式（1）•磁带的存储格式：z/OS的外存储管理—存储介质的存储格式（2）DASD的存储格式：z/OS的外存储管理——VTOC•VTOC是一个单个Extent上的顺序的数据集，并且存放在磁盘的0柱面0磁道之后，65535磁道之前•它记录了存储设备上所有数据集的属性，如数据集名，定位信息，长度，记录格式，使用情况，建立日期等z/OS的外存储管理——VTOC索引•由于VTOC是一个顺序的数据集，当卷上数据集很多时，查找速度非常慢，在z/OS中可建立其索引以提高其访问性能•VTOC的索引是一个与VTOC在同一个卷上的单独的物理顺序数据集，其名称为：SYS1.VTOCIX.xxxxxxxx。其中“xxxxxxxx”要遵照数据集标准命名规则，一般是VTOC及其索引所在卷的卷标号数据管理——数据集的访问方法•基本直接访问方法(BDAM)-直接数据集•基本的分区访问方法(BPAM)-PDS、PDSE•基本顺序访问方法(BSAM)-顺序数据集•扩展格式的数据集（ExtendedFormatDataSet）•索引顺序访问方法(ISAM)-索引顺序数据集•虚拟存储访问方法(VSAM)-ESDS、KSDS、RRDS、LDS…•队列顺序访问方法(QSAM)•HFS文件数据集的管理——数据集的命名•每当分配一个新的数据集,必须给数据集一个唯一的名字。•一个数据集名可能是一个名字段,或一系列联合的名字段•HLQ•LLQ•每个名字段(限定符)的长度可以是一到八个字符，名字段的第一个字母必须是大写字母(A到Z)或符号#@$，剩下的七个字符是任一字母、数字(0-9)、符号#@$或一个连字号(-)。名字段之间使用间隔符“.”隔开•包括所有的名字段和间隔符在内，数据集名的长度不能超过44个字符数据集的管理——数据集记录格式数据集的管理——数据集的编目（catalog）•在z/OS中，数据集的管理主要是通过编目来实现的•编目本身是一个数据集，它含有其他数据集的信息•对数据集的编目实际上是对数据集的入口建立列表和索引。访问数据集时，系统通过查找编目来定位已编目的数据集。编目中包括数据集名，卷标(VOLUME)和设备类型(UNIT)数据集的管理——BSC与VVDS•一个编目机制包含两种独立的数据集一个基本的编目结构(BCS)一个VSAM卷数据集(VVDS)•BCS可以认为是编目，而VVDS则可认为是VTOC的扩展数据集的管理——编目的结构数据集的管理—主编目与用户编目作业管理•z/OS操作系统通过JES子系统对系统中绝大多数的作业进行控制和管理，包括从系统外部接收作业、对系统中的作业进行调度、管理作业的输出等•在z/OS系统中，我们将一个作业的生命期分为六个阶段：•输入(Input)•转换(Conversion)•运行(Processing)•输出(Output)•打印(Print/Punch)•清除(Purge)作业处理流程——输入作业处理流程——转换作业处理流程——运行作业处理流程——输出和打印作业处理流程——清除作业处理流程——总体流程作业管理——JES2的性能与功能•从z/OS外得到作业•调度作业，优化系统效率•卸载作业和备份系统•高级打印输出•安全管理安全管理•RACF(ResourceAccessControlFacility)是z/OS的安全子系统。它可以验证一个用户，并且保护数据不会被有意或无意地破坏、修改、泄漏或使用•RACF有四大功能：•验证一个用户•资源授权检查•记录和报告•安全管理系统初始化•大型主机的初始化过程包括硬件系统初始化和软件系统初始化•初始微程序载入（IML:InitialMicroprogramLoad）•初始程序载入（IPL:InitialProgramLoad）•硬件系统的初始化•硬件系统的初始化主要是硬件系统的加电、初始微程序载入的过程•软件系统的初始化•载入操作•初始程序载入（IPL）•内核初始化•主调度器和子系统初始化