Mainframe

1. 4/11/2010
Sistemas Computacionais – Classificação
Arquitetura de Computadores
Quanto ao princípio de construção
Computador Analógico:
Representa variáveis por meio de analogias físicas.
Trata-se de uma classe de computadores que resolve
problemas referentes à condições físicas, por meio de
quantidades mecânicas ou elétricas, utilizando circuitos
equivalentes como analogia ao fenômeno físico que
está sendo tratado.
A informação é recebida e processada de um modo
contínuo.
A informação pode ser, por exemplo, um conjunto de
valores de corrente elétrica, de temperatura ou de
velocidade.
Computadores de grande porte:
mainframes e supercomputadores
Prof. Marcos Quinet
Universidade Federal Fluminense – UFF
Pólo Universitário de Rio das Ostras - PURO
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Sistemas Computacionais – Classificação
Sistemas Computacionais – Classificação
Computador Digital:
Quanto ao âmbito
Processa informações representadas por combinações
de dados discretos ou descontínuos.
Mais especificamente: trata-se de um dispositivo
projetado para executar sequências de operações
lógicas e aritméticas.
Estes computadores são bastante versáteis e por isso
são muito mais utilizados do que os computadores
analógicos.
Normalmente, quando não é feita qualquer referência à
natureza do computador subentende-se que se trata de
um computador digital.
Computadores de âmbito específico
Computadores desenhados para desempenhar um
conjunto muito reduzido de tarefas.
Utilizados, por exemplo, no controle de mecanismos
industriais e em cálculos científicos.
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2. 4/11/2010
Sistemas Computacionais – Classificação
Sistemas Computacionais – Classificação
Os computadores também podem ser classificados
quanto à utilização:
Computadores de âmbito geral
◦ Computador Científico - dirigido ao emprego em áreas de
cálculos e pesquisas científicas, nas quais são requeridos
resultados de maior precisão e pequeno volume de entrada e
saída de dados.
Computadores capazes de desempenhar uma grande
variedade de tarefas, através da execução de um
grande número de programas.
Classe de computadores bastante utilizados em
escritórios, escolas e no uso residencial
◦ Computador Comercial - constitui a grande maioria dos
equipamentos utilizados nas empresas, caracteriza-se por
permitir o trato rápido e seguro de problemas que comportam
grande volume de entrada e saída de dados.
A maioria dos fabricantes hoje dispõe de produtos – ditos
de uso geral – que podem ser empregados tanto na área
científica quanto na área comercial.
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Supercomputadores e Mainframes
Sistemas Computacionais – Classificação
Quanto ao Porte
•
Os mainframes nasceram em 1946 e foram sendo
aperfeiçoados. Em 7 de abril de 1964, a IBM apresentou
o System/360, mainframe que, na época, foi o maior
projeto de uma empresa. Desde então, outras
empresas, como a HP e a Burroughs (atual Unisys),
lançaram seus modelos de mainframe. Existem
mainframes em operação no mundo inteiro.
•
Contemporâneos aos /360 da IBM foram os Burroughs
B-200, B-300 e B-500 (de pequeno porte) e os B-5500
(de grande porte).
•
Posteriormente a IBM lançou a série /370, e a Burroughs
por sua vez lançou as máquinas de terceira geração: B3500 e B-6500, sucedidas pela série 700: B-3700 e B6700.
Supercomputadores;
Mainframes;
Minicomputadores;
Estações de trabalho;
Computadores pessoais:
• Desktop;
• Notebook;
• Palmtop.
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3. 4/11/2010
Supercomputadores e Mainframes
•
•
Supercomputadores e Mainframes
•
A distinção entre supercomputadores e mainframes não
é clara e direta, mas geralmente falando, os
supercomputadores são utilizados na solução de
problemas em que o tempo de cálculo é um limite,
enquanto os mainframes são utilizados em tarefas que
exigem alta disponibilidade e envolvem alta taxa de
transferência de dados (internos ou externos ao
sistema).
•
No fim da década de 70, ao mesmo tempo que cresciam
os sistemas destinados a grandes corporações,
começaram a reduzir o tamanho de uma série das
máquinas para chegar a clientes menores: a IBM lançou
o /3 e a Burroughs a série B-1700 e posteriormente o B700, máquinas de quarta geração, cujo software básico
era escrito em MIL (Micro Implemented Language) e
SDL (Software Development Language). Foram as
primeiras máquinas Burroughs microprogramáveis, o que
lhes dava uma flexibilidade ímpar. Essas máquinas
marcaram o início do uso de circuitos integrados com
tecnologia TTL com integração em média escala (MSI).
Como consequência:
•
•
Hoje, segundo especialistas, há uma forte tendência de
crescimento para este setor, inclusive com as novas
versões do Cobol (principal linguagem usada nos
Mainframes) usando ambiente gráfico.
os supercomputadores são mais complexos do ponto de
vista do programador;
os supercomputadores são otimizados para realização de
tarefas complicadas utilizando principalmente a memória,
enquanto os mainframes são otimizados para realizar
tarefas que acessam grandes quantidades de informação
oriunda de bases de dados;
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Supercomputadores e Mainframes
•
Supercomputadores e Mainframes
os mainframes suportam totalmente o software antigo (no caso
da IBM, inclusive aplicações escritas na década de 60)
convivendo
com
novas
versões.
No
caso
dos
supercomputadores, a tendência é ignorar a compatibilidade
retroativa de software no projeto de novos sistemas;
as tarefas executadas pelos supercomputadores toleram
interrupções (por exemplo, cálculos de modelos de previsão de
aquecimento global ou pesquisa acadêmica). Os mainframes
executam tarefas que exigem alta disponibilidade, podendo
executar serviços continuamente por anos (por exemplo,
sistemas de emissão de passagens aéreas ou processamento
de cartões de crédito);
•
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os supercomputadores são construídos para atender uma
finalidade específica. Os mainframes são construídos para
realizar uma grande variedade de tarefas de execução diária;
normalmente os supercomputadores são utilizados em
aplicações científicas e militares, enquanto os mainframes são
voltados a aplicações civis, sejam governamentais ou
empresariais;
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4. 4/11/2010
Mainframes
Mainframes (Computadores de Grande Porte)
São sistemas projetados para manusear considerável
volume de dados e executar simultaneamente programas
de uma grande quantidade de usuários.
Utilizados por grandes empresas que necessitam
armazenar grande quantidade de informação e ter um
acesso rápido à ela.
Os usuários acessam o mainframe através de terminais.
Um mainframe possui à ele conectado uma grande
quantidade de terminais.
Mainframes
Ao contrário dos supercomputadores, são de âmbito
extenso, utilizadas em grandes organizações como
bancos, companhias de seguros e centros de
investigação.
◦ Exemplos: Sistemas IBM 3090 e Control Data CDC
Mainframes são projetados para sistemas de
médio/grande porte, apresentando grande capacidade
de processar quantidades de informações com rapidez
e solidez de até 1 Tflops* (um trilhão de cálculos por
segundo)
* sistemas IBM, dez/2008
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Mainframes
Mainframes também podem ser classificados de
acordo com o tipo de terminal de acesso que utiliza:
Terminal burro: todo o processamento é feito no
mainframe. O terminal apenas é um meio de entrada
e visualização dos dados.
Terminal inteligente: faz parte do processamento no
terminal. Geralmente é um computador pessoal.
Características básicas de um mainframe
Servidor Corporativo com
processar transações.
grande
capacidade para
Plataforma de Hardware e Software com maior índice de
disponibilidade, segurança, escalabilidade e uso eficiente
da energia.
Considerado o servidor de grande porte e de missão
crítica.
Plataforma mais estável conhecida no mercado, usado
por diversas empresas nos mais variados setores.
Atende a milhões de usuários com 1 único servidor e
sistema operacional.
O primeiro ambiente a fazer virtualização, a mais de 40
anos.
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5. 4/11/2010
System IBM 3090 – refrigerado a
água
Mainframe
Antigo
Cartão
Perfurado
Mainframe Atual - IBM System z9-EC
• Até 54 Processadores (para aplicação)
• Até 512 Gb de memória
• Velocidade de Barramento até 172.8 Gb por
segundo.
Alguns dados sobre mainframes
Os 25 maiores bancos do mundo possuem mainframe.
23 dos 25 maiores varejistas mundiais também.
9 das 10 maiores empresas seguradoras globais usam.
Os 7 maiores bancos brasileiros usam.
As 3 maiores empresas de telecomunicações do Brasil.
Os grandes datacenters brasileiros, públicos e privados
também.
Aplicações que rodam no mainframe no Brasil:
– Imposto de Renda, IPVA, Licenciamento, Contas de Telefone,
Conta de Luz, Bilhetagem Eletrônica de Transportes, Folha de
Pagamento, Conta Corrente Bancária, Operações de Débito e
Crédito, Jogos On-line, Sistemas de Controle de Vendas e muitos
outros.
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6. 4/11/2010
Computação de alto desempenho
Computação de alto desempenho
Mainframes atendem aplicações comerciais de grande
porte
Aplicações com necessidade de processamento superior
aos equipamentos mais modernos
Necessidade de resolver problemas matemáticos relativos
a processos reais
◦ Ex.: aerodinâmica, sismologia, meteorologia, física
atômica e nuclear, etc.
Problemas caracterizados por:
◦ necessidade de alta precisão numérica;
◦ repetidas operações numéricas sobre em grande
vetores de números;
◦ categoria conhecida como simulação de campos
contínuos.
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Computação de alto desempenho
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Computação de alto desempenho
Exemplo:
◦ situações físicas podem ser descritas por uma
superfície ou região em 3D;
◦ tal superfície é aproximada por uma matriz de pontos;
◦ um conjunto de equações define o comportamento
físico da superfície em cada ponto;
◦ equações representadas como uma matriz de
coeficientes e valores;
◦ operações sobre as matrizes soluciona o sistema de
equações.
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desenvolvimento dos supercomputadores;
Capacidade
de
processamento
Gflops/Tflops;
custo típico: entre US$ 10 e 15 milhões;
de
◦ Computador de grande porte: multiprogramação e
uso intensivo de E/S;
◦ Supercomputador: otimizados para computação
numérica.
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7. 4/11/2010
Supercomputadores – características
gerais
Supercomputadores
Os supercomputadores são máquinas de grande porte,
capazes de processar grandes quantidades de informação
a uma velocidade bastante elevada.
Estes computadores são de âmbito específico, realizando
um grupo de tarefas reduzido.
Permite a execução das tarefas em menor tempo, através
da execução em paralelo de diversas tarefas.
O paralelismo pode ser obtido em diversos níveis, com ou
sem o uso de linguagens de programação paralelas.
Arquiteturas de diversos tipos, elaboradas para aplicações
específicas, podem ser utilizadas para acelerar a execução
dessas aplicações.
Computadores com grande capacidade de
processamento, extremamente rápidos, com cálculos
que envolvem milhares de variáveis e equações e
milhares de medidas- uso científico e militar – de 136
a 160 T Flops.
Utilizados principalmente no campo científico, nos
quais se destacam as simulações.
Outros exemplos de aplicação: previsão de tempo e
modelagem tridimensional.
Possuem um tamanho muito grande e necessitam de
condições especiais de funcionamento.
Exemplos: CRAY Y-MP e IBM 9021
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Supercomputadores – características
gerais
◦ Este termo é geralmente confundido com cluster — um
tipo de supercomputador criado a partir da cooperação
de vários computadores convencionais.
◦ Os primeiros supercomputadores foram criados na
década de 1960.
◦ O supercomputador japonês MDGrape-3 da Riken
passa a ocupar a posição mais desejada de um
supercomputador, o primeiro lugar. O supercomputador
é resultado de uma parceria da Hitachi, da Intel e da
NEC, e consegue atingir a marca de 1 petaflop. Para
atingir essa marca foram usados "apenas" 4.808
processadores.
Supercomputadores – características
gerais
◦ uso limitado;
◦ mercado restrito;
◦ comparativamente, poucas máquinas estão em
operação:
Centros de pesquisa, agências com fins
tecnológicos ou científicos.
◦ constante evolução.
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8. 4/11/2010
Exemplos de supercomputadores
Evolução dos Supercomputadores
◦ MDGrape-3: em sua construção foram gastos 9
milhões de dólares, com o objetivo de ser utilizado
pela indústria farmacêutica para criação de novas
drogas.
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Exemplos de supercomputadores
Exemplos de supercomputadores
Earth Simulator: Supercomputador localizado
no Japão para a execução de modelos
climáticos globais, avaliando problemas de
aquecimento global, geofísica, atmosfera, etc.
◦ 640 nós (cada nó com 8 processadores vetoriais)
◦ Total de 5120 processadores
◦ 8 Gflop/s por processador
◦ Processamento máximo de 36 TFlop/s
◦ 16GB de memória compartilhada por nó
◦ Memória RAM total de 10 TB
◦ 1.6 PB de capacidade de armazenamento
◦ Área ocupada: 4 quadras de tênis
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9. 4/11/2010
Exemplos de supercomputadores
◦ NEC SX-6 (INPE)
◦ Processa diariamente as previsões do Centro de
Previsão
do
Tempo
e
Estudos
Climáticos
(CPTEC/Inpe)
◦ Capaz de rodar, além das previsões de tempo e clima,
modelos de previsão ambiental.
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