Дмитрий Ландэ,
заместитель директора
Информационного центра
"ЭЛВИСТИ"
Поток информации со всего мира, хлынувший на нас по сети Internet, все чаще содержит сообщения о разработке и росте продаж больших компьютеров. Однако конце 80-х, начале 90-х годов тенденции развития рынка мэйнфреймов говорили о его сворачивании. Отечественная компьютерная индустрия практически отказалась от использования машин такого класса, представленных в начале клонами ЕС ЭВМ, а затем second hand моделями. Попытаемся разобраться с тем, что же произошло на самом деле и каковы перспективы возврата к мэйнфреймам и к присущей им концепции централизованных вычислений.
Известно, что с развитием мини- и персональных компьютеров, при всеобщем переходе к технологии клиент-сервер, многими предсказывалось вытеснение мэйнфреймов с рынка информационных технологий и полная замена их открытыми системами, предполагающими распределенные вычисления. В качестве аргументов для таких предсказаний выступала дороговизна больших компьютеров и большие эксплуатационные затраты. Однако с течением времени выяснилось, что распределенная обработка информации оказалась в ряде случаев дороже централизованной. Существующие на мэйнфреймах приложения оказалось не так просто заменить, как казалось в начале. В результате, начиная с 1994 года во всем мире начался рост продаж такой техники, который начиная с 1996 года характеризуется как резкий. Известен факт, что компания Comparex Informationssysteme GmBH, уже продолжительное время работающая на этом сегменте рынка, увеличила объем продаж мэйнфреймов за 1996 год почти на 60 %. За тот же период рост продаж у IBM приблизился к 40 %.
История мэйнфреймов началась в начале 60-х годов, а именно в 1964 году, когда корпорация IBM объявила о созании универсальной компьютерной системы System/360. Само слово мэйнфреймов происходит от названия типовых процессорных стоек этой системы, на разработку которой было затрачено 5 млрд. долл. System/360 представляла собой сложный аппаратно- программный комплекс, расчитанный на обработку десятичных данных, так и чисел с плавающей запятой, что было до того времени недостижимым критерием универсальности. В результате System/360 стала безоговорочным лидером на рынке информационных технологий конца 60-х - начала 80-х годов, а ее модели и их клоны составили основную массу компьютерной техники многих стран мира, в том числе и СССР. Как и следовало ожидать, нашлось достаточно большое число фирм, последовавших за IBM, в том числе такие компании, как Amdahl Computers, Siemens Nixdorf, Bull, Unisys и др., многие из которых успешно работают на этом рынке по сей день.
В начале 70-х годов в IBM были созданы первые модели новой серии мэйнфреймов - системы машин System/370, базирующейся на монолитных интегральных схемах. Характерными чертами этих компьютеров стало использование виртуальной памяти, многопроцессорность, интерактивная обработка информации. Концепция системы предусматривала развитие и совершенствование, что привело к появлению в 80-х годах моделей System/370 Extended Architecture, а затем и Enterprice System Architecture (ESA) с усовершенствованной структурой виртуальной памяти. В основе архитектуры ESA заложена концепция системной интеграции, которая в полной мере проявилась во второй половине 90-х годов, и позволила преодолеть кризис на рынке мэйнфреймов.
Во второй половине 80-х годов стали проявляться кризисные явления на рынке mainframe. Можно назвать несколько причин этого явления. К тому времени был запущен "конвейер" по производству подобных больших систем, который оказался менее гибким и подверженным влиянию технологических новшеств в области микроэлектронники, чем родившаяся и развивающаяся ниша персональных компьютеров и открытых стевых технологий. Большинство заказчикиов, нуждающихся в то время в мощных централизованных системах, уже были оснащены мэйнфреймами, а другие категории пользователей заинтересовались более дешевыми альтернативными системами. Была еще одна причина - перходный период между качественно рознящимися линиями компьютеров System/370 и System/390. Все усилия разработчиков были направлены как раз на последние модели.
В 1989 году прирост объемов продаж в секоторе мэйнфреймов сотавил всего 5 %, а в начале 90-х годов стал отрицательным. Кульминация кризиса мэйнфреймов пришлась на 1993 год, когда три ведущих производителя мэйнфреймов IBM, Amdahl и Unisys закончили год с отрицательными показателями роста. IBM даже провело сокращение персонала, занятого производством mainframe на 42 %.
В 1990 году IBM был выпущен компьютер семейства ES/9000, System/390, который кроме того, что поддерживал совместимость прикладных программм "снизу-вверх", явился своего рода реализацией концепции системной интеграции. Сисема оказалась настолько приближенной к пользователю, стабильной и детально описаной, что считается сегодня открытой (терминологический п арадокс).
Немного об отечественных реалиях. Несмотря на лидирующие позиции СССР в 60-х годах в области централизованных вычислений, проявившееся в создании машин серии БЭСМ (с быстродействием 1 млн. операций в секунду по тем временам!) популярность System/360 во всем мире привела к тому, что у нас фактически были свернуты собственные разработки, и в рамках СЭВ начато клонирование машин IBM под именем ЕС ЭВМ. До конца 80-х годов вывести линию ЕС на уровень System/370 SA/XA так и не удалось, хотя были разработаны достаточно большие объемы уникального программного обеспечения, позволяющего решать серьезные задачи на технике, надежность которой стремилась к нулю. В конце 80-х годов позиции мэйнфреймов в СССР подверглись целому ряду угроз, роковое совпадение которых привело к печальным для них последствиям:
- мировой кризис мэйнфреймов;
- развитие индустрии персональных компьютеров и их относительная доступность лучших зарубежных образцов на отечественном рынке;
- кризис в технологии отечественного клона мэйнфреймов;
- правовой кризис системы незаконного клонирования;
- энергетический кризис;
- общий экономический кризис - невостребованность высокотехнологичных решений;
- внедрение на рынок не лучших образцов second hand техники, слабая поддержка последней;
- распад СССР, потеря производственных мощностей, связей.
Все вышесказанное привело к так называемой "ПК-революции", на просторах бывшего Союза, что в полной мере нашло отражение в Украине. Практически за 1 - 2 года были уничтожены основные вычислительные мощности страны (причем это коснулось в неменьшей мере мини-компьютеров). Взамен пользователям были предложены ресурсоэкономные ПЭВМ, внедрение которых создало иллюзию эффективного решения всех проблем. И не только иллюзию. Так оно и было в случае небольших фирм, чьи бухгалтерские задачи вполне укладывались в рамки возможностей этой техники. Вычислительные проблемы крупных предприятий были просто похоронены, как впрочем и экономика целых отраслей. Конечно, проблемы вычислительной техники были на общем фоне были очень частными. Что же положительного дало массовое внедрение персональных компьютеров? Во-первых были решены те задачи, которые должны решаться на рабочих местах. Во-вторых поолучили развитие и были внедрены приближенные к конечному пользователю интерфейсы, разработчики в полной мере получили школу объектных технологий. И наконец, получили хороший толчек сетевые технологии, стала внедряться концепция открытых систем.
Псевдоэкономичность массового перехода к ПК и распределенной обработке становится очевидной уже сегодня. Для того, чтобы оставаться на приемлемом уровне, организации практически ежегодно вынуждены полностью заменять (модифицировать) весь парк существующих компьютеров. Сегодня уже растет спрос на супер-мини компьютеры типа SUN, HP, Compaq. Очевидно, следующий шаг - мэйнфреймы. Осталось подняться на пол-ступени экономического уровня. Есть одна вещь, утерянная кажется окончательно. Это та часть концепции "унаследованности" технологий мэйнфреймов, которая касается персонала. Потеряно целое поколение разработчиков, имеющее опыт работы в таких операционных средах, как MVS и VM. Сегодня все знают, как далеко продвинулась система UNIX, но до сих пор, во всем мире эталон, по которому выносятся важнейшие решения в области операционных систем - это ОС MVS фирмы IBM. Такие ее возможности, как локализация ошибок и возможность восстановления после сбоев сегодня достигается только в лучших UNIX-системах. Снова парадокс, но для сегодняшнего постсоветского разработчика (а зачастую и пользователя) унаследованность технологий мэйнфреймов состоит скорее в UNIX (компания X-Open сертифицировала основную операционную систему OS/390 для System/390 как XOPG4 UNIX 95).
Сегодня крупнейшие производители мэйнфреймов в мире работают в условиях повышенного спроса на их продукцию, решая одновременно вопросы системной интеграции.
Корпорация IBM предлагает широкий набор программно- аппаратных систем, запоминающих и коммуникационных устройств. Сегодня предлагается Parallel Enterprace Server, который обеспечивает масштабируемые решения; RISC/6000 and S/390 Server-On-Board, - предоставляющий мощные гибридные решения; PC Server S/390 и P/390, обеспечивающие одновременную работу двух операционных сред. Предлагаются три базовые операционные системы OS/390, VM/ESA и VSE/ESA.
Корпорация Amdahl, входящая в состав объединения Fujitsu, также производит компьютеры семейства System/390. В пресс релизе от 9 февраля 1998 года говорится о ее системе 700 Series Server, являющейся одной из самых быстрых систем. В однопроцессорном варианте достигается 80 MIPS (млн. инструкций в секунду), а в 7-процессорном - 686 MIPS.
Hitachi Data System (HDS) сегодня производит также System/390 - совместимые системные компьютеры, обеспечивает интеграцию мэйнфреймов и открытых систем, профессиональный сервис. HDS выпускает серию мэйнфреймов HDS Skyline, последними достижениями которой являются модели 217 и 317. При этом по сведениям на 10 марта 1998 г. достигается быстродействие 50 и 74 MIPS, соответственно.
Дочернее предприятие BASF и Hitachi - Comparex Informationssysteme GmbH также выпускает System/390 - совместимые сервера. Последние модели M2000 в 8-процессорном варианте достигают быстродействия около 1000 MIPS.
Корпорация Unisis (объединение легендарных Sperry Univac и Burroughs) производит сегодня мэйнфреймы собственной, отработанной годами архитектуры. Последняя модель ClearPath A 2410 Enterprise Server довольно неплохо вписывается в офисную среду, включает богатый выбор программного обеспечения, в том числе реляционную СУБД высокого класса Unisys 2200 Series. Сегодня Unisys предлагает аппаратно-программную интеграцию в рамках одной вычислительной системы мощных мэйнфреймов и серверов на платформе Intel.
Многие компании, работающие на рынке мини-компьютеров стремяться освоить также и сегмент рынка мэйнфреймов. Так, новый сервер Sun - Enterprise Server 10000 (StarFire) уже называют "мэйнфреймом будущего", так как архитектура Dynamic System Domain дает возможность динамического объединения процессоров в группы, что было ранее доступно лишь для мэйнфреймов.
Несколько слов о мэйнфреймах и Internet. Согласно выводам аналитиков исследовательской фирмы International Data Corp., мэйнфреймы становятся главными претендентами на роль корпоративных хранилищ информации. По словам менеджера IDC Lucinda Borovick суммарный объем продаж программного обеспечения связи WWW с хост-машинами будет расти на 185 % ежегодно и достигнет 1 млрд. долл. в 2001 году. Эти средства обеспечат доступ пользователей Internet и intranet к ресурсам операционной среды мэйнфрейма. Первые такие продукты обеспечивали лишь самое общее графическое представление информации, которая хранится на мэйнфрейме. Сегодня продукты с традиционной организацией доступа к хосту используют для передачи данных клиенту языки типа Java. Операционные системы мэйнфреймов типа System/390 сегодня обеспечивают истинное разделение Web-приложений, их безопасное и независимое друг от друга функционирование, а также распределение приоритетов и полосы пропускания.
Похоже, мэйнфреймы все же вернутся к нам, как только это позволит экономика. Всегда найдуться задачи, требующие значительной концентрации вычислительного ресурса. Вместе с тем, внедрение мэйнфреймов предполагает достаточно высокий уровень системной интеграции, пока еще слабо достижимый отечественными компаниями.
По результатам исследования производительности систем клиент-сервер на базе UNIX-машин и систем на базе мэйнфреймов, опубликованным International Technology Group, эффективность применения UNIX-машин резко снижается при числе пользователей свыше 100. При количестве пользователей свыше 1000 стоимость обеспечния работы 1 пользователя в год на mainframe в три раза дешевле, чем на UNIX-машинах. За счет того, что многие операции на мэйнфреймах выполняются на аппаратном уровне, микропрограммами, достигается высокий уровень безопасности данных, соответствующий классу B1 стандарта США.
Мэйнфреймы предствляют собой идеальную аппаратную платформу для построения мощных надедных серверов, поддерживающих все современные сетевые стандарты, а также стандарты открытых систем. Переход на КМОП-технологию вызвал резкое удешевление этих серверов, резко снизились требования к площадям (зачастую требуется не более 1-2 кв. м), системам электропитания (в десятки раз!), охлаждения. Сегодня для работы в OS/390 свыше 800 фирм, среди которых SAP, Oracle, Software AG создают программное обеспечение.
Следует отметить, что парадигма мэйнфреймов как систем суперцентрализованной обработки в чистом виде практически исчерпана - сегодня наблюдается миграция в сторону открытых систем. Совместное использование мэйнфреймов и систем, построенных в соответствии с архитектурой клиент-сервер позволяет взять лучшее от обеих платформ. Сегодня мэйнфрейм уже не компьютер, обеспечивающий все вычислительные процессы в организации, а скорее это сервер или хранилище данных.
В заключение хочется сказать, что внедрение мэйнфрейм- технологий требует определенного уровня культуры бизнеса, достаточно высоких стартовых инвестиций, скрупулезного планирования. Только в этом случае использование мэйнфреймов будет действительно высокоэффективным.
Список адресов WWW-серверов крупнейших производителей мэйнфреймов:
IBM
http://www.s390.ibm.com
Amdahl Computers
http://www.amdahl.com
Hitachi Data Systems
http://www.hds.com
Unisys Corporation
http://www.unisys.com
Comparex Informationssysteme GmbH
http://www.comparex.de