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In [[informatica]] il '''mainframe computer'''<ref>"Mainframe computer" è un [[prestito linguistico|prestito]] dell'[[lingua inglese|inglese]].</ref> ([[Ellissi (figura retorica)|ellissi]]
== Storia ==
[[File:K-V-Laurikainen-1961.jpg|thumb
Molti produttori fabbricarono i computer mainframe a partire dalla fine degli [[anni 1950|anni cinquanta]] fino agli [[anni 1970|anni settanta]]. A quell'epoca erano conosciuti come "[[IBM]] e i sette nani", dove questi ultimi si riferivano a Burroughs, [[Control Data Corporation|Control Data]], [[General Electric]], [[Honeywell]], [[NCR Corporation|NCR]], [[Radio Corporation of America|RCA]], e [[Remington Rand|UNIVAC]]. Il dominio di IBM crebbe dalla serie 700/7000 e successivamente lo sviluppo della serie in architettura S/360. Quest'ultima architettura ha continuato ad evolversi negli attuali mainframe IBM Z che, assieme con gli allora mainframe Burroughs e ora i mainframe Unisys basati su MCP, sono tra le poche architetture mainframe che ancora esistono. Detto ciò, sebbene essi possano ancora fare girare il codice [[IBM System/360]] a 24 bit, i server [[CMOS]] a [[64 bit|64-bit]] IBM Z hanno quasi niente fisicamente in comune con i vecchi sistemi. Il gruppo dei più grandi degli ultimi concorrenti dell'IBM era anche spesso soprannominato ''Il BUNCH'' dalle loro iniziali (Burroughs, UNIVAC, NCR, CDC, Honeywell). Produttori di rilievo al di fuori degli Stati Uniti furono [[Siemens (azienda)|Siemens]] e [[Telefunken]] in [[Germania]], International Computers Limited (ICL) nel [[Regno Unito]], e [[Fujitsu]], [[Hitachi (azienda)|Hitachi]], e [[NEC Corporation|NEC]] in [[Giappone]]. L'[[Unione Sovietica]] e i paesi del [[Patto di Varsavia]] fabbricarono copie simili ai mainframe IBM durante la [[Guerra fredda]].
[[File:ICT-Model-1301.jpg|thumb|right|Altro esempio di primi mainframe]]▼
La [[domanda e offerta|domanda]] in contrazione e la dura competizione causò una scossa nel mercato nei primi [[anni 1980|anni ottanta]]: RCA vendette a UNIVAC; anche GE uscì; Honeywell fu comprata da [[Bull]]; UNIVAC divenne una divisione di Sperry Corporation che successivamente si fuse con Burroughs per formare la Unisys Corporation nel [[1986]]. Nel 1991, [[AT&T]] per un breve periodo possedette NCR. Durante lo stesso periodo, le aziende trovarono che i server basati su progettazione microcomputerizzata potevano essere impiegati a una frazione del prezzo di acquisizione dei mainframe e offrire agli utenti locali un maggior controllo sui loro sistemi date le politiche e le pratiche IT a quel tempo. I [[terminale (informatica)|terminali]] usati per interagire con i sistemi mainframe furono gradualmente rimpiazzati dai [[personal computer]]. Conseguentemente, la domanda crollò e le nuove installazione di mainframe furono limitate soprattutto alle macchine per servizi finanziari e governativi. Nei primi [[anni 1990]], c'era un consenso tra gli analisti di industria che quello del mainframe era un mercato morente in quanto le piattaforme mainframe furono incrementalmente rimpiazzate da [[rete di computer|reti di personal computer]].
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== Descrizione ==
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Il termine risale ai primi anni dell'[[informatica]]; esso si riferiva, infatti, al grande assemblato che conteneva il [[processore]] centrale e il complesso dei dispositivi di ingresso/uscita. Nel seguito il termine fu usato per distinguere gli elaboratori di alta fascia da quelli meno potenti che erano spesso contenuti in involucri più piccoli. Oggigiorno il termine mainframe si riferisce principalmente ai sistemi IBM System z14, i discendenti in linea diretta del [[System/360]], sebbene sia adoperato anche per i discendenti in linea diretta dei mainframe Burroughs Large Systems e della serie UNIVAC 1100/2200.
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=== Caratteristiche ===
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Anche i sistemi operativi utilizzati nei mainframe tendono a essere ad alta affidabilità e gestione efficiente del carico di lavoro. Utilizzando il sistema operativo [[z/OS]], ad esempio, è possibile gestire in maniera efficiente e con garanzie di protezione e isolamento carichi di lavoro diversi utilizzando sofisticate tecnologie di ''Workload Management''. Inoltre, i mainframe possono incrementare la propria capacità elaborativa in maniera dinamica e granulare.
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=== Prestazioni ===
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La potenza elaborativa dei mainframe è storicamente misurata in [[MIPS (unità di misura)|MIPS]] (milioni di [[istruzione (informatica)|istruzioni]] per [[secondo]]). Oggigiorno l'unità, nonostante le origini del nome, non è più legata strettamente al numero di istruzioni eseguite dalla [[CPU]], ma è un'unità di misura relativa della potenza elaborativa delle macchine, ottenuta a seguito di [[Benchmark (informatica)|benchmark]] con carichi di lavoro predeterminati in un ambiente non limitato da vincoli infrastrutturali. Il più piccolo mainframe System z9 IBM oggi ha la potenza di 26 MIPS e il più grande 17.801 MIPS. La tecnologia IBM del Parallel Sysplex può aggregare in cluster fino a 32 di questi sistemi, facendoli apparire come una singola piattaforma elaborativa di circa 221.248 MIPS.
Tra gli addetti del settore, si sa da tanto tempo che la misura dei MIPS, intesa semplicemente come il numero di istruzioni al secondo in milioni, è misura fuorviante nel dimensionamento delle macchine e spesso scherzosamente definita come ''Meaningless Indicator of Processor Speed'' o ''Meaningless Information on Performance for Salespeople''. Le complesse architetture CPU dei moderni mainframe hanno ridotto la rilevanza dei valori in MIPS come numero effettivo di istruzioni eseguite al secondo. Allo stesso modo, i moderni design di sistema con prestazioni bilanciate si focalizzano sia sulla potenza della CPU sia sulla capacità di I/O, e le capacità di [[virtualizzazione]] rendono le misure comparative anche più difficili. L'IBM pubblica da molti anni un insieme di rapporti di prestazioni chiamato LSPR (''Large System Performance Reference'') che tengono in conto diversi tipi di carichi di lavoro e costituiscono una misura più rappresentativa delle prestazioni di un sistema. Questi dati non sono disponibili per sistemi di altra architettura.
Un termine di paragone attuale per la misurazione delle prestazioni di supercomputer ma anche mainframe sono i [[FLOPS]] (''floating point operation per second''), un indicatore del numero di operazioni in [[numero in virgola mobile|virgola mobile]] che una CPU riesce a calcolare in un secondo. La potenza di un mainframe dovrebbe essere misurata, al fine di garantire rappresentatività e affidabilità della misura stessa, ricorrendo non a benchmark fatti in casa, ma a benchmark condivisi, prodotti da organismi indipendenti di livello internazionale, come ad esempio il TPC (''Transaction Performance Council'') e la SPEC (''Standard Performance Evaluation Corporation'').
Il TPC pubblica ad esempio i risultati del benchmark TPC-C, finalizzato alla misura delle capacità di un sistema elaborativo di eseguire un elevato numero di transazioni nell'unità di tempo, benchmark che consente di apprezzare significative caratteristiche tecniche ed economiche di un sistema elaborativo (ad es. i rapporti Watts/KtpmC e Price/tpmC). Tuttavia non risultano pubblicati i risultati sui mainframe di benchmark prodotti da organismi indipendenti.▼
▲Il TPC pubblica ad esempio i risultati del benchmark TPC-C, finalizzato alla misura delle capacità di un sistema elaborativo di eseguire un elevato numero di transazioni nell'unità di tempo, benchmark che consente di apprezzare significative caratteristiche tecniche ed economiche di un sistema elaborativo (ad es. i rapporti Watts/KtpmC e Price/tpmC).
=== Mainframe e supercomputer ===
[[File:IBM mainframe Z10.jpg|thumb|Mainframe IBM z10 installato presso il [[Centro Elaborazione Dati|CED]] di una grande banca italiana nel nord Italia]]
La distinzione tra [[supercomputer]] e mainframe non è semplicissima, tuttavia i supercomputer generalmente si focalizzano su problemi che sono limitati dalla velocità di calcolo, mentre i mainframe si focalizzano su problemi che sono limitati dall'[[input/output]] e l'[[affidabilità]].
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* I supercomputer sono spesso costruiti ad hoc per elaborazioni particolari. I mainframe invece vengono utilizzati per un'ampia gamma di elaborazioni ovvero sono molto più [[general purpose]]. Di conseguenza, la maggior parte dei supercomputer viene assemblata per esigenze specifiche e usi particolari, mentre i mainframe tipicamente formano una parte della linea di modelli di un produttore.
* I mainframe tendono ad avere un numero di processori di servizio che assistono i processori principali (per il supporto [[crittografia|crittografico]], la gestione dell'[[input/output|I/O]], il monitoraggio, la gestione della memoria, ecc.) cosicché il numero effettivo dei processori presenti è molto maggiore di quanto uno possa immaginare. Il design dei supercomputer tende a non includere così tanti processori di servizio poiché essi non aggiungono in modo apprezzabile potenza di calcolo grezza.
'''Nota bene'''.
Nel gergo del settore a volte si utilizza<ref>https://www.fastweb.it/internet/cosa-e-un-mainframe/</ref>, impropriamente, il termine mainframe per indicare [[server]] e relativo storage con prestazioni di altissimo livello, a prescindere dalla tecnologia o sistema.
=== Statistiche ===
* Storicamente l'85% di tutti i [[programma (informatica)|programmi]] mainframe sono scritti nel [[linguaggio di programmazione]] [[COBOL]]. Il rimanente include un mix di [[PL/I]] (circa il 5%), [[Assembly]] (circa 7%), e vari altri linguaggi. eWeek stima che milioni di nuove linee di codice COBOL vengono ancora aggiunte ogni anno, e che ci sono al mondo 1 milione di [[programmatore|sviluppatori]] COBOL, con numeri crescenti nei mercati emergenti. Va comunque detto che la percentuale delle linee di codice COBOL per mainframe in produzione sta diminuendo mentre quella relativa al codice scritto in linguaggi come il [[C (linguaggio)|C]], il [[C++]], e in particolar modo [[Java (linguaggio di programmazione)|Java]], sta crescendo rapidamente.
* Il COBOL per mainframe ha acquisito recentemente nuove [[funzioni (informatica)|funzioni]] orientate al [[World Wide Web|Web]], per esempio il [[parsing]] [[XML]], con il PL/I che segue a ruota nell'adozione delle caratteristiche dei linguaggi moderni.
* I programmi COBOL offrono maggiore precisione per quanto riguarda il calcolo matematico e sono quindi ancora difficilmente rimpiazzabili da linguaggi a programmazione ad oggetti moderni come Java e C++ che hanno la tendenza ad arrotondare i risultati dei calcoli. Per questo, ancora oggi, quasi la totalità delle istituzioni bancarie fa riferimento ad architetture scritte con linguaggio COBOL.
* Il 90% dei mainframe IBM hanno installato il software di elaborazione delle transazioni [[Customer Information Control System|CICS]]. Altri software comunemente utilizzati sono i [[database]] [[Information Management System|IMS]] e [[IBM DB2|DB2]] e i [[middleware]] [[WebSphere|WebSphere MQ]] e [[WebSphere|WebSphere Application Server]].
* Nel [[2004]] IBM dichiarò l'acquisizione di più di 200 nuovi clienti mainframe (nel [[XXI secolo]]). Molti utilizzano [[GNU]]/[[Linux]], alcuni in maniera esclusiva. Ci sono anche nuovi clienti [[z/OS]], spesso in mercati emergenti e tra le aziende che cercano di migliorare la qualità di servizio e l'affidabilità.
* Nel maggio [[2006]], IBM dichiarò che 1.700 clienti mainframe usano Linux. La giapponese Nomura Securities parlò al LinuxWorld nel 2006 ed è una delle più grandi installazioni nota pubblicamente, con più di 200 IFL (processori specializzati per Linux) attivi che sostituirono stanze piene di server di altra architettura.
* La maggior parte dei mainframe sono usati in maniera continua al 70% della potenza delle CPU. Un livello del 90% è tipico e i mainframe moderni tollerano periodi lunghi di utilizzo della CPU al 100% senza perdere la stabilità, [[coda (informatica)|accodando]] il lavoro secondo le priorità di business senza causare problemi alle elaborazioni in corso.
== Sistemi operativi ==
=== Linux per IBM Z e UNIX ===▼
{{Storia dei sistemi operativi per i mainframe IBM}}▼
▲===Linux per IBM Z e UNIX===
I nuovi, più piccoli ed economici IBM Z insieme a Linux, si impongono come un'interessante alternativa ai server di tecnologia [[RISC]] o [[SPARC]] con Unix. Linux su macchine con tecnologia Mainframe (MF) sembra essere una soluzione tecnicamente adottabile sotto molti punti di vista:
* affidabilità e gestibilità derivanti da 40 anni di esistenza della piattaforma;
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=== La gestione di complessi carichi di lavoro nell'IBM Z ===
Come tutte le tecnologie si sono evolute nell'ottica di poter ospitare carichi di lavoro specifici, una serie di tecnologie sono state integrate all'interno degli IBM Z per poter ospitare carichi di lavoro eterogenei tra loro all'interno della stessa elaborazione. Non è affatto inusuale constatare che un solo System z9 riesca a gestire applicazioni prettamente transazionali insieme ad applicazioni di [[Business intelligence|Business Intelligence]]. Questo è dovuto ad un costante ammodernamento della piattaforma che ha cercato di mantenere come caratteristica fondamentale l'effettivo supporto a tutto ciò che la tecnologia aveva già prodotto.
In poche parole, se negli anni ottanta le applicazioni transazionali [[Information Management System|IMS]] erano perlopiù utilizzate in un mondo Mainframe, oggi, le applicazioni Java possono essere integrate all'interno di un'infrastruttura Z capace di mantenere le caratteristiche prestazionali della piattaforma transazionale tradizionale [[Customer Information Control System|CICS]] ed IMS insieme a quelle generate dal nuovo carico di lavoro Java. Non solo. La quantità di dati prodotti nel tempo sono oggetto di analisi attraverso applicazioni che riescono a sfruttare le caratteristiche di "DataBase Machine" e di "I/O Rate" tipiche dell'IBM Z in generale. Non c'è, inoltre, da meravigliarsi se allo stesso tempo alcuni server Linux virtualizzati all'interno di uno z/VM espletano funzioni di servizi di rete infrastrutturali all'azienda ([[firewall]], [[Dynamic Host Configuration Protocol|DHCP]], [[Domain Name System|dns]]).
Una caratteristica della tecnologia dell'IBM Z è l'abilità di supportare applicazioni di diversa natura attraverso tecniche intelligenti ed avanzate di gestione del ''workload''
La funzione che permette tutto questo è il Workload Manager (WLM). L'idea del Workload Manager è quella di tradurre gli obiettivi di business associati ad un dato workload all'interno di costrutti tecnici (regole e priorità) forzate dal Sistema Operativo.
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Il WLM gestisce l'uso delle risorse di sistema (processore, memoria e I/O) in modo da onorare questi obiettivi. L'identificazione e la classificazione delle richieste di lavoro sono supportati dai software middleware e dal sistema operativo: sono loro, infatti, che informano il WLM quando una nuova unità di lavoro entra ed esce dal sistema. Quando le unità di lavoro entrano nel sistema, vengono classificate ed assegnate ad una classe di servizio (Service Class) che descrive gli obiettivi in termini di performance che deve traguardare. Il WLM gestirà le risorse di sistema per assicurare che le politiche vengano rispettate.
Un
Poiché tale partizioni logiche devono essere gestite con gli stessi livelli di un singolo sistema, l'Intelligence Resource Director, sposta le risorse dinamicamente da un sistema all'altro in base alla priorità della unita di lavoro che richiede il servizio.
Le ultime migliorie sulla piattaforma del System z estendono ulteriormente le capacità hardware elaborative di carichi di lavoro misti. È infatti possibile usare processori specializzati ad eseguire diversi lavori:
* ''Central processor'' (CP): È il processore base, disponibile per tutti i sistemi operativi ed in grado di eseguire lavori di qualsiasi tipo.
* ''Integrated Facility for Linux'' (IFL): È un processore che può eseguire solo il sistema operativo Linux o il sistema di z/VM per l'utilizzo della virtualizzazione di immagini Linux
* ''System z Application Assist Processor'' (zAAP): Tale processore è stato utilizzato dall'IBM Java Virtual Machine (JVM) per eseguire il codice Java. I processori zAAP non sono più supportati. A partire da z/OS V1.11, z/OS consente l'esecuzione di workload eleggibili per zAAP su processori zIIP.
* ''IBM Z Integrated Information Processor'' (zIIP): L'IBM Z Integrated Information Processor (zIIP) è invece il processore in grado di eseguire speciali tipi di carico, tipici di un database. Tecnologicamente è infatti in grado di gestire tipi di carico per componenti di elaborazione legate alla Business Intelligence (BI), all'enterprise resource planning (ERP), ed al customer relationship management (CRM). Attualmente
* ''Integrated Coupling Facility'' (ICF): Questo processore gestisce, invece, il carico del Coupling Facility Control Code (CFCC). È infatti utilizzato per creare un sistema di Coupling Facility per essere utilizzato dall'IBM Z Parallel Sysplex solution (la tecnologia in grado di gestire un Cluster evoluto di IBM Z).
=== z/OS ===
{{vedi anche|z/OS}}
Su sistemi [[IBM]] si è soliti trovare come sistema operativo [[z/OS]].
== Valore economico ==
Il [[Return on investment|ritorno sugli investimenti]] (''ROI'') del mainframe, come avviene per qualsiasi piattaforma di calcolo, dipende dall'abilità dell'ambiente di scalare, supportare carichi misti, ridurre i costi del personale, fornire un servizio senza interruzioni per |applicazioni critiche per il [[business]], e altri fattori di costo legati ai [[rischio|rischi]]. Alcuni sostengono che i moderni mainframe non hanno un buon rapporto qualità prezzo. [[Oracle Corporation|Oracle]], [[Hewlett-Packard
È importante notare che per confrontare correttamente dal punto di vista economico due piattaforme informatiche ([[hardware]], [[sistema operativo]] e middleware) è più opportuno utilizzare come indicatore il ''TCO'' ([[Total Cost of Ownership]]), il quale considera, oltre al ''TCA'' (Total Cost of Acquisition) dell'hardware e del software, ad esempio i costi legati alla gestione dell'infrastruttura, altamente influenzati dai costi per il personale, e i costi per ottenere i livelli di [[qualità di servizio]] necessari per il buon andamento di un'azienda (sicurezza, disponibilità, affidabilità). Molti analisti concordano che la piattaforma mainframe permette di ottenere buone [[economia di scala|economie di scala]] nel campo della [[gestione]] e operatività e offrono [[garanzia|garanzie]] d'alta qualità di servizio.
=== Mercato ===
All'inizio del 2006, i mainframe [[IBM]]
Secondo una ricerca di Allied Market Research<ref>[https://www.alliedmarketresearch.com/mainframe-market Mainframe Market Size, Share and Growth Analysis | Trend 2025]</ref><ref>[https://www.bloomberg.com/press-releases/2019-05-15/global-mainframe-market-projected-to-reach-2-91-billon-by-2025-at-4-3-cagr-says-amr Global Mainframe Market Projected to Reach $2.91 Billon by 2025 at 4.3% CAGR, Says AMR]</ref>, il mercato mondiale del mainframe valeva oltre 2 miliardi di dollari nel 2017, e dovrebbe raggiungere i 2.9 miliardi entro il 2025, con un tasso annuo di crescita composto del 4,3%
== Note ==
<references />
== Bibliografia ==
* Il Mainframe - IBM ({{Collegamento interrotto|1=ftp://ftp.software.ibm.com/software/it/pdf/MAINFRAME_LR.PDF }})
* Introduction to the New Mainframe: z/OS Basics (http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/SG246366.html)
* Introduction to the New Mainframe: Networking (http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg246772.html)
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== Altri progetti ==
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▲{{Storia dei sistemi operativi per i mainframe IBM}}
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