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Sistema IBM 390

El sistema computador IBM-390 está formado por los siguientes componentes:

Unidad Central de procesamiento

IBM 390 Multiprise 2000

Esta gama de mainframes de IBM apareció en septiembre de 1990 y es el último diseño de IBM con 31 bits de dirección y 32 bits de datos (el motivo de utilizar 31 bits para direccionar memoria es poder usar el bit más alto de la dirección como bit de estado) específico para mainframes. Esta arquitectura de buses fue copiada por Amdahl, Hitachi, y Fujitsu entre otros competidores. Fue el sucesor del IBM 370 y siguió manteniendo relativo éxito gracias a una posterior actualización a 64-bit en el año 2000.

La arquitectura 390, junto con el resto de periféricos compatibles recibieron la denominación System/390, o S/390 como abreviatura. Durante la vida de la plataforma, esta paso por 6 grandes modificaciones como, por ejemplo, el cambio de tecnología de integración, siendo en un principio tecnología bipolar para acabar usando tecnología CMOS. Estas generaciones fueron denominadas G1 (primera generación) a G6.

Algunos de los cambios que sufrió en el transcurso del tiempo fue la ampliación del juego de instrucciones, aumento de rendimiento y reducción de tamaño.

El sistema del que disponemos en el museo es una CPU de quinta generación, siendo esta la primera que realmente obtuvo ventaja de la tecnología CMOS disponiendo de mayor velocidad, así como un tamaño mucho menor.

La arquitectura emplea un canal de entrada/salida continuando con la tradición de anteriores mainframes de IBM, delegando así la responsabilidad de la entrada/salida a sistemas especializados (los canales), liberando a la CPU de una importante carga de trabajo.

En cuanto a la arquitectura del bus de memoria, registros e instrucciones, el sistema mantiene la compatibilidad con el S/360 (24 bit de dirección/32 bit datos) y la arquitectura S/370.

Pese a ello, S/390 es esencialmente una arquitectura de 32 bits. Al igual que S/360, S/370, 370-XA, y ESA/370, los registros de uso general son de 32 bits, y las instrucciones aritméticas emplean aritmética de 32 bits. Lo único que queda limitado a 31 bits son las direcciones de memoria.

De hecho, la memoria RAM del sistema no se limita a 31 bits (2 GB). Mientras que un espacio de dirección única no puede exceder 2 GB, S/390 permite espacios de dirección concurrentes múltiples. Estos rangos de direcciones se dedican a proveer de memoria a máquinas virtuales corriendo sobre la máquina real, pueden emplearse también como almacenamiento intermedio entre la CPU y unidades externas, o para el sistema de paginación, aumentando considerablemente su rendimiento.

En 1994 IBM dotó a la serie 390 de la tecnología Parallel Sysplex, la cual permitía formar de forma fácil, clusters de mainframes IBM, compartiendo datos y realizando computación distribuida, además de esto, el kernel del SO de todas las máquinas, era el mismo (normalmente Z/os).

Recientemente, algunos fabricantes de PCs licencian y emplean tecnología S/390 en ordenadores personales, usados principalmente para desarrollo de software.

Unidades de almacenamiento Primario

Amdahl Spectris Platinum

Este subsistema provee al IBM390 de almacenamiento primario, por medio de discos duros.

El sistema se compone de dos o cuatro armarios, distinguiéndose dos tipos diferentes entre ellos. Uno es siempre la unidad principal, encargada de la comunicación con el mainframe, la gestión de la alimentación y la memoria caché. Esta unidad es capaz de gestionar de una a tres unidades esclavas, que son las que llevan los discos duros, y tienen la responsabilidad de gestionar los RAID (hasta cuatro por armario). El rendimiento global del sistema llega a las 6.000 operaciones de I/O por segundo.

Respecto a la unidad maestra del sistema, puede asignar la memoria caché (ampliable hasta 12 GB) a bloques RAID o a canales de comunicación, permitiendo así una mejor utilización de la misma. Esta, se conecta al ordenador mediante canales I/O, en esta unidad, se emplea conexiones FICON.

Por otro lado, en cada unidad esclava nos encontramos 4 subbloques físicos, de 32 discos cada uno, configurados como RAID-1. RAID-1 se basa en la duplicación de datos, así que su ventaja principal es la fiabilidad, si a esto añadimos que el sistema viene preparado con una duplicación exhaustiva de todos sus componentes (conexiones de datos, memoria, fuentes de alimentación, canales de I/O), el sistema resultante es extremadamente tolerante a fallos. Otra de las ventajas de RAID-1 es una velocidad de lectura muy alta, directamente proporcional al número de discos por array, pero como la escritura es siempre la misma en todos, en este caso no gana velocidad. Aún así el sistema puede trabajar con poca redundancia, para aumentar la capacidad de almacenamiento.

Respecto a los discos duros, el modelo del que disponemos está equipado con discos duros Fujitsu m2954yz, que tienen una capacidad de 4,3GB. Estos, son el modelo de entrada para este producto, llegando a estar disponibles también discos duros de hasta 20GB, ofertados por el fabricante, pero al llevar una conexión estándar Ultra SCSI, cualquier disco duro con esta interfaz serviría.

Esta interfaz también se llama Fast20 o SCSI-3 y, como características, tiene una tasa de transferencia de 20Mb/s, son dispositivos basados en transferencia de bytes, soporta 8 dispositivos por bus, el tamaño máximo de cable es de 3 metros y el conector genérico de esta interfaz es de 50 pines. Además, el dispositivo lleva en la puerta frontal una serie de displays para indicar el estado de cada RAID.

Con la ocupación actual del conjunto, tenemos una capacidad de 72 GB sin mantener redundancia.

Respecto al fabricante, Amdahl, puso a la venta esta familia de productos el 17 de febrero de 1998. Poco más tarde esta empresa fue comprada por Fujitsu, la cual ha ido comprando la mayoría de empresas que fabricaban componentes para el sistema 390.

Unidades de almacenamiento Secundario

Unidad de cintas Fujitsu FACOM 617A1 y Fujitsu FACOM 617B

El sistema FACOM 617 es una unidad de almacenamiento secundario en cinta. El sistema está compuesto por dos de las tres unidades disponibles.

Las diferencias entre las unidades disponibles, varían principalmente en la compatibilidad con sistemas previos, por usar diferentes velocidades.

Como características generales, las tres unidades utilizan el mismo tipo de cinta, el modelo de 9 pistas, presentado en 1964, el cual, tiene un ancho de cinta de media pulgada (12,7 mm). La longitud de la cinta es de hasta 2400 pies (731,5 metros), y su densidad de almacenamiento es de 800, 1600 o 6250 cpi (caracteres por pulgada).

El sistema de lectura/grabación del conjunto es lineal, método por el cual las pistas de información están situadas longitudinalmente en el sentido de recorrido de la cinta.

Este es el método más sencillo de implementar, que menos fallos presenta y con menor mantenimiento, pero a la vez es el método que más espacio útil de la cinta desperdicia, además el sistema lleva un sistema de vacío para evitar tensiones y mantener limpios la cinta y los cabezales.

Otra característica común a las unidades, es la velocidad de desplazamiento de la cinta, con una velocidad de 125 pulgadas por segundo (317,5 cm/s) en modo Streaming y de 75 pulgadas por segundo (190,5 cm/s) en modo normal de operación. El tiempo de rebobinado de la cinta es de 55 segundos.

Por último, mencionar las diferencias entre los diferentes modelos del producto:

• El FACOM 617A es la unidad principal, es necesaria para poder usar cualquiera de los otros dos modelos. Lleva la lógica de conexionado con el exterior mediante conexiones ESCON, por tanto es la de mayor tamaño de las tres. La densidad de cinta que emplea es de 6250 cpi, y unas tasas de transferencia de 470 KB/s en modo normal de operación y de 781 KB/s en modo Streaming.
• La unidad FACOM 617B, la otra disponible en el museo, es una unidad esclava del modelo 617A, y la diferencia con ella es que esta soporta dos densidades de cinta diferente, 6250 cpi con iguales tasas de transferencia que el modelo 617A, y 1600 cpi, que nos da unas tasas de transferencia de 120 KB/s y 200 KB/s en los modos normal y streaming, respectivamente.
• Por último la unidad FACOM617E es idéntica a la 617B, pero las densidades soportadas son diferentes, siendo en este caso de 1600 cpi, la cual tiene l a misma tasa de transferencia que la unidad previa, o de 800 cpi, la cual tiene una tasa de transferencia de 60 KB/s y 100 KB/s.

Como ultima curiosidad, decir que en una cinta de 6250 cpi, de longitud máxima (2400 pies), solo se pueden almacenar 181 MB aproximadamente.

Unidad de cintas StorageTek 4490 Autoloader

El StorageTek 4490 es un dispositivo de almacenamiento secundario mediante el empleo de casetes magnéticos.

Este sistema, a diferencia del FACOM 617, usa las cintas protegidas en una especie de cartucho, lo que le otorga ciertas ventajas (e inconvenientes) frente al sistema de cinta abierta.

Como similitud, diremos que este sistema emplea una anchura de cinta idéntica a la de 9-pistas del sistema FACOM: media pulgada (12,7 mm). Al estar cerrada en un casete, la longitud (desarrollo) de la cinta es menor, lo que implica una menor capacidad.

La tecnología de grabación empleada, es lineal, al igual que en el FACOM 617, pero con la diferencia que esta vez se trazan 36 pistas, lo que permite que, pese a que la longitud total sea menor, la capacidad por cartucho supere a la capacidad de la cinta del 617, siendo capaz de almacenar 820 MB por cartucho.

Ahora, la principal ventaja del sistema, es la posibilidad de la automatización del proceso de cambio de casete, con lo que el sistema tiene disponibles varios cartuchos desde donde poder leer y escribir.

El sistema disponible es un Auto-loader (auto cargador), categoría en la cual están clasificados los componentes caracterizados por estar contenidos en un único armario la unidad (o unidades) lectoras, y el almacenamiento de los cartuchos, que son alimentados mediante un único brazo robótico.

En este sistema, el tiempo de carga de cartucho, es decir, desde que el usuario elije un dato y el brazo carga el cartucho correspondiente, es de 8 segundos, y la tasa de transferencia es de 4,5 MB/s.

Unidad de control de terminales

IBM 3174 1L

Las unidades IBM 3174 sirven para conectar el mainframe a las diversas terminales de acceso.

Ambos subsistemas de comunicación soportan terminales ASCII y 3270 (protocolo de terminal propio de IBM), y se pueden comunicar con el mainframe mediante conexiones de canal S/390, V.35, canal ESCON, X.21, Token Ring y Ethernet.

El modelo 3174 1L es un modelo de conexión local entre el mainframe y las terminales, su montaje es superficial, tiene una memoria de 1 a 4 MB, soporta de 4 a 32 terminales y se conecta mediante Token ring, Ethernet o el canal 390.

Por otro lado, el modelo 3174 22L es un sistema de montaje sobre rack, tradicionalmente sobre chasis IBM 9309, cuenta con conexión ESCON hacia el mainframe, de 2 a 6 MB y es capaz de soportar de 4 a 64 terminales. En el chasis se dispone de 5 unidades, pudiendo controlar en total hasta 320 terminales.

Impresora

FACOM 670

Se trata de una impresora de cadena. En este tipo de impresoras las piezas que representan a los diferentes caracteres se disponen en una cadena continua que gira a gran velocidad. Un grupo de martillos controlados electrónicamente efectúan los golpes que permiten imprimir sobre el papel los caracteres. La velocidad de impresión de esta tecnología varía desde las 300 a 2400 líneas por minuto.

En este impresora, el cabezal de impresión de la impresora es fijo, y abarca todo el espacio imprimible.

Sus principales ventajas son:

• Alta velocidad: El tiempo de impresión de línea solo depende de lo que un carácter tarde en pasar por la posición deseada, un tiempo muy corto.
• Alta fiabilidad: Pese a lo complejo del mecanismo, el numero de piezas móviles sometidas a grandes esfuerzos, son mínimas.
• Gran capacidad de trabajo: Debido a que presentan una alta calidad y gran fiabilidad, son impresoras preparadas para entornos industriales, con un nivel de impresión elevado. Además las impresoras van acompañadas de alimentadores de papel de alta capacidad.

Entre sus inconvenientes están:

• Gran tamaño: Debido a que el cabezal de impresión es fijo y cubre todo el ancho del papel, el tamaño de este es grande, además de tener que albergar el alimentador de papel.
• Precio elevado: Lo complejo y poco extendido de esta tecnología, unidos a el material de alta calidad necesario para que sea un sistema fiable, hace que el precio inicial del sistema sea elevado.
• Muy ruidosas: Teniendo en cuenta un ancho de papel de 80 caracteres, el numero de golpes (martilleos) por minuto es del orden de 24.000 a 192.000.
• Solo imprimen texto: Estas impresoras solo son capaces de imprimir texto, además solo se puede cambiar de tipografía cambiado la cadena de caracteres, siendo este un proceso no trivial.

El sistema de alimentación de papel en esta impresora se realiza mediante tracción, lo cual implica el uso de papel continuo y con unas bandas laterales perforadas, donde la impresora mediante unos dientes hace que avance el papel.

Pieza donada por la Agencia Tributaria de Castilla y León

Página preparada por Diego Durantez Pastor. Última modificación: 31 de agosto de 2017 a las 12:12.

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