PDF de programación - z/OS TSO e ISPF

El sistema operativo z/OS y sus interfaces

Introducción al Sistema Operativo z/OS

z/OS, TSO e ISPF

Roberto Gómez Cárdenas

[email protected]

Lámina 1

Roberto Gómez C.

¿Qué es z/OS?

• Sistema operativo mainframe

sistema operativo de 64 bits
– sistema operativo de 64 bits

• Utilizado para procesar grandes cantidades de

trabajo para varios usuarios concurrentes.

• Diseñado para

– servir 1000s de usuarios concurrentemente
– Computo I/O intensivo
– Procesamiento de grandes cantidades de carga de

trabajo

– Ejecución segura de aplicaciones críticas

Lámina 2

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

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El sistema operativo z/OS y sus interfaces

Introducción al Sistema Operativo z/OS

Recursos hardware manejados por

z/OS

Mainframe computer
(CPU, processor

storage)
storage)

z/OS
running
here...

... Director links
mainframes with
DASD controllers

DASD
controller

Tape drive

Tape

cartridges

System Console

(hardware)

Master Console

(z/OS)

Operator Console

(z/OS)

Disk storage

(DASD volumes)

Lámina 3

Roberto Gómez C.

Características z/OS

• Multiprogramación y multiprocesamiento
– ejecutar varios programas concurrentemente
– operación simultanea de dos o más procesadores que

comparten recursos en común

• Módulos y macros

– grupo instrucciones relacionadas es una rutina o módulo
– conjunto módulos es un componente del sistema

• WLM: Workload Management componente de z/OS que controla
• WLM: Workload Management componente de z/OS que controla

recursos del sistema

• RTM: Recovery Termination Manager maneja recuperación sistema
– secuencia instrucciones que llevan a cabo de forma frecuente

funciones del sistema son invocadas dentro de macros

Lámina 4

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

2

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

Elementos z/OS

• Control blocks

– área de almacenamiento donde se almacena el seguimiento

de trabajos
d t b j
– cuatro tipos

• System-related control blocks
• Resource-related control blocks
• Job-related control blocks
• Task-related control blocks
– sirven como vehículos de comunicación a través de z/OS y
sirven como vehículos de comunicación a través de z/OS y
contiene información del sistema
• cada bloque de control relacionado con recursos representa un

recurso

• cada bloque relacionado con trabajo representa la ejecución de un

trabajo

Lámina 5

Roberto Gómez C.

Tipos de almacenamiento

• Almacenamiento físico ubicado dentro del procesador

del mainframe
– almacenamiento procesador
– almacenamiento real
– almacenamiento central (central storage)
– acceso síncrono con el procesador

• Almacenamiento físico externo al mainframe
– almacenamiento en DASD como discos y cintas
– almacenamiento de paginas
– almacenamiento auxiliar (auxiliary storage)
– acceso asíncrono

Lámina 6

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

3

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

Elementos internos z/OS

• Maneja tres diferentes tipos de

almacenamiento:
almacenamiento:
– almacenamiento real
– almacenamiento auxiliar
– almacenamiento virtual

Lámina 7

Roberto Gómez C.

El espacio de direcciones

• Almacenamiento virtual

– ilusión creada con a través del manejo del almacenamiento
– ilusión creada con a través del manejo del almacenamiento

real y auxiliar a través de tablas

• Porciones ejecución de un programa son dejados en

almacenamiento real
– el resto es dejado en almacenamiento auxiliar
Espacio direcciones
• Espacio direcciones
– rango direccionable de almacenamiento virtual disponible

para un usuario o programa

– cada usuario o programa ejecutando separadamente es

representado por un espacio de direcciones

Lámina 8

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

4

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

El espacio de direcciones en z/OS

• z/OS soporta direcciones de

64 bits de largo
64 bits de largo
– programa puede direccionar

hasta
18,446,744,073,709,600,000
bytes (16 exabytes) de
localidades de memoria

16 EB

64-bit addresing
(z/OS)

2GB
2GB

The “Bar”

Lámina 9

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31-bit addresing
(MVS/XA)

24-bit addresing
(MVS)

16 MB

The “Line”

Aislamiento espacio de direcciones

• Espacios direcciones en z/OS permite distinguir

entre los programas y datos que pertenecen a
entre los programas y datos que pertenecen a
cada espacio de direcciones.

• Espacio direcciones abarcan zonas públicas y

privadas
– áreas privadas en espacio direcciones del usuario

son aislados de otras áreas privadas en otros
son aislados de otras áreas privadas en otros
espacios de direcciones.

– espacio direcciones contienen áreas comunes que

son accesible por cualquier otro espacio de
direcciones.

Lámina 10

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

5

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

DAT: Dynamic Address Translation

• Proceso de traducir una dirección virtual

durante una referencia de almacenamiento a la
durante una referencia de almacenamiento a la
correspondiente dirección real

• Implementado en hardware y software

Lámina 11

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Campos dirección virtual

• Página

– espacios direcciones son divididos en unidades de 4Kb de

almacenamiento virtual llamadas páginas
almacenamiento virtual llamadas páginas

• Segmento

– unidades de 1 Mb
– secuencias de direcciones virtuales
– por ejemplo, espacio direcciones virtuales de 2GB, consiste

de 2048 segmentos

• Región

– espacio direcciones son divididos en unidades de 2 a 8

gigabytes llamadas regiones

– por ejemplo, espacio direcciones virtuales de 2TB, consiste

de 2048 regiones

Lámina 12

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

6

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

Formato dirección virtual

• Cuatro campos:

bit 33 43 SX í di

– bits 0 - 32: RX, índice de región
– bits 33 - 43: SX, índice de segmento
t
– bits 44 - 51: SX, índice página
– bits 52 - 63: BX, byte index

d

• RX se encuentra dividido en tres campos

– bits 0 - 10: RFX, Region First Index
– bits 11 - 21: RSX, Region Second Index
– bits 22 - 32: RTX, Region Third Index

Lámina 13

Roberto Gómez C.

Páginas, marcos y slots

• Piezas programa ejecutando en almacenamiento virtual

debe ser movido entre almacenamiento real y auxiliar
debe ser movido entre almacenamiento real y auxiliar
– Un bloque de almacenamiento real es un marco
– Un bloque de almacenamiento virtual es una página
– Un bloque de almacenamiento auxiliar es un slot

• Una página, un marco, un slot son del mismo tamaño:

4096 byte = 4Kb
4096 byte
4Kb

• Para el programador, el programa entero ocupa

espacios contiguos en el almacenamiento real todo el
tiempo.

Lámina 14

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

7

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

Paginas, marcos y slots

Lámina 15

Roberto Gómez C.

Traducción páginas en z/OS

Lámina 16

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

Paginación en z/OS

• Es transparente al usuario
• Page stealing
Page stealing
• Unrefenced interval count
• Swapping

– System Resource Management (SRM)
– Workload Management (WLM)

• Páginas protegidas

g

p

g

– espacio privado direcciones por usuario
– protección páginas
– protección de direcciones bajas
– llaves de protección de almacenamiento múltiple

Lámina 17

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Llaves protección almacenamiento

• Usadas para prevenir cambios no autorizados

en la memoria
en la memoria

• Necesario contar con una llave para cambiar
• Llave por cada 4K de memoria
• Numeradas del 0 al 15
t ?
• ¿Quién da seguimiento a todo esto?
t

Q ié d
– La llave reside en el PWS (Program Status Word)

t d

i

i

Lámina 18

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

9

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

El PSW

• Cada trabajo del sistema tiene asignado un PSW
• Entre otras cosas indica la llave de protección de
Entre otras cosas, indica la llave de protección de
almacenamiento usada por la instrucción.

• Indica el estado en que la instrucción se encuentra

corriendo.

• La llave se encuentra

en los bits 8 a 11

Lámina 19

Roberto Gómez C.

¿Quién puede modificar la memoria?

• Cualquiera que cuente con la misma llave
0
• Cualquiera con llave 0
• Como obtener una llave 0

C l

i

ll

– La mayor parte de los programadores OS cuentan

con una llave 0
Ejecutar macro llamada MODESET
– Ejecutar macro llamada MODESET
• permite cambiar la llave de protección de

almacenamiento que se encuentra dentro del PSW

Lámina 20

Roberto Gómez C.

Roberto Gómez Cárdenas

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

La buena noticia sobre MODESET

• No todo mundo puede usarla.
• Usuarios deben contar con uno o más
á

U
privilegios especiales
– Cualquiera (o cualquier programa) con llave 0

d b

i

(actualmente, es probable que sean las llaves 0 - 7)

p

– Supervisor (system) state
– Authorized Program Facility

( y

)

Lámina 21

Roberto Gómez C.

Estados del sistema operativo y la APF

• Estados del sistema

– Supervisor (system) state
– Supervisor (system) state

• trabajo realizado por el sistema
– Problem program (user) state
• trabajo realizado por el usuario

– El sistema se encuentra en un estado o en otro

• Authorized Program Facility (APF)

– no es un estado, sino una característica especial
– un programa APF autorizado debe residir en una librería
designada por APF que se encuentra en SYS1.PARMLIB

– programa debe ser ligado con dicha librería

Lámina 22

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Introducción al Sistema Operativo z/OS

Llaves del PSW

• Llaves de 0 a 7 son usadas por el BCP (Base